Токовая защита в двухполярном блоке питания

Наличие эффективной системы защиты от перегрузки и замыканий цепи выхода предотвращает выход из строя как налаживаемой конструкции, так и самого блока питания. Система должна моментально уменьшить напряжение до нуля на обоих плечах блока питания, т.е. обладать "триггерным эффектом"
Лабораторный блок питания за разумную цену

 Работа схемы. В исходном состоянии транзисторы VT1.VT4 закрыты. При перегрузке, замыкании на корпус или "минус" положительного плеча открывание транзистора VT1 введет к пробою стабилитрона VD1, который открывает транзистор VT2. После чего срабатывает система "защелки", т.е. через два стабилитрона протекает ток, удерживающий транзисторы VT1 и VT2 открытыми даже после снятия короткого замыкания. Через диоды VD3 и VD4 поступает напряжение на базы транзисторов VT3 и VT4, которые формируют управляющие сигналы и закрывают регулирующие элементы положительного и отрицательного плеч стабилизатора. Диоды VD3 и VD4 являются пороговыми элементами для транзисторов VT3 и VT4 соответственно. В таком состоянии схема может находиться продолжительное время. При этом напряжение на выходе плеч равно нулю, а значит, тепловой пробой не грозит регулирующим транзисторам. С помощью резисторов R1 и R2 можно плавно или ступенчато регулировать ток срабатывания защиты. Чтобы вернуть схему в исходное состояние предусмотрен тумблер S1 ("Возврат"), который на короткое время размыкает цепь питания стабилитронов VD1 и VD2. Разводка на плате изображена на рис.2. Как самостоятельную часть блока питания можно подключать практически к любому двухполярному источнику напряжения.

Схема устройства для токовой защиты в двухполярном блоке питания

Наладка схемы. Следует подать напряжение на схему и проверить надежность функционирования токовой защиты на пределах 0,6 и 1,2 А, затем - в режимах плюсового и минусового короткого замыкания, а также плюсовое плечо-корпус, минусовое плечо-корпус. Транзисторы VT1 и VT2, резисторы R1.R4, стабилитроны VD1 и VD2 подобрать с одинаковыми параметрами. Если входное напряжение 34,5 В больше или меньше более чем на 10%, то нужно воспользоваться формулами:

 Uст.стаб= Uвх/2,3; (1)

R9 = Uвх - Uб.эVT1 - Uст.стаб - UVD3 - - Uб.эVT3/0,0011; (2)

R7 + R8 = 2Uвх - Uб.эVT1 - - Uст.стаб/(0,0085 - 0,0011); (3)

R7 = R7 + R8/18, (4)

где Uст.стаб - напряжение стабилизации стабилитронов VD1 и VD2, В;
Uвх - входное напряжение относительно корпуса;
UVD3 - падение напряжения на диоде VD3;
Uб.эVT1 - напряжение база-эмиттер транзистора VT1 (0,65 В для кремниевых);
R7-R9 - в омах. В знаменателе число 0,0011 А - ток через резистор R9, число 0,0085 А - ток через резисторы R7+R8.

Схема работает около 2 лет с пределами токовой защиты 0,6 и 1,2 А. При многократных коротких замыканиях и перегрузках в плюсовом и минусовом плечах сбоев не было. Замена элементов. Вместо указанных на схеме транзисторы можно заменить на КТ361Г, КТ315Е при Uвх 21 В; диоды VD3, VD4 - маломощные кремниевые; резисторы R1.R4 - проволочные; S1, S2 - переключатели типа ТП1-2; S2 - переключатель предела токовой защиты 0,6/1,2 А.