Naprava za izmenični tok z visoko / nizko napetostjo bo prekinila ali odklopila električno omrežje od domače elektrike, kadar koli zazna visoko ali nizko napetostno situacijo. Na ta način zagotavlja popolno varnost domače napeljave in naprav pred požarno elektriko zaradi nenormalnih prenapetosti ali odpravljanja nizkih napetosti.

V članku so opisani 3 natančni samodejni izklopi nad in pod napetostjo, ki jih je mogoče izdelati doma za zaščito gospodinjskih aparatov pred nenadnimi nevarnimi visoko- in nizkonapetostnimi dotoki. Prva zasnova pojasnjuje vezje na osnovi transformatorja LM324, drugo vezje uporablja različico brez transformatorja, to pomeni, da deluje brez transformatorja, tretji koncept pa razlaga prekinjeno vezje na osnovi tranzistorja, ki ga lahko vsi namestimo doma za nadzor nad in pod zaščita pred prekinitvijo napetosti.

Pregled

Visokonapetostni in nizkonapetostni odklopni tokokrog, ki je razložen v tem članku, je zelo enostaven za izdelavo, hkrati pa zelo zanesljiv in natančen. Vezje uporablja a enojna IC LM 324 za potrebno zaznavanje in takoj vklopi ustrezne releje, tako da so povezane obremenitve izolirane od nevarnih vhodov.

Vezje v vsakem trenutku nudi tudi vizualne prikaze ravni napetosti.

Naslednje vezje uporablja transformator za napajanje vezja

Shema vezja

Seznam delov za predlagano zaščitno vezje z visoko, nizko napetostjo omrežja.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K prednastavitve
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto spenjač
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 voltov, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = RDEČA, ZELENA po želji,
Transformator = 0 - 12 V, 500 mA
Rele = SPDT, 12 V, 400 Ohm

Delovanje vezja

V enem od mojih prejšnjih prispevkov smo videli zelo preprosto, a učinkovito zasnovo omrežnega prenapetostnega in nizkonapetostnega odklopnega tokokroga, ki lahko preklopi in prekine omrežno napajanje, da doseže priključene naprave, ko vhodna napetost prečka oz. pod nevarnimi pragovi.

Zaradi prevelike enostavnosti zasnove, ki vključuje le nekaj tranzistorjev, ima vezje svoje omejitve, glavna omejitev pa je manjša natančnost in precejšnja histereza, zaradi česar je velika pražna vrzel večja od 60 voltov med visoko in nizko mejo.

Sedanja zasnova visokonapetostnega in nizkonapetostnega odklopnega vezja ni le zelo natančna, temveč ponuja tudi vizualne indikacije ustreznih napetostnih podstavkov. Natančnost je tako visoka, da je pragove mogoče ločiti in zaznati v območju 5 voltov.

Vključitev opampov v vezje ga opremi z zgornjo značilnostjo, zato celotna ideja postane zelo zanesljiva.

Podrobneje razumemo vezje:

Kako delujejo opampi kot primerjalniki

Opampi A1, A2, A3, A4 so pridobljeni iz enega samega IC 324, ki je štirikolesni opamp IC, pomeni, da je v enem paketu sestavljen iz štirih blokov opampa.

“kaj od naslednjega velja za vrsto biometrije? ”

IC je izjemno zanesljiv in enostaven za konfiguracijo in skoraj ne predstavlja težav z njegovim delovanjem, skratka ima robustne specifikacije in je preveč prilagodljiv pri večini konfiguracij.

Štirje opampi so nameščeni kot primerjalniki napetosti. Invertirni vhodi vseh opampov so pritrjeni na fiksno referenčno vrednost 6 voltov, kar se izvede diskretno prek odpornega / cenerjevega omrežja za enih opampov.

Neinvertirni vhodi A1 do A4 so povezani z napajanjem vezja prek omrežja delilnika napetosti, ki ga tvorijo prednastavitve P1, P2, P3 in P4.

Prednastavitve se lahko po želji prilagodijo, da preklopijo izhode posameznih opampov, ko ustrezna vhodna raven prečka referenčno raven, nastavljeno na invertirajoče vhode posameznih opampov.

Izhodi od A1 do A4 so na precej poseben način integrirani v LED indikatorje. Tu je namesto da bi sledil običajnemu načinu povezovanja LED katod z zemljo, ta je povezan z izhodom izhoda predhodnega opampa.

