Защита от перегрузки по току своими руками: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Вступление

Как новичок в электронике, вы довольно ограничены, когда дело доходит до питания ваших недавно изготовленных схем. Это не будет проблемой, если вы не сделаете абсолютно никаких ошибок. Но давайте признаем, что это большая редкость. Таким образом, независимо от того, испортили ли вы соединение на выходной стороне вашей ИС или перепутали полярность конденсатора, что-то будет разрушено, потому что ваш источник питания будет откачивать перегрузку по току в соответствии с установленным напряжением, не имеет значения. Одним из решений этой проблемы является использование настольного источника питания переменного тока с функцией ограничения тока, чтобы мы могли предотвратить большой ток тока при возникновении ошибки, но это довольно дорого. Очевидно, это неприменимо при создании проекта с батарейным питанием. В этом проекте я покажу вам, как создать простую схему, которая соединяется между вашим источником питания и вашими цепями и прерывает ток при достижении установленного предела тока.

Шаг 1. Вещи, которые вам нужны

2 x LM358P:

• 1 х реле без фиксации, 12 В постоянного тока:
• Цементный резистор 0,5 Ом - 1 шт.:
• 1 х тактильный переключатель:
• 1 х зеленый светодиод:
• 2 резистора по 20 кОм:
• Переменный резистор 1 x 10 кОм:
• 1 х 1N4007 диод:
• 2 x клеммных разъема:
• 1 разъем IC:

Я использовал электронные компоненты от LCSC.com. LCSC стремится предлагать широкий выбор подлинных высококачественных электронных компонентов по оптимальным ценам. Зарегистрируйтесь сегодня и получите скидку 8 долларов на первый заказ.

Шаг 2: Работа схемы

Первый компонент, который нам нужен для схем, - это реле, которое состоит из катушки и переключающих контактов, что означает, что когда на катушку не подается напряжение. Когда на катушку подается не менее 3,8 В, контакты размыкаются / замыкаются. Теперь мы можем использовать один из контактов изменения, когда нет перегрузки по току, и размыкать контакты, когда перегрузка по току. NPN-транзистор используется последовательно с катушкой, а также резистор 1 кОм между напряжением питания и базой транзистора.

Теперь, если напряжение приложено к цепи, ток будет течь через транзистор, который начинается ближе к его пути коллектор-эмиттер. Следовательно, катушка находится под напряжением, и контакты замыкаются. Конечно, мы не должны забывать добавить обратноходовые диоды, чтобы предотвратить перенапряжения на коллекторе. Чтобы визуально убедиться в отсутствии проблем с перегрузкой по току, я предпочитаю использовать зеленый светодиод с токоограничивающим резистором.

Чтобы отключить реле в случае возникновения проблемы, мы можем добавить второй NPN-транзистор к базе первого транзистора. Если сигнал ошибки подается на базу второго транзистора, и, таким образом, катушка отключится, светодиод погаснет. и контакты откроются для обнаружения перегрузки по току. Хотя нам нужен недорогой силовой резистор, например, 5-ваттный резистор на 0,5 Ом. Просто добавив его последовательно между напряжением питания и первыми контактами реле, он создает падение напряжения, пропорциональное протекающему току, но поскольку это падение напряжения довольно низкое, мы сначала должны использовать операционный усилитель в конфигурации дифференциального усиления..

Чтобы получить большее напряжение, с которым мы можем работать с этим усиленным сигналом, затем подключаем его к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, чей инвертирующий вход напрямую подключен к потенциометру. Настраивая потенциометр, мы можем создать переменное опорное напряжение, и, поскольку операционный усилитель действует как компаратор, его выход будет повышен, если текущее напряжение измерения выше опорного напряжения. Эти срабатывающие выходы, наконец, подключаются к базе второго транзистора через резистор, в витках реле даже перегрузки по току.

Как только реле больше не активируется, протекающий ток уменьшается на выходе компаратора, и, следовательно, реле один раз активируется. Но поскольку при срабатывании реле снова протекает сверхток, компаратор срабатывает еще раз, и цикл повторяется снова и снова. Опять же, чтобы исправить это, мы могли подключить резистор, нормально замкнутую кнопку и другие еще неиспользуемые нормально замкнутые контакты реле последовательно к базе второго транзистора. Теперь, когда происходит сворачивание, реле все равно выключится, но поскольку нормально замкнутый контакт реле теперь явно замкнут. База транзистора по-прежнему подтягивается к напряжению питания, даже если таким образом на выходе компаратора устанавливается низкий уровень. Реле остается выключенным до нажатия тактильного переключателя и, таким образом, прерывает базовый ток второго транзистора, что позволяет реле снова активироваться. Итак, теперь мы знаем, как работает схема!

Шаг 3: Подключите и протестируйте

После того, как вы подключите все компоненты в цепи согласно схемам, самое время приступить к тестированию и калибровке схемы.

Примечание. При неправильной настройке опорного напряжения эти цепи не прерывают прохождение тока, но как только мы понижаем опорное напряжение до подходящего значения, схема без проблем прерывает ток, а также легко повторно активируется с помощью кнопки.