3 tesztelt 220 V magas és alacsony feszültségű, kikapcsolt áramkörök IC 324 és tranzisztorok használatával

Egy magasfeszültségű vagy alacsony feszültségű hálózati váltóáramú készülék megszakítja vagy lekapcsolja a hálózati tápfeszültséget az otthoni elektromos hálózatról, ha magas vagy alacsony feszültséget észlel. Ily módon teljes biztonságot nyújt az otthoni vezetékek és készülékek számára az elektromos tűzesetektől a rendellenes túlfeszültségek vagy az alacsony feszültségek barnulása miatt.

A cikk 3 pontos automatikus túl- és alulfeszültség-áramkört ír le otthon, hogy megvédje a háztartási készülékeket a hirtelen veszélyes magas és alacsony feszültségű beáramlásoktól. Az első tervek elmagyarázzák az LM324 transzformátor alapú áramkört, a második áramkör transzformátor nélküli verziót használ, vagyis transzformátor nélkül működik, míg a harmadik koncepció egy tranzisztor alapú leválasztott áramkört ismertet, amelyek mindegyike otthon telepíthető az át és alatt történő vezérléshez. feszültség kikapcsolta a védelmet.

Áttekintés

A cikkben ismertetett nagyfeszültségű és kisfeszültségű áramellátási áramkör nagyon könnyen felépíthető, ugyanakkor nagyon megbízható és pontos. Az áramkör a egyetlen IC LM 324 IC a szükséges észleléshez és azonnal kapcsolja a megfelelő reléket úgy, hogy a csatlakoztatott terhelések el legyenek szigetelve a veszélyes bemenettől.

Az áramkör vizuálisan is jelzi a megfelelő feszültségszinteket bármely pillanatban.

A következő áramkör transzformátort használ az áramellátáshoz

Kördiagramm

Alkatrészlista a javasolt magas, alacsony hálózati feszültségű védőáramkörhöz.

• R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
• P1, P2, P3, P4 = 10 K Presets
• C1 = 1000 uF / 25 V,
• OP1, OP2 = MCT 2E, opto csatoló
• Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 volt, 400 mW,
• D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
• D5, D6 = 1N4148,
• T1, T2 = BC547B,
• LED = VÖRÖS, ZÖLD előnyben részesített,
• Transzformátor = 0 - 12 V, 500 mA
• Relé = SPDT, 12 Volt, 400 Ohm

Áramkör működtetése

Az egyik korábbi bejegyzésemben egy nagyon egyszerű, de hatékony kialakítást láttunk a hálózati feszültségről és az alacsony feszültségű megszakadt áramkörről, amely képes átkapcsolni és kikapcsolni a hálózati áramot a csatlakoztatott készülékek elérésétől, ha a bemeneti feszültség áthúzódik vagy a veszélyes küszöbök alatt.

Azonban a tervezés túl egyszerűsége miatt, amely csak néhány tranzisztort tartalmaz, az áramkörnek megvannak a maga korlátai, a fő korlát a kisebb pontosság és a jelentős hiszterézis, ami a küszöbérték több mint 60 volt a magas és az alacsony határ között.

A nagyfeszültségű és kisfeszültségű megszakított áramkör jelenlegi kialakítása nemcsak rendkívül pontos, hanem vizuális jelzéseket is nyújt a vonatkozó feszültséglépésekkel kapcsolatban. A pontosság olyan magas, hogy gyakorlatilag a küszöbök elválaszthatók és érzékelhetők 5 volt tartományban.

Az opampok beépítése az áramkörbe felveszi a fenti tulajdonsággal, ezért az egész ötlet nagyon megbízhatóvá válik.

Értsük meg részletesen az áramkört:

Hogyan működnek az opampok összehasonlítóként

Az A1, A2, A3, A4 jelű opampokat egyetlen IC 324-ből kapjuk, amely egy négyes opamp IC, az eszköz négy opamp blokkot tartalmaz egy csomagban.

Az IC kiemelkedően megbízható és könnyen konfigurálható, működésével alig okoz problémát, röviden robusztus specifikációkkal rendelkezik, és a legtöbb konfigurációval túl rugalmas.

A négy opamp feszültség-komparátorként van felszerelve. Az összes opamp inverteres bemenetét rögzített 6 voltos referenciaértékhez rögzítjük, amelyet ellenállás / zener hálózaton keresztül hajtunk végre az opampok ech-jének diszkréten.

Az A1 és A4 közötti nem invertáló bemenet az áramkör tápellátásához a P1, P2, P3 és P4 előre beállított értékek által kialakított feszültségosztó hálózaton keresztül csatlakozik.

Az előre beállított értékek tetszés szerint beállíthatók a megfelelő opamp kimeneteinek átfordításához, amikor a megfelelő bemeneti szint átlépi a beállított referenciaszintet az adott opamp invertáló bemenetein.

Az A1-től A4-ig terjedő kimenetek meglehetősen különleges módon vannak integrálva a LED-jelzőkbe. Itt a LED katódok földhöz csatlakoztatásának hagyományos módszerének követése helyett az előző opamp kimenetének kimenetéhez csatlakozik.

