Sikring er en viktig beskyttelsesenhet for mange elektroniske enheter. De overvåker bare strømmen som forbrukes av kretsen / belastningen, og i tilfelle usikker strøm som strømmer gjennom kretsen, vil sikringen blåse av seg selv og dermed forhindre at belastningen / kretsformen blir skadet av den høye strømmen. Denne typen sikring kalles en mekanisk sikring, og det er mange typer sikringer, for eksempel hurtig slag, langsom slag osv., Men de lider av en vanlig ulempe. Når en sikring er sprengt, må den byttes ut av forbrukeren / operatøren for å få enheten til å fungere normalt igjen. Dette er grunnen til at mange gamle elektroniske enheter som brødrister eller vannkoker hadde en ekstra sikring sammen med produktet.
For å overvinne denne ulempen bruker de fleste moderne elektroniske enheter en elektronisk sikring. En elektronisk sikring tjener samme formål som en mekanisk sikring, men den krever ingen erstatning. Den har en elektronisk strømbryter inne med lukker og åpner kretsen etter behov. I det usannsynlige tilfellet av en feil, bytter bryteren kretsen og isolerer den fra strømforsyningen. Når den gunstige tilstanden returnerer, kan sikringen tilbakestilles ved å bare klikke på en knapp. Det er ikke noe problem å kjøpe en passende sikringsverdi og erstatte den for den gamle. Interessant ikke sant? !! Så, i denne opplæringen vil vi lære hvordan du konstruerer en elektronisk sikringskrets, hvordan den fungerer og hvordan du kan bruke en i designene dine.
Elektronisk sikringsdiagram:
Det komplette kretsskjemaet for en elektronisk sikringskrets er vist nedenfor. Som vist i kretsen, involverer det bare få kretsløp, og det er derfor enkelt å konstruere og implementere i våre design.
Her er kretsen konstruert for å overvåke driftsstrømmen til en motor (LOAD), som fungerer på 12V. Du kan erstatte lasten med en hvilken som helst krets hvis strøm du prøver å overvåke. Motstanden R1 bestemmer hvor mye strøm som kan tillates gjennom kretsen før kretsen reagerer for et overstrømscenario. Vi vil diskutere funksjonaliteten til hver komponent og hvordan du velger verdiene basert på dine krav.
Jobber:
Arbeidet til den elektroniske sikringskretsen kan lett forstås ved å ta en titt på hvordan SCR fungerer. Under normale forhold må brukeren trykke på knappen for å koble lasten til strømforsyningen. Når du trykker på knappen, kobles porten til SCR til kildespenningen gjennom en 1K motstand. Dette vil utløse SCR og dermed gjøre det til å lukke forbindelsen mellom katoden og anodepinnen. Når forbindelsen er lukket, begynner strømmen å strømme fra kilden (+ 12V) til belastningen gjennom anoden til katodepinnen på SCR.
Når knappen slippes, forblir SCR slått PÅ fordi det ikke er noen kommuteringskrets som kan slå den av. Dermed blir SCR låst i PÅ-tilstand og forblir der til strømmen strømmer selv om den går under holdestrømmen til SCR.
Hva menes med Commutation in Thyristors (SCR)?
En tyristor som en gang er slått PÅ av et signal, slår seg ikke AV av seg selv når signalet fjernes. Så for å slå AV en tyristor trenger vi noen eksterne kretser, og denne kretsen kalles kommutasjonskrets. Prosessen med å slå på en tyristor ved å gi en portpuls kalles som utløsende og prosessen med å slå av en tyristor kalles kommutasjon.
Hva holder strøm i en Thyristor (SCR)?
Holdestrømmen (ikke forveksle dette med låsestrømmen) er minimumsverdien av strømmen som skal strømme gjennom anoden og katodepinnen til en tyristor for å holde den slått PÅ. Hvis strømverdien når under denne verdien, slår Thyristor seg AV av seg selv uten ekstern kommutering.
SCR som brukes i kretsen vår er TYN612 som har en maksimal holdestrøm på 30mA (se datablad for å vite verdien), så hvis strømmen som strømmer gjennom anoden og katoden blir mindre enn 30mA, vil SCR slå seg av. Dermed isoleres kraften fra lasten.
