ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิด พวกเขาเพียงแค่ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยวงจร / โหลดและในกรณีที่กระแสไม่ปลอดภัยไหลผ่านวงจรฟิวส์จะระเบิดตัวเองและป้องกันไม่ให้รูปแบบโหลด / วงจรเสียหายจากกระแสไฟฟ้าสูงนั้น ฟิวส์ประเภทนี้เรียกว่าฟิวส์เชิงกลและมีฟิวส์หลายประเภทเช่นการเป่าเร็วการเป่าช้าเป็นต้น แต่จะต้องทนทุกข์ทรมานจากการดึงกลับร่วมกัน เมื่อฟิวส์ขาดผู้บริโภค / ผู้ปฏิบัติงานจะต้องเปลี่ยนฟิวส์เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติอีกครั้ง นี่คือเหตุผลว่าทำไมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เก่า ๆ เช่นเครื่องปิ้งขนมปังหรือกาต้มน้ำไฟฟ้าจึงมีฟิวส์สำรองให้มาพร้อมกับผลิตภัณฑ์
ที่จะเอาชนะอุปสรรคนี้มากที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยใช้ฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์อิเล็กทรอนิกส์ฟิวส์ทำหน้าที่จุดประสงค์เดียวกันของที่ฟิวส์กล แต่ต้องไม่มีการเปลี่ยนมีสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอยู่ด้านในพร้อมกับปิดและเปิดวงจรตามต้องการ ในกรณีที่ไม่น่าจะเกิดความล้มเหลวสวิตช์จะเปิดวงจรและแยกออกจากแหล่งจ่ายไฟเมื่อเงื่อนไขที่ดีส่งคืนฟิวส์สามารถรีเซ็ตได้โดยเพียงแค่คลิกที่ปุ่ม ไม่ต้องยุ่งยากในการซื้อฟิวส์ที่มีมูลค่าเหมาะสมและเปลี่ยนเป็นฟิวส์เก่า น่าสนใจใช่ไหม !! ดังนั้นในบทช่วยสอนนี้เราจะเรียนรู้วิธีสร้างวงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์วิธีการทำงานและวิธีที่คุณสามารถใช้วงจรไฟฟ้าในการออกแบบของคุณ
แผนภาพวงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์:
แผนผังวงจรที่สมบูรณ์สำหรับวงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์แสดงอยู่ด้านล่าง ดังที่แสดงในวงจรมีเพียงไม่กี่วงจรดังนั้นจึงง่ายต่อการสร้างและนำไปใช้ในการออกแบบของเรา
ที่นี่วงจรถูกสร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบกระแสการทำงานของมอเตอร์ (LOAD) ซึ่งทำงานบน 12V คุณสามารถแทนที่โหลดด้วยวงจรใดก็ได้ที่คุณกำลังพยายามตรวจสอบกระแสอยู่ ตัวต้านทาน R1 เป็นตัวกำหนดว่ากระแสไฟฟ้าสามารถผ่านวงจรได้เท่าใดก่อนที่วงจรจะตอบสนองสำหรับสถานการณ์กระแสเกิน เราจะพูดถึงการทำงานของแต่ละองค์ประกอบและวิธีการเลือกค่าตามความต้องการของคุณ
การทำงาน:
การทำงานของวงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์สามารถเข้าใจได้ง่ายโดยการดูที่วิธีการทำงานของ SCRภายใต้สภาวะปกติผู้ใช้ต้องกดปุ่มเพื่อเชื่อมต่อโหลดกับแหล่งจ่ายไฟ เมื่อกดปุ่มขาประตูของ SCR เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าต้นทางผ่านตัวต้านทาน 1K สิ่งนี้จะทริกเกอร์ SCR และทำให้ปิดการเชื่อมต่อระหว่างแคโทดและพินแอโนด เมื่อปิดการเชื่อมต่อกระแสจะเริ่มไหลจาก Source (+ 12V) ไปยังโหลดผ่านขา Anode ไปยัง Cathode ของ SCR
เมื่อปล่อยปุ่ม SCR จะยังคงเปิดอยู่เนื่องจากไม่มีวงจรสับเปลี่ยนที่จะปิด ดังนั้น SCR จึงได้รับการล็อคในสถานะเปิดและอยู่ที่นั่นจนกว่ากระแสจะไหลแม้ว่าจะต่ำกว่ากระแสถือของ SCR ก็ตาม
Commutation in Thyristors (SCR) หมายถึงอะไร?
