DIY Zabezpieczenie nadprądowe: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Wstęp

Jako początkujący w elektronice jesteś dość ograniczony, jeśli chodzi o zasilanie nowo wyprodukowanych obwodów. To nie byłby problem, jeśli nie popełnisz absolutnie żadnych błędów. Ale spójrzmy prawdzie w oczy, że to rzadkość. Tak więc, bez względu na to, czy popsułeś połączenie po stronie wyjściowej układu scalonego, czy pomieszałeś polaryzację kondensatora, coś zostanie zniszczone, ponieważ twój zasilacz wypompuje przetężenie zgodnie z ustawionym napięciem, bez względu na to. Jednym z rozwiązań tego problemu jest użycie zmiennego zasilacza laboratoryjnego z funkcją ograniczenia prądu, dzięki czemu możemy zapobiec dużemu przepływowi prądu w przypadku wystąpienia błędu, ale są one dość drogie. Oczywiście nie jest to przydatne podczas tworzenia projektu zasilanego bateryjnie. W tym projekcie pokażę, jak stworzyć prosty obwód, który łączy się między źródłem zasilania a obwodami i przerywa przepływ prądu po osiągnięciu ustawionego limitu prądu.

Krok 1: Rzeczy, których potrzebujesz

2 x LM358P:

• 1 x przekaźnik bez zatrzasku 12VDC:
• 1 x rezystor cementowy 0,5 Ohm:
• 1 x przełącznik dotykowy:
• 1 x zielona dioda LED:
• Rezystory 2 x 20k omów:
• Rezystor zmienny 1 x 10 kΩ:
• 1 x dioda 1N4007:
• 2 x złącza terminalowe:
• 1 x gniazdo IC:

Używam komponentów elektronicznych z LCSC.com. LCSC jest mocno zaangażowana w oferowanie szerokiego wyboru oryginalnych, wysokiej jakości komponentów elektronicznych w najlepszej cenie. Zarejestruj się już dziś i zyskaj 8 USD zniżki na pierwsze zamówienie.

Krok 2: Działanie obwodu

Pierwszym elementem, którego potrzebujemy do obwodów, jest przekaźnik, który składa się z cewki i przełącza styki, co oznacza, że gdy do cewki nie jest podawane napięcie. Gdy do cewki doprowadzone jest napięcie co najmniej 3,8 V, styki otwierają się/zamykają. Teraz możemy użyć jednego z kontaktów zmiany, gdy nie ma przeciążenia i otworzyć kontakty, gdy jest przetężenie. Tranzystor NPN jest używany szeregowo do cewki, a także rezystor 1k Ohm między napięciem zasilania a bazą tranzystora.

Teraz, jeśli napięcie zostanie przyłożone do obwodu, prąd popłynie przez tranzystor, który zaczyna się bliżej ścieżki kolektor-emiter. Dlatego cewka jest zasilana, a styki są zamknięte. Oczywiście nie należy zapominać o dodaniu diod flyback, aby zapobiec przepięciom na kolektorze. Aby wizualnie zobaczyć, że nie ma problemu z przetężeniem, wolę użyć zielonej diody LED z rezystorem ograniczającym prąd.

Aby wyłączyć przekaźnik w przypadku wystąpienia problemu, możemy dodać drugi tranzystor NPN do bazy pierwszego tranzystora. Jeśli do bazy drugiego zostanie podany sygnał błędu i cewka się wyłączy, dioda zgaśnie a styki otworzą się, aby wykryć przetężenie. Chociaż potrzebujemy rezystora mocy o niskiej wartości, takiego jak rezystor 0,5 omów i 5 watów. Dodając proste dodanie go szeregowo między napięciem zasilania a pierwszymi stykami przekaźnika, powoduje to spadek napięcia proporcjonalny do przepływającego prądu, ale ponieważ ten spadek napięcia jest raczej niski, najpierw musimy użyć wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji wzmocnienia różnicowego.

Aby uzyskać większe napięcie, które możemy pracować z tym wzmocnionym sygnałem, podłączamy go do wejścia nieodwracającego drugiego wzmacniacza operacyjnego, którego wejście odwracające jest bezpośrednio połączone z potencjometrem. Dostrajając potencjometr, możemy stworzyć zmienne napięcie odniesienia, a ponieważ wzmacniacz operacyjny działa jako komparator, jego wyjście zostanie podciągnięte do wysokiego poziomu, jeśli obecne napięcie wykrywania jest wyższe niż napięcie odniesienia. To wyzwalane wyjścia w końcu łączą się z bazą drugiego tranzystora przez rezystor w zwojach przekaźnika nawet nadprądowego.

Gdy przekaźnik nie jest już aktywowany, przepływający prąd zmniejsza się na wyjściu komparatora i dlatego przekaźnik jest raz aktywowany. Ale ponieważ przetężenie ponownie przepłynie, gdy przekaźnik zostanie aktywowany, komparator ponownie uruchomi się i cykl będzie się powtarzał w kółko. Ponownie, aby to naprawić, możemy podłączyć rezystor, normalnie zamknięty przycisk i inny nadal nieużywany normalnie zamknięty styk przekaźnika szeregowo do bazy drugiego tranzystora. Teraz, gdy nastąpi zagięcie, przekaźnik nadal się wyłączy, ale ponieważ normalnie zamknięty styk przekaźnika jest teraz oczywiście zamknięty. Baza tranzystora jest nadal podciągana do napięcia zasilania, mimo że wyjście komparatora jest w ten sposób obniżone. Przekaźnik pozostaje wyłączony do momentu naciśnięcia przełącznika dotykowego, przerywając w ten sposób prąd bazowy drugiego tranzystora, co umożliwia ponowne uruchomienie przekaźnika. Więc teraz wiemy, jak działa obwód!

Krok 3: Połącz się i przetestuj

Po połączeniu wszystkich elementów w obwodzie zgodnie ze schematami, czas rozpocząć testowanie i kalibrację obwodu.

Uwaga: Nieprawidłowo regulując napięcie odniesienia, obwody te nie przerywają przepływu prądu, ale gdy obniżymy napięcie odniesienia do odpowiedniej wartości, obwód przerywa prąd bez problemu, a także łatwo reaktywuje się za pomocą przycisku.