DIY การป้องกันกระแสเกิน: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

บทนำ

ในฐานะมือใหม่ในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณค่อนข้างมีข้อจำกัดในการเพิ่มพลังให้กับวงจรที่สร้างขึ้นใหม่ ทีนี้ นั่นจะไม่ใช่ปัญหาถ้าคุณไม่ทำผิดพลาดอย่างแน่นอน แต่ขอเผชิญว่ามันเป็นสิ่งที่หายาก ดังนั้น ไม่ว่าคุณจะทำการเชื่อมต่อที่ด้านเอาท์พุตของ IC ของคุณยุ่งเหยิงหรือคุณผสมขั้วของตัวเก็บประจุของคุณ บางสิ่งก็จะถูกทำลายเพราะแหล่งจ่ายไฟของคุณจะสูบกระแสเกินออกตามแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ วิธีแก้ไขปัญหานี้วิธีหนึ่งคือการใช้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะแบบปรับได้พร้อมฟังก์ชันจำกัดกระแสไฟ เพื่อที่เราจะได้สามารถป้องกันกระแสไฟขนาดใหญ่เมื่อเกิดข้อผิดพลาดขึ้นได้ แต่สิ่งเหล่านี้มีราคาแพงมาก เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ใช้ไม่ได้เมื่อคุณสร้างโครงการที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ในโครงการนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้างวงจรง่ายๆ ที่เชื่อมต่อระหว่างแหล่งพลังงานและวงจรของคุณ และจะขัดจังหวะการไหลของกระแสเมื่อใดก็ตามที่ถึงขีดจำกัดกระแสไฟที่ตั้งไว้

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

2 x LM358P:

• 1 x รีเลย์แบบไม่ล็อค 12VDC:
• ตัวต้านทานซีเมนต์ 1 x 0.5 โอห์ม:
• 1 x สวิตช์สัมผัส:
• 1 x LED สีเขียว:
• ตัวต้านทาน 2 x 20k Ohms:
• 1 x 10k Ohms Variable Resistor:
• 1 x 1N4007 ไดโอด:
• 2 x ขั้วต่อเทอร์มินัล:
• 1 x ซ็อกเก็ตไอซี:

ฉันใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จาก LCSC.com LCSC มีความมุ่งมั่นอย่างแรงกล้าที่จะนำเสนอชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์คุณภาพสูงของแท้ที่มีให้เลือกมากมายในราคาที่ดีที่สุด ลงทะเบียนวันนี้และรับส่วนลด $8 สำหรับการสั่งซื้อครั้งแรกของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: การทำงานของวงจร

องค์ประกอบแรกที่เราต้องการสำหรับวงจรคือรีเลย์ที่ประกอบด้วยคอยล์และเพื่อเปลี่ยนหน้าสัมผัส ซึ่งหมายความว่าเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับคอยล์ เมื่อใช้อย่างน้อย 3.8V กับคอยล์ หน้าสัมผัสจะเปิด/ปิด ตอนนี้ เราสามารถใช้หนึ่งในผู้ติดต่อการเปลี่ยนแปลงเมื่อไม่มีกระแสเกิน และเปิดผู้ติดต่อเมื่อมีกระแสเกิน ทรานซิสเตอร์ NPN ถูกใช้เป็นอนุกรมกับคอยล์เช่นเดียวกับตัวต้านทาน 1k Ohms ระหว่างแรงดันแหล่งจ่ายและฐานของทรานซิสเตอร์

ทีนี้ ถ้าแรงดันถูกนำไปใช้กับวงจร กระแสจะไหลผ่านทรานซิสเตอร์ซึ่งเริ่มใกล้กับเส้นทางของตัวสะสมและตัวปล่อย ดังนั้นขดลวดจึงได้รับพลังงานและปิดหน้าสัมผัส แน่นอนว่าเราไม่ควรลืมที่จะเพิ่มฟลายแบ็คไดโอดเพื่อป้องกันแรงดันไฟเกินที่ตัวสะสม เพื่อให้เห็นว่าไม่มีปัญหากระแสเกิน ฉันชอบใช้ LED สีเขียวที่มีตัวต้านทานจำกัดกระแส

