Drošinātājs ir svarīga daudzu elektronisko ierīču aizsardzības ierīce. Viņi vienkārši uzrauga ķēdes / slodzes patērēto strāvu, un nedrošas strāvas gadījumā, kas plūst caur ķēdi, drošinātājs pats nopūtīs un tādējādi novērsīs slodzes / ķēdes formas sabojāšanos ar šo lielo strāvu. Šāda veida drošinātājus sauc par mehāniskiem drošinātājiem, un ir daudz veidu drošinātāji, piemēram, ātrs trieciens, lēns trieciens utt., Taču tie cieš no viena kopīga atgriešanās. Kad drošinātājs ir nodedzis, tas jānomaina patērētājam / operatoram, lai ierīce atkal darbotos normāli. Tas ir iemesls, kāpēc daudzām vecām elektroniskām ierīcēm, piemēram, tosterim vai elektriskajai tējkannai, kopā ar produktu bija nodrošināts rezerves drošinātājs.
Lai novērstu šo trūkumu, lielākā daļa mūsdienu elektronisko ierīču izmanto elektronisko drošinātāju. Elektroniskajam drošinātājam ir tāds pats mērķis kā mehāniskajam drošinātājam, taču tas nav jāmaina. Tā iekšpusē ir jaudas elektroniskais slēdzis, kas pēc vajadzības aizveras un atver ķēdi. Maz ticams kļūmes gadījumā slēdzis atver ķēdi un izolē to no barošanas avota, tiklīdz labvēlīgais stāvoklis atgriežas, drošinātāju var atiestatīt, vienkārši noklikšķinot uz pogas. Nav nekādu problēmu nopirkt piemērotu drošinātāja vērtību un nomainīt to vecajam. Interesanti vai ne? !! Tātad, šajā apmācībā mēs uzzināsim, kā izveidot elektronisko drošinātāju shēmu, kā tā darbojas un kā jūs to varētu izmantot savos dizainos.
Elektroniskā drošinātāju shēmas diagramma:
Pilnīga elektroniskās drošinātāju ķēdes shēma ir parādīta zemāk. Kā parādīts ķēdē, tas ietver tikai dažas ķēdes, un tāpēc to ir viegli konstruēt un ieviest mūsu projektos.
Šeit ķēde ir konstruēta, lai uzraudzītu motora (LOAD) darba strāvu, kas darbojas ar 12 V. Slodzi var aizstāt ar jebkuru ķēdi, kuras strāvu jūs mēģināt kontrolēt. Rezistors R1 nosaka, cik lielu strāvu var pieļaut ķēdē, pirms ķēde reaģē uz pārmērīgas strāvas scenāriju. Mēs apspriedīsim katra komponenta funkcionalitāti un to, kā izvēlēties vērtības, pamatojoties uz jūsu prasībām.
Darbs:
Elektroniskā drošinātāja ķēdes darba var viegli saprotama, ņemot apskatīt kā SCR darbojas. Normālos apstākļos lietotājam ir jānospiež poga, lai pievienotu slodzi strāvas avotam. Nospiežot pogu, SCR vārtu tapa ir savienota ar avota spriegumu caur 1K rezistoru. Tas aktivizēs SCR un tādējādi padarīs to slēgtu savienojumu starp katodu un anoda tapu. Kad savienojums ir aizvērts, strāva sāk plūst no Avota (+ 12 V) uz slodzi caur SCR anodu uz katoda tapu.
Pēc pogas atlaišanas SCR paliks ieslēgts, jo nav komutācijas ķēdes, kas to izslēgtu. Tādējādi SCR tiek fiksēts ON stāvoklī un paliek tur, kamēr plūst strāva, kaut arī tā iet zem SCR turēšanas strāvas.
Ko nozīmē komutācija tiristoros (SCR)?
Tiristors, kas reiz ir ieslēgts ar signālu, pats neizslēdzas, kad signāls tiek noņemts. Tātad, lai izslēgtu tiristoru, mums ir nepieciešama ārēja ķēde, un šo ķēdi sauc par komutācijas ķēdi. Tiristora ieslēgšanas process, nodrošinot vārtu impulsu, tiek saukts par iedarbinošu, un tiristora izslēgšanas process tiek saukts par komutāciju.
Kas tur strāvu tiristorā (SCR)?
Turēšanas strāva (nejauciet to ar fiksējošo strāvu) ir minimālā strāvas vērtība, kurai vajadzētu plūst caur tiristora anodu un katoda tapu, lai tā būtu ieslēgta. Ja strāvas vērtība sasniedz zem šīs vērtības, tiristors pats izslēdzas bez jebkādas ārējas komutācijas.
Mūsu ķēdē izmantotais SCR ir TYN612, kura maksimālā noturēšanas strāva ir 30mA (lai uzzinātu vērtību, skatiet datu lapu), tādēļ, ja strāva, kas plūst, kaut arī anods un katods, ir mazāka par 30mA, SCR pati sevi izslēgs. Tādējādi izolējot jaudu no slodzes.
