Sulake on tärkeä suojalaite monille elektronisille laitteille. Ne yksinkertaisesti tarkkailevat piirin / kuorman kuluttamaa virtaa, ja jos piirin läpi kulkee vaarallista virtaa, sulake palaa itsestään ja estää siten kuorman / piirin muodon vahingoittumisen korkealla virralla. Tämän tyyppistä sulaketta kutsutaan mekaaniseksi sulakkeeksi, ja sulaketyyppejä on monenlaisia, kuten nopea isku, hidas puhallus jne., Mutta ne kärsivät yhdestä yleisestä vetotakaudesta. Kun sulake on palanut, kuluttajan / käyttäjän on vaihdettava se, jotta laite toimii jälleen normaalisti. Tästä syystä monien vanhojen elektronisten laitteiden, kuten leivänpaahtimen tai vedenkeittimen, mukana toimitettiin vara sulake tuotteen mukana.
Tämän haitan voittamiseksi suurin osa nykyaikaisista elektronisista laitteista käyttää elektronista sulaketta. Elektronisella sulakkeella on sama tarkoitus kuin mekaanisella sulakkeella, mutta se ei vaadi vaihtamista. Sen sisällä on sähköinen sähkökytkin, joka sulkeutuu ja avaa piirin tarpeen mukaan. Epätodennäköisessä vikatilanteessa kytkin avaa piirin ja eristää sen virtalähteestä, kun suotuisa tila palautuu, sulake voidaan nollata vain napsauttamalla painiketta. Ei ole vaivaa ostaa sopivan arvoista sulaketta ja vaihtaa se vanhaan. Mielenkiintoista? !! Joten, tässä opetusohjelmassa opimme rakentamaan sähköisen sulakepiirin, miten se toimii ja miten voit käyttää sitä suunnitelmissasi.
Sähköinen sulakepiirikaavio:
Täydellinen piirikaavio sähköisen sulake piiri on esitetty alla. Kuten piirissä on esitetty, siihen liittyy vain vähän piirejä, joten se on helppo rakentaa ja toteuttaa suunnitelmissamme.
Tässä piiri on rakennettu seuraamaan moottorin (LOAD) toimintavirtaa, joka toimii 12 V: lla. Voit korvata kuorman millä tahansa piirillä, jonka virtaa yrität tarkkailla. Vastus R1 määrittää, kuinka paljon virtaa voidaan sallia piirin läpi, ennen kuin piiri reagoi ylivirta-skenaarioon. Keskustelemme kunkin komponentin toimivuudesta ja siitä, kuinka arvot valitaan vaatimuksesi perusteella.
Työskentely:
Toiminnan elektronisen sulakkeen piiri voidaan helposti ymmärtää vilkaisemalla miten SCR toimii. Normaalissa tilassa käyttäjän on painettava painiketta kytkeäksesi kuorman virtalähteeseen. Kun painiketta painetaan, SCR: n porttitappi on kytketty lähdejännitteeseen 1K-vastuksen kautta. Tämä laukaisee SCR: n ja saa sen siten sulkemaan katodin ja anoditapin välisen yhteyden. Kun yhteys on suljettu, virta alkaa virrata lähteestä (+ 12 V) kuormitukseen SCR: n anodista katodinastaan.
Kun painike vapautetaan, SCR pysyy päällä, koska sen sammuttamiseksi ei ole kommutointipiiriä. Siten SCR saa lukittuna ON-tilassa ja pysyy siellä, kunnes läpi virtaavaa se alittaa pitovirran SCR.
Mitä tarkoitetaan kommutointilla tyristoreilla (SCR)?
Tyristori, joka on kerran kytketty päälle signaalilla, ei sammu itsestään, kun signaali poistetaan. Tyristorin sammuttamiseksi tarvitaan siis ulkoinen piiri ja tätä virtapiiriä kutsutaan kommutointipiiriksi. Tyristorin käynnistysprosessia tarjoamalla Gate-pulssi kutsutaan laukaisijaksi ja tyristorin sammuttamista prosessiksi Commutation.
Mikä pitää virtaa tyristorissa (SCR)?
Pidätysvirta (älä sekoita tätä lukitusvirtaan) on virran vähimmäisarvo, jonka pitäisi kulkea tyristorin anodin ja katodin tapin läpi pitääkseen sen päällä. Jos virran arvo saavuttaa tämän arvon, tyristori sammuu itsestään ilman ulkoista kommutointia.
Piirissämme käytetty SCR on TYN612, jonka suurin pitovirta on 30 mA (katso arvoa tietolomakkeesta), joten jos anodin ja katodin kautta virtaava virta saa alle 30 mA, SCR sammuttaa itsensä. Täten eristämällä kuorman teho.
