Схема ограничителя тока для защиты источника питания

Ведь при больших токах в первую очередь достается маломощным блокам питания, которые легко могут выходить из строя. Для начала предлагаю рассмотреть простейшую схема ограничителя тока, данное устройство способно защищать маломощный источник питания от перегрузки и индицировать о ней.

Схема простого ограничителя тока с индикатором перегрузки на светодиоде

Схема состоит всего из двух транзисторов, нескольких резисторов и в роли индикатора перегрузки применяется светодиод. Напряжение с источника питания попадает в нагрузку через открытый транзистор VT1 (КТ815А). Для измерения тока используется токовый датчик на сопротивлении R3.

С ростом токового уровня проходящего через резистор R3 ппадение напряжения на нём достигнет напряжения насыщения перехода эмиттерного перехода VT2, транзистор открывается, запирая через светодиод VT1. Таким образом ток в нагрузке падает. Схему можно использовать в маломощных БП в питающем интервале от 5 до 20 Вольт, ток ограничения рассчитывается по простой формуле из общего курса электротехники (U _Б-Э VT2)/R3, в данном случае он составляет около 250 мА. Если пожертвовать светодиодной индикацией, то схема станет более надежной и защитит также от короткого замыкания на выходе источника.

Итак, когда сила тока начнет чрезмерно расти, то схема автоматически снизит эту велечину. Что пригодится для токовой защиты источников питания и их поломок. Также этой конструкцией ограничителя тока можно задавать нужную величину заряда для различных типов аккумуляторов, не перегружая их большим зарядом.

Простая схема ограничителя тока на микросхеме LM317

Плюс данной схемы токового ограничителя состоит в том, что она является линейной и не вносит высокочастотные помехи, как ряд импульсных стабилизаторов. Минусом данного варианта является низкий КПД из-за линейности, поэтому при работе будет идти существенный нагрев кристалла чипа. Поэтому ее обязательно нужно разместить на радиаторе.

Номинал тока ограничения выбирают с помощью сопротивления R1. Если выставить 100мА, тогда даже при коротком замыкании на выходе источника будет по прежнему протекать ток 100мА.

Данное сопротивление легко вычисляется по формуле:

Если нужно ограничить ток потребления светодиодов до 100мА. Тогда,в соответствии с формулой выше:

С ростом или увеличением напряжения ток остается ограниченным. Так как через резистор идет весь нагрузочный ток, поэтому при больших номиналах потребуется радиокомпонент помощнее. Если использовать данный вариант схем в лабораторном блоке питания, то рекомендуется установить проволочный переменный резистор.

Защита источника питания от короткого замыкания

Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками - сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем

Регулируемый блок питания на операционном усилителе LM358 с ограничителем тока и защитой от перегрузки

Основа схемы операционный усилитель LM358 выполнен регулируемый стабилизатор напряжения. С вывода переменного сопротивления R2 на его прямой вход следует опорное напряжение, величина которого задается стабилитроном, а на инверсный вход идет потенциал отрицательной ОС с эмиттера второго транзистора через делитель напряжения на сопротивлениях R10 и R7.

Отрицательная обратная связь ООС создает баланс напряжений на входах LM358, компенсируя воздействие различных факторов. Вращая ручку переменного резистора R2 появляется изменение выходного напряжения БП.

Модуль защиты от перегрузки по току реализован на другом операционном усилителе, имеющимся внутри микросхемы , который используется в роли компаратора. На его прямой вход через R14 идет напряжение с токового датчика тока нагрузки R13, а на инверсный вход идет опорное напряжение.

До момента времени пока падение напряжения, задаваемое током нагрузки на R13, меньше опорного, потенциал на выходе ОУ практически нулевой. Если ток нагрузки превысит заданный, потенциал на выходе увеличится до напряжения питания и через резистор R9 пойдет ток, который способствует открытию транзистора VT1 и загорится светодиод. Диод VD3 начнет пропускать ток и через резистор R11 шунтирует электрическую цепь положительной обратной связью. Транзистор VT1 включает R12 параллельно стабилитрону VD1, и ток ограничивается на выходе схемы почти до нуля из-за запирания транзистора VT2.

Еще раз подключить нагрузку можно если нажать на тумблер SA1. Для защиты второго транзистора VT2 от обратного напряжения, поступающего с конденсатора С5, которое появляется на короткий момент времени при отключении нагрузки от источника, в конструкцию введен диод VD4.