Недавно решила перелистать "Полупроводниковую схемотехнику" Титце & Шенка и наткнулась на схему для ограничения выходного тока стабилизатора напряжения и решила сравнить с той, которая пришла в голову мне.
Сам стабилизатор напряжения на операционном усилителе и транзисторе обычно строится по такой схеме:
Принцип работы такой:
Выходное напряжение делится резистивным делителем напряжения и подается на инвертирующий вход ОУ.
Опорное напряжение может задаваться делителем напряжения (если сделать его из потенциометра, стабилизатор будет регулируемым) или стабилитроном.
Операционник "сравнивает" напряжение на выходе стабилизатора с опорным напряжением. Он только и мечтает о том, чтобы разность напряжения на входах была нулевой, поэтому управляет транзистором так, чтобы этого добиться: если напряжение меньше, чем задано, ОУ откроет транзистор сильнее, увеличивая выходное напряжение; если напряжение больше необходимого - прикроет транзистор.
Схема в меру простая, хорошо гасит пульсации (в приведенной модели напряжение пульсаций уменьшается почти в 200 раз), работает от однополярного питания, позволяет линейно управлять напряжением, красота, в общем.
А что по защите от КЗ и перегрузки по току?
В этой статье я хочу рассмотреть два очень близких варианта, использующих биполярный транзистор и токоизмерительный резистор.
Принцип у них схожий - последовательно с нагрузкой ставится резистор такой, чтобы при протекании максимально допустимого тока на нем падало ~0,6 В. Таким образом Rт ≈ 0,6/Imax.
Напряжение на шунте "измеряет" биполярный транзистор, который, пока напряжение Uэб < ~0,6 В, полностью закрыт и нашей схеме совершенно не должен мешать.
Чем больше ток, тем больше напряжение на шунте и тем сильнее транзистор действует на схему. А вот как действует - это уже зависит от фантазии схемотехника:
1) Для начала рассмотрим вариант из достопочтенного справочника Титце и Шенка:
Здесь транзистор Q2 при срабатывании (превышении тока) начинает отбирать ток с базы Q1, тем самым закрывая его.
2) Вариант второй, самопальный
Транзистор Q2 при срабатывании снижает напряжение на управляющем входе, разность напряжений на входе ОУ увеличивается, и он начинает снижать напряжение на выходе стабилизатора.
Сравним теоретические выходные характеристики U = f(I):
Оба ограничителя тока немного поздновато срабатывают, если увеличить токочувствительный резистор до 0,9 Ом, срабатывание начинается на 1 А.
Возможно, дело в низком коэффициенте усиления выбранных noname транзюков.
Интересно было бы проверить схемы вживую, но времени свободного маловато...
Можете дать копеечку на кофе, а можете и не давать :)