Меню

Как ограничить ток по разряду

Как ограничить силу тока

Как ограничить силу тока

  • Как ограничить силу тока
  • Как повышать и понижать напряжение
  • Как понизить силу тока
  • — транзисторный регулятор напряжения;
  • — преобразователь тока.
  • Как выставить ток покояКак выставить ток покоя
  • Как понизить сопротивлениеКак понизить сопротивление
  • Почему меняется сила токаПочему меняется сила тока
  • Как уменьшить сварочный токКак уменьшить сварочный ток
  • Как уменьшить напряжение токаКак уменьшить напряжение тока
  • Как уменьшить токКак уменьшить ток
  • Как понизить токКак понизить ток
  • Как уменьшить вольтажКак уменьшить вольтаж
  • Как зависит ток от напряжения
  • Как включать реостат в цепьКак включать реостат в цепь
  • Как переменный ток сделать постояннымКак переменный ток сделать постоянным
  • Как получить постоянный токКак получить постоянный ток
  • Как найти формулу сопротивленияКак найти формулу сопротивления
  • Как по мощности посчитать токКак по мощности посчитать ток
  • Переменный ток как понятиеПеременный ток как понятие
  • Сколько вольт в одном ампереСколько вольт в одном ампере
  • Как найти напряжение, зная мощностьКак найти напряжение, зная мощность
  • Что такое сила токаЧто такое сила тока
  • Как течет переменный ток в цепиКак течет переменный ток в цепи
  • Как увеличить токКак увеличить ток
  • Как узнать силу токаКак узнать силу тока

Источник

Как ограничить ток по разряду

ДОБАВЛЕНО 21/12/2009 22:39

мощность тебе мешать не должна

antisleep

Тогда немного по другому вопрос, БП использается для заряда аккумуляторов, а там как раз и нужно ограничить ток

параметры акумулятора — в студию

ДОБАВЛЕНО 21/12/2009 22:57

есть режим зарядки напряжением, например как в автомобиля

antisleep

Автоаккумуляторы и хотелось бы заряжать, если приспичит, а те схемы переделки что в инете без регулировке выходного тока! При подключении напрямую ток зарядки до 10А, начинает кипеть аккумулятор, а вот если б его ограничить.

antisleep, эта тема есть в инэте , сейчас по быстрому не нашел, а завтра на работе в закладках погляжу и выложу (очень удобно к тому же все давно решено)

antisleep

Давай, спасибо, а то решений полно, но все без регулировке по току

поставь реостат \сопротивление резистор\

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 00:09

я формулу давал нагрузка+резистор вот тебе и ток. только не забывай про мощностьт сопра. самый простой вариант. если надо отправлю электронную схему

antisleep

реостат? 12В 10А 120Вт эт какой же реостат

В старых промышленных зарядниках ток устанавливали, меняя напряжение вторичной обмотки. Почему в этом случае нельзя сделать так(менять напряжение в пределах 13-14-15.. вольт?

IIK тебе прально пишет. извини я не пойму твою конфигурацию. напиши акумулятор по току, бп на выходе , и ток какой тебе нужен

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:25

я тебе подрасчитаю

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:38

антислип давай бегом у меня смена заканчивается

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:43

antisleep

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:25

я тебе подрасчитаю

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:38

антислип давай бегом у меня смена заканчивается

ДОБАВЛЕНО 22/12/2009 01:43

Аккумулятор 12В 55Ач. Мне нужно чтобы на выходе БП регулировать ток

0. 5А. Если без регулировки подключить напрямую БП к аккумулятору, то ток 10А протекает через него, аккумулятор кипит.

antisleep, уже обяснили заком Ома, что непонятного? Чтобы регулировать ток, надо регулировать выходное напряжение блока питания. У компьтерного БП есть цепь обратной связи для стабилизации выходных напряжений. Если изменять напряжение обратной связи на входе усилителя ошибки, то можно изменять выходные напряжения.

antisleep

Тогда напряжение на выходе тоже будет меняться? Мне нужно постоянное напряжение на выходе, а менять только мощность. На выходе я сделал 14,4В, нужно чтоб можно было регулировать ток. Для многих из вас я задаю может и глупые вопросы, просто мне интерестно, с импульсниками только начал работать. Мой БП на KA7500, по даташиту у него два усилителя ошибки(если я правильно говорю), по входу первого усилителя изменением сопротивления от +12(который сейчас +14.4) я могу регулировать выходное напряжение. Может второй для регулировки тока?

