Нагреватель - защита от КЗ

maharaj · 28.08.2009, 16:38

Есть нагреватель, расположенный на подвижной части установки. Напряжение к нему идет по кабелю длиной около 5 м. Параметры нагрузки такие: 50 В, 3 А.

Два провода: один - земля, второй с выхода управляющего усилителя (усилитель работает как ключ - подает или не подает напряжение, то есть плавной регулировки мощности тут нет). Нужна защита от КЗ.

Можно сделать ограничение по току (например, на 4 А), но в случае КЗ на усилителе (выходном транзисторе) будет расеиваться мощность 50х4=200 Вт. Даже если взять транзистор, который потянет такую мгновенную мощность, вскоре будет перегрев, радиатор предусмотрен небольшой (в нормальном режиме работы при 3 А на тр-ре падает порядка 1 В - будет 3 Вт).

Отлавливать перегрев - сложно (термодатчик и тд) и по сути не нужно.

Вопросы: есть ли готовые (интегральные) решения? Есть ли проверенные схемы на дискретах?
Усилитель получает на входе TTL-сигнал. На выходе 0 либо 48-49 В и токе до 3-4 А.

Я понимаю, что можно сделать ограничение по току, зависящим от напряжения на управляющем тр-ре, тем самым снизив мгновенную и среднюю мощность при низких напряжениях на выходе. Но, видимо, этого недостаточно (простой схемой больше, чем в 2-3 раза не снизить).

Хочется сделать так, чтобы при перегрузке усилитель через краткое время отключался и тем самым уже не грелся. Но ресетился не сам (через некоторое время) и не при включении питания ("перезапуске" схемы), а просто при следующем включении управляющего сигнала ("0" -› "1").

Некие схемные идеи есть, но хочется сначала посмотреть/обсудить уже готовые схемы.

Да, выход усилителя именно такой - относительно земли, а не питания: там вокруг нагревателя
много железок, заземленных, тянуть туда питание (коммутируя второй провод на землю) - придется
делать еще и защиту от КЗ линии питания на массу.

arhimed486 · 28.08.2009, 19:01

Готового решения я не нашел. Вот набросал схемку, если моя логика верна, то она должно работать.

-- Прилагается рисунок: --

maharaj · 28.08.2009, 19:15

Сообщение от arhimed486

Готового решения я не нашел. Вот набросал схемку, если моя логика верна, то она должно работать.

Логику я не очень понял. Может, потому, что за давностью лет забыл уже как работают такие триггеры.

Понятно, что можно сделать и как-то так (на логической рассыпухе), но я тут не вижу главного - откуда берется интервал времени, в течение которого схема разрешает большой ток - не вижу никаких времязадающих цепей.

-- Прилагается рисунок: --

arhimed486 · 28.08.2009, 19:21

Сообщение от maharaj

... Понятно, что можно сделать и как-то так (на логической рассыпухе), но я тут не вижу главного - откуда берется интервал времени, в течение которого схема разрешает большой ток - не вижу никаких времязадающих цепей.

А зачем разрешать большой ток??? Пока нет КЗ, она поидее, нагрузку не отключит (если напряжение на нагрузке ›1 В), а если КЗ, то отрубает сразу.

maharaj · 28.08.2009, 19:49

Твоя схема расчитана на то, что напряжение на нагрузке (при отсутствии КЗ) мгновенно меняется после появления входного сигнала. Но так не бывает. Усилитель не срабатывает мгновенно. И нагрузка - всегда содержит емкостной компонент, тем более, когда до нее идет длинный кабель.

arhimed486 · 28.08.2009, 20:12

Сообщение от maharaj

Твоя схема расчитана на то, что напряжение на нагрузке (при отсутствии КЗ) мгновенно меняется после появления входного сигнала. Но так не бывает. Усилитель не срабатывает мгновенно. И нагрузка - всегда содержит емкостной компонент, тем более, когда до нее идет длинный кабель.

Должно работать как-то так. Но я заметил один недостаток: если КЗ перед включением было, то не отключится. Так-что надоб доработать.

-- Прилагается рисунок: --

arhimed486 · 28.08.2009, 22:14

Да, кстати, чуть не забыл предложить свой способ решения проблемы в моей схеме при включении с КЗ.
Вообщем можно между усилителем и нагревателем включить резистор где-то на 0,1 Ома. Если КЗ нет, то на нем от силы 1 Вт рассеиваться будет и напряжение 0,3 В, а если КЗ, то напряжение значительно возрастет. А к резистору собственно надо подключить светодиод оптопары, а ее фотоэлемент - ко входу 3 D2.1 (D1.3 убрать). В итоге и срабатывать как надо должно, и гальваническая развязка не помешает входа и выхода усилителя.

-- Прилагается рисунок: --

EVGENIY1962 · 31.08.2009, 19:21

Не надо использовать логику.Она гарантированно сработает в неподходящее время

Если есть возможность-взгляните как сделана аналогичная защита в источниках типа Б5-9 (б5-7,б5-8,б5-10).
В вашей схеме есть серьезный дефект.Напряжение при замыкании может и не упасть до лог 0.Посмотрите на токовые(тепловые) реле.

arhimed486 · 31.08.2009, 19:39

Сообщение от EVGENIY1962

...В вашей схеме есть серьезный дефект.Напряжение при замыкании может и не упасть до лог 0.

Но в варианте с оптопарой вольт до 1,5 подняться должно (если ток не ограничивать менее чем на 15А).

Сообщение от EVGENIY1962

Не надо использовать логику.Она гарантированно сработает в неподходящее время...

Почему это?

EVGENIY1962 · 31.08.2009, 20:06

Сообщение от arhimed486

Но в варианте с оптопарой вольт до 1,5 подняться должно (если ток не ограничивать менее чем на 15А).

Почему это?

Шибко быстрая.Риск велик и не оправдан.
Почему до 1.5В?У оптопар есть и 2.4В.Токовый датчик(он же резистор) можно вкл в землю.Тогда оптопара не нужна.А для логики надо источник питания городить.Смысл????????????