Ta posebna ureditev zagotavlja, da se vklopi samo ena ustrezna LED kot odziv na naraščajoče ali padajoče napetosti iz opampov.

Kako delujejo optični sklopniki

Dve optični spenjači sta predstavljeni v seriji z zgornjo in spodnjo LED diodo, tako da optiki delujejo tudi z ustreznimi LED-diodami med visoko in nizko napetostjo, ki so določene kot nevarni pragovi.

Prevajanje opto sklopk takoj preklopi notranji tranzistor, ki nato preklopi ustrezni rele.

Pola obeh relejev in pola relejev sta povezana zaporedno, preden izhod skozi njih dovajata v obremenitev.

Serijska povezava kontaktov zagotavlja, da v primeru, da kateri koli od relejev vodi, prekine oskrbo z električno energijo tovora ali priključene naprave.

Zakaj primerjalniki opampov urejeni v seriji

Na običajnih ravneh lahko opamp A1, A2 ali celo A3 izvajajo, ker so vsi razporejeni v postopnem zaporedju in se preklapljajo v zaporedju kot odziv na postopno naraščajoče napetosti in obratno.

Denimo, da so na nekaterih normalnih nivojih A1, A2 in A3 vsi prevodni (izhodi visoki), A4 pa nevodljivi, bi v tem trenutku svetila samo LED, priključena na R7, ker njena katoda iz izhoda A4 prejme zahtevani negativ, medtem ko katode spodnjih LED so visoke zaradi visokih potencialov iz zgornjih opampov.

LED, priključena na R8, prav tako ostane izklopljena, ker je izhod A4 nizk.

Zgornji rezultati ustrezno vplivajo na posamezne optične spojke in releje, tako da releji delujejo le v nevarnih nizkih oz nevarne visoke napetosti zazna le A1 in A4.

Uporaba Triac namesto Releji za odrezane

Po nekaj analizah sem spoznal, da je zgornjo, nizko napetostno odklopno zaščitno vezje mogoče poenostaviti v veliko lažjo različico z enim triakom. Glejte spodnji diagram, ki je sam po sebi razumljiv in zelo preprost za razumevanje.

Če pa imate težave z razumevanjem, mi pošljite komentar.

Uporaba Triac namesto Releji za odrezane

Spreminjanje zasnove v različico brez transformatorja

Različico zgoraj razložene visokonapetostne odklopne verige brez transformatorja je mogoče prikazati na naslednjem diagramu:

Opozorilo: Spodnje prikazano vezje ni ločeno od omrežnega izmeničnega toka. Z njimi ravnajte previdno, da se izognete usodni nesreči.

Če je namesto triaka namenjen uporabi enega samega releja, bi lahko zasnovo spremenili, kot je prikazano na naslednji sliki:

Prosimo, uporabite 22uF / 25V kondenzator čez osnovo tranzistorja in ozemljitev, samo da se prepričate, da rele med preklopnimi obdobji ne jeclja ...

Uporaba PNP relejskega gonilnika

Kot je prikazano na danem omrežju AC, nizkonapetostni zaščitni tokokrog , vidimo, da sta dva opampa iz IC LM 324 uporabljena za zahtevano zaznavo.

Zgornji opamp ima neinvertirajoči vhod, nameščen na prednastavitev in zaključen na napajalno enosmerno napetost, pin št. 2 je tu opremljen z referenčno ravnjo, tako da takoj, ko potencial na kontaktu št. 3 preseže nastavljeni prag (za P1), izhod opampa je visok.

Precej podobno je spodnji opamp nastavljen tudi za določanje praga napetosti, vendar so tu zatiči samo obrnjeni, zaradi česar je izhod opampa visok z zaznavanjem vhoda nizke napetosti.

Zato se zgornji opamp odziva na visokonapetostni prag, spodnji pa na nizkonapetostni prag. Pri obeh zaznavah postane izhod ustreznega opampa visok.

Diodi D5 in D7 poskrbita, da njihov spoj ustvari skupen izhod iz izhodnih izhodov opampa. Torej, kadar koli kateri koli izhod opampa postane visok, se proizvaja na stičišču katod D5, D7.

“nizkoprepustni filtri op amp ”

Osnova tranzistorja T1 je povezana z zgoraj navedenim diodnim križiščem in dokler ostane izhod opampov nizek, lahko T1 vodi, tako da preusmeri napetost prednapetosti skozi R3.

V trenutku, ko kateri koli izhod opampa postane visok (kar se lahko zgodi med nenormalnimi napetostnimi razmerami), postane tudi diodni spoj visok, kar omejuje T1 na prevod.

