Osigurač je vitalni zaštitni uređaj za mnoge elektroničke uređaje. Oni jednostavno nadziru struju koju troši krug / opterećenje, a u slučaju da strujna kruga prolazi kroz krug, osigurač će se sam pregorjeti i tako spriječiti da opterećenje / oblik kruga ošteti ta velika struja. Ova vrsta osigurača naziva se mehaničkim osiguračem i postoji mnogo vrsta osigurača poput brzog udara, polaganog puhanja itd., Ali oni pate od jednog uobičajenog povlačenja. Kada se osigurač pregori, potrošač / operater mora ga zamijeniti kako bi uređaj ponovno normalno funkcionirao. To je razlog zašto su mnogi stari elektronički uređaji poput tostera ili kuhala za vodu imali uz proizvod i rezervni osigurač.
Da bi se prevladao taj nedostatak, većina modernih elektroničkih uređaja koristi elektronički osigurač. Elektronički osigurač ima istu svrhu kao i mehanički osigurač, ali ne zahtijeva zamjenu. Unutar njega nalazi se elektronički prekidač za napajanje koji se zatvara i otvara krug prema potrebi. U malo vjerojatnom slučaju kvara prekidač otvara krug i izolira ga od napajanja, nakon što se povoljno stanje vrati osigurač se može resetirati samo klikom na gumb. Nema muke oko kupnje odgovarajuće vrijednosti osigurača i njegove zamjene za staru. Zanimljivo zar ne? !! Dakle, u ovom uputstvu naučit ćemo kako konstruirati sklop elektroničkog osigurača, kako on funkcionira i kako ga možete koristiti u svojim dizajnom.
Dijagram elektroničkog osigurača:
Kompletna shema električnog kruga osigurača prikazana je u nastavku. Kao što je prikazano u krugu, on uključuje samo nekoliko krugova i stoga je lako konstruirati i ugraditi u naš dizajn.
Ovdje je sklop konstruiran za nadgledanje radne struje motora (LOAD) koji radi na 12V. Opterećenje možete zamijeniti bilo kojim krugom čiju struju pokušavate nadzirati. Otpor R1 određuje koliko struje može biti dopušteno kroz krug prije nego što krug reagira za scenarij prekomjerne struje. Razgovarat ćemo o funkcionalnosti svake komponente i načinu odabira vrijednosti na temelju vaših zahtjeva.
Radno:
Rad kruga elektroničkih osigurača može se lako razumjeti ako se pogleda kako SCR radi. U normalnim uvjetima korisnik mora pritisnuti tipku za spajanje tereta na napajanje. Kad se pritisne tipka, zapornica SCR-a spojena je na napon izvora putem 1K otpornika. To će pokrenuti SCR i time zatvoriti vezu između katode i anodnog pina. Jednom kada je veza zatvorena, struja počinje teći od izvora (+ 12V) do opterećenja kroz anodni do katodni klin SCR-a.
Kad se tipka otpusti, SCR će ostati UKLJUČEN jer nema komutacijskog kruga koji bi ga isključio. Tako se SCR zakači u ON stanje i ostaje tamo sve dok struja ne teče, iako ide ispod zadržavajuće struje SCR-a.
Što se podrazumijeva pod komutacijom u tiristorima (SCR)?
Tiristor jednom uključen signalom neće se isključiti sam kad se signal ukloni. Dakle, da bismo isključili tiristor potreban nam je vanjski krug i taj se krug naziva komutacijski krug. Proces uključivanja tiristora davanjem izlaznog impulsa naziva se okidanje, a postupak isključivanja tiristora naziva se komutacija.
Što zadržava struja u tiristoru (SCR)?
Zadržavajuća struja (nemojte je miješati sa strujom zasuna) minimalna je vrijednost struje koja bi trebala prolaziti kroz anodni i katodni zatik tiristora da bi bio uključen. Ako vrijednost struje dosegne ispod te vrijednosti, tiristor se sam isključuje bez ikakve vanjske komutacije.
SCR koji se koristi u našem krugu je TYN612 koji ima maksimalnu struju zadržavanja od 30 mA (pogledajte tablicu podataka da biste saznali vrijednost), pa ako struja koja teče iako je anoda i katoda manja od 30 mA, SCR će se isključiti. Tako se izolira snaga iz tereta.
