Un dispozitiv de întrerupere ridicat / scăzut de la rețeaua de curent alternativ va întrerupe sau va deconecta sursa de alimentare de la rețeaua electrică de acasă ori de câte ori este detectată o situație de înaltă tensiune sau joasă tensiune. În acest fel, asigură siguranța totală a cablajelor și a aparatelor de acasă de la electricitate împotriva incendiilor din cauza supratensiunilor anormale sau a tensiunilor reduse.

Articolul descrie 3 circuite automate precise de supratensiune și de sub tensiune care pot fi realizate acasă pentru a proteja aparatele de uz casnic de influxurile periculoase de înaltă și joasă tensiune. Primele modele explică un circuit bazat pe transformator LM324, al doilea circuit utilizează o versiune fără transformator, adică funcționează fără un transformator, în timp ce al treilea concept explică un circuit de întrerupere bazat pe tranzistori, care poate fi instalat acasă pentru controlul peste și sub protecție de întrerupere a tensiunii.

Prezentare generală

Circuitul de întrerupere de înaltă și joasă tensiune de curent alternativ explicat în acest articol este foarte ușor de construit și totuși foarte fiabil și precis. Circuitul utilizează un IC unic LM 324 pentru detectarea necesară și comută instantaneu releele relevante astfel încât sarcinile conectate să fie izolate de intrările periculoase.

Circuitul oferă, de asemenea, indicații vizuale ale nivelurilor de tensiune respective în orice moment.

Următorul circuit utilizează un transformator pentru alimentarea circuitului

Diagrama circuitului

Lista de piese pentru circuitul de protecție la tensiune de rețea înaltă, joasă propus.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K presetări
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto cuplaj
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 volți, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = ROȘU, VERDE după preferință,
Transformator = 0 - 12 V, 500 mA
Releu = SPDT, 12 Volți, 400 Ohm

Funcționarea circuitului

Într-una din postările mele anterioare, am văzut un proiect foarte simplu, dar eficient, al unui circuit de întrerupere a tensiunii de rețea și de joasă tensiune, care este capabil să comute și să întrerupă alimentarea de la rețea de la aparatele conectate odată ce tensiunea de intrare a trecut sub pragurile periculoase.

Cu toate acestea, datorită simplității exagerate a proiectării, care implică doar câteva tranzistoare, circuitul are propriile limitări, limitarea majoră fiind o precizie mai mică și o histerezis considerabilă, rezultând un decalaj ridicat de prag de peste 60 volți între limitele înalte și cele joase.

Proiectarea actuală a unui circuit întrerupt de înaltă tensiune și joasă tensiune nu este doar extrem de precisă, ci oferă și indicații vizuale cu privire la instepurile de tensiune relevante. Precizia este atât de mare încât practic pragurile pot fi separate și detectate în intervalul de 5 volți.

Incorporarea opampurilor în circuit îl echipează cu caracteristica de mai sus și, prin urmare, întreaga idee devine foarte fiabilă.

Să înțelegem circuitul în detalii:

Cum funcționează opamps ca comparatori

Opamps, A1, A2, A3, A4 sunt obținute dintr-un singur IC 324, care este un IC opamp quad, înseamnă constă din patru blocuri opamp într-un singur pachet.

“schemă de convertor AC-DC ”

IC-ul este extrem de fiabil și ușor de configurat și cu greu pune probleme cu funcționarea sa, pe scurt, are specificații robuste și este prea flexibil cu majoritatea configurațiilor.

Cele patru opamps sunt montate ca comparatoare de tensiune. Intrările inversoare ale tuturor opampurilor sunt fixate la o valoare de referință fixă de 6 volți, care se face printr-o rețea de rezistență / zener pentru ech a opampurilor în mod discret.

Intrarea fără inversare de la A1 la A4 este conectată la sursa de alimentare a circuitului printr-o rețea de divizare a tensiunii formată din presetările P1, P2, P3 și respectiv P4.

Presetările pot fi ajustate după cum se dorește pentru a răsturna ieșirile opampurilor respective atunci când nivelul de intrare relevant trece nivelul de referință stabilit peste intrările inversoare ale opampurilor respective.

