Защита от перенапряжения
Опасное увеличение напряжения на выходе источника питания (например, из-за пробоя регулирующего транзистора) может быть уменьшено с помощью тиристора, включенного параллельно нагрузке на выходе источника питания (рис. 1.37). В схеме на рис. 1.37 стабилитрон VDI и цепочка R, С обеспечивают задание управляющего напряжения тиристора VD2. При расчетной величине выходного напряжения источника питания управляющее напряжение тиристора меньше порогового и тиристор выключен (закрыт). Если выходное напряжение увеличивается выше допустимого предела, тиристор включается (время реакции - микросекунды) и выходной ток ИВП замыкается через тиристор.
Рис. 1.37. Упрощенная схема защиты от перенапряжения.
Напряжение на выходе резко уменьшается. Через некоторое время, из - за увеличения рабочего тока ИВП, разрушится плавкий предохранитель и вся схема будет обесточена. Авария предотвращена. После замены предохранителя и устранения причины перенапряжения вся электронная схема может продолжать нормальное функционирование.
Схема проста и работает надежно. Однако есть и серьезные недостатки:
1. Непосредственное использование стабилитрона (опорного источника напряжения) для задания управляющего напряжения тиристора не позволяет использовать эту схему в широком диапазоне выходных напряжений, поскольку величины напряжения стабилизации стабилитрона и порогового напряжения тиристора не могут быть произвольной величины.
2. Ненулевая величина внутреннего сопротивления включенного тиристора не позволяет использовать рассмотренную схему в мощных источниках питания, у которых сопротивление нагрузки доли Ома.
Защита от перегрузки по току
Нередко при эксплуатации электронных устройств возникает ситуация, сопровождающаяся существенным увеличением потребляемого тока нагрузки (короткое замыкание линий питания, выход из строя некоторых электронных элементов схемы и т.д.). Для того чтобы предотвратить необратимые разрушения схемы и ИВП, необходимо ограничить максимальный ток источника питания. На рис. 1.38 приведена типичная схема ограничителя тока ИВП. В этой схеме введен дополнительный регулирующий элемент — транзистор VT4, нагрузкой которого служит сопротивление R. Если ток в нагрузке меньше допустимого, падение напряжения на R мало и транзистор VT4 находится в насыщении (открыт, соответствующий ток базы задан R5).
Рис. 1.38. Схема защиты от перегрузки по току простейшего компенсационного стабилизатора напряжения.
При увеличении тока нагрузки растет падение напряжения на измерительном резисторе R и при некотором токе коллектора VT4 переходит в линейную область, характеризующуюся существенно большим сопротивлением участка коллектор—эмиттер. При этом ограничивается ток нагрузки. Диод VD5 предотвращает разрушение транзистора VT4 в линейном режиме, когда на нем рассеивается большая мощность. Конечно, возможны и другие схемы ограничения тока. Но все эти схемы в любом случае включают в себя измерительный резистор и управляемый им дополнительный регулятор тока.
Раздел II - цифровая электроника Логические функции и элементы Основные положения алгебры логики
В отличие от аналоговых электронных устройств, в цифровых устройствах (ЦУ) входные и выходные сигналы могут принимать ограниченное количество состояний (как правило - два). В соответствии с логическим соглашением (ГОСТ 2.743-82), в зависимости от конкретной физической реализации элементов ЦУ, более положительному значению физической величины, "H" - уровню, соответствует состояние "логическая 1", а менее положительному значению ,"L - уровню" - "логический 0". Такое соглашение называется положительной логикой. Обратное соотношение называется отрицательной логикой.
Теоретической основой ЦУ является алгебра логики или булева алгебра, оперирующая логическими переменными. Для логических переменных, принимающих только два значения, существуют основные операции:
операция логическое "И" (AND) или логическое умножение, обозначается * или /\,
операция логическое "ИЛИ" (OR) или логическое сложение, обозначается + или \/,
операция логическое "НЕ" (NOT), изменение значения, инверсия или отрицание, обозначается чертой над логическим выражением. Инверсия иногда в тексте обозначачается знаком " ~ ",
операция логическое "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" (XOR), обозначается (+),
операция эквивалентности, обозначается "=".
На функции И и ИЛИ распространяются обычные алгебраические законы - переместительный, сочетательный и распределительный.
Основные характеристики логических функций.
Функция "И" равна единице, если равны единице ВСЕ ее аргументы.
Функция "ИЛИ" равна единице, если равен единице ХОТЯ БЫ один аргумент.
Функция "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" (XOR) равна единице, если равен единице ТОЛЬКО один ее аргумент.