Объясню еще раз закон Ома. U = I x R. Реши свою же задачу по этой формуле.
R — сопротивление аккумулятора оно постоянно и изменяется медленно только в процессе зарядки. Принимаем начальное значение 3 (три) ома.
I — ток, должен регулироваться от 0 до 5 ампер.
Даже невооруженным глазом видно, что напряжение при заданном диапазоне изменения тока будет равно 0. 15 вольт.
Надеюсь закон Ома стал понятен?
В БП с ШИМ КА7500 обратная связь приходит на 1 вывод.

antisleep

А разве в ЗУ для аккумулятора напряжение на выходе не должно быть постоянным?

antisleep, на этих приборах когда-то делали зарядки ИМЕННО для авто-аккумуляторов:
http://www.google.com/search?q=%D0%B1%D0%B0%D1%80%D0%B5%D1%82%D1%82%D0%B5%D1%80&sourceid=ie7&rls=com.microsoft:en-US&ie=utf8&oe=utf8

antisleep

Только вот должен тебя несколько расстроить. 12-и вольтовый акк при зарядке стабильным током от 12 же вольтового ИП всегда будет несколько недозаряжен. Например, при указанных выше условиях, ток начнёт экспоненциально уменьшаться при зарядке акка до напряжения 11 В (и это без учёта напряжения на самом стабилизаторе тока — с его учётом ещё раньше). Так что для обеспечения полной «заливки» акка напряжение на выходе ИП должно быть несколько больше напряжения полного заряда акка, плюс падение напряжения на стабилизаторе тока учесть надо. Итого, вольт 17 на выходе БП в общем случае тебе должно хватить. Ес-сно, для исключения перезаряда акка надо предусмотреть цепь контроля напряжения на аккумуляторе, желательно — с автоотключением зарядки (или переводом в режим тренировки «заряд-разряд»).

antisleep

ё, в натуре философ )))) Целая лекция, В принципе напряжение на выходе у меня регулируется, переменник на первой ноге, я напряжение выстовил как бортовая сеть авто 14,4В, а вот ток в 15А чет жестковато для аккумулятора, вот имучаю форумчан как его регулировать. Неделю в инете ищу какой нибудь регулятор тока, но ниче хорошего нет, в большинстве предлагают схемы на теристоре, но для импульсника не катит, вот и не знаю че придумать.

antisleep, извиняюсь, плохо знаком со схемотехникой комповых БП — не в курсе, ОС по напряжению в них сделана с 5 или 12 В, но в крайнем случае можно перекинуть её на 12 В.

Зачем? А просто регулировка по току на импульсных БП делается очень просто: последовательно с нагрузкой включается токовый датчик (шунт), падение напряжение на котором управляет сигналом ошибки (подменяя в этом режиме цепь регулирования выходного напряжения). При этом цепь контроля выходного напряжения не отменяется — просто она в это время не срабатывает — как я уже писал — напряжение при стабилизации тока растёт само — вместе с увеличением напряжения на аккумуляторе. А начнёт срабатывать штатная обр. связь по напряжению при достижении МАКСИМАЛЬНОГО напряжения заряда акка, и источник питания из источника тока превратится в источник напряжения. Выходное напряжение ИП сравняется с напряжением на акке, и заряд прекратится (по сути, получится просто параллельное соединение двух ИП — импульсника и акка. То же произойдёт при обрыве цепи акка — ИП не пойдёт «вразнос», ограничив напряжение на своём выходе в соответствии с заданием ОС по напряжению.

Хотя, по уму, ОС по напряжению лучше было бы подать на триггерный отключатель — но тогда при случайных обрывах заряд будет прекращаться намертво, а без акка на выходе такой ИП вообще не включишь. Врпочем, именно такой режим УМЫШЛЕННО реализован во некоторых вполне даже линейных (не импульсных) промышленных ЗУ: они не включаются как в отсутствие акка, так и при подключении «убитого» (переразряженного) акка, у которого остаточное напряжение меньше паспортного минимума.

Насчёт принципа регулирования тока в ИБП, копни Гугль на предмет поиска проектов Engineering Design на МС серии TOP2xx — попадался как-то проект такого зарядного устройства. В принципе, первичная цепь оттуда тебе не нужна, а вот вторичная, с ОС по току и напряжению — можно выдрать вчистую. Впрочем, буду посвободнее — могу сам копнуть. Кстати. описанное решение не только упрощает зарядное устройство, делая ненужным отдельный регулятор тока, но и повышает его КПД — уж больно эти аналоговые регуляторы тока любят воздух погреть (кстати, правильно они называются «источники тока» или «стабилизаторы тока», с чем может быть связан твой крах в поисках схемы).

ДОБАВЛЕНО 23/12/2009 21:38 PM

antisleep писал:
ё, в натуре философ )))) Целая лекция

А я лентяй.

