Как работает эта защита от перенапряжения?
Я искал недорогую и эффективную защиту от перенапряжения и нашел это на этой странице :
С этим списком частей:
- RXE025 - 250 мА самовосстанавливающийся предохранитель PTC
- Стабилитрон - 5V6, 1 ватт
- Резистор - 1 кОм, 1 ватт
- Транзистор - BD139 (NPN средней мощности 80 В, 1,5 А номинал CC)
Как сообщает автор, эта схема кажется эффективной и недорогой, но я не понимаю, зачем инженер поместил в эту схему транзистор BD193.
Может кто-нибудь объяснить пошаговый метод работы этой схемы?
Ответы
Это довольно просто:
Напряжение на стабилитроне равно (или немного выше) нормального напряжения Vcc. Например, стабилитрон 5,6 В для 5 В постоянного тока.
Когда Vcc ниже напряжения стабилитрона, ток через диод не течет, а резистор 1 кОм поддерживает низкий уровень базы T1. Ток через коллектор к эмиттеру транзистора не течет.
Когда Vcc выше, чем напряжение стабилитрона, ток течет через стабилитрон и базу T1. Это позволяет току течь через коллектор и выходить из эмиттера транзистора.
Ток через транзистор достаточно высок, чтобы вызвать срабатывание предохранителя.
Укороченная версия:
Перенапряжение вызывает короткое замыкание транзистора и перегорание предохранителя.
Прочитав статью и просмотрев RXE025, я понял, что мне нужно несколько изменить свое описание.
Эта схема защиты не отключает питание защищаемой цепи.
Когда входное напряжение превышает напряжение Зенера, транзистор проводит.
RXE025 был выбран потому, что даже в «отключенном» состоянии он будет пропускать достаточно тока, чтобы защищенное устройство (Arduino в исходном примере) продолжало работать.
RXE025 подключается к токоограничивающему резистору для ограничения тока через стабилитрон и транзистор.
В результате Vcc ограничивается немного большим, чем напряжение стабилитрона.
«Предохранитель» не перегорает в обычном смысле слова, он просто переключается на более высокое сопротивление.
В основном это схема силового стабилитрона. Стабилитрон начинает включать BJT, когда на линии оказывается достаточное напряжение. Транзистор принимает ток, и чем больше линейное напряжение пытается подняться выше напряжения стабилитрона (плюс падение Vbe максимум на 1 вольт), тем больше тока потребляется BJT.
BD139 может выдерживать токи до нескольких ампер, а это означает, что он может выдерживать несколько десятков ватт в течение короткого периода времени, прежде чем сработает сбрасываемый предохранитель.
Учитывая, что стабилитрон представляет собой стабилитрон мощностью 1 Вт, комбинацию стабилитрона и BJT можно рассматривать как эквивалент стабилитрона мощностью 10 Вт (плюс). Конечно, вы можете просто купить стабилитрон на 10 ватт, но это может стоить больше, чем стабилитрон на 1 ватт и дешевый BJT.