ในการปิดใช้งานรีเลย์หากเกิดปัญหาขึ้น เราสามารถเพิ่มทรานซิสเตอร์ NPN ตัวที่สองเข้ากับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวแรกได้ หากสัญญาณผิดพลาดถูกนำไปใช้กับฐานของตัวที่สองและด้วยเหตุนี้ คอยล์จะปิดการทำงาน ไฟ LED จะดับลง และผู้ติดต่อจะเปิดขึ้นเพื่อตรวจจับกระแสไฟเกิน แม้ว่าเราต้องการตัวต้านทานกำลังค่าต่ำ เช่น ตัวต้านทาน 0.5 โอห์ม 5 วัตต์ โดยการเพิ่มเพียงแค่เพิ่มเป็นอนุกรมระหว่างแรงดันไฟของแหล่งจ่ายและหน้าสัมผัสรีเลย์แรก มันจะสร้างแรงดันตกตามสัดส่วนของกระแสที่ไหล แต่เนื่องจากแรงดันตกนี้ค่อนข้างต่ำ เราจึงต้องใช้ Op-Amp ในการกำหนดค่าการขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียล.

เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นซึ่งเราสามารถทำงานกับสัญญาณขยายนี้ จากนั้นเชื่อมต่อกับอินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp ตัวที่สองซึ่งมีอินพุตการกลับด้านเชื่อมต่อโดยตรงกับโพเทนชิออมิเตอร์ ด้วยการปรับโพเทนชิออมิเตอร์ เราสามารถสร้างแรงดันอ้างอิงแบบแปรผันได้ และเนื่องจาก op-amp ทำหน้าที่เป็นตัวเปรียบเทียบ เอาต์พุตจะถูกดึงให้สูงหากแรงดันความรู้สึกปัจจุบันสูงกว่าแรงดันอ้างอิง ในที่สุดเอาต์พุตที่ถูกกระตุ้นนี้จะเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สองผ่านตัวต้านทานในการหมุนของรีเลย์แม้กระแสไฟเกิน

เมื่อรีเลย์ไม่ทำงานอีกต่อไป กระแสที่ไหลจะลดลงจากเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ ดังนั้นรีเลย์จะเปิดใช้งานครั้งเดียว แต่เนื่องจากกระแสไฟเกินจะไหลอีกครั้งเมื่อรีเลย์ทำงาน ตัวเปรียบเทียบจะทำงานอีกครั้งและวงจรจะวนซ้ำซ้ำแล้วซ้ำอีก อีกครั้งเพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทาน ปุ่มกดปิดปกติ และหน้าสัมผัสปิดปกติอื่นๆ ที่ยังไม่ได้ใช้งานของรีเลย์แบบอนุกรมกับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ตอนนี้เมื่อเกิดการพับ รีเลย์จะยังคงปิดอยู่ แต่เนื่องจากหน้าสัมผัสปกติของรีเลย์ปิดลงอย่างเห็นได้ชัด ฐานของทรานซิสเตอร์ยังคงถูกดึงไปยังแรงดันไฟที่จ่าย แม้ว่าเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะถูกวางให้ต่ำในลักษณะนี้ รีเลย์จะปิดอยู่จนกว่าสวิตช์สัมผัสถูกกด และขัดขวางกระแสฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ซึ่งทำให้รีเลย์สามารถเปิดใช้งานได้อีกครั้ง ทีนี้ก็รู้แล้วว่าวงจรทำงานยังไง!

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อและทดสอบ

หลังจากที่คุณเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดในวงจรตามแผนผังแล้ว ก็ถึงเวลาเริ่มการทดสอบและปรับเทียบวงจร

หมายเหตุ: การปรับแรงดันอ้างอิงอย่างไม่ถูกต้อง วงจรเหล่านี้จะไม่ขัดจังหวะการไหลของกระแส แต่เมื่อเราลดแรงดันอ้างอิงเป็นค่าที่เหมาะสม วงจรจะขัดจังหวะกระแสโดยไม่มีปัญหาและเปิดใช้งานใหม่ได้อย่างง่ายดายโดยใช้ปุ่มกด