Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zabezpieczenie nadnapięciowa, przykład

beny51 17 Apr 2016 23:55 1902 14
IGE-XAO
  • #1
    beny51
    Level 9  
    Witam, mam prośbę o skomentowanie i wasze uwagi do mojego rozwiązania zabezpieczenia nadnapięciowego.

    Zrobiłem "zasilacz warsztatowy" o regulowanym napięciu i prądzie wyjściowym.
    Dorabiam do niego wyjście USB do zasilania urządzeń z wejściem zasilającym na USB.
    Mógłbym po prostu "dolutować" gniazdo USB do istniejącego wyjścia, ale wiadomo że prędzej czy później nie zauważę źle ustawione za wysokie napięcie wyjściowe i coś usmażę.

    Zabezpiecznie ma pobierać minimalny prąd, tak aby nie wpływało zanadto na ograniczenie prądowe zasilacza. Części dobierałem takie, jakie miałem w tej chwili pod ręką

    Wszelkie uwagi mile widziane :) Zabezpieczenie nadnapięciowa, przykład Zabezpieczenie nadnapięciowa, przykład
  • IGE-XAO
  • IGE-XAO
  • #3
    akytam
    Level 17  
    Bardzo skuteczne zabezpieczenie to zabezpieczenie mechaniczne. Przekręcasz gałeczkę - odsłania się gniazdo i dopiero możesz coś do niego dołączyć. I do tej gałeczki dołączona elektronika , która ustawia np napięcie wyjściowe. Pewnym standardem zabezpieczenia przed wzrostem napięcia jest dioda zenera i tyrystor dołączone bezpośrednio do wyjścia.
  • #4
    trymer01
    Moderator of Designing
    Najprościej - wyłącznik chwilowy przy gnieździe USB sterujący przekaźnikiem z samopodtrzymaniem, który dopiero podaje napięcie na to gniazdo. Konieczność naciśnięcia przycisku przypomni Ci o potrzebie sprawdzenia napięcia.

    W układzie powyżej - po co transoptor i T2? - dlaczego przekaźnik nie jest wprost w kolektorze T1 ?
    Ale przekaźnik będzie zbyt powolny, za T1 wstaw MOSFET o niskim Vgsth i małym Rdson, który będzie podawał napięcie 5V na gniazdo USB.
  • #5
    _jta_
    Electronics specialist
    A może do wyjścia zasilacza dołączyć stabilizator 5V z gniazdem USB; dodatkowo można zastosować układ z tyrystorem, ale tyrystor nie na wyjściu stabilizatora: od wyjścia regulowanego bezpiecznik (np. 2.5A), dalej dioda do stabilizatora 5V, na wyjściu stabilizatora detekcja napięcia (może dioda Zenera, może LM4041-ADJ) sterująca bramkę tyrystora, anoda tyrystora między bezpiecznik, a diodę, katoda do masy (minusa zasilania). Jeśli stabilizator zawiedzie i puści za wysokie napięcie, to tyrystor ma przepalić bezpiecznik, żeby odłączyć zasilanie. Podłączenie tyrystora na wyjściu stabilizatora byłoby niebezpieczne dla zasilanego układu, gdyby zawierał on jakieś kondensatory - zwarcie zasilania przez tyrystor spowodowałoby ich rozładowanie poprzez elementy układu - a tak, jak napisałem, dioda między anodą tyrystora, a stabilizatorem nie pozwoli, żeby prąd "wracał" z zasilanego układu.

