A túláramvédelem vagy rövidzárvédelem

A soros üzemű stabilizátorok működése során fellépő rövidzárlat vagy túlterhelés az áramkör tönkremeneteléhez, meghibásodásához vezethet. Ennek a megakadályozására túláramvédelemmel, vagy rövidzár elleni védelemmel alakítjuk ki a kapcsolást.
A rövidzárvédelem gyors működést követel meg, az áramkör alkatrészeinek védelme érdekében.
Az áramköri megvalósítás során kétféle túláramvédelmi megoldást alkalmaznak:

• Áramkorlátozó túláramvédelem,
• Visszahajló karakterisztikájú túláramvédelem.

Az áramkorlátozó túláramvédelem

Ebben az esetben, ha a terhelőáram elér egy beállított maximális értéket, akkor egy áramkör lezárja az áteresztő tranzisztort és a kimeneti feszültséget nullára csökkenti le.
A kimeneti stabilizált feszültség ismét megjelenik, ha túláram megszűnik, a terhelőáram a maximális áram értéke alá csökken.

A áramkorlátozó túláramvédelem áramköri megoldása

Ha a terhelőáram eléri a maximális értéket, akkor a feszültségesés az R figyelőellenálláson az értékű lesz, amelynél a tranzisztor vezetni kezd. A nyitott tranzisztor kis kollektor- emitter ellenállása közel rövidrezárja a áteresztő tranzisztor bázis-emitter átmenetét, aminek következtében a kimeneti feszültség lecsökken nullára.

Visszacsatolt műveleti erősítős soros feszültségstabilizátor kapcsolási rajza

Visszacsatolt műveleti erősítős soros feszültségstabilizátor karakterisztikája

A soros figyelőellenállás

A védelem méretezése abban nyilvánul meg, hogy az R ellenállás értékét kell meghatároznunk:
.
Abban az esetben, ha , akkor 7.

Visszahajló határolási karakterisztikájú túláramvédelem, védőáramkör

A rövidzár esetén a veszteségi teljesítmény sokkal nagyobb mint normál esetben, ezért növekedésének megakadályozása érdekében csökkenő kimeneti feszültség esetén az áramkorlátot, egy kisebb értékre csökkentjük. Az ilyen elven működő védelmet visszahajló karakterisztikájú túláramvédelemnek nevezzük.

Visszahajló karakterisztikájú feszültségstabilizátor kimeneti jelleggörbéje Visszahajló karakterisztikájú feszültségstabilizátor rajza A védőáramkör részei az R figyelő ellenállás, az és ellenállások, valamint a tranzisztor. Rövidzár esetén a tranzisztor nyit, lesöntöli a áteresztő tranzisztort és csökkenti bázisáramát.

A megfelelő pontokon a feszültségek származtatása

Az áramköri jelölések alapján felírható az A és a B pont potenciálja a testhez viszonyítva:
.
A tranzisztor bázis- emitter feszültsége a huroktörvény értelmében:

A kimeneti áramok származtatása

nyitófeszültséget feltételezve, az .
Ha az , akkor, értékre adódik, amelyből megállapítható, hogy áram.
Ha a rövidzár megszűnik, a védelem old és visszaáll az eredeti állapot.

A két áramköri megoldás összehasonlítása

Az áramköri megvalósítás során kétféle túláramvédelmi megoldást alkalmaznak:

• Áramkorlátozó túláramvédelem,
• Visszahajló karakterisztikájú túláramvédelem.

Az áramkorlátozó túláramvédelem esetén, ha a terhelőáram elér egy beállított maximális értéket, akkor egy áramkör lezárja az áteresztő tranzisztort és a kimeneti feszültséget nullára csökkenti le.
Visszahajló határolású túláramvédelemnél rövidzár esetén a veszteségi teljesítmény sokkal nagyobb, mint normál esetben, ezért növekedésének megakadályozása érdekében csökkenő kimeneti feszültség esetén az áramkorlátot egy kisebb értékre csökkentjük. Az ilyen elven működő védelmet visszahajló karakterisztikájú túláramvédelemnek nevezzük.

A rövidzárvédelem gyors működést követel meg, az áramkör alkatrészeinek védelme érdekében.

Az áramköri megvalósítás során kétféle túláramvédelmi megoldást alkalmaznak, áramkorlátozó túláramvédelem és visszahajló karakterisztikájú túláramvédelem.

Olyan ellenállás, amelyen a terhelő áram keresztülfolyva akkora feszültségesést létesít, amely az áteresztő elemet a lezárás irányába működteti.

Áramkorlátozó túláramvédelem esetében, ha a terhelőáram elér egy beállított maximális értéket, akkor egy áramkör lezárja az áteresztő tranzisztort és a kimeneti feszültséget nullára csökkenti le.

Ha a terhelőáram elér egy beállított maximális értéket, akkor egy áramkör lezárja az áteresztő tranzisztort és a kimeneti feszültséget nullára csökkenti le.

A rövidzár esetén a veszteségi teljesítmény sokkal nagyobb mint normál esetben, ezért növekedésének megakadályozása érdekében csökkenő kimeneti feszültség esetén az áramkorlátot, egy kisebb értékre csökkentjük. Az ilyen elven működő védelmet visszahajló karakterisztikájú túláramvédelemnek nevezzük.