Мне легче написать подробно одному, и потом всех остальных непросвещённых к этому посту отправлять, чем каждому по 10-20 постов отрывками лепить. Лень, как известно — двигатель прогресса, только лениться надо с умом.

antisleep

Я так и сделал, перекинул ее с 5 вольт на 12 и поставил переменник, теперь я могу регулировать выходное напряжение (установил на 14,4), пришлось отключить защиту, тупа перерезал проводник на плате, без этого при подключении нагрузки блок питания вырубался. Я в инете пытался найта какой нибудь регулятор тока, но ниче путного я так и не нашел, так как регуляторы тока либо маломощные, либа для трансформаторных блоков. В общем завис пока, не знаю как решить проблему с регулировкой по тока, сам только начал работать с импульсниками.

Читайте также:  Ток утечки аккумулятора автомобиля как измерить мультиметром

antisleep, извиняюсь — затупил я малость. Искать надо было не «Engineering Design», а «Design Idea». Вовремя вспомнил бы — быстрее бы нашёл.

Высоковольтная часть схемы тебе не нужна, она у тебя ужо е. А вот вторичная — хоть и нуждается в переработке под твои нужды (оригинальная схемка всего 16 Вт — т.е обеспечит зарядный ток для 12 В акка всего 1 А), тем не менее весьма удачно решена.

А ручной регулятор напряжения выкинь нафиг — напряжение, как я уже писал (если ты читал опус на предыдущей странице), будет изменяться по мере зарядки автоматически.

antisleep, есть вариант ограничить зарядный ток в пределах 5-10А. Потребуется небольшая доработка БП. Некоторые выводы микросхемы отрезаются от дальнейшей схемы, меняются элементы на другие, добавляется 1 транзистор типа кт361, несколько резисторов и датчик тока — 0,2-0,005 Ом. Пока полностью (на 100%) не проверена схема, но ток ограничивает реально. Вопрос возникает при глубоко разряженных аккумуляторах: сможет ли БП поддерживать заданны ток или просто уйдет в защиту. Когда смогу отсканировать схему — предоставлю.

amatti73

Сам долго мучался с регулировкой тока.
Вот тебе схема- пользуйся, а всем остальным — не хе. р флудить, Вас же чел конкретной помощи просит.

agent007

можно еще так

amatti73

И эта схемка вроде ниче. и как я понимаю за счет компараторов выбирается больший по уровню регулятор либо тока либо напруги. НУ, вроде процесс пошел, сиди да паяй.
Я себе еще поставил цифровые вольтметр и амперметр, защиту от переполюсовки по проводу PG, поменял мост и кондеры по цепи +12В ( а то у меня регулируется напруга от 6 до 15.6Вольт а ток от 0 до 10Ампер).

amatti73, можно один вопрос? Как я понимаю, нижняя часть схемы (на LM2577) добавляется к БП и от нее можно отказаться. Эта схема прошла реальную обкатку? А как ведет он себя с аккумуляторами, получившими глубокую разрядку?

amatti73

Да от нижней схемы можно смело отказаться , т.к. она нужна фактически для тихой и пропорциональной нагрузке работе вентилятора — это так сказать наворот далеко не всегда нужный. Для подключения к глубоко разряженной батарее и применяется схема на проводе PG
Вот ссылка
http://www.samodelkin.komi.ru/electron/zarbp.html

agent007

ДОБАВЛЕНО 11/01/2010 07:05

извиняюсь сразу не увидел термушки

Спасибо за ссылку, amatti73. Надо реализовать. Вопрос agent007: предложенная схема реализовывалась практически?

amatti73

Добрый вечер, господа! Как и обещал, предлагаю еще один вариант доработки БП. О своих экспериментах по этой схеме отпишусь позже. Какое мнение о ней?

Yurik L, а где вариант-то?

Извиняюсь, не получилось вечером присоединить файл. Пробую сейчас

Привет, коллеги! Какие мысли по поводу предложеной доработки?
Кратко опишу, что у меня получилось. БП на 200 Вт, по 12В — 8А. По указанной методике, подключая внешний источник и т.д., ток у меня получился 7,5А, такой нашел шунт. Подобрал нагрузку на ток 8,5 А (лампочки и резистор). Когда подключил, реальный ток был 6А, напряжение тоже понизилось. Не было под руками второго тестера, полагаю вольт 11-12, а настроен был на 14,2В. БП в защиту не уходит, ток ограничивает, при большом токе несколько понижается напряжение.
Думаю, аккумуляторы можно заряжать. Ваше мнение?

amatti73

Не совсем понятно КАКОЙ доработки. По какой схеме делал — по своей, которую тут выкладывал или по нашим? От этого многое зависит.

ДОБАВЛЕНО 15/01/2010 23:22

Если по той что ты выложил — будет садить питание. 100% Ты же не можешь упрапвлять-стабилизировать и ток и напряжение только на выв2. У тебя же 15 нога вообще не задействована.

