Для контроля нагрузки, привязанной к земле, можно использовать относительно низковольтные компоненты. Например, обнаружить указывающее на перегрузку по току повышение напряжения на токоизмерительном резисторе, включенном между нагрузкой и землей, может почти любой низковольтный операционный усилитель с rail-to-rail входом. Чтобы сделать то же самое со стороны шины питания, обычно выбирают дифференциальный усилитель, способный выдерживать высокое синфазное напряжение. Этот подход ограничивает выбор компонентов для входного усилителя и ставит вопрос о том, как реагировать на перегрузку по току. При наступлении события в цепи питания дифференциальный усилитель выдает сигнал низкого уровня относительно земли, но предотвратить перегрузку по току на стороне питающей шины, возникающую в результате короткого замыкания на землю, можно только отключив питание. По сути, дифференциальный усилитель привязывает к земле сигнал, снимаемый со стороны шины питания, отклик на которой затем необходимо привязать обратно к высокому уровню.
Более простой подход для любой схемы защиты от токовой перегрузки на стороне шины питания заключается в привязке к этой шине всей схемы. Такие схемы обычно потребляют мало энергии, которую легко может обеспечить небольшой трехвыводной линейный регулятор напряжения. Однако этот подход требует необычной конфигурации с использованием регулятора отрицательного напряжения, вывод земли которого подключается к шине питания, а вход – к земле системы. Других соединений с землей системы нет. Все «земляные» точки схемы защиты от перегрузки по току подключаются к выходу регулятора.
На Рисунке 1 показаны схема управления двухфазным шаговым двигателем (ШД), быстродействующий самовосстанавливающийся автоматический выключатель двигателя с питанием 24 В и источник питания 12 В для автоматического выключателя, привязанный к напряжению 24 В. Выключатель воспринимает шину питания двигателя 24 В как 12 В относительно местной земли, создаваемой выходом регулятора. Как и для всех линейных регуляторов отрицательного напряжения, для этой схемы требуется танталовый конденсатор емкостью 6.8 мкФ.
 |
|
| Рисунок 1. | Токоизмерительные резисторы отключают оба MOSFET, когда ток через них превышает установленный порог. |
Измерение тока двух фаз обеспечивается одноваттными резисторами R10 и R12 сопротивлением 0.33 Ом. Ток из шины питания проходит через токоизмерительный резистор и p-канальный MOSFET на вход верхнего плеча H-моста (не показан), управляющего одной обмоткой двигателя. Ток в любой фазе может вызвать увеличение напряжения на токоизмерительном резисторе до 0.5 В, что приведет к срабатыванию выключателя. Схема реагирует выключением обоих MOSFET. Затем она ждет 20 мс и снова включает транзисторы, автоматически устраняя кратковременные короткие замыкания.
Купить LM320 на РадиоЛоцман.Цены
