DIY Over-Current Protection: 4 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Εισαγωγή

Ως αρχάριος στην ηλεκτρονική, είστε αρκετά περιορισμένοι όταν πρόκειται να τροφοδοτήσετε τα πρόσφατα κατασκευασμένα κυκλώματά σας. Τώρα, αυτό δεν θα ήταν πρόβλημα αν δεν κάνετε απολύτως κανένα λάθος. Αλλά, ας το παραδεχτούμε ότι είναι κάτι σπάνιο. Έτσι, ανεξάρτητα από το αν χάσατε μια σύνδεση στην πλευρά εξόδου του IC σας ή ανακατέψετε την πολικότητα του πυκνωτή σας, κάτι θα καταστραφεί επειδή το τροφοδοτικό σας θα αντλήσει το υπερρεύμα σύμφωνα με την καθορισμένη τάση, ανεξάρτητα από αυτό. Αυτή η λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι η χρήση μεταβλητής τροφοδοσίας πάγκου με συνάρτηση ορίου ρεύματος, έτσι ώστε να μπορούμε να αποτρέψουμε μια μεγάλη ροή ρεύματος όταν προκύψει σφάλμα, αλλά αυτά είναι αρκετά ακριβά. Προφανώς, αυτό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν δημιουργείτε ένα έργο που λειτουργεί με μπαταρία. Σε αυτό το έργο, θα σας δείξω πώς να δημιουργήσετε ένα απλό κύκλωμα που συνδέεται μεταξύ της πηγής ισχύος και των κυκλωμάτων σας και θα διακόπτει την τρέχουσα ροή όποτε επιτευχθεί ένα καθορισμένο όριο ρεύματος.

Βήμα 1: Αυτά που χρειάζεστε

2 x LM358P:

• 1 x ρελέ 12VDC που δεν συνδέεται:
• 1 x Αντίσταση τσιμέντου 0,5 Ohm:
• 1 x Tactile Switch:
• 1 x Πράσινο LED:
• 2 αντιστάσεις 20k Ohms:
• 1 x 10k Ohms Variable Resistor:
• 1 x 1N4007 Δίοδος:
• 2 x Συνδετήρες τερματικών:
• 1 x Υποδοχή IC:

Χρησιμοποιώ ηλεκτρονικά εξαρτήματα από το LCSC.com. Η LCSC δεσμεύεται να προσφέρει μια μεγάλη ποικιλία γνήσιων, υψηλής ποιότητας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στην καλύτερη τιμή. Εγγραφείτε σήμερα και κερδίστε 8 $ στην πρώτη σας παραγγελία.

Βήμα 2: Εργασία του κυκλώματος

Το πρώτο εξάρτημα που χρειαζόμαστε για τα κυκλώματα είναι το ρελέ το οποίο αποτελείται από ένα πηνίο και η αλλαγή στις επαφές αυτό σημαίνει ότι όταν δεν εφαρμόζεται τάση στο πηνίο. Όταν εφαρμόζεται τουλάχιστον 3.8V στο πηνίο, οι επαφές ανοίγουν/κλείνουν. Τώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μία από τις επαφές αλλαγής όταν δεν υπάρχει υπερβολικό ρεύμα και να ανοίξουμε τις επαφές όταν είναι υπερβολική. Ένα τρανζίστορ NPN χρησιμοποιείται σε σειρά στο πηνίο καθώς και μια αντίσταση 1k Ohms μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και της βάσης του τρανζίστορ.

Τώρα, εάν η τάση εφαρμοστεί στο κύκλωμα, το ρεύμα θα ρέει μέσα από το τρανζίστορ το οποίο ξεκινά πιο κοντά στη διαδρομή συλλέκτη-εκπομπής. Επομένως, το πηνίο ενεργοποιείται και οι επαφές είναι κλειστές. Φυσικά, δεν πρέπει να ξεχνάμε να προσθέσουμε τις διόδους flyback για να αποτρέψουμε τις υπερβολικές τάσεις στον συλλέκτη. Για να δω οπτικά ότι δεν υπάρχει υπερβολικό πρόβλημα, προτιμώ να χρησιμοποιήσω ένα πράσινο LED με αντίσταση περιορισμού ρεύματος.

