Как не сжечь электронику — простая схема Защиты на TL431 и IRFZ44
Многие начинающие (и даже опытные) радиолюбители сталкиваются с одной досадной проблемой: Скачки напряжения — одна из самых распространённых причин выхода из строя чувствительной электроники. Если вы собираете питание для микроконтроллера, зарядного устройства или любого другого прибора — стоит подумать о защите. В этой статье — схема автоматического отключения нагрузки при превышении заданного напряжения, которую можно реализовать с минимумом деталей.
Чтобы избежать этого, не нужно придумывать сложные системы — всего одна простая схема с TL431 и мощным MOSFET IRFZ44 может спасти вашу электронику от гибели. В этой статье разберём принцип работы, настройку и применение этой автоматической защиты от перенапряжения, которую можно собрать за 10–15 минут.
Загляните на мой Телеграмм КАНАЛ Азбука РадиоСхем
🔌 Что делает эта схема?
Схема отключает питание нагрузки, если входное напряжение превышает заданный порог. Например, если вы установили порог в 5 В, а на вход поступило 5.3 В, — нагрузка отключится, и напряжение до неё не дойдёт.
Когда напряжение снова опускается ниже порога — питание автоматически восстанавливается.
Это полезно:
- при нестабильных блоках питания;
- при зарядке аккумуляторов;
- при защите микросхем с фиксированным диапазоном напряжения (например, 3.3 В или 5 В);
- при включении чувствительной электроники в самодельных устройствах.
Активный балансир на LM358: простое решение для сложной задачи
🧰 Принципиальная схема
🧩 Компоненты и их роль
| Обозначение | Компонент | Номинал | Что делает | Купить |
|---|---|---|---|---|
| R1 | Подстроечный резистор | 10 кОм | Настраивает порог отключения питания | Купить |
| R2 | Резистор | 1 кОм | Ограничивает ток через TL431 | Купить |
| R3 | Резистор | 1 кОм | Ограничивает ток на базу VT1 | Купить |
| R4 | Резистор | 1 кОм | Удерживает затвор MOSFET открытым | Купить |
| VD1 | TL431 | – | Контролирует уровень напряжения | Купить |
| VT1 | C945 | – | Усиливает сигнал для управления MOSFET | Купить |
| VT2 | IRFZ44 | – | Мощный ключ, который включает/отключает питание нагрузки | Купить |
🧠 Как работает схема — простыми словами
🔋 Когда всё в норме:
- Питание подаётся, но напряжение ещё не достигло порога, установленного резистором R1.
- TL431 пока не включается — на его управляющий вывод REF поступает меньше 2.5 В.
- Транзистор VT1 тоже не работает.
- Затвор MOSFET (IRFZ44) через резистор R4 подтянут к плюсу питания → MOSFET открыт, и нагрузка получает питание.
⚡ Когда напряжение становится слишком высоким:
- Подстроечный резистор R1 подаёт на вывод REF TL431 напряжение выше 2.5 В.
- TL431 включается — начинает проводить ток через анодную цепь (через R2).
- Это вызывает открытие транзистора VT1.
- VT1 сажает затвор MOSFET на землю.
- MOSFET закрывается → нагрузка обесточена, пока напряжение снова не опустится ниже порога.
Так работает защита: автоматическое отключение при превышении порога, автоматическое восстановление при нормализации.
Двухполярный источник питания за полчаса: схема на LM358 2SD882 и 2SB772— просто и эффективно
🔧 Как настроить схему
- Подключите регулируемый блок питания к входу схемы.
- Подключите вольтметр к выходу.
- Подайте напряжение, на котором хотите установить защиту (например, 5.2 В).
- Вращайте подстроечный резистор R1, пока на выходе не пропадёт напряжение.
- Готово! Теперь защита срабатывает именно на этом уровне.
⚠️ TL431 очень чувствителен — настройка позволяет добиться срабатывания с точностью до десятых долей вольта. Но для этого тогда нужно использовать многооборотный подстроечный резистор
🛠 Где применять эту схему?
- В самодельных блоках питания — чтобы не подать случайно лишнее.
- При питании Arduino, ESP32, STM32 — они не любят лишние вольты.
- В зарядных устройствах — чтобы не перезарядить аккумулятор.
- В любом DIY-проекте, где вы не уверены в стабильности питания.
✅ Преимущества
- 📏 Регулируемый порог — можно настроить на любое напряжение: 5 В, 9 В, 12 В и выше.
- 🔁 Автоматическое восстановление — не нужно вручную перезапускать схему.
- 🔌 Высокий ток — MOSFET IRFZ44 легко выдержит токи в несколько ампер.
- 🧩 Простота сборки — подходит даже для начинающих.
- 💰 Дешёвые и доступные детали — все компоненты можно найти в старых платах или заказать за копейки.
🧠 Небольшой совет для начинающих
TL431 — это не просто стабилитрон, как иногда считают. Это умный регулируемый компаратор, который открывается, только когда на его управляющем входе REF становится ровно 2.5 В. Поэтому он идеально подходит для точного контроля напряжения и используется даже в блоках питания ноутбуков и БП ATX.
📎 Заключение
Слишком высокое напряжение — это коварный убийца вашей схемы. Но теперь у вас есть простой, точный и надёжный способ защиты, который можно собрать за час даже без большого опыта. Просто настройте порог — и забудьте о проблемах с перенапряжением.