    Co do wyboru stabilizatora - można by coś ze scalaków 3-pinowych, one zwykle są zabezpieczone przed przeciążeniem, żeby wyciągnąć z takiego duży prąd, należałoby ustawiać odpowiednie napięcie na zasilaczu - inaczej jego zabezpieczenie będzie ograniczać prąd. Albo można zrobić osobny układ przetwornicy DC-DC ze stałym napięciem wyjściowym 5V, działający niezależnie od ustawienia napięcia zasilacza.
  • #6
    trymer01
    Moderator of Designing
    Przede wszystkim to złym pomysłem jest zasilanie tego wyjścia 5V z napięcia regulowanego, gdyż aby układ dawał USB=5V, napięcie regulowane musi być wyższe od ok. 7V - co uniemożliwi w tym czasie pełne wykorzystanie wyjścia regulowanego z nastawą 3V czy 5V.
    Osobny stabilizator 5V zasilający gniazdo USB, zasilany napięciem o stałej wartości sprzed zasilacza regulowanego. Proste i niezawodne, stosowanie tu układu "crowbar" (na tyrystorze) jest zbędne, nie spotkałem się z awarią trzykońcówkowego stabilizatora typu 78xx w postaci "puszczenia" napięcia z wejścia na jego wyjście.
  • #9
    trymer01
    Moderator of Designing
    _jta_ wrote:
    jakby miał kosztować miesięczne zarobki, to już chyba lepiej zabezpieczyć

    Ponad 20 lat temu robiąc zasilacz stabilizowany do kamery (kosztującej sporo więcej niż miesięczne zarobki) zastosowałem takie zabezpieczenie, ale tylko dlatego, że był to układ nieodporny na zwarcie (LM317 +tranzystor mocy), który mógł (przynajmniej teoretycznie) "puścić Uwe na wyjście.
    Ale dla samego 7805 ? - toż on jest pozabezpieczany na wszelkie sposoby i dobudowywanie mu kolejnego zabezpieczenia trąci już lekko paranoją (bez osobistych konotacji - tylko dla mnie).
    Poza tym o zabezpieczeniu była mowa tylko z tego powodu, że to napięcie było regulowane i można je było nastawić na większą wartość niż 5V - patrz temat. Przy osobnym stabilizatorze 5V ten powód znika i potrzeba zabezpieczenia również.
  • #10
    beny51
    Level 9  
    Dziękuje wszystkim za zainteresowanie i komentarze.

    _jta_ wrote:
    Jeśli napięcie zasilacza nagle wzrośnie, to może coś przepalić, zanim przekaźnik je odłączy.


    Gwałtownie nie wzrośnie, jest stabilizowane. Układ ma zabezpieczać przed omyłkowym ręcznym, przez to powolnym wzrostem napięcia.


    _jta_ wrote:
    A może do wyjścia zasilacza dołączyć stabilizator 5V z gniazdem USB; ... to tyrystor ma przepalić bezpiecznik, żeby odłączyć zasilanie.


    Układ ma stabilizację nie potrzebuje kolejnego liniowego stabilizatora bez regulacji prądu. Zwierający tyrystor to klasyczny układ crowbar. Nie będę używał bezpieczników mając układ z regulowanym prądem wyjścia.

    akytam wrote:
    Bardzo skuteczne zabezpieczenie to zabezpieczenie mechaniczne. Przekręcasz gałeczkę...

    Może faktycznie, musiałbym przeprogramować układ sterujący konwerterem DC/DC i napięcie USB pojawiałoby się tylko jako 5V. Taka dodatkowa opcja w menu - pomyśle.

    trymer01 wrote:
    (A) wyłącznik chwilowy przy gnieździe USB sterujący przekaźnikiem z samopodtrzymaniem, który dopiero podaje napięcie na to gniazdo.

    (B) W układzie powyżej - po co transoptor i T2? - dlaczego przekaźnik nie jest wprost w kolektorze T1?


