230V ac utama di litar perlindungan voltan

Sebilangan besar bekalan kuasa hari ini sangat dipercayai kerana kemajuan teknologi dan pilihan reka bentuk yang lebih baik, tetapi selalu ada kemungkinan kegagalan kerana kecacatan pembuatan atau ia boleh menjadi transistor beralih utama atau MOSFET menjadi buruk. Juga, ada kemungkinan ia akan gagal karena tegangan yang terlalu tinggi pada input, meskipun perangkat perlindungan seperti Metal Oxide Varistor (MOV) dapat digunakan sebagai perlindungan input, tetapi setelah MOV memicu, ia menjadikan perangkat tidak berguna.

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita akan membina peranti perlindungan voltan berlebihan dengan op-amp, yang dapat mengesan voltan tinggi dan dapat memotong daya input dalam sepersekian saat melindungi peranti dari lonjakan voltan tinggi. Juga, akan ada ujian terperinci litar untuk mengesahkan reka bentuk dan kerja litar kami. Pemeriksaan berikut memberi anda idea mengenai proses pembinaan dan ujian litar ini. Sekiranya anda menyukai Reka Bentuk SMPS, anda boleh melihat artikel kami sebelumnya mengenai Petua Reka Bentuk SMPS PCB dan Teknik Pengurangan EMPS SMPS.

Apa itu Perlindungan Tegangan dan Mengapa Penting?

Terdapat banyak cara di mana litar bekalan kuasa boleh gagal, salah satunya disebabkan oleh voltan berlebihan. Dalam artikel sebelumnya, kami telah membuat litar perlindungan voltan berlebihan untuk litar DC, anda boleh menyemaknya jika ini memuncak minat anda. Perlindungan voltan berlebihan dapat digambarkan sebagai ciri di mana bekalan kuasa mati apabila keadaan voltan berlebihan berlaku, walaupun situasi voltan lebih jarang terjadi, ketika itu terjadi, ia menjadikan bekalan kuasa tidak berguna. Juga, kesan keadaan voltan tinggi boleh berlaku dari bekalan kuasa ke litar utama, apabila itu berlaku, anda akan berakhir dengan bukan sahaja bekalan kuasa yang rosak tetapi juga dengan litar yang rosak. itulah sebabnya litar perlindungan voltan tinggi menjadi penting dalam reka bentuk elektronik apa pun.

Jadi, untuk merancang litar perlindungan untuk situasi voltan tinggi, kita perlu membersihkan asas-asas perlindungan tegangan berlebihan. Dalam tutorial litar perlindungan sebelumnya, kami telah merancang banyak litar perlindungan asas yang dapat disesuaikan ke dalam litar anda, iaitu, Perlindungan Voltan Atas, Perlindungan Litar Pendek, Perlindungan polaritas terbalik, Perlindungan arus lebih, dll.

Dalam artikel ini, kita akan menumpukan perhatian hanya pada satu perkara, iaitu membuat litar perlindungan voltan arus masukan untuk mencegahnya hancur.

Bagaimana Litar Perlindungan Overvoltage Mains 230V Berfungsi?

Untuk memahami asas-asas litar perlindungan voltan tinggi, mari leraikan litar agar dapat memahami asas kerja asas setiap bahagian litar.

Inti litar ini adalah OP-Amp, yang dikonfigurasikan sebagai pembanding. Dalam skema, kita mempunyai OP-amp LM358 dasar dan di Pin-6nya, kita mempunyai voltan rujukan kita yang dihasilkan dari IC pengatur voltan LM7812 dan pada pin-5, kita mempunyai voltan masukan kita yang berasal dari utama voltan bekalan. Dalam keadaan ini, jika voltan input melebihi voltan rujukan, output op-amp akan menjadi tinggi, dan dengan isyarat tinggi itu, kita dapat menggerakkan transistor yang menghidupkan relay, tetapi terdapat masalah besar dalam litar ini, Kerana bunyi pada isyarat input, Op-amp akan berayun berkali-kali sebelum sampai ke kandang,

The penyelesaian adalah untuk menambah histerisis tindakan pencetus Schmitt pada masukan. Sebelumnya kami telah membuat rangkaian seperti Frekuensi Counter menggunakan Arduino dan Capacitance Meter menggunakan Arduino yang keduanya menggunakan input pencetus Schmitt, jika anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai projek-projek ini, periksa itu. Dengan mengkonfigurasi op-amp dengan maklum balas positif, kita dapat memperluas margin pada input sesuai dengan keperluan kita. Seperti yang anda dapat lihat dalam gambar di atas, kami telah memberikan maklum balas dengan bantuan R18 & R19 dengan melakukannya, kami secara praktikal telah menambahkan dua voltan ambang, satu adalah voltan ambang atas, yang lain adalah voltan ambang bawah.

