Схема, представленная в этой статье, через изолирующий барьер обнаруживает короткие замыкания или превышение тока в сетевом оборудовании, таком как ИБП (источник бесперебойного питания). Если ток нагрузки превышает заданный уровень, схема вырабатывает 5-вольтовый импульс отключения инвертора. Эта компактная схема обеспечивает надежное средство защиты силовых полупроводников и батарей от перегрузки по току. Схема отличается изолированным выходом и быстрым откликом. Измерительные цепи питаются от сети переменного тока. Для цепей, расположенных по другую сторону изолирующего барьера, схеме требуется источник питания 5 В. Схема обнаруживает перегрузки по току в любом полупериоде сетевого напряжения, используя сопротивление измерительного резистора R_SHUNT.

В течение положительного полупериода переменного напряжения компоненты R₁, IC₁, R₅, C₁, Q₁, D₁ и C₃ работают для обнаружения перегрузки по току (Рисунок 1). Если нагрузка создает перегрузку по току, положительное падение напряжения на измерительном резисторе, приложенное к базе транзистора Q₁, открывает его. Соответственно, конденсатор C₁, изначально разряженный через резистор R₅, получает заряд от тока, протекающего через резистор R₁ и фотодиод оптоизолятора IC₁. Фототранзистор оптоизолятора IC₁ насыщается, заряжая конденсатор C₅ и создавая выходное напряжение V_SENSE с уровнем 5 В, что указывает на обнаружение перегрузки по току. Диод D₁ увеличивает пороговое напряжение включения базы транзистора Q₁ примерно до 1.4 В. Конденсатор C₃ фильтрует любые помехи или пики напряжения, которые могут случайно включить транзистор, тем самым повышая надежность обнаружения системой.

Рисунок 1.	Эта изолированная схема обнаруживает биполярные перегрузки в ИБП или другой нагрузке переменного тока.

Цепь, состоящая из элементов R₂, IC₂, R₆, C₂, Q₂, D₂ и C₄, предназначена для обнаружения неисправностей во время отрицательного полупериода переменного напряжения и работает аналогичным образом. В этом случае направление тока, протекающего через измерительный резистор, таково, что положительное напряжение создается на базе транзистора Q₂. Диод D₅ и конденсатор C₆ выпрямляют переменный ток, обеспечивая изолированное напряжение питания для питания фотодиодов. Напряжение 5 В подается от источника питания логики инвертора. Когда токи нагрузки находятся в допустимых пределах, выходной сигнал V_SENSE отсутствует, так как конденсатор C₅ разряжен через резистор R₈.

1. Datasheet Vishay 4N25
2. Datasheet ISC BUT56A