Ieșirile de la A1 la A4 sunt integrate în indicatoarele LED într-un mod destul de special. Aici, în loc să urmeze metoda convențională de conectare a catodilor LED la pământ, acesta este conectat la ieșirea ieșirii opamp precedente.

Acest aranjament special asigură faptul că un singur LED relevant este pornit ca răspuns la nivelurile de tensiune în creștere sau în scădere din opamps.

Cum funcționează optocuploarele

Două cuplaje opt sunt introduse în serie cu LED-urile superioare și inferioare, astfel încât optosul să conducă și cu LED-urile relevante în timpul nivelurilor de tensiune înaltă și joasă, specificate ca praguri periculoase.

Conducerea opto-cuplajelor comută instant tranzistorul intern care la rândul său comută releul respectiv.

Polii celor două relee și polii releelor sunt conectați în serie înainte de a furniza ieșirea prin sarcină.

Conexiunea în serie a contactelor asigură faptul că, în cazul în care unul dintre relee conduce, întreruperile alimentării la rețea sau la aparatul conectat.

De ce opamps Comparators aranjate în serie

La niveluri normale, opamp A1, A2 sau chiar A3 pot conduce, deoarece toate acestea sunt aranjate într-o ordine incrementală și continuă să treacă în ordine ca răspuns la creșterea treptată a tensiunilor și invers.

Să presupunem că la anumite niveluri normale A1, A2 și A3 sunt toate conductoare (ieșiri ridicate), iar A4 nu conduc, în acest moment se va aprinde doar LED-ul conectat la R7, deoarece catodul său primește negativul necesar de la ieșirea A4, în timp ce catodii LED-urilor inferioare sunt cu toții mari din cauza potențialului ridicat al opampurilor de mai sus.

De asemenea, LED-ul conectat la R8 rămâne oprit deoarece ieșirea A4 este redusă.

Rezultatele de mai sus influențează în mod corespunzător cuplajele optice respective și releele astfel încât releele să se desfășoare numai în condiții de pericol scăzut sau niveluri periculoase de înaltă tensiune detectate doar de A1 și respectiv A4.

Utilizarea Triac în loc de relee pentru tăiere

După unele analize, mi-am dat seama că circuitul de protecție de întrerupere a tensiunii de rețea ridicat și scăzut de mai sus ar putea fi simplificat într-o versiune mult mai ușoară folosind un singur triac. Vă rugăm să consultați diagrama dată mai jos, se explică de la sine și este foarte ușor de înțeles.

Cu toate acestea, dacă aveți probleme în înțelegerea acestuia, trimiteți-mi un comentariu.

Utilizarea Triac în loc de relee pentru tăiere

Modificarea designului într-o versiune fără transformator

Versiunea circuitului de întrerupere a tensiunii de joasă tensiune fără transformator a proiectului explicat mai sus poate fi vizualizată în următoarea diagramă:

Atenție: Circuitul de mai jos nu este izolat de rețeaua de curent alternativ. Manipulați cu extremă precauție pentru a evita o nenorocire fatală.

“Decodor 4-16 ”

Dacă se intenționează să se utilizeze un singur releu în locul unui triac, designul ar putea fi modificat așa cum se arată în figura următoare:

Vă rugăm să utilizați un condensator 22uF / 25V pe baza tranzistorului și la masă, doar pentru a vă asigura că releul nu se bâlbâie în timpul perioadelor de comutare ...

Utilizarea driverului de releu PNP

După cum se arată în rețeaua de curent alternativă dată, circuit de protecție de joasă tensiune , putem vedea două opamps de la IC LM 324 sunt utilizate pentru detectarea necesară.

Opampul superior are intrarea sa non-inversantă fixată la o presetare și este terminată la tensiunea DC de alimentare, pinul 2 de aici este prevăzut cu un nivel de referință, astfel încât, de îndată ce potențialul de la pinul 3 depășește pragul stabilit (de P1), ieșirea opampului crește.

În mod similar, opampul inferior este, de asemenea, configurat pentru o anumită detectare a pragului de tensiune, cu toate acestea aici pinii sunt doar inversați, ceea ce face ca ieșirea opamp să crească cu detectarea intrării de joasă tensiune.