Για απενεργοποίηση του ρελέ εάν παρουσιαστεί πρόβλημα, μπορούμε να προσθέσουμε ένα δεύτερο τρανζίστορ NPN στη βάση του πρώτου τρανζίστορ. Εάν εφαρμοστεί ένα σήμα σφάλματος στη βάση του δεύτερου και έτσι, το πηνίο θα απενεργοποιηθεί, το LED θα απενεργοποιηθεί και οι επαφές θα ανοίγουν για να ανιχνεύσουν το υπερβολικό ρεύμα. Παρόλο που χρειαζόμαστε μια αντίσταση ισχύος χαμηλής τιμής, όπως μια αντίσταση 5 watt 0,5 ohms. Προσθέτοντας απλώς τη σειρά μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και των πρώτων επαφών ρελέ, δημιουργεί πτώση τάσης ανάλογη του ρεύματος ροής, αλλά επειδή αυτή η πτώση τάσης είναι μάλλον χαμηλή, πρέπει πρώτα να χρησιμοποιήσουμε ένα Op-Amp σε μια διαμόρφωση διαφορικής ενίσχυσης Το

Για να αποκτήσουμε μεγαλύτερη τάση που μπορούμε να δουλέψουμε με αυτό το ενισχυμένο σήμα, στη συνέχεια συνδέεται με τη μη αντιστρεπτή είσοδο του δεύτερου ενισχυτή, του οποίου η αναστρέφουσα είσοδος συνδέεται άμεσα με το ποτενσιόμετρο. Συντονίζοντας το ποτενσιόμετρο, μπορούμε να δημιουργήσουμε μια μεταβλητή τάση αναφοράς και δεδομένου ότι το op-amp λειτουργεί ως συγκριτής, η έξοδός του θα τραβηχτεί υψηλή εάν η τρέχουσα τάση αίσθησης είναι υψηλότερη από την τάση αναφοράς. Αυτή η ενεργοποιημένη έξοδος συνδέεται τελικά με τη βάση του δεύτερου τρανζίστορ μέσω μιας αντίστασης στις στροφές του ρελέ ακόμη και υπερβολικού ρεύματος.

Μόλις το ρελέ δεν είναι πλέον ενεργοποιημένο, το ρεύμα ροής μειώνεται από την έξοδο του συγκριτή και επομένως το ρελέ ενεργοποιείται μία φορά. Αλλά επειδή το υπερρεύμα θα ρέει για άλλη μια φορά όταν ενεργοποιηθεί το ρελέ, ο συγκριτής ενεργοποιείται για άλλη μια φορά και ο κύκλος επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Και πάλι για να το διορθώσουμε αυτό, θα μπορούσαμε να συνδέσουμε μια αντίσταση, ένα κανονικά κλειστό κουμπί πίεσης και άλλη αχρησιμοποίητη κανονικά κλειστή επαφή του ρελέ σε σειρά στη βάση του δεύτερου τρανζίστορ. Τώρα, όταν προκύψει μια αναδίπλωση, το ρελέ θα εξακολουθεί να απενεργοποιείται, αλλά επειδή η κανονικά κλειστή επαφή του ρελέ είναι πλέον προφανώς κλειστή. Η βάση του τρανζίστορ εξακολουθεί να τραβιέται στην τάση τροφοδοσίας, παρόλο που η έξοδος του συγκριτή είναι χαμηλή με αυτόν τον τρόπο. Το ρελέ παραμένει σβηστό μέχρι να πιεστεί ο απτικός διακόπτης και έτσι διακόπτεται το ρεύμα βάσης του δεύτερου τρανζίστορ, το οποίο συνεπώς επιτρέπει στο ρελέ να ενεργοποιηθεί για άλλη μια φορά. Τώρα λοιπόν που γνωρίζουμε πώς λειτουργεί το κύκλωμα!

Βήμα 3: Συνδέστε και δοκιμάστε το

Αφού συνδέσετε όλα τα εξαρτήματα στο κύκλωμα σύμφωνα με τα σχήματα, ήρθε η ώρα να ξεκινήσετε τον έλεγχο και τη βαθμονόμηση του κυκλώματος.

Σημείωση: Ρυθμίζοντας λανθασμένα την τάση αναφοράς, αυτά τα κυκλώματα δεν διακόπτουν τη ροή ρεύματος, αλλά μόλις χαμηλώσουμε την τάση αναφοράς σε μια κατάλληλη τιμή, το κύκλωμα διακόπτει το ρεύμα χωρίς πρόβλημα και επίσης επανενεργοποιείται εύκολα χρησιμοποιώντας ένα κουμπί ώθησης.