ไทริสเตอร์เมื่อเปิดโดยสัญญาณจะไม่ปิดเองเมื่อสัญญาณถูกลบออก ดังนั้นในการปิดไทริสเตอร์เราจำเป็นต้องมีวงจรภายนอกและวงจรนี้เรียกว่าวงจรสับเปลี่ยน กระบวนการเปิดไทริสเตอร์โดยการให้ Gate pulse เรียกว่าทริกเกอร์และกระบวนการปิดไทริสเตอร์เรียกว่าเป็นการสับเปลี่ยน
กระแสไฟฟ้าในไทริสเตอร์ (SCR) คืออะไร?
กระแสไฟฟ้าถือ (อย่าสับสนกับกระแสไฟฟ้าล็อค) คือค่าต่ำสุดของกระแสไฟฟ้าที่ควรไหลผ่านพินแอโนดและแคโทดของไทริสเตอร์เพื่อให้เปิดอยู่ หากค่าของกระแสถึงต่ำกว่าค่านี้ไทริสเตอร์จะปิดเองโดยไม่มีการเปลี่ยนจากภายนอก
SCR ที่ใช้ในวงจรของเราคือTYN612ซึ่งมีกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ 30mA (อ้างอิงแผ่นข้อมูลเพื่อทราบค่า) ดังนั้นหากกระแสที่ไหลผ่าน Anode และ Cathode ได้รับน้อยกว่า 30mA SCR จะปิดตัวเอง ดังนั้นการแยกพลังงานออกจากโหลด
ตัวต้านทาน R1 (0.2 โอห์ม) และทรานซิสเตอร์ (2N2222A) มีบทบาทสำคัญในการปิด SCR ภายใต้สภาวะปกติเมื่อโหลด (มอเตอร์) ทำงานจะดึงกระแสผ่านตัวต้านทาน R1 ตามกฎหมายของโอห์มแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานสามารถคำนวณได้โดย
แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน = กระแสผ่านวงจร x ค่าตัวต้านทาน
ดังนั้นตามสูตรแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะแปรผันตรงกับกระแสที่ไหลผ่านวงจร เมื่อกระแสเพิ่มขึ้นแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อแรงดันตกนี้เกินค่า 0.7V ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่เนื่องจากตัวต้านทานเชื่อมต่อโดยตรงผ่านพิน Base และ Emitter ของทรานซิสเตอร์ เมื่อทรานซิสเตอร์ปิดกระแสสมบูรณ์ที่จำเป็นสำหรับวงจรที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์ชั่วขณะระหว่างที่ SCR ถูกปิดเนื่องจากกระแสที่ไหลผ่านไปต่ำกว่าที่ถือปัจจุบันและแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะได้รับ 0V เนื่องจากไม่มีกระแสไหลผ่าน. ในที่สุดทรานซิสเตอร์และ SCR ก็ถูกปิดและโหลด (มอเตอร์) ก็ถูกแยกออกจากแหล่งจ่ายไฟด้วยการทำงานที่สมบูรณ์ยังแสดงโดยใช้ภาพ GIF ด้านล่าง
แอมป์มิเตอร์ถูกวางผ่านตัวต้านทานเพื่อตรวจสอบกระแสที่ไหลผ่านขั้วแอโนดแคโทดของ SCR กระแสไฟฟ้านี้ไม่ควรต่ำกว่ากระแสถือของ SCR (กระแสไฟฟ้าที่ถืออยู่สำหรับ SCR ในการจำลองคือ 5mA) หากต่ำกว่าค่านี้ SCR จะปิด นอกจากนี้ยังวางโวลต์มิเตอร์ไว้บนตัวต้านทาน 150 โอห์มเพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและตรวจสอบว่าทรานซิสเตอร์ NPN ถูกทริกเกอร์ก่อนที่ SCR จะปิดหรือไม่
