Vahelduvvooluvõrgu kõrge / madala väljalülitusseade katkestab või katkestab võrgu toite koduse elektrienergiast, kui tuvastatakse kõrgepinge või madalpinge olukord. Nii tagab see kodu juhtmestiku ja seadmete täieliku ohutuse tulekahjude tekitamisest ebaharilike ülepingete või madalate pingete tõttu.

Artiklis kirjeldatakse kolme täpset automaatset üle- ja alarõhulülitust, mida saab kodus teha, et kaitsta kodumasinaid ootamatute ohtlike kõrg- ja madalpinge sissevoolude eest. Esimesed kujundused selgitavad LM324 trafopõhist vooluahelat, teine vooluring kasutab trafoteta versiooni, see tähendab, et see töötab ilma trafota, samas kui kolmas kontseptsioon selgitab transistoripõhist katkestatud vooluahelat, mida kõiki saab kodus üle ja alla juhtimiseks paigaldada. pinge katkestas kaitse.

Ülevaade

Selles artiklis selgitatud vahelduvvoolu kõrg- ja madalpinge katkestatud vooluahelat on väga lihtne ehitada ning see on siiski väga usaldusväärne ja täpne. Vooluring kasutab a üksik IC LM 324 vajalikuks tuvastamiseks ja lülitab koheselt releed nii, et ühendatud koormused oleksid ohtlikest sisenditest eraldatud.

Samuti annab vooluring visuaalselt vastavate pingetasemete kohta mis tahes hetkel.

Järgmine vooluahel kasutab vooluahela toitmiseks trafot

Vooluringi skeem

Kavandatud kõrge ja madala võrgupinge kaitselülituse osade loend.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K eelseadistust
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto-sidur
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 volti, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = PUNANE, eelistatult ROHELINE,
Trafo = 0 - 12 V, 500 mA
Relee = SPDT, 12 volti, 400 oomi

Ahela töö

Ühes minu eelmises postituses nägime võrgu ülepinge ja madalpinge katkestuse vooluringi väga lihtsat, kuid samas tõhusat disaini, mis on võimeline lülitama ja katkestama vooluvõrgu ühendatud seadmeteni jõudmise, kui sisendpinge ületab või allpool ohtlikke künniseid.

Konstruktsiooni liigse lihtsuse tõttu, mis hõlmab vaid paari transistorit, on vooluahelal oma piirangud, peamine piirang on väiksem täpsus ja märkimisväärne hüsterees, mille tulemuseks on kõrge künnise vahe rohkem kui 60 volti kõrge ja madala piiri vahel.

Kõrg- ja madalpinge katkestatud vooluahela praegune ülesehitus ei ole mitte ainult väga täpne, vaid annab ka visuaalsed näited asjakohaste pingesammude kohta. Täpsus on nii kõrge, et praktiliselt saab künniseid eraldada ja tajuda 5 volti ulatuses.

Opampide lisamine vooluahelale annab selle ülaltoodud funktsiooniga ja seetõttu muutub kogu idee väga usaldusväärseks.

Mõistame vooluringi üksikasjalikult:

Kuidas opampid toimivad võrdlejatena

Opampid A1, A2, A3, A4 saadakse ühest IC 324-st, mis on neljakordne IC, tähendab, et see koosneb neljast opamp-plokist ühes pakendis.

“kuidas töötab voolutrafo ”

IC on silmapaistvalt töökindel ja hõlpsasti konfigureeritav ning selle toimimisega vaevalt probleeme tekitab, lühidalt öeldes on sellel tugevad tehnilised andmed ja enamiku konfiguratsioonide korral liiga paindlik.

Neli opampi on varustatud pinge võrdlustega. Kõigi opampide inverteerivad sisendid kinnitatakse fikseeritud 6-voldise võrdlusväärtuseni, mis tehakse takistuse / zeneri võrgu kaudu diskreetselt opampide ech jaoks.

A1-A4 mitteinverteeriv sisend on ühendatud vooluahela toiteallikaga läbi pingejaguri võrgu, mille moodustavad vastavalt eelseadistused P1, P2, P3 ja P4.

Eelseadistusi saab vastavalt soovile reguleerida vastavate opampide väljundite ümberpööramiseks, kui vastav sisendtase ületab seatud võrdlustaseme vastavate opampide inverteerivate sisendite kohal.

A1 kuni A4 väljundid integreeritakse LED-indikaatoritesse üsna erilisel viisil. Selle asemel, et järgida tavapärast meetodit LED-katoodide ühendamiseks maapinnaga, on see ühendatud eelneva opampi väljundi väljundiga.