Источник



Как ограничить ток по разряду

Мощные радиолампы «стреляют». Несмотря на все меры для предотвращения этого. Такие меры хороши и правильны. Они значительно снижают вероятность возникновения разряда внутри лампы. Но, к сожалению, не устраняют ее полностью (например, ошибка при настройке П-контура на полной мощности, давно не работавшая лампа и т.п.).

В этой статье рассмотрим, как сделать, чтобы возникший (несмотря на все наши усилия) разряд не повреждал бы лампу и окружающие ее детали.

Имеется в виду, что реле аварийного отключения анодного трансформатора от сети в РА уже есть. И оно срабатывает как триггер при перегрузке лампы по анодному току (т.е. отключается полностью и не включится до тех пор, пока вы его руками не запустите снова).

Постановка задачи

Высоковольтный конденсатор анодного источника, как правило, запасает намного больше энергии, чем требуется для повреждения лампы. Даже при отключенном анодном трансформаторе, разряжать конденсатор анодного источника только через дугу разряда в лампе – плохая идея.

Лампы с оксидным катодом косвенного накала и\или тонкими проволочными сетками, применяемые радиолюбителями для РА до 1,5 кВт, выдерживают до 4 Дж энергии [1], рассеиваемых на дуге разряда. Вольфрамовые катоды ламп прямого накала выдерживают до 50 Дж, но тонкие проволочные сетки есть и у них, поэтому граница 4 Дж относится и к ним. Энергия больше 4 Дж необратимо повредит оксидный катод или проволочную сетку во время разряда.

Заряженный до напряжения U конденсатор запасет энергию W: Wс = CU 2 /2 (1)

Конденсатор 20 мкФ анодного источника 1 кВ запасет 10 Дж, т.е. больше предела 4 Дж. Если такой конденсатор подключен прямо (точнее, только анодный через дроссель) к лампе и в ней возникнет разряд, то в лампе необратимо повредится сетка или катод. И это небольшой конденсатор относительно слабого (по мерках РА) источника (300 Вт максимум).

В более мощных источниках энергии в конденсаторе намного больше. Например, при 2 кВ конденсатор 40 мкФ запасает 80 Дж, чего с многократным избытком хватит, чтобы гарантировано сжечь лампу, рис. 1.
Рис. 1

И это мы посчитали только энергию, запасенную в конденсаторе. А ведь основной анодный источник до своего отключения аварийным реле (несколько миллисекунд) тоже успеет отдать в лампу какую-то энергию Wa. Она меньше, чем в конденсаторе и при времени отключении 10 мС (хорошие реле успевают) составляет 1 … 10 Дж (чем более мощный источник по току, тем больше).

Фактически в любом ламповом РА сумма энергии W = Wc + Wa превышает допустимый порог 4 Дж. Поэтому нельзя допускать, чтобы вся W рассеивалась бы в дуге разряда лампы. Большую ее часть необходимо рассеять где-то в другом месте.

Токоограничивающий резистор

Наиболее разумный выход: ограничить ток разряда в лампе мощным проволочным последовательным резистором в цепи анодного источника.

Его номинал выбирают так, чтобы при дуговом разряде в лампе (его типичное напряжение 50 В) ток не превышал бы

50 А. Т.е. от 20 Ом при 1 кВ до 60 Ом при 3 кВ.

Смысл этого резистора не столько в снижении пикового тока разряда, сколько в значительном снижении энергии, остающейся на долю разряда в лампе.

Допустим у нас источник из предыдущего примера (2 кВ, 40 мкФ, запасенная энергия 80 Дж). Добавим к нему последовательный резистор 51 Ом. Теперь при пробое напряжение 2 кВ распределится так: 50 В на лампе (это типичное напряжение горящей дуги разряда) и 1950 кВ на резисторе. В тех же пропорциях (50/1950) распределится и энергия. Т.е. на лампу останется всего 2,6% от суммы энергий заряженного конденсатора (80 Дж в нашем примере) и отдаваемой анодным источником до его аварийного отключения (возьмем, среднее значение 5 Дж). Т.е. (80+5)*0,026 = 2,2 Дж. Лампа гарантированно останется неповрежденной т.к. порог 4 Дж не превышен. Остальные 77,8 Дж будут рассеяны в токоограничивающем резисторе.

Эта ситуация показана на рис. 2.
Рис. 2

Выбор емкости конденсатора фильтра

Да, конечно, емкость конденсатора фильтра выбирается из допустимого уровня пульсаций выпрямленного напряжения под рабочей нагрузкой.

Но не только. Следует проверить, не слишком ли велика запасаемая конденсатором энергия, чтобы даже при наличии токоограничивающего резистора и триггерного автомата аварийного отключения анодного трансформатора при разряде в лампе не выделилось больше 4 Дж.