ฮาร์ดแวร์:
อย่างที่บอกไปก่อนหน้านี้วงจรนี้มีส่วนประกอบขั้นต่ำมันเกี่ยวข้องกับ SCR หนึ่งตัวทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวและตัวต้านทานสองตัว ดังนั้นจึงสามารถวิเคราะห์ได้ง่ายโดยสร้างบนเขียงหั่นขนม อีกครั้งขึ้นอยู่กับใบสมัครของคุณ หากคุณกำลังวางแผนอะไรที่มากกว่า 2A ไม่แนะนำให้ใช้เขียงหั่นขนม ฉันสร้างวงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์บนกระดานขนมปังและมีลักษณะดังนี้ด้านล่าง
ดังที่คุณเห็นในภาพฉันใช้แถบ LED เป็นโหลดของฉันคุณสามารถใช้โหลดอื่นหรือเชื่อมต่อวงจรของคุณซึ่งต้องได้รับการป้องกัน ในการเชื่อมต่อโหลดกับแหล่งจ่ายไฟเราต้องกดปุ่มซึ่งจะเปิด SCR โปรดทราบว่าฉันใช้ตัวต้านทาน 2W 0.2 โอห์มเป็น R2 ของฉันเนื่องจากเราต้องยอมให้กระแสไฟฟ้ามีค่ามากจึงเป็นสิ่งสำคัญเสมอที่จะต้องพิจารณาพิกัดกำลังวัตต์ของตัวต้านทานนี้
เนื่องจากฉันไม่สามารถสร้างเงื่อนไขความผิดปกติโดยการเพิ่มระดับกระแสไฟฟ้าฉันจึงลดแรงดันไฟฟ้าเพื่อสร้างความผิดปกติและลดกระแสผ่าน SCR อีกวิธีหนึ่งคุณสามารถทำให้ขา Collector Emitter ของทรานซิสเตอร์สั้นลงด้วยลวดซึ่งจะทำให้กระแสไหลผ่านสายไฟและไม่ผ่าน SCR และ SCR จะดับลง หลังจากเกิดข้อผิดพลาดและกู้คืนวงจรสามารถเปิดได้อีกครั้งโดยเพียงแค่กดปุ่มดังเดิม การทำงานที่สมบูรณ์ของวงจรแสดงไว้ในวิดีโอด้านล่าง หวังว่าคุณจะเข้าใจวงจรและสนุกกับการเรียนรู้ หากคุณมีข้อสงสัยโปรดโพสต์ไว้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่างหรือใช้ฟอรัมเพื่อขอความช่วยเหลือด้านเทคนิค
ข้อ จำกัด:
เช่นเดียวกับวงจรทั้งหมดนี้ก็มีข้อ จำกัด บางประการเช่นกัน หากคุณคิดว่าสิ่งเหล่านี้จะส่งผลต่อการออกแบบของคุณคุณควรหาทางเลือกอื่น
- กระแสโหลดทั้งหมดไหลผ่านตัวต้านทาน R2 ดังนั้นจึงมีการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นวงจรนี้จึงไม่เหมาะกับการใช้งานแบตเตอรี่ doe
- พิกัดกระแสที่ออกแบบฟิวส์จะไม่ถูกต้องเนื่องจากตัวต้านทานแต่ละตัวจะแตกต่างกันไปเล็กน้อยและเมื่ออายุมากขึ้นคุณสมบัติของตัวต้านทานก็จะเปลี่ยนไปด้วย
- วงจรนี้จะไม่ตอบสนองต่อกระแสที่พุ่งขึ้นอย่างกะทันหันเนื่องจากทรานซิสเตอร์ต้องใช้เวลาสักพักในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลง