5 einfache Entwurfsschemata für überhitzungsschutz Schaltungen Detailliert
Dieser Artikel beschreibt fünf Arten von Überhitzungsschutz Einrichtungen: PTC-Thermistor, P-Typ-Thermo Thyristor, Semiconductor thermische Schaltvorrichtung „hot Thyristors“, Thermorelais als Schutzeinrichtung, Komparator Überhitzungsschutz-Schaltplan.
Schaltplan zum Überhitzungsschutz des PTC-Thermistors (1)
Hauptschaltung
Am Beispiel des Motorüberhitzungsschutzes besteht der Steuerkreis aus einem PTC-Thermistor und einem Schmitt-Kreis. In der Figur sind RT1, RT2 und RT3 drei Stufen-PTC-Thermistoren mit den gleichen Eigenschaften, die in den Wicklungen des Stators des Motors vergraben sind. Unter normalen Bedingungen haben PTC-Thermistoren eine normale Temperatur und einen Gesamtwiderstand von weniger als 1 kΩ. Zu diesem Zeitpunkt ist V1 ausgeschaltet, V2 ist eingeschaltet und das Relais K ist elektrisch mit dem normalerweise offenen Kontakt verbunden, und der Motor wird von der kommerziellen Stromversorgung betrieben. Wenn der Motor aufgrund eines Fehlers teilweise überhitzt ist, überschreitet sein Widerstandswert 10 kΩ, solange ein PTC-Thermistor über die voreingestellte Temperatur hinaus erwärmt wird. Also wird V1 eingeschaltet und V2 wird abgeschaltet, VD2 zeigt einen roten Alarm an, K geht verloren und wird losgelassen und der Motor läuft nicht mehr, um den Schutzzweck zu erreichen.
Die Auswahl des PTC-Thermistors für Hauptkomponenten hängt vom Isolationsgrad des Motors ab. Die Standardabmessungen der Komponenten sind in der Abbildung dargestellt. Die Curie-Temperatur des PTC-Thermistors wird üblicherweise in einem Bereich von etwa 40 ° C gewählt, der unter der Grenztemperatur liegt, die dem Motorisolationsniveau entspricht. Beispielsweise beträgt für einen B1-isolierten Motor die Grenztemperatur 130 ° C, und ein PTC-Thermistor mit einer Curie-Temperatur von 90 ° C sollte ausgewählt werden. (PTC PTC Thermistor zum Überhitzungsschutz)
Die Wahl des Relais K hängt von der Leistung des Motors ab. Abbildung 2.3.1 zeigt JRX-13F, die Kontaktlast beträgt 0,5 A und ist für kleine Motoren geeignet. Der RP sollte mit einem Potentiometer mit Verriegelungsmechanismus ausgewählt werden.
Schalten Sie zuerst die Stromversorgung aus, dh nachdem die Temperatur gesenkt wurde, nimmt die Stromversorgung die Arbeit wieder auf.
Zweitens, schalten Sie die Stromversorgung nicht aus, sondern verbessern Sie die Belüftungsbedingungen im Netzteil.
Besonderer Hinweis: Bei der tatsächlichen Konstruktion und Inbetriebnahme sollte R1 in einem Gerät platziert werden, in dem die Wärme klein und die Wärme groß sein sollte.
1 die thermische Abschaltschaltung
Vin: ist etwas größer als die maximale Eingangsspannung.
Wenn beispielsweise AC / DC verwendet wird, wird der Filterkondensator als normales V & TImes; R2 / (R1 + R2) ≤ 0,7 V.
R1: Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten
C1: Nehmen Sie einen Elektrolytkondensator aus Aluminium mit 104J63 oder kleiner Kapazität, um externe Störungen zu vermeiden
Vref: Stabilisiert die Spannung und kann den Referenzstift des Chips verwenden. 8pin wie 3842
Q1: Eine Darlington-Röhre, die NPN ist und Überstrom sein kann. Wie TIP31C
Hinweis: Es ist auch möglich, einen Operationsverstärker zu verwenden, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Wenn es eine Gelegenheit gibt, werden mehr solcher Schaltungen aufgelistet.
