Bir AC ana şebeke yüksek / düşük kesme cihazı, bir yüksek voltaj veya düşük voltaj durumu algılandığında, ana şebeke beslemesini evdeki elektrik bağlantısını kesecek veya kesecektir. Bu şekilde, anormal aşırı gerilimlerden veya düşük gerilimlerden dolayı elektrikten yangın elektrikinden ev kablolarına ve cihazlarına tam güvenlik sağlar.

Makalede, ev aletlerini ani tehlikeli yüksek ve düşük voltaj girişlerinden korumak için evde yapılabilecek 3 hassas otomatik aşırı ve düşük voltaj kesme devresi açıklanmaktadır. İlk tasarımlar bir LM324 transformatör tabanlı devreyi açıklıyor, ikinci devre transformatörsüz bir versiyon kullanıyor, yani bir transformatör olmadan çalışıyor, üçüncü konsept ise transistör bazlı bir kesme devresini açıklıyor ve bunların tümü evde kontrol etmek için monte edilebiliyor. voltaj kesme koruması.

Genel Bakış

Bu makalede açıklanan AC ana şebeke yüksek ve düşük voltaj kesme devresinin kurulması çok kolaydır ve yine de çok güvenilir ve doğrudur. Devre bir tek IC LM 324 gerekli algılama için ve ilgili röleleri anında değiştirir, böylece bağlı yükler tehlikeli girişlerden izole edilir.

Devre ayrıca herhangi bir anda ilgili voltaj seviyelerinin görsel göstergelerini sağlar.

Aşağıdaki devre, devreye güç sağlamak için bir transformatör kullanır

Devre şeması

Önerilen yüksek, düşük şebeke voltajı koruyucu devresi için Parça Listesi.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K Ön Ayar
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto bağlayıcı
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 Volt, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = KIRMIZI, YEŞİL tercihe göre,
Transformatör = 0 - 12 V, 500 mA
Röle = SPDT, 12 Volt, 400 Ohm

Devre Çalışması

Önceki gönderilerimden birinde, bir şebeke aşırı voltaj ve düşük voltaj kesme devresinin çok basit ama etkili bir tasarımını gördük; bu, giriş voltajı geçtiğinde şebeke gücünün bağlı cihazlara ulaşmasını kapatabilir ve kesebilir. tehlikeli eşiklerin altında.

Bununla birlikte, sadece birkaç transistörü içeren tasarımın aşırı basitliği nedeniyle, devrenin kendi sınırlamaları vardır, ana sınırlama daha az doğruluk ve önemli histerezis olup, 60 volt yüksek ve düşük limitler arasında.

Bir yüksek voltaj ve düşük voltaj kesme devresinin mevcut tasarımı, sadece yüksek düzeyde doğru olmakla kalmaz, aynı zamanda ilgili voltaj anları ile ilgili görsel göstergeler sağlar. Doğruluk o kadar yüksektir ki, eşikler neredeyse 5 volt aralığında ayrılabilir ve algılanabilir.

Devreye opampların dahil edilmesi, onu yukarıdaki özellikle donatır ve bu nedenle tüm fikir çok güvenilir hale gelir.

Devreyi ayrıntılı olarak anlayalım:

Opamplar Karşılaştırıcı Olarak Nasıl Çalışır?

Opamplar, A1, A2, A3, A4, bir dörtlü opamp IC olan tek bir IC 324'ten elde edilir, yani bir pakette dört opamp bloğundan oluşur.

“adım motoru nedir ”

IC, son derece güvenilirdir ve yapılandırması kolaydır ve işleyişiyle neredeyse hiç sorun çıkarmaz, kısacası sağlam özelliklere sahiptir ve çoğu konfigürasyonda çok esnektir.

Dört opamp, voltaj karşılaştırıcıları olarak donatılmıştır. Tüm opampların ters çevirme girişleri, opampların yankıları için ayrı ayrı bir direnç / zener ağı aracılığıyla yapılan 6 voltluk sabit bir referans değerine kenetlenir.

A1'den A4'e ters çevirmeyen giriş, sırasıyla P1, P2, P3 ve P4 ön ayarları tarafından oluşturulan bir voltaj bölücü ağ aracılığıyla devrenin güç kaynağına bağlanır.

Ön ayarlar, ilgili giriş seviyesi ilgili opampların ters çevirme girişleri üzerinden ayarlanan referans seviyesini geçtiğinde ilgili opampların çıkışlarını çevirmek için istenildiği gibi ayarlanabilir.

A1'den A4'e çıkışlar oldukça özel bir şekilde LED göstergelere entegre edilmiştir. Burada, LED katotlarını toprağa bağlamanın geleneksel yöntemini takip etmek yerine, önceki opamp çıkışının çıkışına bağlanır.

Bu özel düzenleme, opamplardan yükselen veya düşen voltaj seviyelerine yanıt olarak yalnızca bir ilgili LED'in AÇIK konuma getirilmesini sağlar.

