Переключаемый предохранитель постоянного тока с применением герконовых элементов.

Автор: Кононенко В.

Применение герконов, как датчиков в электронных предохранителях, подробно изложено в статье О.Сидоровича в журнале «Радио» №12 - 2005 г., с.50. Главным достоинством герконовых элементов является их быстродействие. Время срабатывания КЭМ-1 менее 3 мсек, а реле – 1 мсек. По сравнению с якорными электромагнитными реле эти параметры во много раз меньше. Например, время срабатывания РЭС-9 – 11мсек, РЭС-15 – 8, РЭС-22 – 15 мсек.

В схеме описываемой конструкции предохранителя отсутствуют пороговые ключевые элементы на полупроводниках (тиристоры, транзисторы), применен всего один геркон КЭМ-1 (на замыкание) и два герконовые реле постоянного тока РЭС-55А, содержащие по одной переключающей группе. При этом описываемый датчик на КЭМ-1 позволяет фиксировано устанавливать ток срабатывания предохранителя от 0,1 до 1,0 А.

Герконы на замыкание срабатывают при прохождении постоянного тока по обмотке, в которой, собственно, создается магнитное поле. Если в это поле поместить геркон, то его контакты замыкаются. Этот процесс происходит при напряженности магнитного поля, достигаемой за счет определенного количества ампер-витков срабатывания в катушке геркона. Собственно это и обуславливает возможность фиксировано устанавливать ток срабатывания предохранителя. Другими словами, при увеличении количества ампер-витков, геркон срабатывает при меньшем токе нагрузки (пороговом токе).

Схема и описание работы предохранителя

В положении переключателя S1 0,1А в цепь включено наибольшее количество витков катушки геркона (ток срабатывания предохранителя 0,1А подбирается экспериментально).

При достижении этого тока срабатывает геркон К1, подключая своими контактами К1.1 реле К2 и К3 и светодиод D1, сигнализирующий о срабатывании защиты. При этом срабатывают реле К2 и К3. Реле К3 контактами К3.1 блокирует контакты геркона К1.1 и схема остается в таком положении до размыкания (нажатия) нормально замкнутых контактов кнопки S2. При срабатывании реле К2 нормально замкнутые контакты К2.1 размыкаются и питаемая нагрузка обесточивается. После нажатия кнопки S2 схема возвращается в исходное состояние. Предохранитель снова готов к работе. Уменьшая количество подключаемых витков катушки геркона, можно увеличить порог срабатывания предохранителя.

Конструкция и настройка предохранителя.

В работающей конструкции автором экспериментально подобрано количество витков на срабатывание при токе 0,1, 0,25, 0,5, 1,0А и напряжении источника питания 12v.

Подбор числа витков обмотки катушки начинался по данным из статьи О.Сидоровича, указанной в начале (60 вит. 0,3мм). После приклеивания по краям к геркону ограничивающих «щечек» наматывается первая часть катушки (по схеме 4-5) по всей длине по стеклу (около 50 мм). Намотка велась проводом ПЭЛШО. Подключив к контактам геркона омметр (лучше со звуковым пробником), через амперметр на катушку подают напряжение от регулируемого источника питания. Изменяя количество витков добиваются срабатывания геркона (включение омметра звукового пробника) при токе 1,0А и напряжении 12v. Далее, наматывая последующие части обмотки катушки (4-3, 3-2, 2-1), подбирают порог срабатывания предохранителя 0,5, 0,25 и 0,1А. Слои катушки пропитывают клеем БФ-6.

При применении различных реле, изменяя число витков катушки, можно подобрать такие же (или другие, по желанию радиолюбителя) токи срабатывания предохранителя при напряжении от 2 до 14v (см. таблицу с параметрами реле РЭС-55А).

В данной конструкции вместо двух РЭС-55А можно применить одно герконовое реле с двумя (и больше) переключающими контактными группами.

Схема собрана навесным монтажом в пластмассовом корпусе размерами, которые определяются габаритами применяемых элементов. Два контакта для подключения источника питания (вход) и два для подключения защищаемого устройства (выход) обязательно должны быть обозначены «+» и «-» соответственно схеме, и требуют внимания при подключении предохранителя в защищаемую цепь (для исключения ошибки можно в цепь при входе включить диод, например, КД226).

Литература.

1. Сидорович О. Электронные предохранители с применением герконов. «Радио», № 12 – 2005, с.50-51.
2. Терещук Р.М. и др. Справочник радиолюбителя. Киев, Наукова думка, 1982, с.77-85.
3. Терещук Р.М. и др. Справочник радиолюбителя. Киев, Технiка, 1969,с.611-613.