DIY nadproudová ochrana: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Úvod

Jako začátečník v elektronice jste dost omezený, pokud jde o napájení vašich nově vyrobených obvodů. To by nebyl problém, pokud neuděláte absolutně žádné chyby. Ale přiznejme si, že je to vzácnost. Bez ohledu na to, zda jste zpackali připojení na výstupní straně vašeho IC nebo zamícháte polaritu kondenzátoru, něco se zničí, protože váš napájecí zdroj vyčerpá nadproud podle nastaveného napětí bez ohledu na to. Jedním z řešení tohoto problému je použití variabilního napájecího zdroje s funkcí omezení proudu, abychom mohli zabránit velkému proudu, když dojde k chybě, ale ty jsou dost drahé. Je zřejmé, že to není použitelné při vytváření projektu napájeného z baterie. V tomto projektu vám ukážu, jak vytvořit jednoduchý obvod, který se připojí mezi váš zdroj energie a vaše obvody a přeruší tok proudu, kdykoli je dosaženo nastaveného limitu proudu.

Krok 1: Věci, které potřebujete

2 x LM358P:

• 1 x Relé bez blokování 12VDC:
• 1 x 0,5 ohmový cementový odpor:
• 1 x hmatový přepínač:
• 1 x zelená LED:
• Rezistory 2 x 20k Ohmů:
• 1 x 10k Ohm variabilní odpor:
• 1 x 1N4007 dioda:
• 2 x koncový konektor:
• 1 x zásuvka IC:

Používám elektronické součástky z LCSC.com. Společnost LCSC má velký závazek nabízet široký výběr originálních, vysoce kvalitních elektronických součástek za nejlepší cenu. Zaregistrujte se ještě dnes a získejte slevu 8 $ na první objednávku.

Krok 2: Práce obvodu

První součást, kterou potřebujeme pro obvody, je relé, které se skládá z cívky a přepínání kontaktů, to znamená, že když na cívku není přivedeno žádné napětí. Když je na cívku aplikováno alespoň 3,8 V, kontakty se otevřou/zavřou. Nyní můžeme použít jeden z kontaktů pro změnu, když není žádný nadproud, a otevřít kontakty, když je nadproud. NPN-tranzistor je použit v sérii na cívku, stejně jako 1k Ohm odpor mezi napájecím napětím a základnou tranzistoru.

Nyní, pokud je na obvod přivedeno napětí, bude proud protékat tranzistorem, který začíná blíže k dráze kolektor-emitor. Proto je cívka pod napětím a kontakty jsou uzavřeny. Samozřejmě bychom neměli zapomenout přidat diody flyback, abychom zabránili přepětí na kolektoru. Abych vizuálně viděl, že není problém s nadproudem, dávám přednost použití zelené LED diody s odporem omezujícím proud.

Chcete -li deaktivovat relé, pokud dojde k problému, můžeme přidat druhý tranzistor NPN na základnu prvního tranzistoru. Pokud je na základnu druhého aplikován chybový signál a cívka by se deaktivovala, LED by zhasla a kontakty by se otevřely, aby detekovaly nadproud. I když potřebujeme výkonový odpor nízké hodnoty, jako je 0,5 ohmový odpor 5 wattů. Jednoduchým přidáním do série mezi napájecí napětí a první reléové kontakty vytvoří úbytek napětí úměrný protékajícímu proudu, ale protože tento úbytek napětí je poměrně nízký, musíme nejprve použít operační zesilovač v konfiguraci diferenciálního zesílení.

Abychom získali větší napětí, můžeme pracovat s tímto zesíleným signálem, připojíme se k neinvertujícímu vstupu druhého operačního zesilovače, jehož invertující vstup je přímo připojen k potenciometru. Vyladěním potenciometru můžeme vytvořit proměnné referenční napětí a protože operační zesilovač funguje jako komparátor, jeho výstup bude vytažen vysoko, pokud je aktuální snímací napětí vyšší než referenční napětí. Tyto spouštěné výstupy se nakonec připojí k základně druhého tranzistoru přes odpor v otáčkách relé i nadproud.

Jakmile relé již není aktivováno, protékající proud klesá z výstupu komparátoru, a proto je relé jednou aktivováno. Ale protože nadproud bude znovu proudit, když je relé aktivováno, komparátor se spustí znovu a cyklus se opakuje znovu a znovu. Abychom to vyřešili, mohli bychom k základně druhého tranzistoru připojit rezistor, normálně zavřené tlačítko a další dosud nepoužívaný normálně uzavřený kontakt relé v sérii. Nyní, když dojde k záhybu, relé se stále vypne, ale protože normálně sepnutý kontakt relé je nyní zjevně sepnutý. Základna tranzistoru je stále přitahována k napájecímu napětí, i když je výstup komparátoru tímto způsobem nízko. Relé zůstává vypnuto, dokud není stisknut hmatový spínač, a tím přeruší základní proud druhého tranzistoru, což umožňuje opětovné zapnutí relé. Takže teď, když víme, jak obvod funguje!

Krok 3: Připojte se a vyzkoušejte to

Poté, co zapojíte všechny součásti v obvodu podle schémat, je čas začít s testováním a kalibrací obvodu.

Poznámka: Nesprávným nastavením referenčního napětí tyto obvody nepřeruší tok proudu, ale jakmile referenční napětí snížíme na vhodnou hodnotu, obvod bez problému přeruší proud a také se snadno znovu aktivuje pomocí tlačítka.