Ein Strombegrenzungsschaltung unterstützt Stromversorgungen, indem er einen allgemeinen Schutz gewährleistet, wenn es zu überlastigen oder kurzschlüssen kann.
Im Allgemeinen finden Sie Strombegrenzer, die in elektronischen Komponenten eingebaut sind, um zukünftige Schäden während der Stromversorgung zu vermeiden. Sie gehören zu den Standardfunktionen, die bei der Regelung von Netzteilen für integrierte Schaltkreise (ICs) benötigt werden.
Das Obige und mehr sind das, was wir in diesem Artikel erläutern werden.
1. Was ist die Strombegrenzungsschaltung?
Einfach ausgedrückt verhindern Strombegrenzer Schäden an Stromkreisen, indem sie die Ströme einer geregelten Stromversorgung begrenzen. Auf diese Weise ist der einzige maximale Strompegel, den eine elektronische Schaltung bestimmen kann, auf lange Sicht anwendbar.
(elektronische Schaltungen)
Also, warum brauchen wir dann den aktuellen Limiter?
Da Sie die Strombegrenzer in mehreren Anwendungen einsetzen können, ist es am besten, die Langlebigkeit und Sicherheit der elektronischen Komponenten zu gewährleisten. Schließlich haben Sie einen aktuellen Schutz auf den Geräten.
Oft verwenden Sie die Strombegrenzungsschaltungen in linearen Netzteilen oder wenden sogar die Sensortechniken in Schaltnetzteilen an. Zu anderen Zeiten können Sie die Stromreglerschaltung zum Betrieb einer High-Watt-LED verwenden.
Wir werden beide Anwendungen ansprechen, während wir fortfahren.
2. Arten von Strombegrenzungskreisen
Es gibt eine Vielzahl von Strombegrenzern, aus denen Sie je nach Projekt wählen können. Die am häufigsten verwendeten sind jedoch die folgenden Typen.
Konstantstrombegrenzung
Technologen betrachten konstanten Strom als die grundlegendste Form der Strombegrenzung bei der Regelung von Stromversorgungen.
Wirkmechanismen:
Ein Konstantstrombegrenzer hält die Ausgangsspannung aufrecht, wenn der Strom auf ein maximales Niveau ansteigt. Wenn der Strom seinen Höhepunkt erreicht, wird er ständig gewartet. Dann tritt ein Spannungsabfall mit zunehmender Last auf.
Einige seiner Vorteile sind;
Es ist eine einfache Schaltung mit verständlicher Schaltung.
Darüber hinaus werden nur wenige elektronische Komponenten benötigt.
Was die Nachteile betrifft;
Wann immer es zu einem Kurzschluss kommt, reduziert er den Strom nicht. Es hält den Stromkreisstrom auf einem maximalen Niveau, was zu einigen Schäden an der Schaltung führen kann.
(Kurzschluss mit Schaden)
Wenn die Strombegrenzung ihre Aktion beginnt, werden Sie es außerdem schaffen, den maximalen Strom zu ziehen. Dabei sinkt jedoch die Ausgangsspannung, was zu einer erhöhten Spannung über den Serienpasstransistor in der Stromversorgungsregelung führt. In der Folge kommt es zu einer Zunahme der Verlustleistung innerhalb des elektronischen Geräts.
Drittens, wenn es auf eine Ausgangsspannung von fast Null und einen gezogenen maximalen Strom kommt, entspricht die Spannung fast immer der anfänglichen Eingangsspannung von Gleichrichterschaltungen und Glättung.
Leider ist ein solcher Zustand während einer entwurfsfähigen Phase der elektronischen Schaltung nicht zu empfehlen. Dies liegt daran, dass keine Berücksichtigung vorgenommen wird, wodurch die Integration eines größeren Serienpasstransistors erzwungen wird.
Außerdem benötigen Sie möglicherweise eine zusätzliche Kühlkörperfunktion, die später die Größe und die Kosten der geregelten Stromversorgung erhöht.
(Kühlkörper zur Wärmeableitung in einer bedruckten Verdrahtungsplatine)
Eine Klappstrombegrenzung
Die zurückklappbare Strombegrenzung gewährleistet die Aufrechterhaltung der Ausgangsspannung bis zum Aktionsstart der Strombegrenzung. Auf diese Weise beginnt der Strom zu sinken und gleichzeitig den Strom zu begrenzen. Herkömmlicherweise führt eine höhere Leistungsüberlastung zu einem reduzierten Strom, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Stromkreises verringert wird.
Einige seiner Vorzüge sind;
Erstens reduziert es den Stromverbrauch, da die zunehmende Überlastung dazu führt, dass der Strom zurückfällt. Während dies geschieht, sinkt der Stromverbrauch und die Wärmeableitung des Serienpasstransistors ist an einem lobenswerten Grenzwert.
Dann können Sie seine Verwendung in einigen elektronischen Komponenten implementieren.
Darüber hinaus ist es kostengünstig. Meistens ist die Einbau von Klappstrombegrenzungen in integrierte Schaltkreise für geregelte Stromversorgungen ein unvermeidliches Merkmal. Daher macht es die Kosten als Anforderung fast unmerklich.
Demerits;
Der Rückklappbegrenzer ist im Vergleich zu einem Konstantstrombegrenzer komplexer, da er mehr elektronische Komponenten benötigt. Es bedeutet auch zusätzliche Komplexität für die lineare Stromversorgung.
