Pojistka je důležitým ochranným zařízením mnoha elektronických zařízení. Jednoduše sledují proud spotřebovaný obvodem / zátěží a v případě nebezpečného proudu protékajícího obvodem se pojistka sama přepálí a tím zabrání poškození formy zátěže / obvodu tímto vysokým proudem. Tento typ pojistky se nazývá mechanická pojistka a existuje mnoho typů pojistek, jako je rychlá, pomalá atd., Ale trpí jednou společnou pojistkou. Pokud je pojistka spálená, musí ji vyměnit spotřebitel / obsluha, aby zařízení znovu fungovalo normálně. To je důvod, proč mnoho starých elektronických zařízení, jako je toustovač nebo rychlovarná konvice, mělo spolu s výrobkem náhradní pojistku.
K překonání této nevýhody používá většina moderních elektronických zařízení elektronickou pojistku. Elektronická pojistka slouží stejnému účelu jako mechanická pojistka, ale nevyžaduje žádnou výměnu. Má uvnitř výkonový elektronický spínač, který podle potřeby zavírá a otevírá obvod. V nepravděpodobném případě poruchy spínač rozpojí obvod a odpojí jej od napájení, jakmile se příznivý stav vrátí, lze pojistku resetovat pouhým kliknutím na tlačítko. Neexistuje žádný problém s nákupem vhodné hodnoty pojistky a její výměnou za starou. Zajímavé, že? !! V tomto výukovém programu se tedy naučíme, jak vytvořit obvod elektronické pojistky, jak funguje a jak byste jej mohli použít ve svých návrzích.
Schéma zapojení elektronické pojistky:
Kompletní schéma zapojení elektronického pojistkového obvodu je uvedeno níže. Jak je znázorněno v obvodu, zahrnuje pouze několik obvodů, a proto je snadné jej zkonstruovat a implementovat do našich návrhů.
Zde je obvod konstruován tak, aby monitoroval provozní proud motoru (LOAD), který pracuje na 12V. Zátěž můžete nahradit jakýmkoli obvodem, jehož proud se snažíte monitorovat. Rezistor R1 určuje, kolik proudu může být povoleno obvodem, než obvod reaguje na scénář nadproudu. Budeme diskutovat o funkčnosti každé komponenty a o tom, jak zvolit hodnoty na základě vašeho požadavku.
Pracovní:
Fungování elektronického pojistka může být snadno srozumitelný při pohledu na tom, jak SCR funguje. Za normálních podmínek musí uživatel stisknout tlačítko pro připojení zátěže k napájecímu zdroji. Po stisknutí tlačítka je pin brány SCR připojen ke zdroji napětí prostřednictvím 1K rezistoru. Tím se spustí SCR a tím se uzavře spojení mezi katodou a anodovým kolíkem. Jakmile je připojení uzavřeno, začne proudit proud ze zdroje (+ 12V) do zátěže přes pin anody na katodu SCR.
Po uvolnění tlačítka zůstane SCR ZAPNUTO, protože není k dispozici komutační obvod, který by jej vypnul. SCR se tak zablokuje ve stavu ZAPNUTO a zůstane tam, dokud proud teče, i když neklesne pod udržovací proud SCR.
Co je míněno Commutation in Thyristors (SCR)?
Tyristor, který se jednou zapne signálem, se sám nevypne, když je signál odstraněn. Takže pro vypnutí tyristoru potřebujeme nějaký externí obvod a tento obvod se nazývá komutační obvod. Proces zapnutí tyristoru poskytnutím pulzu brány se nazývá spouštění a proces vypnutí tyristoru se nazývá komutace.
Co drží proud v tyristoru (SCR)?
Přídržný proud (nezaměňujte to se západkovým proudem) je minimální hodnota proudu, který by měl protékat anodovým a katodovým kolíkem tyristoru, aby zůstal zapnutý. Pokud hodnota proudu dosáhne pod tuto hodnotu, tyristor se sám vypne bez jakékoli externí komutace.
SCR použitý v našem obvodu je TYN612, který má maximální přídržný proud 30 mA (viz datový list, abyste poznali hodnotu), takže pokud proud protékající anodou a katodou dosáhne méně než 30 mA, SCR se vypne. Tím se izoluje výkon od zátěže.
