Stroombegrenzingscircuit:elektronische circuits uitgelegd

Een stroombegrenzingscircuit helpt bij voedingen door te zorgen voor algehele bescherming bij overbelasting of kortsluiting.

Over het algemeen vindt u stroombegrenzers in elektronische componenten om toekomstige schade tijdens de stroomvoorziening te voorkomen. Ze behoren tot de standaardfuncties die nodig zijn bij het reguleren van voedingen voor geïntegreerde circuits (IC's).

Het bovenstaande en meer zijn waar we in dit artikel op ingaan.

1. Wat is het stroombegrenzingscircuit?

In eenvoudige bewoordingen voorkomen stroombegrenzers schade aan circuits door stromen van een gereguleerde voeding te beperken. Op deze manier zal het enige maximale stroomniveau dat een elektronische schakeling kan bepalen op de lange termijn van toepassing zijn.

(elektronische schakeling)

Dus, waarom hebben we dan de stroombegrenzer nodig?

Omdat u de stroombegrenzers in verschillende toepassingen kunt gebruiken, is het het beste om de levensduur en veiligheid van de elektronische componenten te waarborgen. Uiteindelijk heb je de huidige bescherming op de apparaten.

Vaak zult u de stroombegrenzingscircuits gebruiken in lineaire voedingen of zelfs de detectietechnieken toepassen in schakelende voedingen. Andere keren kunt u het stroomregelaarcircuit gebruiken bij het bedienen van een high-watt LED.

We zullen beide toepassingen bespreken terwijl we verder gaan.

2. Typen stroombegrenzingsschakelingen

Er zijn verschillende stroombegrenzers waaruit u kunt kiezen, afhankelijk van uw project. De meest gebruikte zijn echter de onderstaande typen.

Constante stroombegrenzing

Technologen beschouwen constante stroombegrenzing als de meest elementaire vorm van stroombegrenzing bij het regelen van voedingen.

Actiemechanismen: Een constante stroombegrenzer werkt door de uitgangsspanning te handhaven als de stroom tot een maximaal niveau stijgt. Wanneer de stroom zijn piek bereikt, zal hij constant worden onderhouden. Dan zal een spanningsdaling optreden bij toenemende belasting.

Enkele van de voordelen omvatten;

• Het is een eenvoudig circuit met begrijpelijke circuits.
• Bovendien zijn er maar een paar elektronische componenten nodig.

Wat betreft de nadelen ;

• Telkens wanneer er een kortsluiting is, wordt de stroom niet verminderd. Het houdt de circuitstroom op een maximaal niveau, wat kan leiden tot enige schade aan het circuit.

(kortsluiting met schade tot gevolg)

• Bovendien zal het je lukken om de maximale stroom te trekken wanneer de stroombegrenzing begint te werken. Tijdens het proces daalt echter de uitgangsspanning, wat leidt tot een verhoogde spanning over de seriedoorlaattransistor in de voedingsregeling. Vervolgens is er een toename van de vermogensdissipatie binnen het elektronische apparaat.
• Ten derde, wanneer het een uitgangsspanning van bijna nul en een getrokken maximale stroom bereikt, is de spanning bijna altijd gelijk aan de initiële ingangsspanning van gelijkrichtercircuits en afvlakking.

Helaas is een dergelijke toestand tijdens de ontwerpfase van een elektronische schakeling niet aan te bevelen. Het is omdat er geen rekening mee wordt gehouden, waardoor de opname van een grotere seriedoorlaattransistor wordt geforceerd.

Mogelijk hebt u ook een extra koellichaam nodig, wat vervolgens bijdraagt ​​aan de omvang en kosten van de gereguleerde voeding.

(koellichaam voor warmteafvoer in een printplaat)

A Fold-back stroombegrenzing

De terugvouwbare stroombegrenzing zorgt voor het behoud van de uitgangsspanning tot het begin van de stroombegrenzing. Door dit te doen, begint de stroom af te nemen, naast het beperken van de stroom. Conventioneel leidt een hogere vermogensoverbelasting tot een verminderde stroom, waardoor de kans op schade aan het elektrische circuit wordt verkleind.

Enkele van de verdiensten omvatten;

• Ten eerste vermindert het het stroomverbruik, omdat de toenemende overbelasting ervoor zorgt dat de stroom terugvalt. Terwijl dit plaatsvindt, neemt het stroomverbruik af en bevindt de warmteafvoer van de seriedoorlaattransistor zich op een prijzenswaardige limiet.
• Dan kun je het gebruik ervan in een paar elektronische componenten implementeren.
• Bovendien is het kosteneffectief. Meestal is een opvouwbare stroombeperkende opname in gereguleerde stroomtoevoer-geïntegreerde schakelingen een onvermijdelijke functie. Dus, omdat het een vereiste is, zijn de kosten bijna onmerkbaar.

