Tā kā dažādās elektronikas sistēmās ir nepieciešams nodrošināt aizsardzību pret pārslodzi, tad šoreiz autors izveidojis elektrisko principiālo shēmu, ar kuras palīdzību ir iespējams nodrošināt divu 3,3 V jaudas līniju aizsardzību, kur otra jaudas līnija tiek izmantota (pieslēgta), lai nodrošinātu redundanci, ja pirmajā jaudas līnijā ir pārslodze. Proti, ja pirmā slodze rada pārslodzi 3,3 V jaudas līnijā, tad notiek automātiska pārslēgšanās uz identisku slodzi, atslēdzot pirmo slodzi. Piemēram, identisku sensoru, no kura tālāk MCU (mikrokontrolleris) saņem datus.
Shēma ir paredzēta, lai minimizētu jaudas patēriņu, jo dažreiz, ja tiek izmantoti jaudas slēdži, kuri ierobežo strāvu, tie novērš pārslodzi, taču patērē konstantu strāvu, kura bieži ir lielāka, ja salīdzina ar autora piedāvāto risinājumu.
Tā kā D tipa trigera izejas stāvoklis pēc elektrobarošanas pieslēgšanas var būt nenoteikts, tad autors shēmā ir paredzējis atsevišķu funkcionālo bloku, kurš nodrošina D tipa trigera atiestatīšanu pēc elektrobarošanas pieslēgšanas, lai sākumā vienmēr būtu noteikts izejas stāvoklis, taču to var aizstāt ar vienkāršāku risinājumu, kurš parādīts beigās.
1.1.att. Divu 3,3 V jaudas līniju aizsardzības pret pārslodzi elektriskā principiālā shēma
Lai nodrošinātu strāvas mērīšanu caur slodzi, shēmā tiek izmantoti R6 un R17 šunta rezistori.
Tā kā pie mazas slodzes strāvas (200 mA) caur šunta rezistoru uz tā ir izmērāma maza sprieguma krituma vērtība, ja šunta rezistora pretestība ir 0,1 Ω, tad shēmā ir paredzēts neinvertējošs pastiprinātājs (U1:B un U3:B), kura pastiprinājuma koeficients ir 83 reizes, lai pie 200 mA strāvas caur slodzi pārtrauktu elektrobarošanas padevi tai.
Kad caur slodzi plūst 200 mA strāva, tad uz šunta rezistora veidojas 20 mV sprieguma kritums. Pastiprinot to 83 reizes, tiek iegūts 1,66 V izejas spriegums, kurš tālāk pārsniedz atbalsta sprieguma vērtību, kas tālāk nozīmē, ka tiek padots augsts signāla līmenis uz takts signāla ieeju, nodrošinot D tipa trigera pārslēgšanos.
Lai nodrošinātu to, ka otrā slodze tiek pieslēgta tikai tad, kad pirmā tiek atslēgta, pirmā D tipa trigera (U2:A) takts signāls tiek padots arī uz otrā trigera (U4:A) takts signāla ieeju.
Tā kā uz otro D tipa trigeri takts signāls tiek padots, kad rodas pārslodze pirmajā jaudas līnijā, lai pieslēgtu otro jaudas līniju, un arī tad, kad nepieciešams atslēgt otro jaudas līniju, ja arī tajā rodas pārslodze, tad shēmā tiek izmantotas divas taisngriežu diodes (D3 un D6), kuras nodrošina loģiskā VAI elementa funkciju pie otrā trigera takts signāla ieejas.
Atbalsta sprieguma iestatīšanai shēmā tiek izmantoti R2, R3, R12, R13 rezistori.
R7, R15, R18, R22, R23 un R24 rezistori nodrošina zema signāla līmeņa piesaisti pie D tipa trigera ieejām.
Q1 un Q3 p-kanāla lauktranzistori ar izolētu aizvaru un inducētu kanālu nodrošina elektriski vadāmu jaudas slēdžu funkciju, lai pārslodzes gadījumā varētu nodrošināt slodzes atslēgšanu no elektrobarošanas līnijas.
R8 un R19 rezistori nodrošina augsta signāla līmeņa piesaisti pie lauktranzistora aizvara.
Lai nodrošinātu atslēgtās slodzes indikāciju, shēmā tiek izmantotas D1 un D2 gaismas diodes, kuru strāvas ierobežošanai tiek izmantoti R9 un R20 rezistori.
J2 un J4 terminālbloki tiek izmantoti kā slodžu pieslēgumvietas.
J1 terminālbloks paredzēts 3,3 V jaudas līnijai.
Elektrobarošanas pulsāciju mazināšanai tiek izmantots C2 elektrolītiskais kondensators, bet C1 un C3 keramiskie kondensatori tiek izmantoti parazītiskās induktivitātes ietekmes mazināšanai.
Lai nodrošinātu, ka pēc shēmas ieslēgšanas trigeru neinvertētajās izejās būs zems signāla līmenis, shēmā tiek izmantots skaitītājs, kurš nodrošina D tipa trigeru atiestatīšanu.
Tā kā atiestatīšana ir nepieciešama tikai shēmas ieslēgšanas brīdī, tad, lai pēc kāda laika skaitītājs pārtrauktu atiestatīšanu, tiek izmantota RC ķēde (R26 un C4). Kad sprieguma līmenis uz C4 kondensatora sasniedz 0,6-0,7 V, tiek atvērts Q6 bipolārais NPN struktūras tranzistors, kurš paredzēts PNP struktūras bipolārā tranzistora vadībai (Q5), ar kura palīdzību tiek padots augsts signāla līmenis uz skaitītāja ieeju, kura paredzēta skaitītāja darbības uzsākšanai un pārtraukšanai. Kad uz to tiek padots zems signāla līmenis, tad skaitītājs var skaitīt, kad tiek padots augsts signāla līmenis, tad skaitītājs pārtrauc skaitīšanu.
R25 rezistors nodrošina zema signāla līmeņa piesaisti.
R28 rezistors nodrošina augsta signāla līmeņa piesaisti pie bipolārā tranzistora bāzes, bet R27 rezistors ierobežo bāzes strāvu.
R33 rezistors paredzēts pilnīgai C4 kondensatora izlādei, kad shēma ir atslēgta no elektrobarošanas.
Lai skaitītājs tiktu atiestatīts, kad skaitītāja izejā (Q5), kura savienota ar D tipa trigeru atiestatīšanas ieejām, parādās augsts signāla līmenis, lai ātrāk atkārtoti varētu atiestatīt D tipa trigerus, kā arī tad, kad tiek pārtraukta skaitīšana, lai pie D tipa trigeru atiestatīšanas ieejām nesaglabātos augsts signāla līmenis, shēmā tiek izmantots divas taisngriežu diodes (D4 un D5), kuras nodrošina loģiskā VAI elementa funkciju pie atiestatīšanas ieejas.
Lai skaitītājam nodrošinātu takts signālu, shēmā tiek izmantots multivibrators, kura darbība ir balstīta uz Q7 un Q8 bipolārajiem tranzistoriem, kur ģenerētā takts signāla frekvence ir atkarīga no kondensatoru un rezistoru vērtībām.
Vienkāršāks trigeru atiestatīšanas risinājums, kad ierīce tiek pieslēgta pie elektrobarošanas, ir RC ķēde (skatīt 1.2.att.).
1.2.att. D tipa trigera atiestatīšanas risinājums ierīces ieslēgšanas brīdī