Для своего напряжения анодного источника и емкости фильтра вычисляют по формуле (1) энергию Wc, запасенную в конденсаторе.

Читайте также:  Почему бьет током варочная поверхность

К ней добавляется энергия, отдаваемая источником до его отключения Wa. Она лежит в пределах 1…10 Дж (чем мощнее источник по току, тем больше).

Затем для полной энергии W = Wc + Wa делается расчет, аналогичный примеру 3, чтобы определить, какая часть энергии W дойдет до лампы во время разряда. Если результат получился больше 4 Дж, то емкость фильтра надо снижать до тех пор, пока результат станет ниже 4 Дж.

Для тех кому считать не хочется, вот готовая таблица 1 (с последовательным резистором ограничивающим ток КЗ до 50 А и реле аварийного отключения анодного трансформатора быстрее, чем за 10 мС).

Табл. 1. Максимальная емкость конденсатора анодного выпрямителя

Напряжение анода, кВ 1 1,5 2 2,5 3
Емкость, не более, мкФ 150 100 75 60 50

Увеличивать емкости фильтра анодного источника выше значений, указанных в табл 1, не надо и вредно. Иначе лампа может выйти и строя при пробое. Невзирая на токоограничивающий резистор и автомат отключения анодного трансформатора.

Чтобы не подходить близко к переделу 4 Дж реальные емкости анодных выпрямителей лучше выбирать не больше 2/3 от указанных в табл. 1. Т.е. от 100 мкФ при 1 кВ до 33мкФ при 3 кВ.

Если выпрямитель или умножитель содержит несколько конденсаторов, то считается общая величина емкости между плюсом и минусом анодного источника.

Например, умножитель сети на 4 с четырьмя последовательно включенными конденсаторами 470 мкФ х 400 B даст общую емкость 470/4 = 118 мкф. А это почти верхний допустимый предел для напряжения 1,2 кВ. Из этого, кстати, следует, что выходная мощность бестрансформаторного РА с учетверением сети не должна превышать 500 Вт (если вы не хотите сжечь лампу\лампы во время прострела).

Дополнение от 29.10.2020.

После выхода статьи получил несколько вопросов, что делать, если по пульсациям требуется ёмкость больше, чем в табл. 1?

Начнем с того, что это уже не радиолюбительская задача. Скажем, источник из последнего столбца таблицы 1 (3 кВ 50 мкФ) при частоте пульсаций 100 Гц (обычный однофазный мост) и токе нагрузки 1 А дает амплитуду пульсаций всего 100 В (размах, понятно, вдвое больше). Т.е. всего 3%. Это обеспечивает качественный сигнал. И подводимую мощность в 3 кВт, т.е. выходную мощность РА никак не ниже 1,5 кВт.

Поэтому не хватать емкости из табл 1. может только для промышленного передатчика с мощностью несколько киловатт и высоким анодным напряжением. Но защищать лампу надо и в таких передатчиках. Способов для этого существует три:

Использовать трехфазную сеть. Частота пульсаций при этом возрастает втрое (до 300 Гц). Конденсатор той же емкости позволяет при той же амплитуде пульсаций получить втрое больший ток нагрузки.

IМHO, это самое простое решение. Ведь все равно одна фаза сети не даст требуемой для промышленного передатчика мощности (грубо считайте: вдвое больше требуемой выходной) и все равно придется тянуть три фазы.

Импульсный источник питания. Частота преобразования намного выше, чем в сети, поэтому большой ток нагрузки можно получить даже при маленьком конденсаторе фильтра. Его можно сделать таким маленьким, чтобы он запасал меньше 4 Дж. Тогда даже не потребуется токоограничивающего резистора. Ахиллесова пята этого решения – надежность (хотя мне встречались вполне надежные двухкиловатные импульсные источники).

Экзотический выход при очень высоких напряжениях и очень больших (неограничено больше, чем в табл. 1) емкостях. Сделать параллельно конденсатору фильтра отдельную разрядную цепь на мощном игнитроне. Её скорость срабатывания должна быть не выше десятой доли миллисекунды (про реле сразу забываем), а цепь поджига игнитрона должна запускаться от датчика превышения анодного тока. Способ дорогостоящий, но в мощных промышленных передатчиках (многие десятки . сотни кВт) используется.

Выбор токоограничивающего резистора

Ограничение тока разряда именно 50 А не является «священной коровой». Более-менее точное решение системы уравнений, описывающих процесс разряда в схеме с токоограничивающим резистором, показывает что ток может быть ограничен любой величиной от 20 до 150 А.

Меньшее значение тока требует бо́льшего номинала резистора и удлиняет процесс разряда. Бо́льшее – дает меньший номинал резистора и делает разряд короче.

