Назначение
Схема предназначена для защиты аппаратуры, потребляющей от источника питания значительный импульсный ток, от недопустимых значений напряжений – слишком низких или наоборот высоких. Такое устройство может быть актуально при питании аппаратуры от нештатных источников питания, в том числе от аккумулятора.
Схема включается в цепь питания нагрузки и содержит два порога срабатывания – нижний и верхний. Эти пороги настраиваются в широких пределах. Максимальное напряжение, с которым работает схема защиты, составляет 30 В.
Схема электрическая
Нагрузку коммутирует p-mosfet транзистор IRF4905, для управления которым в схему включены два параллельных стабилизатора – VD1VD2 TL431, работающих как компараторы. На VD1 собран узел, реагирующий на повышенное напряжение, а на VD2 – на пониженное.
Рассмотрим для примера работу схемы, когда с помощью подстроечных резисторов R1 и R4 установлен рабочий диапазон от 10 до 16 В.
Если напряжение на входе меньше 10 В, то оба стабилизатора закрыты, ток через резистор R7 мал и напряжение на нём недостаточно для открытия транзистора VT1.
При возрастании напряжения до 10 В, на управляющем входе VD2 напряжение достигнет 2,5 В и стабилизатор откроется. Это приведёт к увеличению падения напряжения на резисторе R7 и VT1 отопрётся, подключив тем самым нагрузку к питающему напряжению.
Если напряжение на входе схемы превысит 16 В, то отопрётся стабилизатор VD1 и зашунтирует управляющее напряжение на VD2, вследствие чего он закроется, закрыв тем самым транзистор VT1 и обесточив нагрузку.
Сопротивление канала транзистора VT1 в отрытом состоянии составляет 0,02 Ом. Благодаря этому, при токах до 10 А, падение напряжения на нём мало, а значит и выделяемая мощность. Это позволяет обойтись без применения теплоотвода.
Максимальное напряжение, с которым работает схема составляет 30 В, а верхний и нижний порог срабатывания можно настроить с помощью соответствующих подстроечных резисторов по своему усмотрению в широких пределах.
Возможный вариант печатной платы для схемы показан на рисунке ниже.