Motstanden R1 (0,2 ohm) og transistoren (2N2222A) spiller en viktig rolle i å slå av SCR. Under normal tilstand når lasten (motoren) er i drift, trekker den strøm gjennom motstanden R1. I følge Ohms lov kan spenningsfallet over motstanden beregnes med
Spenning over motstanden = Strøm gjennom krets x Motstandsverdi
Så i henhold til formlene er spenningsfallet over motstanden direkte proporsjonal med strømmen som strømmer gjennom kretsene. Når strømmen øker vil også spenningsfallet over motstanden øke når dette spenningsfallet overstiger verdien på 0,7V. Transistoren blir slått PÅ fordi motstanden er koblet rett over basen og emitterpinnen til transistoren. Når transistoren lukker, strømmer hele strømmen som kreves for kretsen gjennom transistoren et øyeblikk der SCR slås AV siden strømmen gjennom den har gått under holdestrøm og spenningsfallet over motstanden også får 0V siden ingen strøm strømmer gjennom den.. Til slutt er transistoren og SCR slått av, og belastningen (motoren) er også isolert fra strømforsyningen.Komplett arbeid er også illustrert ved hjelp av GIF-bildet nedenfor.
Et amperemeter plasseres gjennom motstanden for å overvåke strømmen som strømmer gjennom anodekatodeterminalen til SCR. Denne strømmen skal ikke gå under holdestrømmen til SCR (holdestrømmen for SCR i simulering er 5mA), hvis den går under denne verdien vil SCR slå seg AV. Også et voltmeter er plassert over motstanden 150 ohm for å overvåke spenningen over den og sjekke om NPN-transistoren blir utløst før SCR lukkes.
Maskinvare:
Som tidligere fortalt har denne kretsen et minimum antall komponenter, den involverer en SCR, en transistor og et par o motstander. Derfor kan den enkelt analyseres ved å bygge den på et brødbrett. Igjen, det avhenger av søknaden din. Hvis du planlegger noe som er mer enn 2A, anbefales ikke brødbrett. Jeg bygger den elektroniske sikringskretsen på et brødbrett, og det så omtrent slik ut nedenfor.
Som du kan se på bildet har jeg brukt en LED-stripe som min belastning, du kan bruke en annen belastning eller til og med koblet til kretsen din som må beskyttes. For å koble lasten til strømforsyningen må vi trykke på knappen som vil slå på SCR. Vær også oppmerksom på at jeg har brukt en 2W 0,2 ohm motstand som R2 siden vi må tillate en stor strømverdi, det er alltid viktig å vurdere wattverdien til denne motstanden.
Siden jeg ikke var i stand til å lage en feiltilstand ved å øke strømverdien, reduserte jeg spenningen for å skape en feil og dermed reduserte strømmen gjennom SCR. Alternativt kan du også kortslutte Collector Emitter-pinnen på transistoren med en ledning, slik at strømmen strømmer gjennom ledningen og ikke gjennom SCR, og dermed vil SCR slå seg av. Etter at feilen er gjort og gjenopprettet, kan kretsen igjen slås på ved å trykke på knappen som tidligere. Komplett bearbeiding av kretsen er også vist i videoen nedenfor. Håper du forsto kretsen og likte å lære den. Hvis du er i tvil, er du velkommen til å legge dem ut i kommentarfeltet nedenfor eller bruke forumene for teknisk hjelp.
Begrensninger:
Som alle kretser har dette også visse begrensninger med seg. Hvis du tror at disse vil påvirke designet ditt, bør du finne et alternativ
- Hele laststrømmen strømmer gjennom motstanden R2, og det er derfor et strømtap over den. Derfor er denne kretsen ikke egnet for batteridrevne applikasjoner
- Den nåværende vurderingen som sikringen er designet for vil ikke være nøyaktig, siden hver motstand vil variere litt, og når den blir eldre, vil også motstandens egenskap endres.
- Denne kretsen vil ikke reagere ved plutselige toppstrømmer siden transistoren tar litt tid å reagere på endringene.