Otpornik R1 (0,2 ohma) i tranzistor (2N2222A) igraju vitalnu ulogu u isključivanju SCR-a. U normalnim uvjetima dok teret (motor) radi, on vuče struju kroz otpor R1. Prema ohmskom zakonu pad napona na otporniku može se izračunati pomoću
Napon na otporu = Struja kroz krug x Vrijednost otpora
Dakle, prema formulama pad napona na otporniku izravno je proporcionalan struji koja teče kroz krugove. Kako će se povećanje struje povećavati i pad napona na otporniku, kada taj pad napona prijeđe vrijednost od 0,7 V. Tranzistor se UKLJUČI, jer je otpornik povezan izravno preko osnovice baze i emitra tranzistora. Kada se tranzistor zatvori, kompletna struja potrebna za krug trenutno prolazi kroz tranzistor tijekom kojeg je SCR ISKLJUČEN jer je struja kroz njega pala ispod zadržavajuće struje, a pad napona na otporniku također dobiva 0V jer kroz njega ne teče struja. Napokon su tranzistor i SCR isključeni, a opterećenje (motor) je također izolirano od napajanja.Kompletan rad također je prikazan pomoću GIF slike u nastavku.
Kroz otpornik se postavlja ampermetar za praćenje struje koja prolazi kroz terminal anodne katode SCR-a. Ova struja ne smije ići ispod zadržavajuće struje SCR-a (zadrška struje za SCR u simulaciji je 5mA), ako padne ispod ove vrijednosti, SCR će se ISKLJUČITI. Također je preko otpornika 150 ohma postavljen voltmetar za praćenje napona na njemu i provjeru pokreće li se NPN tranzistor prije nego što se SCR zatvori.
Hardver:
Kao što je ranije rečeno, ovaj sklop ima minimalan broj komponenata, uključuje jedan SCR, jedan tranzistor i nekoliko otpornika. Stoga ga je lako analizirati gradeći ga na ploči. Opet, to ovisi o vašoj prijavi. Ako planirate nešto više od 2A, ploča se ne preporučuje. Elektronički sklop osigurača gradim na ploči za kruh i izgledalo je otprilike ovako u nastavku.
Kao što možete vidjeti na slici, za opterećenje sam koristio LED traku, možete koristiti drugo opterećenje ili čak povezati svoj krug koji mora biti zaštićen. Da bismo priključili teret na napajanje, moramo pritisnuti tipku koja će uključiti SCR. Također imajte na umu da sam kao svoj R2 koristio otpor od 2 W od 0,2 Ohma, jer moramo dopustiti veliku vrijednost struje, uvijek je važno uzeti u obzir nominalnu snagu ovog otpora.
Budući da nisam uspio stvoriti stanje kvara povećanjem struje, smanjio sam napon da bih stvorio kvar i tako smanjio struju kroz SCR. Alternativno, žicu kolektorskog emitora tranzistora možete i kratko spojiti tako da struja prolazi kroz žicu, a ne kroz SCR, pa će se SCR isključiti. Nakon što je kvar napravljen i otklonjen, krug se može ponovno UKLJUČITI jednostavnim pritiskom na tipku kao ranije. Kompletan rad sklopa također je prikazan na video ispod. Nadam se da ste razumjeli sklop i uživali ste ga učiti. Ako sumnjate, slobodno ih objavite u odjeljku za komentare u nastavku ili koristite forume za tehničku pomoć.
Ograničenja:
Kao i svi krugovi, i ovaj ima određena ograničenja. Ako mislite da će to utjecati na vaš dizajn, trebali biste pronaći alternativu
- Cijela struja opterećenja teče kroz otpornik R2, pa na njemu dolazi do gubitka snage. Stoga ovaj sklop nije prikladan za aplikacije koje rade na baterije
- Trenutna vrijednost za koju je osigurač predviđen neće biti točna jer će svaki otpor pomalo varirati, a kako stari, svojstvo otpora također će se mijenjati.
- Ovaj krug neće reagirati na iznenadne klasne struje, jer tranzistoru treba određeno vrijeme da reagira na promjene.