借助模拟乘法器 KR525PS2 进行 IP 保护。方案、说明

使用模拟乘法器 KR525PS2 进行 IP 保护。无线电电子电气工程百科全书

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在许多电源中，调节元件受到保护，不会超过允许的电流和温度。作者认为，这些措施还不够，他建议保护控制晶体管不超过允许功率，同时考虑到外壳的温度。本文讨论了使用 KR525PS2 模拟乘法器对不稳定电源进行此类保护的一种变体。稳定源也可以配备这样的节点。

电源单元（PSU）的控制晶体管消耗的功率等于集电极电流（负载电流）与集电极-发射极部分的压降的乘积。在实验室电源（具有可调输出电压）中，由于输出电压低且负载电流高，控制晶体管可能释放超出特定设备允许值的功率。此类 PSU 通常仅提供电流保护。但当负载电流小于保护响应值且调节晶体管释放的功率超过允许值时，它无法保护调节元件。

那么问题来了，如何保护控制晶体管不超过允许的功耗呢？有一款国产芯片KR525PS2，它执行两个模拟参数相乘的操作。如果将与调节晶体管的集电极电流和集电极-发射极部分的电压成比例的信号施加到其输入，则输出电压将与它们的乘积成比例。因此，基于该微电路，可以组装防止超过调节晶体管的允许功率的保护单元。

图中显示了不稳定 PSU 中这种保护节点的示意图。

使用模拟乘法器 KR525PS2 进行 IP 保护

DA1微电路的输入X由调节晶体管VT3的基极提供电压，输入Y是来自电流传感器R5的电压的一部分，与负载电流成正比（调节晶体管基极的电压等于到发射极电压负 0,6 V）。

比较器是在运放DA2上制作的。其非反相输入由 DA1 乘法器的输出提供电压，反相输入由来自电阻分压器 R15R16RK1 的示例电压提供。当同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，运算放大器的输出端会向三极管 VS1 发送一个信号。它打开并通过二极管 VD5 将晶体管 VT1 的基极连接到公共线。晶体管VT1及其后面的晶体管VT2和VT3闭合。同时，HL1 LED 亮起，表示 PSU 已关闭且负载已断电。热敏电阻RK1充当晶体管VT3本体的温度传感器（固定在晶体管本体上或本体附近的散热器上）。

保护单元由网络变压器 T1 的附加绕组供电。使用二极管VD6-VD9和电容器C2、C3组装整流器，并使用齐纳二极管VD10、VD11和电阻器R10、R11组装简单的双极稳定器。

保护单元的设置如下。首先，微调电阻器 R12-R14 校正乘法器处的零电压。当输入 X 和 Y 处的电压为零（它们连接到公共导线）时，微调电阻器 R14 将输出 Z 处的电压设置为零。然后，通过向输入 X 施加几伏的电压（仍然为零）输入Y处的电压），微调电阻R13将输出Z处的电压设置为零。最后，对输入Y进行类似的操作。之后，乘法器调整被认为完成。

然后，基于控制晶体管消耗的允许功率和允许电流，计算集电极-发射极电压。对于允许功率为 819 W、电流为 60 A 的 KT15G 晶体管，该值为 4 V。最大电流为 15 A 时，电流传感器两端的电压降为 3,6 V。这些电压（3,4 和大约 2,2 ...3,6, 7 V - 该值取决于微调电阻器 R6) 滑块的位置，该电压提供给乘法器的相应（X 和 Y）输入，之前已将它们与电阻器 R7 和 R15 断开，并实现比较器的操作，打开 SCR 和 LED。这可能需要选择电阻器 RXNUMX。

具有负TKS的热敏电阻RK1的存在导致这样的事实：随着晶体管体温度的升高，热敏电阻的电阻减小，因此运算放大器反相输入端的电压将减小。并且由于晶体管允许的功耗随着外壳温度的升高而降低，因此在这种情况下，保护单元应该以较低的功率工作。

这种保护几乎可以用于任何带有调节晶体管的电源装置。但是，应记住，乘法器输入端的电压不应超过 10 V。因此，如果控制晶体管的电压可能超过此值，则必须通过电阻分压器将其施加到乘法器的 X 输入端。

作者：A.Partin，叶卡捷琳布尔

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