電流制限回路:電子回路の説明
電流制限回路は、過負荷または短絡が発生する可能性がある場所で全体的な保護を確保することにより、電源を支援します。
一般に、電力供給中の将来の損傷を防ぐために、電子部品に電流リミッターが取り付けられています。これらは、電源の集積回路 (IC) の調整に必要な標準機能の 1 つです。
以上のことは、この記事で説明しようとしていることです。
1.電流制限回路とは?
簡単に言えば、電流リミッタは、安定化電源からの電流を制限することにより、回路への損傷を防ぎます。このように、電子回路が決定できる唯一の最大電流レベルは、長期的には適用可能です。
(電子回路)
では、なぜ電流リミッターが必要なのでしょうか?
電流リミッタは複数のアプリケーションで使用できるため、電子部品の寿命と安全性を確保することが最善です。最終的に、デバイスに現在の保護が適用されます。
多くの場合、リニア電源で電流制限回路を使用したり、スイッチモード電源で検出技術を適用したりすることさえあります。それ以外の場合は、電流コントローラ回路を使用して高ワット LED を動作させることができます。
先に進むにつれて、両方のアプリケーションに触れます。
2. 電流制限回路の種類
プロジェクトごとに選択できるさまざまな電流リミッターがあります。ただし、一般的に使用されるのは以下のタイプです。
定電流制限
技術者は、定電流制限が、電源を調整する際の電流制限の最も基本的な形式であると考えています。
作用機序: 定電流リミッタは、電流が最大レベルまで上昇するときに出力電圧を維持することによって機能します。電流がピークに達すると、定期的なメンテナンスが行われます。その後、負荷の増加に伴う電圧降下が発生します。
その利点の一部 含める;
- わかりやすい回路構成のシンプルな回路です。
- さらに、必要な電子部品はわずかです。
欠点については ;
- 短絡が発生しても、電流は減少しません。回路電流を最大レベルに維持するため、回路に損傷を与える可能性があります。
(短絡による破損)
- さらに、電流制限が動作を開始すると、最大電流を引き出すことができます。ただし、その過程で出力電圧が低下し、電源レギュレーションにおいて直列パス トランジスタの電圧が増加します。その後、電子デバイス内の電力損失が増加します。
- 第 3 に、出力電圧がほぼゼロになり、最大電流が引き出されると、ほとんどの場合、電圧は整流回路と平滑化からの初期入力電圧に等しくなります。
残念ながら、電子回路の設計段階でこのような状態になることはお勧めできません。これは、余裕がないため、より大きな直列パストランジスタを組み込む必要があるためです。
また、追加のヒートシンク機能が必要になる場合があります。これにより、安定化電源のサイズとコストが増加します。
（プリント配線板放熱用ヒートシンク）
フォールドバック電流制限
フォールドバック電流制限により、電流制限が開始されるまで出力電圧が維持されます。そうすることで、電流を制限しながら、電流が下がり始めます。従来、電力過負荷が高くなると電流が減少するため、電気回路の損傷の可能性が減少します。
そのメリットの一部 含める;
- まず、過負荷が増加すると電流が低下するため、消費電力が削減されます。これが行われると、消費電力が減少し、直列パス トランジスタの熱放散は立派な限界に達します。
- その後、いくつかの電子部品でその使用法を実装できます。
- さらに、費用対効果が高いです。ほとんどの場合、安定化電源集積回路へのフォールドバック電流制限の組み込みは避けられない機能です。したがって、要件であることで、コストはほとんど目立たなくなります。
デメリット;
- フォールドバック リミッタは、より多くの電子部品を必要とするため、定電流リミッタよりも複雑です。これはまた、リニア電源がさらに複雑になることを意味します。
- 第二に、非線形荷重ではうまく機能しません。
- さらに、非オーミック デバイスでリミッターを使用すると、ロックアウトが発生する可能性があります。同時に、デバイスは電源電圧に関係なく連続的な電流レベルを引き出す傾向があります。
