Szybki wyłącznik zasilania – zabezpieczenie nadnapięciowe i nad prądowe na układzie BTS50085 1TMA INFINEON Układ działa jak inteligentny bezpiecznik automatyczny. Zastępuje on klasyczne przekaźniki elektromechaniczne, oferując bezgłośną pracę, szybki czas reakcji na zwarcia rzędu mikrosekund. Zabezpieczenie ma zastosowanie do kontroli napięcia prądu stałego DC z możliwością ustawienia progu wyłączenia zasilania po przekroczeniu założonej wartości. Zakres kontroli napięcia można ustawić a zakresie od 5V do 60V – po przekroczeniu ustalonej wartości następuje szybkie wyłączenie zasilania ( turn off < 100uS). Dodatkowo wprowadzono możliwość ustawienia wartości prądu którego po przekroczeniu nastąpi wyłączenie zasilania, do tego celu wykorzystano spadek napięcia na rezystorze Uis – pin 5 układu BTS50085. Wykonano 3 wersje zabezpieczenia : 1– wersja w którym można ustawić próg zabezpieczenia napięciowego i prądowego. Przycisku reset nie musimy stosować – wtedy należy wyłączyć urządzenia z sieci – ponowne załączyć po krótkim czasie i wtedy samoczynnie zresetujemy moduł ( brak napięcia na tyrystorze go zresetuje) Dodatkowo można wykorzystać przycisku reset w celu przyśpieszenia resetowania. Dioda LED sygnalizuje zadziałanie zabezpieczenia napięciowego i prądowego. Regulacja wartości prądu zakres od 18A do 44A .
Moduł w wersji 2
2- wersja w którym przez dodanie komparatorów LM393 OP2 zwiększono zakres regulacji nastaw prądu od 2A do 44A oraz dodatkowo wyprowadzono z pinu 5 monitorowanie prądu poprzez bufor z OP1/1 i możliwością ustawienia wartości napięcia dla odczytu za pomocą mikroamperomierza lub miernika cyfrowego.
3- wersja umożliwia dodatkowo pracę układu jak wyłącznik ON – OFF. Zastępuje wyłącznik mechaniczny i po załączeniu pracuje jak wariant 2.
Schemat sequencera 5 – stopniowego wg. koncepcji W6PQL
TOP BOTTONTOP OPIS PA kontrol Zabezpieczenia wzmacniacza mocy wykonano na układach analogowych bez wykorzystania układu z procesorem . Moduł zabezpieczeń może pracować samodzielnie lub współpracować np. z Arduino + wyświetlacz LCD. Awaria prowadzi do wyłączenia wejścia RF,napięcia biasu, napięcia zasilania Uz. Najbardziej na uszkodzenia tranzystorów mosfet narażona jest bramka i dlatego szybkie wyłączenia wejścia i przekierowanie na sztuczne obciążenie co można wykonać na diodach PIN może uchronić tranzystor. Układy ALC w trscv działają z zwłoką czasową i nie są w stanie skutecznie uchronić tranzystor . – ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu mocy na wejściu PA- szybki przełącznik na PIN -diodach – ochrona wzmacniacza przed przekroczeniem SWR – ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu ustalonej – wartości prądu – ochrona wzmacniacza przed podaniem wyższego napięcia Uz – ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu temperatury – ochrona przed uszkodzeniem 1- z toru wzmacniacza z sumatorem UNBAL – współpraca zabezpieczenia z sequencerem Układ zabezpieczenia wykonano na układzie BTS 50085-1TMA I – prąd znamionowy 44 A, Uz – 24V – 60V T off – 60 uS R on – przy prądzie 20A – około 7 mῼ ( moc strat 2,8W) Wykonano 2 identyczne tory do zastosowaniu przy wykonaniu
wzmacniacza z sumatorem. Do pomiaru SWR należy zastosować układ np. tandem mach lub inny mostek do pomiaru SWR na wyjściu LPF.
Do ustawienia progu prądu zadziałania zabezpieczeń służą p- rki P8 – tor I1, P5 – tor I2. Szybkie wyłączenie zapewniają komparatory TLC372 i przerzutnik typu D – CD4013. Na wyjściu przerzutnika zastosowano diody LED3,4 informujące jakie zabezpieczenie zadziałało. Przywrócenie do pracy następuje po zresetowaniu przyciskiem „ reset”. Pomiar prądu można zrealizować wykorzystując wyprowadzenie pinu 5 (Is) który monitoruje prąd układu BTS50085 gdzie poprzez wzmacniacz separujący z wyjścia P 4,P3 można wykonać pomiar prądu analogowo. Dodatkowo można wykorzystać układy ACS758 do współpracy z procesorem. Pomiar przekroczenie dopuszczalnej mocy na wejściu wzmacniacza jest realizowane na układzie AD8361. Zapewnia on pomiar U rms który steruje szybkim komparatorem TLC372 ( jego próg zadziałania ustalamy P1). Skuteczną ochronę wejścia wzmacniacza zapewnia przełącznik na diodach PIN D4, D5, który przełącza wejście na rezystor R12- 150om – czas przełączenia < 10uS. Sygnalizacja >Pinp, SWR diody LED1,2. Kontrolę przekroczenia ustalonej temperatury dopuszczalnej zrealizowano za pomocą termistora TH a próg zadziałania zab. ustawiamy p – rkiem P7, sygnalizacja dioda LED6.Wejscie U balans lub > Uz – ustawiamy p-rkiem P6, sygnalizacja dioda LED5. Regulator wentylatora realizują układy LM317, LM358 – istnieje możliwość wyboru napięcia zasilania wentylatora 12V lub24V. Zasilanie modułu napięciem 12V zrealizowano stosując układ DC-DC TPS54360 – napięcie dopuszczalne 65V, I- 3,5A, effektywnosć 94% output ripple voltage Vout p- p 20mV przy I – 2A . Dla zasilania przekaźników, wentylatorów napięciem 24 V zastosowano układ LM317H ( z podwyższonym napięciem ).Wymiar PCB 121 x 118 mm. Sequencer Pełne zabezpieczenie wzmacniacza mocy powinno być zrealizowano przez sequencer który zapewnia przełączanie przekaźników wejściowego, wyjściowego, U biasu, PTT. Sequencer zrealizowałem wg pomysłu W6PQL w którym wykorzystuję poczwórny wzm. operacyjny LM224. Dodatkowo zastosowano układ do sterowania PIN- switcha i napięcia Ubias z możliwością podania ujemnego napięcia ( szybsze rozładowanie U- biasu ) przy OFF – PTT, oraz możliwość przełączenia punktu pracy z kl AB do B. Czas przełączania sequencera regulujemy p-rkiem P1. Praca przełączania torów jest sygnalizowane diodami LED1,2,3,4, Wymiar PCB 78 x 54 mm. Układ zabezpieczenia może pracować niezależnie – dodając do niego pomiary prądu, napięcia, SWR, moc na wyjściu np. stosując linijkę diodową LED, miernik wychyłowy, Arduino z LCD itp. Diody sygnalizacyjne LED zadziałania zabezpieczeń można wyprowadzić na płytę czołową wzmacniacza służą do tego gniazda na PCB. Jako diody PIN do częstotliwości 50MHz można zastosować 1N4007 (wersja SMD – S1M,M7).