Ez a speciális elrendezés biztosítja, hogy csak egy releváns LED kapcsoljon be az opampok növekvő vagy csökkenő feszültségszintjeire válaszul.

Hogyan működnek az optocsatolók

Két opt ​​csatoló sorozatosan kerül bemutatásra a legfelső és az alsó LED-del, így az opciók a megfelelő LED-ekkel is működnek magas és alacsony feszültségszintek alatt, amelyeket veszélyes küszöbértékként határoznak meg.

Az opto csatolók vezetése azonnal átkapcsolja a belső tranzisztort, amely viszont kapcsolja a megfelelő relét.

A két relé pólusai és a relék pólusai sorba vannak kötve, mielőtt a kimenetet átadnák rajtuk keresztül a terhelésnek.

Az érintkezők soros csatlakoztatása biztosítja, hogy ha valamelyik relé vezet, akkor a terhelés vagy a csatlakoztatott készülék hálózati áramellátása megszakad.

Miért sorakoztak az opamp Comparators?

Normál szinten az Opamp A1, A2 vagy akár A3 vezethet, mert mindezek növekményes sorrendben vannak elrendezve, és fokozatosan növekvő feszültségekre reagálva folytatják egymás után a kapcsolást, és fordítva.

Tegyük fel, hogy bizonyos normál szinteken A1, A2 és A3 mind vezet (magas kimenetek), és az A4 nem vezet, ezen a ponton csak az R7-hez csatlakoztatott LED világít, mivel a katódja az A4 kimenetétől megkapja a szükséges negatívumot, míg a Az alsó LED-ek katódjai mind magasak a fenti opampok nagy potenciálja miatt.

Az R8-hoz csatlakoztatott LED szintén kikapcsolva marad, mert az A4 kimenete alacsony.

A fenti eredmények megfelelően befolyásolják a megfelelő optikai csatolókat és a reléket úgy, hogy a relék csak veszélyes alacsony vagy veszélyes magas feszültségszintek csak az A1, illetve az A4.

A levágáshoz a Reliac helyett Triacot használunk

Némi elemzés után rájöttem, hogy a fenti magas, alacsony hálózati feszültséggel megszakított védőáramkör egyszerűbbé változtatható egyetlen triac segítségével. Kérjük, olvassa el az alábbi diagramot, amely magától értetődik és nagyon egyszerűen érthető.

Ha azonban problémái vannak a megértéssel, lőj egy megjegyzést.

A tervezés átalakítása transzformátor nélküli verzióvá

A transzformátor nélküli hálózati nagyfeszültségű, a fent ismertetett kialakítású áramkör változata a következő ábrán látható:

Figyelem: Az alább látható áramkör nincs elválasztva a hálózati váltóáramtól. A végzetes baleset elkerülése érdekében fokozott óvatossággal kell eljárni.

Ha egyetlen relét akarnak használni triac helyett, akkor a kialakítást az alábbi ábrán látható módon lehet módosítani:

Kérjük, használjon 22uF / 25V kondenzátort a tranzisztor talaján és a földön, csak azért, hogy a relé ne akadozzon az átállási időszakokban ...

A PNP Relay Driver használata

Amint az a hálózati hálózati magas, kisfeszültségű védőáramkör , láthatjuk, hogy az IC LM 324 két opampot használ a szükséges észleléshez.

A felső opamp nem invertáló bemenetét egy előre beállított értékhez kötik, és az egyenáramú tápfeszültségre van kötve, itt a 2-es érintkező egy referenciaszinttel van ellátva, hogy amint a # 3-as érintkező potenciálja meghaladja a beállított küszöböt ( P1), az opamp kimenete magasra megy.

Hasonló módon az alsó opamp is konfigurálva van bizonyos feszültségküszöb-észleléshez, azonban itt a csapok csak megfordulnak, ami az opamp kimenetet magasra teszi alacsony feszültségű bemenet érzékelés esetén.

Ezért a felső opamp reagál a magas feszültség küszöbére, az alsó opamp az alacsony feszültség küszöbére. Mindkét észlelés esetén az adott opamp kimenete magas lesz.

A D5 és D7 diódák gondoskodnak arról, hogy csatlakozásuk közös kimenetet hozzon létre az opamp kimeneti tű kimeneteiből. Így amikor az opamp kimenet bármelyike ​​magasra megy, a D5, D7 katódok találkozásánál keletkezik.

A T1 tranzisztor bázisa a fenti diódacsatlakozáshoz van csatlakoztatva, és amíg az opamp kimenet alacsony marad, addig a T1-et engedni kell vezetni az előfeszítő feszültség R3-on keresztül történő átvezetésével.

Abban a pillanatban azonban, amikor bármelyik opamp kimenet magasra megy (ami rendellenes feszültségi körülmények között is előfordulhat), a diódacsomópont is magas lesz, korlátozva a T1 vezetését.

