Strombegrenzungsschaltung:Erklärung elektronischer Schaltungen

Eine Strombegrenzungsschaltung hilft in Netzteilen, indem sie einen umfassenden Schutz gewährleistet, wenn es zu Überlastungen oder Kurzschlüssen kommen kann.

In der Regel finden Sie Strombegrenzer in elektronischen Bauteilen eingebaut, um späteren Schäden während der Stromversorgung vorzubeugen. Sie gehören zu den Standardmerkmalen, die bei der Regulierung von integrierten Schaltkreisen (ICs) von Netzteilen benötigt werden.

Das oben Genannte und mehr werden wir in diesem Artikel erläutern.

1. Was ist die Strombegrenzungsschaltung?

Einfach ausgedrückt verhindern Strombegrenzer Schäden an Schaltkreisen, indem sie Ströme von einer geregelten Stromversorgung begrenzen. Auf diese Weise ist auf Dauer die einzige maximale Stromstärke anwendbar, die eine elektronische Schaltung bestimmen kann.

(elektronische Schaltung)

Warum brauchen wir dann den Strombegrenzer?

Da Sie die Strombegrenzer in mehreren Anwendungen verwenden können, ist es am besten, auf die Langlebigkeit und Sicherheit der elektronischen Komponenten zu achten. Schließlich haben Sie Stromschutz auf den Geräten.

Häufig werden Sie die Strombegrenzungsschaltungen in linearen Netzteilen verwenden oder sogar die Erfassungstechniken in Schaltnetzteilen anwenden. In anderen Fällen können Sie die Stromreglerschaltung zum Betreiben einer Hochleistungs-LED verwenden.

Wir werden im weiteren Verlauf auf beide Anwendungen eingehen.

2. Arten von Strombegrenzungsschaltungen

Es gibt eine Vielzahl von Strombegrenzern, aus denen Sie je nach Projekt auswählen können. Die am häufigsten verwendeten sind jedoch die folgenden Typen.

Konstantstrombegrenzung

Technologen betrachten die Konstantstrombegrenzung als die grundlegendste Form der Strombegrenzung bei der Regelung von Stromversorgungen.

Wirkungsmechanismen: Ein Konstantstrombegrenzer arbeitet, indem er die Ausgangsspannung aufrechterhält, wenn der Strom auf ein maximales Niveau ansteigt. Wenn der Strom seinen Höhepunkt erreicht, wird er ständig gewartet. Dann kommt es mit zunehmender Belastung zu einem Spannungsabfall.

Einige seiner Vorteile umfassen;

• Es ist eine einfache Schaltung mit verständlicher Schaltung.
• Außerdem werden nur wenige elektronische Komponenten benötigt.

Was dieNachteile betrifft ;

• Bei einem Kurzschluss wird der Strom nicht reduziert. Es hält den Schaltungsstrom auf einem maximalen Niveau, was zu einigen Schäden an der Schaltung führen kann.

(Kurzschluss mit Beschädigung)

• Außerdem wird es Ihnen gelingen, den maximalen Strom zu ziehen, wenn die Strombegrenzung zu wirken beginnt. Dabei sinkt jedoch die Ausgangsspannung, was bei der Netzteilregelung zu einer erhöhten Spannung am Längstransistor führt. Anschließend steigt die Verlustleistung innerhalb des elektronischen Geräts.
• Drittens, wenn eine Ausgangsspannung von nahezu null und ein gezogener Maximalstrom erreicht werden, entspricht die Spannung fast immer der anfänglichen Eingangsspannung von Gleichrichterschaltungen und Glättung.

Leider ist ein solcher Zustand während einer Entwurfsphase einer elektronischen Schaltung nicht empfehlenswert. Dies liegt daran, dass keine Toleranz gemacht wird, wodurch der Einbau eines größeren Reihendurchgangstransistors erzwungen wird.

Außerdem benötigen Sie möglicherweise eine zusätzliche Kühlkörperkapazität, die anschließend die Größe und die Kosten der geregelten Stromversorgung erhöht.

(Kühlkörper zur Wärmeableitung in einer Leiterplatte)

A Fold-Back-Strombegrenzung

Die Fold-Back-Strombegrenzung sorgt für die Aufrechterhaltung der Ausgangsspannung bis zum Einsetzen der Aktion der Strombegrenzung. Dabei 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 elektrischen Schaltkreises verringert wird.

Einige seiner Vorteile umfassen;

• Erstens reduziert es den Stromverbrauch, da durch die zunehmende Überlastung der Strom zurückfällt. Wenn dies stattfindet, nimmt der Stromverbrauch ab und die Wärmeableitung des Seriendurchgangstransistors ist an einer lobenswerten Grenze.
• Dann können Sie seine Verwendung in ein paar elektronischen Komponenten implementieren.
• Außerdem ist es kostengünstig. Meistens ist der Einbau der Fold-Back-Strombegrenzung in integrierte Schaltungen für geregelte Stromversorgungen ein unvermeidbares Merkmal. Da es sich um eine Anforderung handelt, sind die Kosten daher fast unbemerkt.

Fehler;

• Der Foldback-Limiter ist im Vergleich zu einem Konstantstrombegrenzer komplexer, da er mehr elektronische Komponenten erfordert. Es bedeutet auch zusätzliche Komplexität für die lineare Stromversorgung.
• Zweitens funktioniert es nicht gut mit nichtlinearen Lasten.
• Außerdem kann es zu einer Sperrung kommen, wenn Sie den Limiter mit einem nicht ohmschen Gerät verwenden. Gleichzeitig neigen die Geräte dazu, unabhängig von der Versorgungsspannung kontinuierliche Stromstärken zu ziehen.