Minpunten;

• De terugklapbegrenzer is complexer in vergelijking met een constante stroombegrenzer, omdat er meer elektronische componenten voor nodig zijn. Het betekent ook extra complexiteit voor de lineaire voeding.
• Ten tweede werkt het niet goed met niet-lineaire belastingen.
• Verder kan een lock-out optreden wanneer u de limiter gebruikt met een niet-ohms apparaat. Tegelijkertijd hebben de apparaten de neiging om continue stroomniveaus te trekken, onafhankelijk van de voedingsspanning.

N/B – Om de vergrendelingstoestand te helpen voorkomen, bevat de opvouwbare stroombegrenzermat een tijdelijke vertraging.

3. De stroombegrenzerweerstand berekenen

(toepassing van weerstanden in elektrische componenten)

Om de stroombegrenzerweerstand te berekenen, moeten we naar de onderstaande afbeelding kijken. De afbeelding toont een variabele weerstand die u kunt gebruiken om de stroomregeling in te stellen.

Voor de R1 kunt u deze vervangen door een vaste weerstand door deze te berekenen met de aangegeven formule:

R1 (begrenzingsweerstand) =Vref/stroom

Alternatief

R1 =1,25/stroom

R1 wattage =1,25 x stroom

Opmerking:verschillende LED's kunnen verschillende stroomsterkten hebben, en u kunt deze berekenen door de optimale voorwaartse spanning te delen door het wattage (watt standaardspanning (bij 3,3 V)).

Een LED van 2 watt zou bijvoorbeeld 2/3,3 V =0,6 ampère of 300 ma hebben.

De berekening geldt ook voor andere LED's.

4. Toepassing van een stroombegrenzingscircuit

Voor dit deel van het artikel is er een discussie over het gebruik van een stroombegrenzing om een ​​LED-stroomsnelheidscircuit te ontwerpen.

Belang van het huidige snelheidscircuit voor LED

LED's produceren verlichting efficiënt en tegen een laag verbruik. Maar soms kunnen hun prestaties worden beïnvloed door stroming en hitte. Dit is met name het geval bij het overwegen van high-watt LED's, omdat ze veel warmte produceren.

De LED, aangedreven met hoge stromen, wordt heet voorbij zijn tolerantie en raakt dan beschadigd. Aan de andere kant zal een ongecontroleerde warmteafvoer op den duur meer stroom gaan trekken en ook vernietigd worden.

Daarom helpt stroombegrenzing de problemen te beteugelen.

Applicatiecircuits – een stroomgestuurde LED-buislamp ontwerpen

U kunt het stroomsnelheidscircuit gebruiken om stroomgestuurde LED-buislichtcircuits met hoge precisie efficiënt te maken. Als u bijvoorbeeld een LED-drivercircuit van 30 watt met constante stroom aansluit, gebruikt u de onderstaande formule om de aangesloten serieweerstand te berekenen.

R =(voedingsspanning - Totale LED-voorwaartse spanning) / LED-stroom

R (watt) =(voedingsspanning - Totale LED-voorwaartse spanning) x LED-stroom

Als je geen IC hebt, kun je ervoor kiezen om bipolaire junctietransistoren of een paar transistors te configureren om een ​​werkend stroomregelcircuit voor je LED te vormen.

(LED-controller met een transistor)

Praktische manieren waarop u kunt ontwerpen zijn onder meer;

Twee diodes en een weerstand gebruiken

diodetypes als elektrische componenten.

Het voedingscircuit zal de emitter van de uitgangstransistor gebruiken met een meetweerstand die in de serie wordt gevonden. Vervolgens plaatst u de twee diodes tussen de basis van de transistor en de uitgang van het circuit om het stroombeperkende effect te bereiken.

Omdat het circuit in een normaal bereik werkt, staat er een kleine spanning over de serieweerstand.

De kleine spanning en de basis-emitterspanning zijn vaak te klein om de twee diodestromen in te schakelen, zoals twee diodeovergangen zouden doen - niettemin resulteert een toename van de stroom in een spanningsverhoging over de weerstand.

Er moet een gelijke basis-emitterovergangsdaling en weerstand zijn om de twee diodes stroom te laten geleiden, wat uiteindelijk gelijk is aan twee diodeovergangsdalingen.

Weerstanden berekenen

U bepaalt R1 met de volgende formule:

R1 =(Us – 0,7) Hfe/laadstroom

Us =voedingsspanning

Hfe =T1 voorwaartse stroomversterking

Laadstroom =Ledstroom =100W/35V =2,5 ampère

Wat betreft R2:

R2 =0,7/LED stroom

Conclusie

Samengevat, elektronische apparaten met permanent vermogen vereisen veiligheidsmaatregelen om lang te kunnen blijven werken. Ook moet de veiligheidsmaatregel minder extra elektronische componenten gebruiken, goedkoop zijn en eenvoudig te implementeren in de apparaten. Een stroombegrenzer past in alle hier genoemde categorieën.

Bovendien kunt u het zelf integreren terwijl u uw project instelt. Mochten er echter vragen zijn, neem dan contact met ons op. Wij helpen u graag verder.