(a) Verwenden eines thermischen Thyristors vom P-Typ (b) Verwenden eines thermischen Thyristors vom n-Typ
Abbildung 8 Überhitzungsschutz
Thermorelais als Überhitzungsschutz-Schaltplan der Schutzeinrichtung (4)
Befindet sich keine Überlastschutzvorrichtung im Stromkreis, kann der Motor nach Überlastung leicht durchbrennen. Die unten gezeigte Schaltung ist eine Motor-Einweg-Rotationssteuerschaltung mit Überlastschutz. Ein thermisches Relais wird als Schutzvorrichtung in der Schaltung verwendet, und sein Heizelement ist in der Motorschaltung in Reihe geschaltet, und sein normalerweise geschlossener Kontakt ist in der Spulenschaltung des Schützes in Reihe geschaltet.
Wenn der Strom aufgrund einer Überlastung während des Betriebs des Motors ansteigt, bewirkt die vom Heizelement des Thermorelais erzeugte Wärme, dass das Erfassungselement durch Wärme gebogen wird, und der normalerweise geschlossene Kontakt des Thermorelais wird getrennt. Unterbrechen Sie die Stromversorgung des Schützes, und der Motor wird abgeschaltet, wodurch eine Schutzfunktion gespielt wird.
Die in 1 gezeigte Überhitzungsschutz Schaltung besteht aus einer Temperaturerfassungsschaltung und einer Komparatorschaltung. Die Einschaltspannung VBE des Schaltungstransistors Q hat eine negative Temperaturkennlinie, und die im Unterschwellenbereich arbeitenden MOS-Transistoren erzeugen Ströme I1 und I2 mit positiven Temperaturkoeffizienten. Mit steigender Betriebstemperatur wird der VBE immer kleiner und die Spannung am Widerstand steigt mit zunehmendem Strom. Wenn VBE <VR3 ist, wird der Komparatorausgang umgedreht, der VOUT-Ausgang ist niedrig und die Hauptstromverbrauchsschaltung wird ausgeschaltet, so dass die Wärme des Chips reduziert wird. Dieser überhitzungsgeschützte Komparator hat eine höhere Auflösung und arbeitet stabil bei hohen Temperaturen, erhöht jedoch definitiv den Stromverbrauch der Schaltung. Darüber hinaus ist der PTAT-Strom, der proportional zur absoluten Temperatur ist, die von der im Unterschwellenbereich arbeitenden MOS-Röhre erzeugt wird, nicht hochgenau und anfällig für die Versorgungsspannung, und die Überhitzungsschutz Schaltung ist nicht stabil genug.
Schaltplan zum Überhitzungsschutz des PTC-Thermistors (1)
Hauptschaltung
Am Beispiel des Motorüberhitzungsschutzes besteht der Steuerkreis aus einem PTC-Thermistor und einem Schmitt-Kreis. In der Figur sind RT1, RT2 und RT3 drei Stufen-PTC-Thermistoren mit den gleichen Eigenschaften, die in den Wicklungen des Stators des Motors vergraben sind. Unter normalen Bedingungen haben PTC-Thermistoren eine normale Temperatur und einen Gesamtwiderstand von weniger als 1 kΩ. Zu diesem Zeitpunkt ist V1 ausgeschaltet, V2 ist eingeschaltet und das Relais K ist elektrisch mit dem normalerweise offenen Kontakt verbunden, und der Motor wird von der kommerziellen Stromversorgung betrieben. Wenn der Motor aufgrund eines Fehlers teilweise überhitzt ist, überschreitet sein Widerstandswert 10 kΩ, solange ein PTC-Thermistor über die voreingestellte Temperatur hinaus erwärmt wird. Also wird V1 eingeschaltet und V2 wird abgeschaltet, VD2 zeigt einen roten Alarm an, K geht verloren und wird losgelassen und der Motor läuft nicht mehr, um den Schutzzweck zu erreichen.
Die Auswahl des PTC-Thermistors für Hauptkomponenten hängt vom Isolationsgrad des Motors ab. Die Standardabmessungen der Komponenten sind in der Abbildung dargestellt. Die Curie-Temperatur des PTC-Thermistors wird üblicherweise in einem Bereich von etwa 40 ° C gewählt, der unter der Grenztemperatur liegt, die dem Motorisolationsniveau entspricht. Beispielsweise beträgt für einen B1-isolierten Motor die Grenztemperatur 130 ° C, und ein PTC-Thermistor mit einer Curie-Temperatur von 90 ° C sollte ausgewählt werden. (PTC PTC Thermistor zum Überhitzungsschutz)
Die Wahl des Relais K hängt von der Leistung des Motors ab. Abbildung 2.3.1 zeigt JRX-13F, die Kontaktlast beträgt 0,5 A und ist für kleine Motoren geeignet. Der RP sollte mit einem Potentiometer mit Verriegelungsmechanismus ausgewählt werden.