Обычно рекомендуемый ток 50 А является компромиссом между потерями в резисторе при нормальной работе и качеством выполнения цепей, через которые идет разрядный ток (например, через защитные диоды измерителя, см. схему в конце этой статьи).

Казалось бы, ограничение тока разряда на меньшем уровне снижает опасность повреждения лампы. Но это не так. Плавит сетки и прожигает катоды не ток сам по себе, а энергия. А она определяется конденсатором и анодным напряжением, а от номинала резистора не зависит. От него зависит только длительность разряда. А она при любом токе разряда (в указанном диапазоне) миллисекундная, т.е. тепло уйти никуда не успеет.

Как ни странно, но от величины тока разряда в указанном диапазоне) не зависит и максимальная безопасная емкость конденсатора. Она определяется таблицей 2 или формулой C

Как выбрать необходимую мощность токограничивающего резистора? Обычно приводят рекомендации, что резистор должен быть на мощность 20 … 100 Вт. Но на какую именно? Попытка посчитать мгновенную мощность, выделяемую в резисторе, дает десятки киловатт (

100 кВт в примере 3). Конечно, пик будет коротким. В том же примере 3 постоянная времени разряда конденсатора составит 40 мкФ * 51 Ом =2 мС. Т,е. разряд почти полностью завершится за 2*3 = 6 мС. Поэтому средняя мощность в резисторе будет небольшой.

Но не сгорит ли проволока резистора при коротком ударе током 50А? Маркировка резистора по мощности не дет ответа на этот вопрос. Конечно, иногда приводятся данные по перегрузочной способности резисторов при коротких импульсах. Но там речь идет о десятках раз, а не о нужных нам тысячах (т.е. чтобы резистор 50 Вт выдержал бы наши 100 кВт в пике). Поэтому будем подбирать резистор по другим критериям.

Понятно, что при возникновении разряда в лампе в резисторе будет рассеяна почти вся сумма W энергии запасенной в конденсаторе Wc + энергии Wa, отдаваемой анодным источником до его аварийного отключения. Нам надо, чтобы при этом проволока резистора не перегорела бы, и его керамическое покрытие (если оно есть) не растрескалось бы.

Для нихрома максимальная рабочая температура допустима до 1150С, для керамического покрытия мощных резисторов – до 350С. Теплопередачей можно пренебречь, т.к. за миллисекунды разряда тепло не успеет никуда уйти из проволоки.

Зная среднюю теплоемкость нихрома 450 Дж/(кг•град) можно рассчитать необходимый вес нихрома, чтобы он не нагрелся выше предельных температур при рассеивании нашей энергии W (в джоулях). Он составит (в граммах) W/450 для открытой нихромовой проволоки (например, намотанной на асбестовый каркас) или W/125 для покрытого керамикой резистора.

Исходя из этого веса, по таблице 2 подбираем такой диаметр проволоки и ее длину, чтобы получить требуемое сопротивление при массе не меньше вычисленной.

Табл. 2. Данные нихромового провода.

Диаметр, мм Вес 1 метра, гр Сопротивление 1 м, Ом
0,2 0,26 35
0,25 0,41 22
0,3 0,59 15
0,35 0,8 11
0,4 1 8,5
0,45 1,32 7
0,5 1,63 5,5

Те же 85 Дж в конденсаторе и от источника, что и в предыдущем примере. Для резистора в керамике масса нихромового провода должна быть не меньше 85/125 = 0,68 гр. Из таблицы 2 получаем, что 1 м нихромовой проволоки диаметром 0,25 мм будет иметь вес 0,41 гр и сопротивление 22 Ом. Резистор, намотанный 2,3 метрами такой проволоки будет иметь 51 Ом и массу проволоки 0,94 гр, т.е. хватит с запасом.

Т.к. в паспорте резистора не указывают диаметр провода, которым он намотан, то придется разбить один резистор, измерить диаметр проволоки и ее длину. И, если он подходит по вышеприведенному расчету, то купить еще один такой резистор и поставить его в анодный источник. А если не подходит – купить более мощный резистор и повторить предыдущие шаги.

Таким образом, запасаемая в конденсаторе энергия W определяет минимально необходимый вес нихрома в токоограничивающем резисторе , в котором при простреле безопасно рассеется эта энергия W.

Хорошо набирать токоограничивающий резистор из нескольких последовательно включенных мощных низкоомных (5…20 Ом). Такие резисторы почти всегда мотаются толстой проволокой (см. таблицу 2) и шансы налететь на ”подарок” слишком тонкой проволоки тут меньше.

Нет необходимости включать токоограничивающий резистор именно в плюс анодного источника. Т.к. выводов у источника два и ток течет через оба, то резистор можно включить и в минус. При этом при нормальной работе напряжение на резисторе относительно корпуса будет невелико, что лучше по соображениям безопасности. Однако изоляцию от корпуса выводов резистора надо все равно делать хорошей, т.к. при разряде в лампе на нем выделится почти полное напряжение анодного источника.

