A biztosíték számos elektronikus eszköz létfontosságú védelmi eszköze. Egyszerűen figyelik az áramkör / terhelés által elfogyasztott áramot, és abban az esetben, ha az áramkörön keresztül áramlik a nem biztonságos áram, a biztosíték kiégeti magát, és így megakadályozza, hogy a terhelés / áramkör formája megsérüljön a nagy áram miatt. Ezt a típusú biztosítékot mechanikai biztosítéknak nevezik, és sokféle biztosíték létezik, például gyors ütés, lassú ütés stb., De egy közös visszavonás miatt szenvednek. Biztosíték kiégésekor a fogyasztónak / kezelőnek ki kell cserélnie, hogy a készülék ismét normálisan működjön. Ez az oka annak, hogy sok régi elektronikus eszköz, például kenyérpirító vagy elektromos vízforraló tartalék biztosítékot kapott a termékkel együtt.
Ennek a hátránynak a leküzdésére a modern elektronikus eszközök többsége elektronikus biztosítékot használ. Az elektronikus biztosíték ugyanazt a célt szolgálja, mint a mechanikus biztosíték, de nem igényel cserét. Belül van egy elektromos elektronikus kapcsoló, amely bezárja és szükség szerint kinyitja az áramkört. Nem valószínű hiba esetén a kapcsoló kinyitja az áramkört és leválasztja az áramellátásról, amint a kedvező állapot visszatér, a biztosíték csak egy gombra kattintva állítható vissza. Nincs gond a megfelelő értékű biztosíték megvásárlásával és a régi cseréjével. Érdekes igaz? !! Tehát ebben az oktatóanyagban megtudhatjuk, hogyan kell megépíteni az elektronikus biztosíték áramkört, hogyan működik és hogyan lehetne felhasználni a tervekben.
Elektronikus biztosíték áramkör diagram:
Az alábbiakban látható az elektronikus biztosíték áramkör teljes kapcsolási rajza. Amint az áramkör mutatja, csak kevés áramkört érint, és ezért könnyen felépíthető és beépíthető a terveinkbe.
Itt az áramkör úgy van kialakítva, hogy figyelje a motor (LOAD) üzemi áramát, amely 12 V-on működik. A terhelést bármelyik áramkörrel helyettesítheti, amelynek áramát figyelni próbálja. Az R1 ellenállás meghatározza, hogy mekkora áram engedhető át az áramkörön, mielőtt az áramkör reagálna egy túláram forgatókönyvre. Megbeszéljük az egyes komponensek funkcionalitását és azt, hogyan válasszuk ki az értékeket az Ön igényei alapján.
Dolgozó:
Az elektronikus biztosíték áramkör működése könnyen érthető, ha megnézzük az SCR működését. Normál körülmények között a felhasználónak meg kell nyomnia a gombot a terhelés áramellátáshoz való csatlakoztatásához. A gomb lenyomásakor az SCR kapu csapja 1K ellenálláson keresztül csatlakozik a forrás feszültségéhez. Ez kiváltja az SCR-t, és ezáltal lezárja a kapcsolatot a katód és az anódcsap között. Miután a kapcsolat lezárult, az áram kezd áramolni a Forrásból (+ 12 V) a terhelésig az SCR anódja és katód csapja között.
A gomb felengedésekor az SCR bekapcsolva marad, mivel nincs kommutációs áramkör, amely kikapcsolná. Így az SCR ON állapotban reteszelődik és ott marad az áramló áramig, bár az SCR tartóárama alatt van.
Mit jelent a kommutáció a tirisztorokban (SCR)?
Az egyszer egy jel által bekapcsolt tirisztor önmagában nem kapcsol ki, amikor a jelet eltávolítják. Tehát a tirisztor kikapcsolásához szükségünk van valamilyen külső áramkörre, és ezt az áramkört kommutációs áramkörnek hívjuk. A tirisztor bekapcsolásának folyamatát egy kapu impulzus biztosításával kiváltónak, a tirisztor kikapcsolásának folyamatát pedig kommutációnak nevezzük.
Mi tartja az áramot egy tirisztorban (SCR)?
A tartóáram (ne keverje ezt össze a reteszelőárammal) az az áram minimális értéke, amelynek át kell áramolnia egy tirisztor anódján és katódcsapján, hogy BE legyen kapcsolva. Ha az áram értéke eléri ezt az értéket, akkor a tirisztor mindenféle külső kommutáció nélkül kikapcsol.
Az áramkörünkben használt SCR a TYN612, amelynek maximális tartóárama 30mA (lásd az adatlapot az érték megismeréséhez), tehát ha az anód és a katód ellenére áramló áram kevesebb, mint 30mA, az SCR kikapcsol. Így leválasztva az erőt a terheléstől.