Schaltplan für den Überhitzungsschutz des thermischen Thyristors vom P-Typ (2)
Für eine hohe Nennleistung ist auch ein Wärmeschutz erforderlich. Es gibt viele Arten von Überhitzungsschutz, häufig verwendete Schaltkreise:Schalten Sie zuerst die Stromversorgung aus, dh nachdem die Temperatur gesenkt wurde, nimmt die Stromversorgung die Arbeit wieder auf.
Zweitens, schalten Sie die Stromversorgung nicht aus, sondern verbessern Sie die Belüftungsbedingungen im Netzteil.
Besonderer Hinweis: Bei der tatsächlichen Konstruktion und Inbetriebnahme sollte R1 in einem Gerät platziert werden, in dem die Wärme klein und die Wärme groß sein sollte.
1 die thermische Abschaltschaltung
V: eine stabile Gleichspannung
Normale V & TImes; R2 / (R1 + R2) ≤ 0,7 V.
R1: Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten
C1: Nehmen Sie einen Elektrolytkondensator aus Aluminium mit 104J63 oder kleiner Kapazität, um externe Störungen zu vermeiden
Vref: ist der Referenzstift des Chips. 8pin wie 3842
Q1: Es ist nur eine Darlington-Röhre für NPN. Wie 2N4401
Hinweis: Es ist auch möglich, einen Operationsverstärker zu verwenden, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Wenn es eine Gelegenheit gibt, werden mehr solcher Schaltungen aufgelistet.
2, Temperaturregelung Lüfterdrehzahl-Steuerschaltung
Normale V & TImes; R2 / (R1 + R2) ≤ 0,7 V.
R1: Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten
C1: Nehmen Sie einen Elektrolytkondensator aus Aluminium mit 104J63 oder kleiner Kapazität, um externe Störungen zu vermeiden
Vref: ist der Referenzstift des Chips. 8pin wie 3842
Q1: Es ist nur eine Darlington-Röhre für NPN. Wie 2N4401
Hinweis: Es ist auch möglich, einen Operationsverstärker zu verwenden, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Wenn es eine Gelegenheit gibt, werden mehr solcher Schaltungen aufgelistet.
2, Temperaturregelung Lüfterdrehzahl-Steuerschaltung
Vin: ist etwas größer als die maximale Eingangsspannung.
Wenn beispielsweise AC / DC verwendet wird, wird der Filterkondensator als normales V & TImes; R2 / (R1 + R2) ≤ 0,7 V.
R1: Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten
C1: Nehmen Sie einen Elektrolytkondensator aus Aluminium mit 104J63 oder kleiner Kapazität, um externe Störungen zu vermeiden
Vref: Stabilisiert die Spannung und kann den Referenzstift des Chips verwenden. 8pin wie 3842
Q1: Eine Darlington-Röhre, die NPN ist und Überstrom sein kann. Wie TIP31C
Hinweis: Es ist auch möglich, einen Operationsverstärker zu verwenden, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Wenn es eine Gelegenheit gibt, werden mehr solcher Schaltungen aufgelistet.
Überhitzungsschutzschaltbild der Halbleiter-Thermoschaltvorrichtung "heißer Thyristor" (3)
Das Halbleiter-Thermoschaltgerät "Hot Thyristor" spielt eine wichtige Rolle beim Übertemperaturschutz. Es kann als Temperaturanzeigeschaltung verwendet werden. Entsprechend den Eigenschaften des thermischen Thyristors vom p-Typ-Gate-Gate (TT102) wird die Einschalttemperatur der Vorrichtung durch den Wert von RT bestimmt [siehe Fig. 8 (a)]. Je größer die RT ist, desto niedriger ist die Einschalttemperatur. Es kann als Temperaturanzeige verwendet werden, wenn es in der Nähe eines Leistungsschaltertransistors oder in einem Netzteil platziert wird. Wenn die Temperatur der Röhre der Leistungsröhre oder die Temperatur im Inneren des Geräts den zulässigen Wert überschreitet, wird der thermische Thyristor eingeschaltet, wodurch die LED aufleuchtet.