Mengira Nilai Komponen untuk Perlindungan Voltan Lebih

Sekiranya kita melihat skema, kita mempunyai input utama, yang kita memperbaikinya dengan bantuan penerus jambatan, kemudian kita memasukkannya melalui pembahagi voltan yang dibuat dengan R9, R11, dan R10, maka kita menapisnya melalui 22uF 63V kapasitor.

Setelah melakukan pengiraan untuk pembahagi voltan, kita akan mendapat voltan keluaran 3.17V, sekarang, kita perlu mengira voltan ambang atas dan bawah, Katakan kita mahu memotong kuasa apabila voltan input mencapai 270V. Sekarang jika kita melakukan pengiraan pembahagi voltan lagi, kita akan mendapat voltan output 3.56V, yang merupakan ambang atas kita. Ambang bawah kami kekal pada 3.17V kerana kami telah menggunakan Op-amp.

Sekarang, dengan bantuan formula pembahagi voltan sederhana, kita dapat mengira voltan ambang atas dan bawah dengan mudah. Dengan mengambil skema sebagai rujukan, pengiraan ditunjukkan di bawah, UT = R18 / (R18 + R19) * Vout = 62K / (1.5M + 62K) = 0.47V LT = R18 / (R18 + R19) * -Vout = 62K / (1.5M + 62K) = 0V

Sekarang, setelah pengiraan, kita dapat melihat dengan jelas bahawa kita telah menetapkan voltan ambang atas anda pada 0.47V di atas tahap pencetus dengan bantuan maklum balas positif.

Catatan: Harap maklum bahawa nilai praktikal kami sedikit berbeza dengan nilai yang dikira kerana toleransi perintang.

Reka bentuk PCB Litar Perlindungan Voltan Utama

PCB untuk litar perlindungan voltan utama kami direka untuk papan bujang tunggal. Saya telah menggunakan Eagle untuk merancang PCB saya, tetapi anda boleh menggunakan perisian Reka bentuk pilihan anda. Gambar 2D reka bentuk papan saya ditunjukkan di bawah.

Diameter jejak yang mencukupi digunakan untuk membuat trek daya mengalirkan arus melalui papan litar. Input utama AC dan bahagian input Transformer dibuat di sebelah kiri dan output dibuat di bahagian bawah untuk kegunaan yang lebih baik. Fail Reka Bentuk lengkap untuk Eagle dan Gerber boleh dimuat turun dari pautan di bawah.

GERBER untuk Litar Perlindungan Overvoltage Mains

Kini, setelah Reka Bentuk kami siap, inilah masanya masing-masing dan memateri papan. Setelah proses pengukiran, penggerudian, dan pematerian selesai, papan kelihatan seperti gambar yang ditunjukkan di bawah.

Menguji Litar Voltan dan Perlindungan Semasa

Untuk demonstrasi, alat berikut digunakan

Meco 108B + TRMS Multimeter
Meco 450B + TRMS Multimeter
Osiloskop Hantek 6022BE
Transformer 9-0-9
Mentol lampu 40W (Beban Uji)

Seperti yang anda lihat dari gambar di atas, saya telah menyediakan persediaan ujian ini untuk menguji litar ini, saya telah menyolder dua wayar di pin5 dan pin6 dari Op-amp dan meco 108B + Multimeter menunjukkan voltan input dan meco 450B + Multimeter menunjukkan voltan rujukan.

Dalam litar ini, transformer dikuasakan dari bekalan kuasa utama 230V, dan dari situ kuasa disalurkan ke litar penyearah sebagai input, output dari transformer juga dimasukkan ke dalam papan kerana ia memberikan daya dan voltan rujukan ke litar.

Seperti yang anda lihat dari gambar di atas, litar dihidupkan, dan voltan masukan dalam Meco 450B + Multimeter kurang daripada voltan rujukan, yang bermaksud outputnya dihidupkan.

Sekarang untuk mensimulasikan keadaan jika kita mengurangkan voltan rujukan, output akan mati, mengesan keadaan voltan berlebihan, juga LED merah di papan akan menyala, anda dapat melihatnya pada gambar di bawah.

Penambahbaikan Lebih Lanjut

Untuk demonstrasi, litar dibina pada PCB dengan bantuan skema, litar ini dapat diubahsuai dengan mudah untuk meningkatkan prestasinya, sebagai contoh, perintang yang telah saya gunakan semuanya mempunyai toleransi 5%, menggunakan 1% perintang yang dinilai dapat meningkatkan ketepatan litar.

Semoga anda menikmati artikel itu dan mempelajari sesuatu yang berguna. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, anda boleh meninggalkannya di bahagian komen di bawah atau menggunakan forum kami untuk menghantar soalan teknikal lain.