Az R1 ellenállás (0,2 ohm) és a tranzisztor (2N2222A) létfontosságú szerepet játszik az SCR kikapcsolásában. Normál körülmények között, amikor a terhelés (motor) működik, az R1 ellenálláson keresztül áramot von. Az Ohms-törvény szerint az ellenállás feszültségesését az alábbiakkal lehet kiszámítani
Az ellenállás feszültsége = Áramkörön keresztüli áram x Ellenállás értéke
Tehát a képletek szerint az ellenállás feszültségesése egyenesen arányos az áramkörökön átáramló árammal. Az áram növekedésével az ellenállás feszültségesése is növekszik, amikor ez a feszültségesés meghaladja az 0,7 V értéket. A tranzisztor bekapcsol, mert az ellenállás közvetlenül a tranzisztor bázisán és emitterén található. Amikor a tranzisztor bezárja, az áramkörhöz szükséges teljes áram pillanatnyilag átáramlik a tranzisztoron, amely során az SCR kikapcsol, mivel az átmenő áram a tartási áram alatt van, és az ellenálláson a feszültségesés is 0 V-ot kap, mivel áram nem folyik rajta. Végül a tranzisztort és az SCR-t kikapcsolják, és a terhelést (motort) is leválasztják a tápegységről.A teljes munkát az alábbi GIF kép is szemlélteti.
Az ellenálláson ampermérőt helyeznek el, hogy figyelemmel kísérje az SCR anód katód terminálján keresztül áramló áramot. Ennek az áramnak nem szabad az SCR tartóárama alatt lennie (az SCR tartóárama a szimulációban 5mA), ha ez alá csökken, az SCR kikapcsol. A 150 ohmos ellenálláson egy feszültségmérőt is elhelyeznek, hogy ellenőrizzék a feszültséget rajta és ellenőrizzék, hogy az NPN tranzisztor beindul-e még az SCR bezárása előtt.
Hardver:
Mint korábban elmondtuk, ez az áramkör minimális számú alkatrésszel rendelkezik, egy SCR-t, egy tranzisztort és egy pár o ellenállást foglal magában. Ezért könnyen elemezhető kenyérlapra építve. Ez megint az Ön alkalmazásától függ. Ha bármit tervez, amely meghaladja a 2A-t, akkor a kenyérlemez nem ajánlott. Az elektronikus biztosíték áramkört egy kenyérlapra építem, és az alábbiakban valami ilyennek tűnt.
Amint az a képen látható, egy LED-szalagot használtam terhelésként, használhat más terhelést, vagy akár csatlakoztathatja az áramkört, amelyet védeni kell. A terhelés áramellátáshoz való csatlakoztatásához meg kell nyomnunk azt a gombot, amely bekapcsolja az SCR-t. Vegye figyelembe azt is, hogy 2 W 0,2 Ohm ellenállást használtam R2-ként, mivel nagy áramértéket kell engedélyeznünk, mindig fontos figyelembe venni ennek az ellenállásnak a teljesítményét.
Mivel az áramérték növelésével nem tudtam hibaképet létrehozni, csökkentettem a feszültséget, hogy hibát okozzak, és így csökkentse az áramot az SCR révén. Alternatív megoldásként rövidzárhatja a tranzisztor Collector Emitter tűjét egy vezetékkel, így az áram a vezetéken keresztül áramlik, és nem az SCR-en keresztül, és így az SCR kikapcsol. A hiba elhárítása és helyreállítása után az áramkör ismét bekapcsolható a gomb egyszerű megnyomásával, mint korábban. Az áramkör teljes működését az alábbi videó is mutatja. Remélem, megértette az áramkört, és élvezettel tanulta. Ha kétségei vannak, nyugodtan tegye közzé őket az alábbi megjegyzés részben, vagy használja a fórumokat technikai segítségért.
Korlátozások:
Mint minden áramkörnek, ennek is vannak bizonyos korlátai. Ha úgy gondolja, hogy ezek hatással lesznek a tervezésére, akkor keressen egy alternatívát
- A teljes terhelési áram átfolyik az R2 ellenálláson, ezért áramveszteség van rajta. Ezért ez az áramkör nem alkalmas az akkumulátorral működtetett alkalmazásokra
- A jelenlegi névleges érték, amelyre a biztosítékot tervezték, nem lesz pontos, mivel az egyes ellenállások bitenként változnak, és az öregedéskor az ellenállás tulajdonságai is megváltoznak.
- Ez az áramkör nem reagál hirtelen tüskeáramokra, mivel a tranzisztornak időre van szüksége a változásokra való reagáláshoz.