See spetsiaalne korraldus tagab, et ainult üks asjakohane valgusdiood lülitatakse sisse vastusena opampide kasvavale või langevale pingetasemele.

Kuidas optronid toimivad

Kaks opt-ühendusmuhvi esitatakse järjestikku ülemise ja alumise valgusdioodiga, nii et optod juhivad ka vastavate valgusdioodidega kõrg- ja madalpinge ajal, mis on määratletud kui ohtlikud künnised.

Optoühenduste juhtivus lülitab sisemise transistori koheselt ümber, mis omakorda lülitab vastavat releed.

Kahe relee postid ja releede poolused ühendatakse järjestikku, enne kui väljund nende kaudu koormusele tarnitakse.

Kontaktide järjestikune ühendamine tagab, et kui mõni relee juhib, katkestab koormuse või ühendatud seadme vooluvõrk.

Miks opamps Comparators järjestatud seerias

Normaalsel tasemel võivad opamp A1, A2 või isegi A3 juhtida, sest kõik need on paigutatud järkjärgult ja jätkavad järjestikku lülitumist vastuseks järk-järgult tõusvale pingele ja vastupidi.

Oletame, et teatud normaalsetel tasemetel on A1, A2 ja A3 kõik juhtivad (väljundid kõrged) ja A4 ei juhi, siis süttib sellel hetkel ainult R7-ga ühendatud LED, kuna selle katood saab A4 väljundist vajaliku negatiivse, samas kui alumiste valgusdioodide katoodid on kõik kõrged ülaltoodud opampide suure potentsiaali tõttu.

R8-ga ühendatud valgusdiood jääb samuti välja lülitatuks, kuna A4 väljund on madal.

Ülaltoodud tulemused mõjutavad sobivalt vastavaid optilisi sidureid ja releesid nii, et releed juhivad ainult ohtliku madala või ohtlik kõrgepinge tase tuvastavad vastavalt ainult A1 ja A4.

Kasutades väljalülitamiseks relee asemel Triaci

Pärast mõningast analüüsi sain aru, et ülaltoodud kõrge ja madala võrgupinge katkestatud kaitselülitust saab lihtsustada ühe triaci abil palju lihtsamaks versiooniks. Palun vaadake allpool toodud skeemi, see on iseenesestmõistetav ja väga arusaadav.

Kui teil on selle mõistmisega probleeme, siis kirjutage mulle kommentaar.

Kasutades väljalülitamiseks relee asemel Triaci

Kujunduse muutmine trafoteta versiooniks

Eespool selgitatud disaini trafoteta vooluvõrgu kõrge madalpinge katkestatud vooluahela versiooni saab visualiseerida järgmisel diagrammil:

Hoiatus: Allpool näidatud vooluahel ei ole vooluvõrgust eraldatud. Saatusliku äparduse vältimiseks käsitsege seda äärmiselt ettevaatlikult.

Kui triaci asemel on ette nähtud kasutada ühte releed, võib disaini muuta, nagu on näidatud järgmisel joonisel:

Palun kasutage 22uF / 25V kondensaatorit kogu transistori aluses ja maapinnal, et veenduda, et relee ei kolise üleminekuperioodil ...

PNP relee draiveri kasutamine

Nagu on näidatud antud vooluvõrgu kõrgel, madalpingekaitseahel , näeme, et nõutava tuvastamise jaoks kasutatakse kahte IC-i LM 324 opampi.

Ülemisel opampil on mittepöörav sisend seadistatud etteantud seadmele ja see on lõpetatud toiteallika alalispingele, on siin tihvt nr 2 varustatud võrdlustasemega, nii et niipea kui tihvti # 3 potentsiaal ületab seatud künnise ( P1), suureneb opampi väljund.

“lihtsad matlab -projektid inseneriõpilastele ”

Üsna sarnaselt on alumine opamp konfigureeritud ka pingelävi tuvastamiseks, kuid siin on tihvtid lihtsalt ümber pööratud, muutes opampi väljundi madalpinge sisendi tuvastamisel kõrgeks.

Seetõttu reageerib ülemine opamp kõrgepinge lävele ja alumine madala pinge künnisele. Mõlema tuvastuse korral muutub vastava opampi väljund suureks.

Dioodid D5 ja D7 hoolitsevad selle eest, et nende ristmik tekitaks ühise väljundi opampi väljundnõela väljunditest. Seega, kui mõni opamp väljundist läheb kõrgeks, tekib see katoodide D5, D7 ristmikul.

Transistori T1 alus on ühendatud ülaltoodud dioodi ristmikuga ja seni, kuni opampide väljund jääb madalaks, lastakse T1-l juhtida, andes eelarvepinge R3 kaudu.