Wenn der Optokoppler verwendet wird, kann der gesamte Alarmkreis zum Schutz des Schaltreglers betrieben werden. Es kann auch als Überhitzungsschutz für Leistungstransistoren wie in Abbildung 8 (b) verwendet werden. Der Basisstrom der Kristallschaltröhre wird vom thermischen Thyristor TT201 vom n-Steuergatter-Typ umgangen, und die Schaltröhre wird ausgeschaltet, um den Kollektorstrom abzuschalten und eine Überhitzung zu verhindern.
Wenn der Optokoppler verwendet wird, kann der gesamte Alarmkreis zum Schutz des Schaltreglers betrieben werden. Es kann auch als Überhitzungsschutz für Leistungstransistoren wie in Abbildung 8 (b) verwendet werden. Der Basisstrom der Kristallschaltröhre wird vom thermischen Thyristor TT201 vom n-Steuergatter-Typ umgangen, und die Schaltröhre wird ausgeschaltet, um den Kollektorstrom abzuschalten und eine Überhitzung zu verhindern.
(a) Verwenden eines thermischen Thyristors vom P-Typ (b) Verwenden eines thermischen Thyristors vom n-Typ
Abbildung 8 Überhitzungsschutz
Thermorelais als Überhitzungsschutz-Schaltplan der Schutzeinrichtung (4)
Befindet sich keine Überlastschutzvorrichtung im Stromkreis, kann der Motor nach Überlastung leicht durchbrennen. Die unten gezeigte Schaltung ist eine Motor-Einweg-Rotationssteuerschaltung mit Überlastschutz. Ein thermisches Relais wird als Schutzvorrichtung in der Schaltung verwendet, und sein Heizelement ist in der Motorschaltung in Reihe geschaltet, und sein normalerweise geschlossener Kontakt ist in der Spulenschaltung des Schützes in Reihe geschaltet.
Wenn der Strom aufgrund einer Überlastung während des Betriebs des Motors ansteigt, bewirkt die vom Heizelement des Thermorelais erzeugte Wärme, dass das Erfassungselement durch Wärme gebogen wird, und der normalerweise geschlossene Kontakt des Thermorelais wird getrennt. Unterbrechen Sie die Stromversorgung des Schützes, und der Motor wird abgeschaltet, wodurch eine Schutzfunktion gespielt wird.
Schaltplan zum Überhitzungsschutz des Komparators (5)
Die Überhitzungsschutz Schaltung schaltet die Hochleistungsröhre aus, wenn die Chiptemperatur zu hoch ist, was eine hohe Temperaturempfindlichkeit am Schwellentemperaturpunkt erfordert. Daher basieren die meisten auf dem Komparator-Design. Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Überhitzungsschutz Schaltung.Die in 1 gezeigte Überhitzungsschutz Schaltung besteht aus einer Temperaturerfassungsschaltung und einer Komparatorschaltung. Die Einschaltspannung VBE des Schaltungstransistors Q hat eine negative Temperaturkennlinie, und die im Unterschwellenbereich arbeitenden MOS-Transistoren erzeugen Ströme I1 und I2 mit positiven Temperaturkoeffizienten. Mit steigender Betriebstemperatur wird der VBE immer kleiner und die Spannung am Widerstand steigt mit zunehmendem Strom. Wenn VBE <VR3 ist, wird der Komparatorausgang umgedreht, der VOUT-Ausgang ist niedrig und die Hauptstromverbrauchsschaltung wird ausgeschaltet, so dass die Wärme des Chips reduziert wird. Dieser überhitzungsgeschützte Komparator hat eine höhere Auflösung und arbeitet stabil bei hohen Temperaturen, erhöht jedoch definitiv den Stromverbrauch der Schaltung. Darüber hinaus ist der PTAT-Strom, der proportional zur absoluten Temperatur ist, die von der im Unterschwellenbereich arbeitenden MOS-Röhre erzeugt wird, nicht hochgenau und anfällig für die Versorgungsspannung, und die Überhitzungsschutz Schaltung ist nicht stabil genug.
Die Überhitzungsschutz Schaltung dieses Papier wurde entwickelt, basierend auf der Bandgap-Referenzschaltung. Die Vorspannung der Bandlückenreferenzschaltung wird als Vorspannung der Überhitzungsschutz Schaltung verwendet, und die Komparatorschaltung wird in der Schaltung optimiert, so dass die Schaltungsstruktur einfach und stabil ist und im Layout leicht zu implementieren ist. Die Überhitzungsschutz Schaltung ist in Abbildung 2 dargestellt.