Читайте также:  Ограничение пускового тока позистор

На рис. 3 показан фрагмент схемы анодного блока питания лампы ГУ-43Б. Красным на этом рисунке показаны цепи, через которые идет ток прострела. Резисторы R1 – R3 в ограничивают его величину до

50А. Диоды VD1 – VD3 (с допустимым импульсным током >100А) защищают при простреле цепи датчика перегрузки по току анода и измеритель этого тока.
Рис. 3

Сигнал для датчика перегрузки снимается с резистора R4. Делитель R5, R6 задает порог открывания VT1 (любой транзистор средней мощности), т.е. ток срабатывания защиты. Выход датчика (коллектор VT1) при перегрузке по току анода выдает логический ноль, чем запускает триггер (на рис. 3 не показан) отключения сети от анодного трансформатора. Номинал R4 (точнее суммы R4 + R8) рассчитан на срабатывание при токе от 1,3 А и выше. Если у вас ток меньше, R4 надо соответственно увеличить.

Измеритель анодного тока РА1 (обратите внимание: его полярность на рис. 3 указана правильно: плюс на корпусе) шунтирован низкоомным R8 (отрезок нихромовой проволоки на выводах PA1), устанавливающим требуемый ток максимального отклонения.

Испытание системы защиты

И вот мы выбрали и поставили правильный токоограничивающий резистор, и наш конденсатор не превышает 2/3 емкости таблицы 1. Всё?

Не совсем. Любое собранное устройство надо бы проверить на работоспособность. Будем проверять.

Сначала проверьте срабатывание вашей защиты по превышению анодного тока. Важно, чтобы порог срабатывания был бы в не более чем 1,4…1,5 раза выше номинального тока. Анодный источник при этом тесте можно не включать, просто подайте на ваш измеритель тока (например, на рис. 3 это верхний по схеме вывод R4) ток от внешнего низковольтного блока питания в режиме стабилизации тока.

Следующий тест намного серьезнее. Будем проверять, не превысит ли энергия дуги разряда 4 Дж. Обязательные требования для этого теста:

защита с триггерным отключением анодного источника (которую мы проверили в предыдущем тесте),

токоогграничивающий резистор (из расчета 50 А при КЗ) в анодном источнике,

хорошее знание техники безопасности,

осторожность и еще раз осторожность.

Все это надо потому, что мы будем закорачивать работающий высоковольтный анодный источник на работающем (без входного сигнала, только с начальным током лампы, для того чтобы на сетках были правильные напряжения смещения) РА.

Перед тем как перейти к тесту освежим в памяти, что напряжение на электрическом стуле составляет 2,7 кВ и одно неверное движение при работе с включенным высоковольтным анодным источником может привести к смерти (хлопок закорачиваемого высоковольтного источника громкий, вспышка дуги в воздухе яркая, человек может дернуться). Если не уверены в себе на 146%, то лучше выполнить такое испытание не вручную ( конечно, не прямо руками, а длинной диэлектрической штангой! ), а дистанционно с помощью высоковольтного реле.

Чтобы оценить, не превышен ли порог в 4 Дж при разряде в лампе, фирма Eimac предлагает следующие два варианта теста [2] замыкания анодного источника на корпус:

Испытание на короткое замыкание путем зажигания дуги в воздухе от провода, подключенного к аноду лампы на поверхность заземленной алюминиевой фольги толщиной 0,025 мм. Если энергия дуги меньше 4 Дж, дыра, прожженная в фольге, будет не более 3 мм в диаметре (но найти такую фольгу сложно, обычная пищевая фольга раза в два тоньше).

Альтернативный вариант – замкнуть анод на корпус испытательной тонкой медной проволокой диаметром 0,08 мм и длиной

Источник

Виды и особенности схем ограничителей силы тока

Регулируемый ограничитель тока

Ограничитель силы тока – устройство, предназначенное для исключения возможного повышения силы тока в схеме выше заданного значения. Самым простым ограничителем является обыкновенный плавкий предохранитель. Конструктивно предохранитель представляет собой плавкую вставку, заключенную в изолятор – корпус. Если в схеме по тем или иным причинам повышается сила тока, потребляемая нагрузкой, плавкая вставка перегорает, и питание нагрузки прекращается.

При всех преимуществах использования предохранителя он обладает одним серьезным недостатком – низким быстродействием, что делает невозможным его применение в некоторых случаях. К недостаткам можно отнести и одноразовость предохранителя – при его перегорании придется искать и устанавливать предохранитель точно такой же, как и перегоревший.