Odpor R1 (0,2 ohmů) a tranzistor (2N2222A) hrají zásadní roli při vypínání SCR. Za normálních podmínek, když je zátěž (motor) v provozu, odebírá proud přes odpor R1. Podle Ohmova zákona lze pokles napětí na rezistoru vypočítat podle
Napětí na rezistoru = Proud v obvodu x Hodnota rezistoru
Podle vzorců je tedy pokles napětí na rezistoru přímo úměrný proudu protékajícímu obvody. Jak se zvyšuje proud, poklesne se také pokles napětí na rezistoru, když tento pokles napětí překročí hodnotu 0,7V. Tranzistor se zapne, protože rezistor je připojen přímo přes kolík základny a vysílače tranzistoru. Když tranzistor sepne, veškerý proud potřebný pro obvod protéká tranzistorem na okamžik, během kterého je SCR VYPNUTO, protože proud skrz něj klesl pod přídržný proud a pokles napětí na rezistoru také dostane 0V, protože jím neprotéká žádný proud. Nakonec jsou tranzistor a SCR vypnuty a zátěž (motor) je také izolována od napájení.Celá práce je také ilustrována pomocí obrázku GIF níže.
Přes odpor se umístí ampérmetr, který sleduje proud protékající svorkou anodové katody SCR. Tento proud by neměl klesnout pod přídržný proud SCR (přídržný proud pro SCR v simulaci je 5 mA), pokud klesne pod tuto hodnotu, SCR se vypne. Přes rezistor 150 ohmů je také umístěn voltmetr, aby sledoval napětí na něm a zkontroloval, zda je spuštěn tranzistor NPN před uzavřením SCR.
Hardware:
Jak již bylo řečeno, tento obvod má minimální počet komponent, zahrnuje jeden SCR, jeden tranzistor a několik rezistorů. Proto jej lze snadno analyzovat postavením na prkénku. Opět záleží na vaší aplikaci. Pokud plánujete něco, co je větší než 2A, pak se prkénko nedoporučuje. Sestavil jsem obvod elektronických pojistek na desce s chlebem a níže to vypadalo nějak takto.
Jak vidíte na obrázku, jako zátěž jsem použil LED pásek, můžete použít jinou zátěž nebo dokonce připojit svůj obvod, který musí být chráněn. Pro připojení zátěže k napájecímu zdroji musíme stisknout tlačítko, které zapne SCR. Všimněte si také, že jsem jako svůj R2 použil rezistor 2W 0,2 Ohm, protože musíme umožnit velkou hodnotu proudu, vždy je důležité vzít v úvahu výkon tohoto rezistoru.
Vzhledem k tomu, že jsem nebyl schopen vytvořit poruchový stav zvýšením jmenovitého proudu, snížil jsem napětí, abych vytvořil poruchu, a tím snížil proud přes SCR. Alternativně můžete také zkratovat kolík sběrače emitoru tranzistoru vodičem, což způsobí, že proud protéká vodičem a nikoli SCR, a tím se SCR vypne. Po provedení a odstranění poruchy lze obvod znovu zapnout jednoduchým stisknutím tlačítka jako dříve. Kompletní fungování obvodu je také znázorněno na videu níže. Doufám, že jste obvodu porozuměli a rádi jste se ho učili. Máte-li jakékoli pochybnosti, můžete je zveřejnit v sekci komentářů níže nebo použít technickou podporu na fórech.
Omezení:
Stejně jako všechny okruhy i toto má určitá omezení. Pokud si myslíte, že to ovlivní váš design, měli byste najít alternativu
- Celý zatěžovací proud protéká odporem R2, a proto na něm dochází ke ztrátě výkonu. Z tohoto důvodu tento obvod není vhodný pro aplikace napájené bateriemi
- Jmenovitý proud, pro který je pojistka určena, nebude přesný, protože každý rezistor se bude trochu lišit a jak se stárne, jeho vlastnosti se také změní.
- Tento obvod nebude reagovat na náhlé špičkové proudy, protože tranzistor vyžaduje určitou dobu, aby reagoval na změny.