怎样设计一个过流保护电路让大于500mA的电流不能通过
三个电路各有不同的特点,原理是相同的,根据检测电阻的大小在电路中的影响,可灵活选择。图1,通过电阻检测500MA电流,电阻压降超过2.4V,稳压二极管击穿,光电隔离器工作,继电器吸合,接点控制电路断开。根据检测电压情况,可改变检测电阻值。图2和图3主要是,通过电阻电流超过500MA,其压降超过三极管的导通电压,触发其导通,继电器吸合,以达到控制目的。也可直接通过三极管控制电路,免除继电器。
下图就是当直流电流达300mA时三极管T由导通转截止的电路图,其中Vout是输出端,Iin是输入端(电流源型输入)。R1越小或R2越大,过流保护的电流值越大。
建议输入采用光偶进行隔离,输出采用继电器。由于题目作了只用三极管、电阻、电容的限制,本图未于采用。如果使用继电器就用继电器的线圈代替R3并加续流二极管,输出用继电器的接点。
也可采用“史密特”触发电路,该电路具有输入“回滞”特性,例如可以使电路在输入从0mA起逐步加大,直到300mA时产生动作;然后逐步降低直到200mA才返回原来状态,即有100mA的回滞,但需要两个三极管。该电路的优点是两个三极管始终工作在截止或饱和状态,三极管功耗很小,而且有抗“干扰”的功能,避免电路在300mA附近频繁动作。
我对题目的理解是:设计一过流保护电路,输入电流大概在300mA时该电路的三极管截止,从而输出信号用于驱动报警或脱扣装置,功能相当于电力系统中的过流保护电路,如果理解有误,请提问者进一步描述要求,以便修改电路。
其实这个电路非常简单,如下图所示,K为电源开关,J为干簧管电流继电器线圈,下面为干簧管的转换触点,RL为负载电阻,正常情况下电流经线圈、常闭触点流经负载,因负载电流较小不足以使干簧继电器动作,当负载发生短路时,干簧继电器动作其转换触点切换,原常闭触点断开负载,常开触点闭合实现自保,只有断开电源开关重新加电才能使负载恢复供电,这与你的描述要求一致。
这个电路可以3-12伏可调,所以需要3份相同的电路,分别调到3伏、5伏、10伏即可。
图1是使用晶体三极管的输出电压可调的稳压电源。该电路是通过改变与负载串联的大功率晶体三极管Tr1的管压降来调节输出电压。输出电压Vout由A点的电压,即Vref+VBE2决定。
Vout=(R3+VR1+R4)(Vref+Vbe2)/(VR1+R4)
式中Vref是两个串联二极管的电压(1.4V),VBE2是晶体三极管Tr2基极发射极间的电压(0.65V>,VR1是可变电阻。由于VR1的阻值变化范围是0~5kΩ,所以输出电压的变化范围为 3~12.8V。当VR1的滑动部分接触不良时,输出电压会变为最小电压。
调整管Tr1的最大消耗功率为3A×(15V-8V)=21W,所以应安装在4℃/W以下的散热器上。由于VBE2会随温度和IC2的变化而变化,所以该稳压电路和稳压特性不是太好。
在图1的电路中,电路没有过流保护的功能,当输出端出现短路时输入的15V电压将全部加在Tr1上,导致Tr1瞬间被烧毁。图2(a)是过流保护电路。在Tr1的发射极电路中增加一个串联电阻Rs和一个小功率三极管Tr3,就可以在电路的输出端出现短路时,对Tr1上流过的电流加以限制。在正常工作时由于Rs电阻上的电压降很小,所以Tr3截止。在电路的输出电流增大时,RS电阻上的电压降也随之增加,当RS电阻上电压降(Tr3的VBE3)超过0.65V时,Tr3导通,Tr3的VCE变小。Tr1的VBE1也随之变小,于是流过Tr1的输出电流就会被限定在某一个设定的值。在该电路中电流的限定值为0.65V/Rs≈2A。另外图2(a)的电路还可以用作发光二极管的恒流源电路。应用时将图2(a)电路的输出端接地,Tr1的集电极与发光二极管相连接。图2(b)是该电路的限流特性。
为了避免开关管因负载短路或过重而过流损坏,开关电源必须具有过流保护功能。最简单的过流保护措施是在线路中串入保险管,在电流过大时,保险管熔断,从而起到保护的作用。另外,在整流电路中常接有限流电阻,一般采用功率很大的水泥电阻,阻值为几欧,其能起一定的限流作用。