Защита от перенапряжений

Это особенно важно при питании логических схем ТТЛ, для которых максимальное напряжение питания не должно превышать 7 В.

Датчик перенапряжения на стабилитроне (рис. 7.36). Включается между выходом стабилизатора и землей. При превышении выходным напряжением стабилизатора пробивного напряжения стабилитрона плюс прямое падение напряжения на диоде (для приведенной схемы порядка 6,2 В), тиристор включится и останется в этом состоянии, пока его анодный ток не упадет до нескольких миллиампер. Недорогой тиристор типа 2N4441 может длительное время отводить ток 5 А и выдерживать всплески до 80 А. Резистор 68 Ом обеспечивает нормальный ток стабилитрона (10 мА) при включении тиристора, конденсатор исключает ложные срабатывания от безвредных коротких всплесков напряжения.

При срабатывании схема жестко устанавливает на выходе источника питания напряжение короткого замыкания около 1 В и может быть отключена только выключением питания.

Так как в проводящем состоянии на тиристоре падает небольшое напряжение, то отсутствует вероятность перегрева самой схемы защиты. Важно только, чтобы источник питания имел какую-нибудь токоограничивающую схему или просто плавкий предохранитель.

Основной недостаток схемы – трудность подбора стабилитрона из-за разброса его параметров.

Рис. 7.36

ИМС – датчики перенапряжений. Проблемы, возникающие при построении простой схемы защиты на стабилитроне и тиристоре, можно решить, применив специальную триггерную ИМС защиты, например, MS3423. Это недорогая ИМС в стандартном двухрядном корпусе с регулируемым напряжением и временем срабатывания. Она имеет индикаторный вывод для сигнализации о срабатывании. Для построения всей схемы защиты требуется еще три внешних резистора, тиристор и конденсатор (необязательно).

Ограничители (рис. 7.37). Другое решение защиты от перенапряжений – установка мощного стабилитрона или его аналога параллельно выходу источника питания. Это снимает вопрос о срабатывании на всплесках, поскольку стабилитрон немедленно перестает, как только исчезает «лишнее» напряжение. Основной недостаток такой схемы – необходимость рассеивания большой мощности (U_{стаб/огр}) в случае выхода стабилизатора из строя, что может привести к выходу из строя самой схемы защиты.

Рис. 7.37

Светодиоды

На рис. 7.38, 7.39 показаны типовые схемы включения светодиодов на переменном и постоянном токе и таблица падений напряжений на стандартных светодиодах при токе 20 мА.

Стандартные светодиоды выпускают различной интенсивности свечения красного, зеленого, оранжевого, желтого цветов, диаметром 3, 5, 10 мм или прямоугольной формы 5x2,0;, 5x2,5. Кроме того, существуют светодиоды, мигающие с частотой около 2 Гц или трехцветные – имеющие три вывода и меняющие цвет свечения в зависимости от того, на какой вывод подано напряжение (в таких светодиодах самый длинный вывод – общий катод, два других – аноды). Как правило, длинный вывод светодиода является анодом.

Для панельного монтажа чаще всего используют 5-миллиметровые светодиоды (отверстия для монтажа диаметром 7 мм). Монтаж легко осуществляется с помощью специальных пластиковых шайб стоимостью около 5 – 10 центов за штуку.

Рис. 7.38. Включение светодиодов на постоянном и переменном токе

Рис. 7.39. Основные схемы возбуждения светодиодов с активным уровнем:

а – низким; б – высоким