Optokuplörler nasıl çalışır?

İki opt bağlaştırıcı, en üstteki ve en alttaki LED'lerle seri olarak sunulur, böylece optolar, tehlikeli eşikler olarak belirtilen yüksek ve düşük voltaj seviyeleri sırasında ilgili LED'lerle de çalışır.

Opto kuplörlerin iletimi, anında ilgili röleyi değiştiren dahili transistörü değiştirir.

İki rölenin kutupları ve rölenin kutupları, çıkışlar üzerinden yüke verilmeden önce seri olarak bağlanır.

Kontakların seri bağlantısı, herhangi bir röle iletirse, yüke veya bağlı cihaza şebeke beslemesinin kesilmesini sağlar.

Opamp Karşılaştırıcıları Neden Seri Düzenlendi?

Normal seviyelerde, opamp A1, A2 veya hatta A3 iletken olabilir, çünkü bunların tümü artımlı bir sırada düzenlenir ve kademeli olarak artan voltajlara yanıt olarak sırayla anahtarlamaya devam eder ve bunun tersi de geçerlidir.

Bazı normal seviyelerde A1, A2 ve A3'ün hepsinin iletken olduğunu (çıkışlar yüksek) ve A4'ün iletken olmadığını varsayalım, bu noktada yalnızca R7'ye bağlı LED yanacaktır, çünkü katodu A4'ün çıkışından gerekli negatifi alırken alttaki LED'lerin katotları, yukarıdaki opamplardan gelen yüksek potansiyeller nedeniyle yüksektir.

R8'e bağlı LED de kapalı kalır çünkü A4’ün çıkışı düşüktür.

Yukarıdaki sonuçlar, ilgili opt kuplörlerini ve röleleri, rölelerin yalnızca tehlikeli düşük veya tehlikeli yüksek voltaj seviyeleri sırasıyla yalnızca A1 ve A4 tarafından tespit edildi.

Kesme için Röleler yerine Triyak kullanma

Bazı analizlerden sonra, yukarıdaki yüksek, düşük şebeke voltajı kesme koruma devresinin tek bir triyak kullanılarak çok daha kolay bir versiyona basitleştirilebileceğini fark ettim. Lütfen aşağıda verilen, kendi kendini açıklayan ve anlaşılması çok basit olan şemaya bakın.

Ancak anlamakta sorun yaşıyorsanız, bana bir yorum yapın.

Kesme için Röleler yerine Triyak kullanma

Tasarımı Transformatörsüz Versiyona Dönüştürme

Yukarıda açıklanan tasarımın transformatörsüz şebeke yüksek alçak gerilim kesme devresi versiyonu aşağıdaki diyagramda görselleştirilebilir:

Uyarı: Aşağıda gösterilen devre şebeke AC'den izole edilmemiştir. Ölümcül bir aksilikten kaçınmak için çok dikkatli olun.

Triyak yerine tek bir rölenin kullanılması amaçlanıyorsa, tasarım aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi değiştirilebilir:

Lütfen geçiş dönemlerinde rölenin teklemediğinden emin olmak için transistör tabanı ve toprak üzerinde bir 22uF / 25V kapasitör kullanın.

PNP Röle Sürücüsünü Kullanma

Verilen şebeke AC'de gösterildiği gibi yüksek, alçak gerilim koruyucu devre IC LM 324'ten iki opampın gerekli tespit için kullanıldığını görebiliriz.

Üst opamp, önceden ayarlanmış bir ters çevirmeyen girişe sahiptir ve besleme DC voltajıyla sonlandırılır, burada pim # 2 bir referans seviyesi ile sağlanır, böylece pim # 3'teki potansiyel ayarlanan eşiğin üzerine çıktığı anda ( P1), opamp çıktısı yükselir.

“frekans sayacı nedir ”

Oldukça benzer şekilde, düşük opamp da bazı voltaj eşiği algılaması için yapılandırılmıştır, ancak burada pimler tersine çevrilir ve opamp çıkışının düşük voltaj giriş algılamasıyla yüksek gitmesini sağlar.

Bu nedenle, üst opamp, yüksek voltaj eşiğine ve düşük opampa düşük voltaj eşiğine yanıt verir. Her iki algılama için, ilgili opampın çıkışı yüksek olur.

Diyotlar D5 ve D7, bağlantılarının opamp çıkış pin çıkışlarından ortak bir çıktı ürettiğinden emin olur. Bu nedenle, opamp çıktısından herhangi biri yükseldiğinde, D5, D7 katotlarının birleşim yerinde üretilir.

Transistör T1’in tabanı yukarıdaki diyot bağlantısına bağlıdır ve opamp çıkışı düşük kaldığı sürece T1’in öngerilim voltajını R3 üzerinden alarak iletmesine izin verilir.