Rele R1 v trenutku izklopi sebe in priključeno obremenitev. Tako priključena obremenitev ostane vklopljena, dokler so izhodi opampa nizki, kar pa se lahko zgodi le, če je vhodno omrežje znotraj ravni varnega okna, kot je nastavljeno s P1 in P2. P1 je nastavljen za zaznavanje visokonapetostnih nivojev, P2 pa za nižjo nevarno napetost.

Izklopni tokokrog visoke nizke napetosti z uporabo IC 741

Podrobnosti o zatiču IC LM 324

Seznam delov za zgornje omrežno visokonapetostno zaščitno vezje

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 in P2 = 10K prednastavitev,
C1 = 220uF / 25V
Vse diode so = 1N4007,
T1 = BC557,
Rele = 12 V, 400 Ohm, SPDT,
opampi = 2 opampa iz IC LM 324
Zeners = 4,7 volta, 400 mW,
Transformator = 12V, 500mA

Postavitev PCB

Postavitev tiskanega vezja za visokonapetostno omrežje z visoko napetostjo

Do zdaj smo se naučili IC različice vezja, zdaj pa poglejmo, kako je mogoče omrežje 220V ali 120V, ki deluje nad napetostjo in podnapetostno zaščitno vezje, zgraditi z uporabo le nekaj tranzistorjev.

Zelo preprosto vezje, ki je predstavljeno, ko je nameščeno v hišni elektriki, lahko v veliki meri pomaga pri omejevanju težave.

Tu se bomo naučili dveh izvedb nadnapetostnih in podnapetostnih vezij, prvi na osnovi tranzistorjev, drugi pa na opampu.

Prekomerno / podnapetostno prekinjeno vezje s tranzistorji

Presenečeni boste, ko boste vedeli, da je mogoče lepo vezje za omenjene zaščite zgraditi z uporabo le nekaj tranzistorjev in nekaj drugih pasivnih komponent.

Če pogledamo sliko, lahko vidimo zelo preprosto ureditev, kjer sta T1 in T2 pritrjeni kot pretvorniški pretvornik, kar pomeni, da se T2 odziva nasprotno na T1. Glejte shemo vezja.

Z enostavnimi besedami, ko T1 izvaja, se T2 izklopi in obratno. Zaznavna napetost, ki izhaja iz same enosmerne napajalne napetosti, se prek prednastavljene P1 napaja na dno T1.

Prednastavitev se uporablja tako, da je mogoče natančno določiti pragove izklopa in vezje razume, kdaj izvesti krmilna dejanja.

Kako nastaviti prednastavitev za samodejni izklop

P1 je nastavljen za zaznavanje visokonapetostnih omejitev. Ko je napetost znotraj varnega okna, ostane T1 izklopljen, kar omogoča, da zahtevana napetost prehaja skozi P2 in doseže T2, pri čemer ostane vklopljena.

Zato je rele tudi aktiviran in priključena obremenitev prejme zahtevano izmenično napetost.

V primeru, da domnevamo, da omrežna napetost presega varno mejo, napetost vzorčnega senzorja na dnu T1 naraste tudi nad nastavljeni prag, T1 takoj izvede in ozemlji osnovo T2. Posledica tega je izklop T2 ter tudi releja in ustrezne obremenitve.

“kaj je namen kletke za veverice ”

Sistem tako omejuje nevarno napetost pri doseganju obremenitve in jo varuje, kot se od nje pričakuje.

Zdaj predpostavimo, da gre omrežna napetost prenizka, T1 je že izklopljen in v tem primeru tudi T2 preneha voditi zaradi nastavitev P2, ki je nastavljena tako, da T2 preneha voditi, ko vhod omrežja pade pod določeno nevarno raven.

Tako se rele ponovno izklopi, s čimer se zmanjša obremenitev in sproži zahtevane varnostne ukrepe.

Čeprav je vezje razmeroma natančno, je prag okna preširok, kar pomeni, da se vezje sproži samo za napetosti nad 260 V in pod 200 V ali nad 130 V in pod 100 V za 120 V normalne napajalne vhode.

Zato vezje morda ni zelo koristno za ljudi, ki morda iščejo popolnoma natančne točke izklopa in kontrole, ki jih je mogoče optimizirati glede na njihove osebne želje.

Da bi to omogočili, bo morda namesto tranzistorjev treba vključiti nekaj opampov.