    A) to nie zabezpieczy układu po załączeniu i późniejszym wzroście napięcia. Będzie wymagało włączania przy każdym odcięciu zasilania.
    B) Układy mają różne masy. Cewka przekaźnika musi być zasilana stałym napięciem nie pobierającym prądu z układu po to aby nie fałszować wskazań poboru prądu.
    Cewka przekaźnika musi pracować w całym zakresie napięć 0-38V i prądów dlatego nie zasilam ją stabilizowanym i kontrolowanym napięciem, tylko takim które zawsze wystarcza do zadziałania (zobacz schemat blokowy).

    yogi009 wrote:
    Też uważam, że dobrym rozwiązaniem jest oddzielny stabilizator 5V zasilany wprost z mostka prostowniczego. Wtedy w każdych warunkach masz stałe napięcie.

    Ale w tedy nie mam regulacji maksymalnego prądu wyjściowego.

    trymer01 wrote:
    ...za T1 wstaw MOSFET o niskim Vgsth i małym Rdson, który będzie podawał napięcie 5V na gniazdo USB.


    Chyba jednak zrobię tak, że zrezygnuję z przekaźnika i wstawię obok T1 mosfet-n, tak poprawiony ręcznie (w pracy nie mam eagle) poniżej.
    Co sądzicie o tym nowym rozwiązaniu?

    Zabezpieczenie nadnapięciowa, przykład

    Poprzednie to chyba było overengineered :)
  • #11
    kwazar
    Level 29  
    Ten układ nie będzie działał odwrotnie?
  • #12
    beny51
    Level 9  
    kwazar wrote:
    Ten układ nie będzie działał odrotnie?

    ... poprawiałem w locie, teraz jest chyba dobrze
  • #13
    yogi009
    Level 43  
    beny51 wrote:
    yogi009 napisał:
    Też uważam, że dobrym rozwiązaniem jest oddzielny stabilizator 5V zasilany wprost z mostka prostowniczego. Wtedy w każdych warunkach masz stałe napięcie.

    Ale w tedy nie mam regulacji maksymalnego prądu wyjściowego.


    O czym piszesz? Stabilizator 5V włączasz bezpośrednio za mostkiem, jeżeli chcesz i na tej linii mieć regulację prądu, IMHO lepszym rozwiązaniem będzie użycie dwóch egzemplarzy LM317 wg noty katalogowej.
  • #14
    trymer01
    Moderator of Designing
    Sam pomysł i próby jego realizacji to grube nieporozumienie - typowe zabrnięcie w ślepą uliczkę - " zasilanie USB z regulowanego napięcia" i sposób zabezpieczenia się przed własną ... z tego wynikającą".
    Bez urazy, ja już skończyłem w tym temacie.
  • #15
    beny51
    Level 9  
    yogi009 wrote:

    O czym piszesz? Stabilizator 5V włączasz bezpośrednio za mostkiem, jeżeli chcesz i na tej linii mieć regulację prądu, IMHO lepszym rozwiązaniem będzie użycie dwóch egzemplarzy LM317 wg noty katalogowej.


    Ja już mam regulacje prądu i napięcia, cyfrowo z kontrolą napięcia i prądu wyjściowego w istniejącym konwerterze DC-DC. Zasilacz działa bez zarzutu. Gdy zasilam arduino, rpi lub inne układy wygodniej jest podłączyć je do gniazda USB niż krokodylkami. Dorobiłem takie gniazdko, chciałem jednak je zabezpieczyć przed własną nieuwagą. Wszystko to starałem sie opisać w pierwszym poście, gdzie schemat blokowy pokazuje układ regulowanego zasilacza.

    Zmienię sobie program w sterowniku DC-DC, i po podłączeniu USB, system sam se przestawi na 5V i nie pozwoli na więcej. Jestem informatykiem, a elektronika to hobby / łatwiej mi jest zmienić program niż dalej się tłumaczyć.

    Mimo to dzięki za zdopingowanie do przemyślenia, teraz będę miał jeszcze lepsze rozwiązanie, zamiast jakiegoś drutowania :).

    Edit:
    W domu na spokojnie przemyślałem. Schemat poprawiłem.
    Zabezpieczenie nadnapięciowa, przykład
    Działa, ale i tak przerobie program na autodetekcje USB :)