Zweitens funktioniert es nicht gut mit nichtlinearen Lasten.
Darüber hinaus kann es zu einer Sperre kommen, wenn Sie den Limiter mit einem nicht-ohmschen Gerät verwenden. Gleichzeitig neigen die Geräte dazu, kontinuierliche Strompegel unabhängig von der Versorgungsspannung zu ziehen.
N/B – Um die Sperrbedingung zu vermeiden, enthält die zurückklappbare Strombegrenzermatte eine transiente Verzögerung.
3. Berechnung des Strombegrenzerwiderstands
(Anwendung von Widerständen in elektrischen Bauteilen)
Um den Strombegrenzerwiderstand zu berechnen, müssen wir uns die folgende Abbildung ansehen. Die Abbildung zeigt einen variablen Widerstand, mit dem Sie die Stromregelung einstellen können.
Für den R1 können Sie ihn durch einen festen Widerstand ersetzen, indem Sie ihn mit der angegebenen Formel berechnen:
R1 (Grenzwiderstand) = Vref/Strom
Alternativ
R1 = 1,25/Strom
R1 Wattzahl = 1,25 x Strom
Hinweis: Verschiedene LEDs können unterschiedliche Ströme haben, und Sie können sie berechnen, indem Sie die optimale Durchlassspannung durch ihre Wattzahl (Watt Standardspannung (bei 3,3 V)) dividieren.
Beispielsweise hätte eine 2-Watt-LED 2/3,3 V = 0,6 Ampere oder 300 ma.
Die Berechnung gilt auch für andere LEDs.
Für diesen Teil des Artikels gibt es eine Diskussion über die Verwendung einer Strombegrenzung zum Entwerfen einer LED-Stromdrehzahlschaltung.
Bedeutung der Stromdrehzahlschaltung für LED
LEDs erzeugen Beleuchtungen effizient und bei geringem Verbrauch. Aber manchmal können ihre Leistungen durch Strom und Hitze beeinflusst werden. Dies gilt insbesondere für Hochleistungs-LEDs, da sie viel Wärme erzeugen.
Die LED, die mit hohen Strömen angetrieben wird, wird heiß über ihre Toleranz hinaus und wird dann beschädigt. Auf der anderen Seite wird die unkontrollierte Wärmeableitung schließlich mehr Strom ziehen und auch zerstört werden.
Daher hilft die Strombegrenzung, die anstehenden Probleme einzudämmen.
Application Circuits – Design einer stromgesteuerten LED-Röhrenleuchte
Mit der Stromdrehzahlschaltung können Sie effizient stromgesteuerte LED-Röhren-Lichtkreise mit hoher Präzision erstellen. Wenn Sie beispielsweise eine 30-Watt-Konstantstrom-LED-Treiberschaltung anschließen, verwenden Sie die folgende Formel, um den angeschlossenen Serienwiderstand zu berechnen.
R = (Versorgungsspannung – Gesamt-LED-Durchlassspannung)/ LED-Strom
R (Watt) = (Versorgungsspannung – Gesamt-LED-Durchlassspannung) x LED-Strom
Wenn Sie keinen IC haben, können Sie Bipolar Junction Transistoren oder einige Transistoren konfigurieren, um eine operative Stromreglerschaltung für Ihre LED zu bilden.
(LED-Controller mit Transistor)
Praktische Möglichkeiten, mit denen Sie entwerfen können, umfassen;
Verwendung von zwei Dioden und einem Widerstand
Diodentypen als elektrische Komponenten.
Die Stromversorgungsschaltung verwendet den Emitter des Ausgangspasstransistors mit einem Sensorwiderstand, der in der Serie zu finden ist. Dann platzieren Sie die beiden Dioden zwischen der Basis des Transistors und dem Ausgang der Schaltung, um den strombegrenzenden Effekt zu erzielen.
Da die Schaltung in einem normalen Bereich arbeitet, existiert eine kleine Spannung über den Serienwiderstand.
Die kleine Spannung und die Basis-Emitter-Spannung sind oft zu klein, um die beiden Diodenströme einzuschalten, wie es zwei Diodenübergangsabfälle tun würden – dennoch führt eine Stromerhöhung zu einer Spannungserhöhung über den Widerstand.
Es muss einen gleichen Basis-Emitter-Sperrschichtabfall und Widerstand für die beiden Dioden geben, um Strom zu leiten, was letztendlich zwei Diodenübergangsabfällen entspricht.
Berechnen von Widerständen
Sie bestimmen R1 nach folgender Formel:
R1 = (Us – 0,7) Hfe/Laststrom
Us = Versorgungsspannung
Hfe = T1 Vorwärtsstromverstärkung
Laststrom = LED-Strom = 100W/35V = 2,5 Ampere
Wie für R2:
R2 = 0,7/LED-Strom
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass elektronische Geräte mit permanenter Stromversorgung Sicherheitsmaßnahmen erfordern, um lange Zeit am Laufen zu bleiben. Außerdem sollte die Sicherheitsmaßnahme weniger zusätzliche elektronische Komponenten verwenden, billig sein und einfach in den Geräten zu implementieren sein. Ein Strombegrenzer passt in alle hier genannten Kategorien. Darüber hinaus können Sie es selbst integrieren, wenn Sie Ihr Projekt festlegen. Wenn Sie jedoch Fragen haben, kontaktieren Sie uns. Wir helfen Ihnen gerne weiter.