Электронные ограничители

Гораздо более совершенными по сравнению с упомянутыми выше предохранителями являются электронные ограничители. Условно такие устройства можно разделить на два типа:

  • восстанавливающиеся автоматически после устранения возникшей неисправности;
  • восстанавливающиеся вручную. Например: в схеме ограничителя предусмотрена кнопка, нажатие которой приводи к ее перезапуску.

Отдельно стоит сказать о так называемых пассивных устройствах защиты. Такие устройства предназначены для световой и/или звуковой сигнализации о ситуациях превышения допустимого тока в нагрузке. В большинстве своем такие схемы сигнализации применяются совместно с электронными ограничителями.

Цены на ограничители силы тока

Простейшая схема на полевом транзисторе

Ограничитель тока

Самым простым решением при необходимости ограничения постоянного тока в нагрузке является использование схемы на полевом транзисторе. Принципиальная схема этого устройства показана на рис.1:

Рис. 1 – Схема на полевом транзисторе

Ток нагрузки при использовании схемы представленной на рис.1 не может быть больше начального тока стока примененного транзистора. Следовательно, диапазон ограничения напрямую зависит от типа транзистора. Например, при использовании отечественного транзистора КП302 ограничение составит 30-50 мА.

Ограничитель на биполярном транзисторе

Основным недостатком схемы, описанной выше, является сложность изменения пределов ограничения. В более совершенных устройствах для исключения этого недостатка применяют дополнительный элемент, выполняющий функции датчика. Как правило, такой датчик представляет собой мощный резистор, который включается последовательно с нагрузкой. В момент, когда на резисторе падение напряжения достигнет определенной величины, автоматически произойдет ограничение силы тока. Схема такого устройства показана на рисунке 2.

Рис. 2 – Схема на биполярных транзисторах

Регулируемый ограничитель тока

Как можно заметить, основой схемы являются два биполярных транзистора структуры n – p – n . В качестве датчика используется резистор R 3 с сопротивлением 3,6 Ом.

Принцип действия устройства следующий: напряжение от источника поступает на резистор R 1, а через него и на базу транзистора VT 1. Транзистор открывается, и большая часть напряжения от источника поступает на выход устройства. При этом транзистор VT 2 находится в закрытом состоянии. В момент, когда на датчике (резистор R 3) падение напряжение достигнет порога открытия транзистора VT 2, он откроется, а транзистор VT 1 наоборот – начнет закрываться, ограничивая тем самым ток на выходе устройства. Светодиод HL 1 является индикатором срабатывания ограничителя.

Порог срабатывания зависит от сопротивления резистора R 3 и напряжения открытия транзистора VT 2. Для описанной схемы порог ограничения составляет: 0,7 В/ 3,6 Ом = 0,19 А.

Схема с ручной регулировкой

В некоторых случаях требуется устройство с возможностью ручного изменения величины ограничения тока в нагрузке, например, если речь идет о необходимости заряда автомобильных аккумуляторных батарей. Схема регулируемого устройства показана на рисунке 3.

Рис. 3 – Схема с регулировкой ограничения тока

Технические характеристики устройства:

  • напряжение на входе – до 40 В;
  • напряжение на выходе – до 32 В;
  • диапазон ограничения тока – 0,01…3 А.

Основной особенностью схемы является возможность как изменения величины ограничения тока в нагрузке, так и возможность регулировки напряжения на выходе. Ограничение тока устанавливается переменным резистором R 5, а напряжение на выходе – переменным резистором R 6. Диапазон ограничения тока определяется сопротивлением датчика тока – резистором R2 .

При конструировании такого устройства стоит помнить, что на VT 4 выделяется достаточно большая мощность, поэтому для исключения вероятности перегрева элемента и выхода из строя он должен быть установлен на радиатор. Также отметим, что переменные резисторы R 5 и R 6 должны обладать линейной зависимостью регулировки для более удобного использования устройства. Возможные аналоги используемых деталей :

  • Транзисторы КТ815 – ВD139;
  • Транзистор КТ814 – ВD140;
  • Транзистор КТ803 – 2N5067.

Вместо заключения

Схема ограничителя тока

Нельзя утверждать, что тот или иной способ ограничения тока лучше или хуже. Каждый имеет свои достоинства и недостатки. Более того, применение каждого целесообразно или вовсе недопустимо в определенном конкретном случае. Например, применение плавкого предохранителя в выходной цепи импульсного блока питания в большинстве своем нецелесообразно, поскольку предохранитель как элемент защиты обладает недостаточным быстродействием. Говоря более простым языком – предохранитель может сгореть после того, как вследствие перегрузки придут в негодность силовые элементы блока питания.

В общем, выбор в пользу того или иного ограничителя должен производиться с учетом схемотехнических, а порой и конструктивных особенностей источника входного напряжения и особенностей нагрузки.

Источник