N/B – ロックアウト状態を回避するために、フォールドバック電流リミッタ マットには一時的な遅延が含まれています。
3.電流制限抵抗器の計算
(電気部品における抵抗器の応用)
電流制限抵抗を計算するには、下の図を見る必要があります。この図は、電流制御の設定に使用できる可変抵抗器を示しています。
R1 については、次の式で計算することにより、固定抵抗に置き換えることができます。
R1 (制限抵抗) =Vref/電流
あるいは
R1 =1.25/電流
R1 ワット数 =1.25 x 電流
注:LED によって電流が異なる場合があり、最適な順方向電圧をワット数 (ワット標準電圧 (3.3V で)) で割ることによって計算できます。
たとえば、2 ワットの LED は 2/3.3V =0.6 アンペアまたは 300 mA になります。
この計算は他の LED にも適用されます。
- 電流制限回路の適用
この記事のこの部分では、電流制限を使用して LED 電流速度回路を設計する方法について説明します。
LED の電流速度回路の重要性
LED は、低消費電力で効率的に照明を生成します。ただし、電流や熱によって性能が影響を受ける場合があります。高ワット LED は大量の熱を発生するため、これは特に重要です。
高電流で駆動される LED は、許容範囲を超えて熱くなり、損傷します。一方、制御されていない熱放散は、最終的にはより多くの電流を引き出し始め、破壊も引き起こします。
したがって、電流制限は目前の問題を抑えるのに役立ちます。
アプリケーション回路 – 電流制御 LED チューブライトの設計
電流速度回路を使用することで、高精度な電流制御LED管球回路を効率よく作ることができます。たとえば、30 ワットの定電流 LED ドライバ回路を接続する場合、次の式を使用して、接続された直列抵抗を計算します。
R =(電源電圧 – LED 順方向電圧の合計)/LED 電流
R (ワット) =(供給電圧 – LED 順方向電圧の合計) x LED 電流
IC がない場合は、バイポーラ ジャンクション トランジスタまたはいくつかのトランジスタを構成して、LED の動作電流コントローラ回路を形成することを選択できます。
(トランジスタによるLEDコントローラ)
設計できる実用的な方法は次のとおりです。
2 つのダイオードと抵抗を使用する
電気部品としてのダイオード タイプ。
電源回路は、出力パス トランジスタのエミッタと直列に接続された検出抵抗を使用します。次に、トランジスタのベースと回路の出力の間に 2 つのダイオードを配置して、電流制限効果を実現します。
回路が通常の範囲で動作すると、直列抵抗の両端に小さな電圧が発生します。
小さな電圧とベース-エミッタ間電圧は小さすぎて、2 つのダイオード電流をオンにできないことがよくあります。これは、2 つのダイオード接合部の電圧降下が原因であるにもかかわらず、電流が増加すると、抵抗の両端の電圧が増加する結果となります。
2 つのダイオードが電流を流すには、ベース - エミッタ間の接合電圧降下と抵抗が等しくなければならず、最終的には 2 つのダイオード接合電圧降下に等しくなります。
抵抗の計算
次の式で R1 を決定します:
R1 =(Us – 0.7) Hfe/負荷電流
Us =供給電圧
Hfe =T1 順方向電流利得
負荷電流 =LED 電流 =100W/35V =2.5 アンペア
R2について:
R2 =0.7/LED 電流
結論
要約すると、永久電源を備えた電子機器は、長時間動作し続けるための安全対策が必要です。また、安全対策は、追加の電子部品の使用が少なく、安価で、デバイスへの実装が簡単でなければなりません。電流リミッターは、ここで言及されているすべてのカテゴリに適合します。
さらに、プロジェクトを設定するときに自分で統合できます。ただし、ご不明な点がございましたら、お問い合わせください。喜んでお手伝いいたします。
産業技術