Vastuksella R1 (0,2 ohmia) ja transistorilla (2N2222A) on tärkeä rooli SCR: n sammuttamisessa. Normaalissa tilassa, kun kuorma (moottori) toimii, se vetää virtaa vastuksen R1 kautta. Ohmin lain mukaan jännitteen pudotus vastuksen yli voidaan laskea
Jännite vastuksen yli = Virta piirin läpi x Vastuksen arvo
Joten kaavojen mukaan jännitteen pudotus vastuksen yli on suoraan verrannollinen virtapiirien läpi virtaavaan virtaan. Virran kasvaessa myös vastuksen jännitteen pudotus kasvaa, kun tämä jännitehäviö ylittää arvon 0,7 V. Transistori kytkeytyy päälle, koska vastus on kytketty suoraan transistorin kanta- ja emitterinastan yli. Kun transistori sulkeutuu, virtapiirille tarvittava täydellinen virta kulkee hetkellisesti transistorin läpi, jonka aikana SCR kytketään pois päältä, koska sen läpi kulkeva virta on mennyt pitovirran alapuolelle ja jännitteen pudotus vastuksen yli saa myös 0 V: n, koska virtaa ei virtaa sen läpi. Lopuksi transistori ja SCR kytketään pois päältä ja myös kuorma (moottori) eristetään virtalähteestä.Koko työ kuvataan myös alla olevalla GIF-kuvalla.
Ampeerimittari sijoitetaan vastuksen läpi tarkkailemaan SCR: n anodikatodiliittimen läpi kulkevaa virtaa. Tämän virran ei tulisi mennä SCR: n pitovirran alapuolelle (SCR: n pitovirta simulaatiossa on 5 mA), jos se menee alle tämän arvon, SCR sammuu. Myös voltimittari asetetaan vastuksen yli 150 ohmia tarkkailemaan sen yli kulkevaa jännitettä ja tarkistamaan, laukaiseeko NPN-transistori ennen SCR: n sulkeutumista.
Laitteisto:
Kuten aiemmin kerrottiin, tällä piirillä on vähimmäismäärä komponentteja, siihen kuuluu yksi SCR, yksi transistori ja pari o-vastusta. Siksi se voidaan helposti analysoida rakentamalla se leipälaudalle. Jälleen, se riippuu sovelluksestasi. Jos suunnittelet jotain, joka on yli 2A, leipälevyä ei suositella. Rakennan sähköisen sulakepiirin leipälevylle ja se näytti tältä alla.
Kuten kuvasta näet, olen käyttänyt LED-nauhaa kuormana, voit käyttää eri kuormaa tai jopa liittää piirisi, joka on suojattava. Jotta kuormitus kytketään virtalähteeseen, meidän on painettava painiketta, joka käynnistää SCR: n. Huomaa myös, että olen käyttänyt 2 W: n 0,2 ohmin vastusta R2: na, koska joudumme sallimaan suuren virran arvon, on aina tärkeää ottaa huomioon tämän vastuksen teholuokitus.
Koska en pystynyt luomaan vikatilannetta nostamalla nykyistä nimellisarvoa, pienenin jännitettä vian luomiseksi ja näin pienennin virtaa SCR: n kautta. Vaihtoehtoisesti voit myös lyhentää transistorin Collector Emitter -nastan johtimella, jolloin virta kulkee langan eikä SCR: n läpi ja siten SCR sammuu. Vian korjaamisen ja korjaamisen jälkeen piiri voidaan kytkeä uudelleen päälle painamalla vain painiketta aikaisemmin. Piirin täydellinen toiminta näkyy myös alla olevassa videossa. Toivottavasti ymmärrät piirin ja nautit sen oppimisesta. Jos sinulla on epäilyksiä, voit lähettää ne alla olevaan kommenttiosioon tai käyttää foorumeita tekniseen apuun.
Rajoitukset:
Kuten kaikilla virtapiireillä, tällä on myös tiettyjä rajoituksia. Jos luulet, että nämä vaikuttavat muotoiluusi, sinun pitäisi löytää vaihtoehto
- Koko kuormitusvirta virtaa vastuksen R2 läpi, joten sen yli tapahtuu tehohäviö. Siksi tämä piiri ei sovellu paristokäyttöisiin sovelluksiin
- Nykyinen luokitus, jolle sulake on suunniteltu, ei ole tarkka, koska kukin vastus vaihtelee bittiä ja ikääntyessään myös vastuksen ominaisuus muuttuu.
- Tämä piiri ei reagoi äkillisiin piikkivirtoihin, koska transistori vaatii jonkin aikaa reagoimaan muutoksiin.