Rezistoram R1 (0,2 omi) un tranzistoram (2N2222A) ir būtiska loma SCR izslēgšanā. Normālā stāvoklī, kad darbojas slodze (motors), tā piesaista strāvu caur rezistoru R1. Saskaņā ar Ohma likumu sprieguma kritumu visā rezistorā var aprēķināt pēc
Spriegums pāri rezistoram = strāva caur ķēdi x rezistora vērtība
Tātad saskaņā ar formulām sprieguma kritums visā rezistorā ir tieši proporcionāls strāvai, kas plūst caur ķēdēm. Palielinoties strāvai, palielināsies arī sprieguma kritums visā rezistorā, kad šis sprieguma kritums pārsniedz vērtību 0,7 V. Transistors tiek ieslēgts, jo rezistors ir savienots tieši pāri tranzistora pamatnes un Emitera tapai. Kad tranzistors aizver pilnīgu strāvu, kas nepieciešama ķēdei, īslaicīgi plūst caur tranzistoru, kura laikā SCR tiek izslēgta, jo strāva caur to ir nokritusies zemāk par noturēšanas strāvu, un sprieguma kritums pāri rezistoram arī iegūst 0 V, jo caur to neplūst strāva. Visbeidzot, tranzistors un SCR tiek izslēgti, un slodze (motors) ir arī izolēta no barošanas avota.Pilnīgu darbu ilustrē arī zemāk redzamais GIF attēls.
Caur rezistoru ievieto ampermetru, lai uzraudzītu strāvu, kas plūst caur SCR anoda katoda spaili. Šai strāvai nevajadzētu iet zem SCR noturēšanas strāvas (SCR noturēšanas strāva simulācijā ir 5mA), ja tā iet zem šīs vērtības, SCR izslēgsies. Arī voltmetrs ir novietots pāri rezistoram 150 omi, lai uzraudzītu spriegumu tajā un pārbaudītu, vai NPN tranzistors tiek iedarbināts, pirms SCR aizveras.
Aparatūra:
Kā jau iepriekš teicām, šai shēmai ir minimāls komponentu skaits, tajā ir viens SCR, viens tranzistors un pāris o rezistori. Tādējādi to var viegli analizēt, uzbūvējot to uz maizes dēļa. Arī tas ir atkarīgs no jūsu pieteikuma. Ja plānojat kaut ko vairāk par 2A, tad maizes dēlis nav ieteicams. Es uzbūvēju elektronisko drošinātāju ķēdi uz maizes dēļa, un tas izskatījās apmēram šādi.
Kā redzat attēlā, kā slodzi esmu izmantojis LED sloksni, varat izmantot citu slodzi vai pat savienot savu ķēdi, kas ir jāaizsargā. Lai savienotu slodzi ar barošanas avotu, mums jānospiež poga, kas ieslēdz SCR. Ņemiet vērā arī to, ka kā savu R2 esmu izmantojis 2 W 0,2 Ohm rezistoru, jo mums ir jāļauj liela strāvas vērtība, vienmēr ir svarīgi ņemt vērā šī rezistora jaudas līmeni.
Tā kā man neizdevās radīt kļūdas stāvokli, palielinot strāvas līmeni, es samazināju spriegumu, lai radītu kļūdu un tādējādi samazinātu strāvu caur SCR. Alternatīvi jūs varat arī saīsināt tranzistora kolektora emitenta tapu ar vadu, tādējādi strāva plūst caur vadu, nevis caur SCR, un tādējādi SCR izslēgsies. Pēc tam, kad kļūda ir novērsta un novērsta, ķēdi var atkal ieslēgt, vienkārši nospiežot pogu kā iepriekš. Pilnīga ķēdes darbība ir parādīta arī zemāk esošajā video. Ceru, ka sapratāt ķēdi un jums patika to iemācīties. Ja jums ir kādas šaubas, lūdzu, nekautrējieties tos ievietot zemāk esošajā komentāru sadaļā vai izmantot forumus tehniskai palīdzībai.
Ierobežojumi:
Tāpat kā visai ķēdei, arī tai ir noteikti ierobežojumi. Ja domājat, ka tas ietekmēs jūsu dizainu, jums vajadzētu atrast alternatīvu
- Caur rezistoru R2 plūst visa slodzes strāva, līdz ar to tajā notiek jaudas zudumi. Tādējādi šī shēma nav piemērota lietošanai ar akumulatoriem
- Pašreizējais vērtējums, kuram paredzēts drošinātājs, nebūs precīzs, jo katrs rezistors mazliet mainīsies, un, novecojot, mainīsies arī rezistora īpašība.
- Šī ķēde nereaģēs uz pēkšņām smaile strāvām, jo tranzistoram nepieciešams zināms laiks, lai reaģētu uz izmaiņām.