N/B – Um den Sperrzustand zu vermeiden, enthält die umklappbare Strombegrenzungsmatte eine Übergangsverzögerung.

3. Berechnung des Strombegrenzungswiderstands

(Einsatz von Widerständen in elektrischen Bauteilen)

Um den Strombegrenzungswiderstand zu berechnen, müssen wir uns die folgende Abbildung ansehen. Die Abbildung zeigt einen variablen Widerstand, mit dem Sie die Stromsteuerung einstellen können.

Für den R1 können Sie ihn durch einen Festwiderstand ersetzen, indem Sie ihn mit der angegebenen Formel berechnen:

R1 (Begrenzungswiderstand) =Vref/Strom

Alternativ

R1 =1,25/Strom

R1 Wattleistung =1,25 x Strom

Hinweis:Verschiedene LEDs können unterschiedliche Ströme haben, und Sie können sie berechnen, indem Sie die optimale Durchlassspannung durch ihre Wattzahl teilen (Watt-Standardspannung (bei 3,3 V)).

Beispielsweise hätte eine 2-Watt-LED 2/3,3 V =0,6 Ampere oder 300 mA.

Die Berechnung gilt auch für andere LEDs.

4. Anwendung einer Strombegrenzungsschaltung

In diesem Teil des Artikels gibt es eine Diskussion über die Verwendung einer Strombegrenzung zum Entwerfen einer LED-Stromgeschwindigkeitsschaltung.

Bedeutung der aktuellen Geschwindigkeitsschaltung für LED

LEDs erzeugen Beleuchtungen effizient und mit geringem Verbrauch. Aber manchmal können ihre Leistungen durch Strom und Hitze beeinträchtigt werden. Dies gilt insbesondere für Hochleistungs-LEDs, da diese viel Wärme erzeugen.

Die LED, die mit hohen Strömen betrieben wird, wird über ihre Toleranz hinaus heiß und wird dann beschädigt. Andererseits wird eine unkontrollierte Wärmeableitung schließlich mehr Strom ziehen und auch zerstört werden.

Daher hilft die Strombegrenzung, die vorliegenden Probleme einzudämmen.

Anwendungsschaltungen – Entwurf einer stromgesteuerten LED-Röhrenleuchte

Sie können die Stromgeschwindigkeitsschaltung verwenden, um stromgesteuerte LED-Röhrenlichtschaltungen mit hoher Präzision effizient herzustellen. Wenn Sie beispielsweise eine 30-Watt-Konstantstrom-LED-Treiberschaltung anschließen, verwenden Sie die folgende Formel, um den angeschlossenen Vorwiderstand zu berechnen.

R =(Versorgungsspannung – Gesamt-LED-Durchlassspannung)/ LED-Strom

R (Watt) =(Versorgungsspannung – Gesamt-LED-Durchlassspannung) x LED-Strom

Wenn Ihnen ein IC fehlt, können Sie Bipolar Junction Transistors oder ein paar Transistoren konfigurieren, um eine funktionsfähige Stromreglerschaltung für Ihre LED zu bilden.

(LED-Controller mit einem Transistor)

Zu den praktischen Möglichkeiten, mit denen Sie entwerfen können, gehören:

Mit zwei Dioden und einem Widerstand

Diodentypen als elektrische Bauelemente.

Die Stromversorgungsschaltung verwendet den Emitter des Ausgangspasstransistors mit einem Messwiderstand, der sich in der Reihe befindet. Dann platzieren Sie die beiden Dioden zwischen der Basis des Transistors und dem Ausgang der Schaltung, um den Strombegrenzungseffekt zu erzielen.

Da die Schaltung in einem normalen Bereich arbeitet, liegt am Reihenwiderstand eine kleine Spannung an.

Die kleine Spannung und die Basis-Emitter-Spannung sind oft zu klein, um die beiden Diodenströme einzuschalten, wie es zwei Diodenübergangsabfälle tun würden – nichtsdestotrotz führt eine Stromerhöhung zu einer Spannungserhöhung über dem Widerstand.

Es muss ein gleicher Basis-Emitter-Übergangsabfall und -widerstand vorhanden sein, damit die beiden Dioden Strom leiten können, was letztendlich zwei Diodenübergangsabfällen entspricht.

Widerstände berechnen

Sie bestimmen R1 durch die folgende Formel:

R1 =(Us – 0,7) Hfe/Laststrom

Us =Versorgungsspannung

Hfe =T1 Vorwärtsstromverstärkung

Laststrom =LED-Strom =100 W/35 V =2,5 Ampere

Wie für R2:

R2 =0,7/LED-Strom

Schlussfolgerung

Zusammenfassend erfordern elektronische Geräte mit Dauerstrom Sicherheitsmaßnahmen, um lange zu funktionieren. Außerdem sollte die Sicherheitsmaßnahme weniger zusätzliche elektronische Komponenten verwenden, billig sein und in den Geräten einfach zu implementieren sein. Ein Strombegrenzer passt in alle hier genannten Kategorien.

Darüber hinaus können Sie es selbst integrieren, während Sie Ihr Projekt festlegen. Sollten Sie dennoch Fragen haben, kontaktieren Sie uns. Wir helfen Ihnen gerne weiter.