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雙穩(wěn)鎖存繼電器是保護(hù)電路的核心

發(fā)布時(shí)間:2012-12-07 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】在可調(diào)電壓實(shí)驗(yàn)電源與面包板或UUT(待測(cè)設(shè)備)之間可以裝一個(gè)圖中所示的桌面附件,防止設(shè)備受到意外過(guò)壓和反極性的傷害。它從電源獲得能量,為一個(gè)5V雙線(xiàn)圈鎖存繼電器提供脈沖,在異常情況下切斷負(fù)載的供電。

鎖存繼電器用永久磁鐵將DPDT(雙刀雙擲)觸點(diǎn)吸住,最新的脈沖通到相關(guān)的線(xiàn)圈組。它的線(xiàn)圈額定電壓為5V,但可以工作到低至3.5V。

這個(gè)保護(hù)電路的核心是雙穩(wěn)鎖存繼電器,防止負(fù)載因過(guò)壓和錯(cuò)誤極性而遭損壞
圖題:這個(gè)保護(hù)電路的核心是雙穩(wěn)鎖存繼電器,防止負(fù)載因過(guò)壓和錯(cuò)誤極性而遭損壞

正常狀態(tài)下,繼電器將在輸入電壓處連接電源的能量,通過(guò)電感器傳送給輸出電壓的負(fù)載,并通過(guò)BR1將Q3的射極保持在0.6V以下。C2充電至比輸入電壓低1.2V的電壓。C1不能通過(guò)反偏的D1和D2充電。

Q1構(gòu)成了一個(gè)可變齊納管的功能, 通過(guò)粗調(diào)和微調(diào)電位器的調(diào)節(jié),設(shè)定基射電壓的過(guò)壓閾值。如果電壓大于閾值(例如,用戶(hù)無(wú)意間碰到了電源電壓旋鈕),則基射電壓增加到使Q1導(dǎo)通所需0.6V。這個(gè)動(dòng)作接著使Q2導(dǎo)通,從而通過(guò)D1使Q3導(dǎo)通。Q3通過(guò)相應(yīng)的繼電器線(xiàn)圈從C2獲得電流,打開(kāi)VOUT和BR1的觸點(diǎn),而關(guān)閉Q4集電極與BR2一個(gè)ac輸入端的觸點(diǎn),點(diǎn)亮了錯(cuò)誤LED燈。C2上的電荷能使繼電器全部完成這個(gè)鎖存動(dòng)作,即使它與自己的電源斷開(kāi)。

應(yīng)校準(zhǔn)一次電位計(jì)的刻度,或在通電但未接UUT時(shí)做調(diào)節(jié)。這種方法有助于快速而簡(jiǎn)便地設(shè)定去耦器的過(guò)壓閾值。電壓跟隨器Q4將其射極電容充電至不超過(guò)4.5V,這由其基極的5.1V齊納二極管決定。當(dāng)過(guò)壓狀況解除后,短按RST(復(fù)位)按鈕開(kāi)關(guān),將Q4射極電容放電到其它繼電器線(xiàn)圈,使其返回正常位置。

如果誤在VIN和地端子之間加了反極性電壓,Q3通過(guò)D2偏置導(dǎo)通。BR1為C2和繼電器線(xiàn)圈加正確極性,使Q3能針對(duì)過(guò)壓狀況運(yùn)行繼電器。雖然極性反轉(zhuǎn),BR2也能點(diǎn)亮LED。
設(shè)計(jì)中包含一只在輸出級(jí)的47mH~500mH電感和1000μF~4700μF電容,用于延遲輸出電壓和電流的上升。這一步避免了在繼電器延遲工作時(shí)間內(nèi),對(duì)接收電路的損害。選擇電感時(shí)要有充足的額定電流和最小的dc電阻,以獲得期望的負(fù)載電流。

下式計(jì)算了當(dāng)存在一個(gè)電壓V時(shí),電流I通過(guò)電感器L的上升,它是時(shí)間T的一個(gè)函數(shù):I=(V/L)T。

下式計(jì)算了當(dāng)一個(gè)電荷Q被存入電容C時(shí),其電壓的上升:V=Q/C。這些式子可以用于計(jì)算出繼電器在時(shí)間T內(nèi)工作時(shí),所需要的L和C值。將第一式在0至T的時(shí)間極限上做積分,就可以得到電荷。由于輸出端電容上的電壓必須在接收電路的安全極限內(nèi), 因此電容上的電荷必須足夠小,其電壓幾乎沒(méi)有變化,這意味著電壓和電流差不多是恒定的。此時(shí),電荷為(I×T)/2和I=(V/L)T。
繼電器的數(shù)據(jù)表通常會(huì)規(guī)定它的工作時(shí)間( 參考文獻(xiàn)1 ) 。另外,也可以用示波器測(cè)量,或用雙事件時(shí)序電路(參考文獻(xiàn)2)。這個(gè)電路只使用了兩組觸點(diǎn)中的一組。如果你的設(shè)計(jì)需要為負(fù)電源(用NPN代替PNP,二極管反偏)使用第二個(gè)保護(hù)電路,則可以將額外觸點(diǎn)與相反的電源做交叉耦合, 這樣任何一個(gè)電源的故障都不會(huì)使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)。

本例講述的是一般方案??梢詫?duì)各種滿(mǎn)足電源接收電路要求的參數(shù)做出驗(yàn)證,進(jìn)行相應(yīng)的修正。

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