Kuid hetkel, kui mõni opampi väljund läheb kõrgeks (mis võib juhtuda ebaharilike pingetingimuste korral), muutub ka dioodide ristmik kõrgeks, piirates T1 juhtimist.

Relee R1 lülitab enda ja ühendatud koormuse koheselt välja. Seega jääb ühendatud koormus ON-ni seni, kuni opamp-väljundid on madalad, mis omakorda võib juhtuda ainult siis, kui sisendvõrk on turvalise akna tasemel, mida reguleerivad P1 ja P2. P1 on seatud kõrgepinge taseme tuvastamiseks, P2 aga madalama ebaturvalise pingetaseme jaoks.

Võrgu kõrge madalpinge katkestusahel, kasutades IC 741

IC LM 324 tihvtide üksikasjad

Ülaltoodud võrgu kõrge, madalpinge kaitselülituse osade loend

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 ja P2 = 10K eelseadistatud,
C1 = 220uF / 25V
Kõik dioodid on = 1N4007,
T1 = BC557,
Relee = 12 V, 400 oomi, SPDT,
opamp = 2 opampi IC-lt LM 324
Zenerid = 4,7 volti, 400 mW,
Trafo = 12 V, 500 mA

PCB paigutus

Siiani õppisime vooluahela IC-versiooni, nüüd vaatame, kuidas 220 V või 120 V vooluvõrku töötavat üle pinge ja pingekaitse ahelat saab ehitada vaid paari transistori abil.

Majale paigaldatuna esitatav väga lihtne vooluahel võib probleemi suures osas piirata.

Siin õpime kahte üle- ja allapinge ahelate kujundust, esimene põhineb transistoridel ja teine opampi abil.

Üle / alla pinge katkestatud vooluahel transistoride abil

Teid üllatab teadmine, et nimetatud kaitsete jaoks saab luua väikese kena vooluahela, kasutades vaid paari transistorit ja mõnda muud passiivset komponenti.

Joonist vaadates näeme väga lihtsat paigutust, kus T1 ja T2 on fikseeritud muunduri konfiguratsioonina, mis tähendab, et T2 reageerib T1-le vastupidiselt. Palun vaadake elektriskeemi.

Lihtsate sõnadega, kui T1 juhib, lülitub T2 välja ja vastupidi. Tundepinge, mis tuleneb alalisvoolu toitepingest, juhitakse eelseadistatud P1 kaudu T1 alusele.

Eelseadistust kasutatakse selleks, et väljalülitusläve saaks täpselt kindlaks määrata ja vooluring saaks aru, millal juhtimistoiminguid sooritada.

Automaatse väljalülituse eelseadistuse määramine

P1 on määratud kõrgepinge piiride tuvastamiseks. Esialgu, kui pinge on turvalises aknas, jääb T1 välja lülitatuks ja see võimaldab vajalikul eelarvepingel läbida P2 ja jõuda T2, hoides seda sisselülitatuna.

Seetõttu hoitakse ka relee aktiveerituna ja ühendatud koormus saab vajaliku vahelduvpinge.

Kui aga võrgu pinge ületab ohutu piiri, tõuseb ka proovipinge T1 aluses üle seatud künnise, T1 juhib koheselt ja maandab T2 alust. Selle tulemusel lülitatakse T2, samuti relee ja vastav koormus välja.

“avatud ahela vs suletud ahelaga süsteemid ”

Seega piirab süsteem ohtliku pinge jõudmist koormani ja kaitseb seda ootuspäraselt.

Oletame nüüd, et võrgupinge läheb liiga madalaks, T1 on juba välja lülitatud ja selles olukorras peatub ka T2 juhtimine P2 sätete tõttu, mis on seatud nii, et T2 lakkab juhtimast, kui võrgu sisend langeb alla teatud ebaturvalise taseme.

Seega lülitatakse relee uuesti välja, vähendades koormuse võimsust ja nõudes vajalikke turvameetmeid.

Ehkki vooluahel on piisavalt täpne, on akna künnis liiga lai, see tähendab, et vooluahel käivitab 120 V tavalise toiteallika sisendi puhul ainult üle 260 V ja alla 200 V või üle 130 V ja alla 100 V pingetaseme.

Seetõttu ei pruugi vooluring olla eriti kasulik inimestele, kes võivad otsida täiesti täpseid komistuskohti ja juhtimisseadiseid, mida saab optimeerida vastavalt teie isiklikele eelistustele.

Selle võimaldamiseks võib olla vajalik transistoride asemel lisada paar opampi.