Az R1 relé azonnal kikapcsolja magát és a csatlakoztatott terhelést. Így a csatlakoztatott terhelés BE marad mindaddig, amíg az opamp kimenetek alacsonyak, ami viszont csak akkor történhet meg, ha a bemeneti hálózat a P1 és a P2 által beállított biztonságos ablak szintjén belül van. A P1 a magas feszültségszintek detektálására van beállítva, míg a P2 az alacsonyabb nem biztonságos feszültségszintre.

Az LM LM 324 IC adatai

Alkatrészlista a fenti hálózati magas, alacsony feszültségű védőáramkörhöz

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 és P2 = 10K előre beállított,
C1 = 220uF / 25V
Minden dióda értéke = 1N4007,
T1 = BC557,
Relé = 12 V, 400 Ohm, SPDT,
opamp = 2 opamp az IC LM 324 IC-től
Zenerek = 4,7 volt, 400 mW,
Transzformátor = 12 V, 500 mA

NYÁK elrendezés

Eddig megtanultuk az áramkör IC-változatát, most nézzük meg, hogyan lehet egy 220V-os vagy 120V-os hálózati feszültség felett működő és feszültség alatt álló áramkört csak néhány tranzisztor segítségével felépíteni.

A házba telepítve egy nagyon egyszerű áramkör nagyban segíthet a probléma korlátozásában.

Itt megismerjük a kétféle túl- és alatti feszültség áramkörök kialakítását, az első tranzisztorokon alapul, a másik pedig egy opamp segítségével.

Túl- / alulfeszültségű áramkör kikapcsolása tranzisztorok segítségével

Meg fog lepődni, ha tudja, hogy egy szép kis áramkör az említett védelemhez csak néhány tranzisztor és néhány egyéb passzív alkatrész felhasználásával építhető fel.

Az ábrát nézve egy nagyon egyszerű elrendezést láthatunk, ahol a T1 és T2 inverter konfigurációként vannak rögzítve, vagyis a T2 ellentétesen reagál a T1-re. Kérjük, olvassa el a kapcsolási rajzot.

Egyszerű szavakkal, amikor a T1 vezet, a T2 kikapcsol és fordítva. Magából az egyenáramú tápfeszültségből származó érzékelőfeszültséget a T1 alapbeállításon keresztül táplálják a T1 alapjába.

Az előre beállított értéket arra használjuk, hogy a kioldási küszöbök pontosan meghatározhatók legyenek, és az áramkör megértse, mikor kell végrehajtani a vezérlési műveleteket.

Az automatikus beállítás kikapcsolásának beállítása

A P1 a magas feszültséghatárok érzékelésére van beállítva. Kezdetben, amikor a feszültség a biztonságos ablakon belül van, a T1 kikapcsolt állapotban marad, és ez lehetővé teszi, hogy a szükséges előfeszítő feszültség áthaladjon a P2-n és elérje a T2 értéket, bekapcsolt állapotban tartva.

Ezért a relét aktiválva tartják, és a csatlakoztatott terhelés megkapja a szükséges váltakozó feszültséget.

Tegyük fel azonban, hogy a hálózati feszültség meghaladja a biztonságos határértéket, a T1 alján lévő érzékelő minta feszültsége szintén meghaladja a beállított küszöbértéket, T1 azonnal vezeti és földeli a T2 alapját. Ez a T2, valamint a relé és a hozzá tartozó terhelés kikapcsolását eredményezi.

A rendszer így korlátozza a veszélyes feszültség elérését a terhelésig, és a tőle elvárható módon biztosítja.

Tegyük fel, hogy a hálózati feszültség túl alacsonyra süllyed, a T1 már ki van kapcsolva, és ebben a helyzetben a T2 a P2 beállításai miatt is leáll, ami úgy van beállítva, hogy a T2 leálljon, amikor a hálózati bemenet egy bizonyos nem biztonságos szint alá kerül.

Így a relé ismét kikapcsol, kikapcsolva a terhelést és megkövetelve a szükséges biztonsági intézkedéseket.

Habár az áramkör meglehetősen pontos, az ablak küszöbértéke túl széles, vagyis az áramkör csak 260 V feletti és 200 V alatti, vagy 130 V feletti és 100 V alatti feszültségszint esetén vált ki 120 V normál tápbemenetek esetén.

Ezért az áramkör nem biztos, hogy nagyon hasznos azok számára, akik abszolút pontos kioldási pontokat és vezérlőket keresnek, amelyek személyes preferenciák szerint optimalizálhatók.

Ennek lehetővé tételéhez szükség lehet néhány opamp elhelyezésére a tranzisztorok helyett.

Alkatrészlista a fenti váltóáramú hálózati feszültségről, feszültségvédő áramkör alatt.

• R1, R2 = 1K,
• P1, P2 = 10K,
• T1, T2 = BC547B,
• C1 = 220uF / 25V
• RELE = 12 V, 400 OHMS, SPDT,
• D1 = 1N4007
• TR1 = 0-12V, 500mA