Bununla birlikte, herhangi bir opamp çıktısının yükseldiği anda (anormal voltaj koşullarında meydana gelebilir), diyot bağlantısı da yüksek hale gelir ve T1'in iletkenliğini kısıtlar.

Röle R1, kendisini ve bağlı yükü anında KAPATIR. Bu nedenle, bağlı yük, opamp çıkışları düşük olduğu sürece AÇIK kalır, bu da yalnızca giriş şebekesi P1 ve P2 ile ayarlandığı gibi güvenli pencere seviyesinde olduğunda gerçekleşebilir. P1, yüksek voltaj seviyelerini tespit etmek için, P2 ise daha düşük güvenli olmayan voltaj seviyesi için ayarlanır.

IC 741 Kullanılarak Şebeke Yüksek Düşük Voltaj Kesme Devresi

IC LM 324 Pin Detayları

Yukarıdaki şebeke yüksek, düşük voltaj koruma devresi için Parça Listesi

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 ve P2 = 10K ön ayar,
C1 = 220uF / 25V
Tüm diyotlar = 1N4007,
T1 = BC557,
Röle = 12 V, 400Ohms, SPDT,
opamps = IC LM 324'ten 2 opamp
Zeners = 4.7 volt, 400mW,
Transformatör = 12V, 500mA

PCB Düzeni

Şimdiye kadar devrenin bir IC versiyonunu öğrendik, şimdi 220V veya 120V ana şebekenin aşırı voltaj ve düşük voltaj koruma devresinin sadece birkaç transistör kullanılarak nasıl inşa edilebileceğini görelim.

Ev elektriğine takıldığında sunulan çok basit bir devre, sorunun büyük ölçüde sınırlandırılmasına yardımcı olabilir.

Burada, birincisi transistörlere dayanan ve diğeri bir opamp kullanan iki yüksek ve düşük voltaj devreleri tasarımını öğreneceğiz.

Transistör Kullanarak Aşırı / Düşük Gerilim Kesme Devresi

Sadece birkaç transistör ve birkaç başka pasif bileşen kullanılarak söz konusu korumalar için güzel bir küçük devre oluşturulabileceğini bilmek sizi şaşırtacak.

Şekle baktığımızda, T1 ve T2'nin bir inverter konfigürasyonu olarak sabitlendiği çok basit bir düzenleme görebiliriz, yani T2, T1'e zıt yanıt verir. Lütfen devre şemasına bakın.

Basit bir deyişle, T1 iletilirken, T2 KAPALI ve tersi olur. DC besleme voltajından türetilen algılama voltajı önceden ayarlanmış P1 aracılığıyla T1'in tabanına beslenir.

Ön ayar, açma eşiklerinin tam olarak belirlenebilmesi ve devrenin kontrol eylemlerini ne zaman yürüteceğini anlaması için kullanılır.

Otomatik Kesme için Ön Ayar Nasıl Ayarlanır

P1, yüksek voltaj limitlerini tespit etmek için ayarlanmıştır. Başlangıçta gerilim güvenli pencerede olduğunda, T1 KAPALI kalır ve bu, gerekli polarlama geriliminin P2'den geçmesine ve T2'ye ulaşmasına izin vererek AÇIK durumda tutulur.

Bu nedenle röle de etkin durumda tutulur ve bağlı yük gerekli AC voltajını alır.

Bununla birlikte, şebeke voltajının güvenli sınırı aştığını varsayarsak, T1'in tabanındaki algılama örnek voltajı da ayarlanan eşiğin üzerine çıkar, T1 anında T2 tabanını yürütür ve topraklar. Bu, T2'nin ve ayrıca rölenin ve ilgili yükün KAPATILMASI ile sonuçlanır.

“farklı bilgisayar bağlantı noktası türleri ”

Sistem böylece tehlikeli voltajın yüke ulaşmasını sınırlar ve yükten beklendiği gibi korur.

Şimdi, şebeke voltajının çok düştüğünü, T1'in zaten KAPALI olduğunu ve bu durumda T2'nin, Şebeke girişi belirli bir güvenli olmayan seviyenin altına düştüğünde T2'nin iletimi durduracak şekilde ayarlanan P2'nin ayarları nedeniyle de durduğunu varsayalım.

Böylece röle bir kez daha KAPALI konuma getirilir, yüke giden gücü keser ve gerekli güvenlik önlemlerini alır.

Devre makul derecede doğru olsa da, pencere eşiği çok geniştir, yani devre yalnızca 260V üzerindeki ve 200V altındaki veya 130V üzerindeki ve 120 V normal besleme girişleri için 100 V altındaki voltaj seviyeleri için tetiklenir.

Bu nedenle, devre, kişisel tercihlerine göre optimize edilebilecek kesinlikle doğru açma noktaları ve kontroller arayan kişiler için çok yararlı olmayabilir.

Bunu mümkün kılmak için, transistörler yerine birkaç opampın dahil edilmesi gerekebilir.