Prin urmare, opampul superior răspunde la pragul de înaltă tensiune și opampul inferior la pragul de tensiune joasă. Pentru ambele detecții, ieșirea opampului respectiv devine ridicată.

Diodele D5 și D7 se asigură că joncțiunea lor produce o ieșire comună din ieșirile pinului de ieșire opamp. Astfel, ori de câte ori o ieșire opamp crește, este produsă la joncțiunea catodilor D5, D7.

Baza tranzistorului T1 este conectată la joncțiunea diodei de mai sus și, atâta timp cât ieșirea opamps rămâne scăzută, T1 este permis să conducă prin trecerea tensiunii de polarizare prin R3.

Cu toate acestea, în momentul în care oricare dintre ieșirile opamp crește (ceea ce se poate întâmpla în condiții de tensiune anormale), joncțiunea diodei devine, de asemenea, ridicată, restricționând T1 să conducă.

Releul R1 se oprește instantaneu pe sine și pe sarcina conectată. Astfel, sarcina conectată rămâne PORNITĂ atâta timp cât ieșirile opamp sunt scăzute, ceea ce la rândul său se poate întâmpla numai atunci când rețeaua de intrare se află în nivelul ferestrei de siguranță, așa cum este ajustat de P1 și P2. P1 este setat pentru detectarea nivelurilor de tensiune ridicată, în timp ce P2 pentru nivelul de tensiune mai scăzut.

Circuit de întrerupere a tensiunii joase de înaltă tensiune, utilizând IC 741

Detalii PIN ale IC LM 324

Lista pieselor pentru circuitul de protecție de înaltă și joasă tensiune de mai sus

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 și P2 = 10K presetate,
C1 = 220uF / 25V
Toate diodele sunt = 1N4007,
T1 = BC557,
Releu = 12 V, 400 Ohmi, SPDT,
opamps = 2 opamps de la IC LM 324
Zeneri = 4,7 volți, 400mW,
Transformator = 12V, 500mA

Aspect PCB

Rețea de înaltă tensiune de rețea întreruptă circuitul PCB

Până acum am învățat o versiune IC a circuitului, acum să vedem cum se poate construi o rețea electrică de 220V sau 120V care funcționează la supratensiune și la circuitul de protecție sub tensiune folosind doar câteva tranzistori.

Un circuit foarte simplu prezentat atunci când este instalat în casă poate ajuta la restricționarea problemei într-o mare măsură.

Aici vom învăța două modele de circuite de supra și sub tensiune, primul bazat pe tranzistoare și celălalt folosind un opamp.

Circuit de întrerupere a supratensiunii / a sub tensiunii folosind tranzistoare

Veți fi surprinși să știți că un mic circuit frumos pentru protecțiile menționate poate fi construit folosind doar câteva tranzistoare și alte câteva componente pasive.

Privind figura, putem vedea un aranjament foarte simplu în care T1 și T2 sunt fixate ca o configurație a invertorului, adică T2 răspunde opus T1. Vă rugăm să consultați schema circuitului.

Cu cuvinte simple când T1 conduce, T2 se oprește și invers. Tensiunea de detectare care este derivată din tensiunea de alimentare DC în sine este alimentată la baza T1 prin presetarea P1.

Presetarea este utilizată astfel încât pragurile de declanșare să poată fi determinate cu precizie și circuitul să înțeleagă când să execute acțiunile de control.

Cum se setează presetarea pentru întreruperea automată

P1 este setat pentru detectarea limitelor de înaltă tensiune. Inițial, când tensiunea se află în fereastra de siguranță, T1 rămâne oprit și acest lucru permite tensiunii de polarizare necesare să treacă prin P2 și să ajungă la T2, menținându-l pornit.

Prin urmare, releul este menținut și activat, iar sarcina conectată primește tensiunea alternativă necesară.

Cu toate acestea, în cazul în care presupunem, tensiunea de rețea depășește limita de siguranță, tensiunea eșantionului de detectare la baza T1 crește, de asemenea, peste pragul stabilit, T1 conduce imediat și pune la bază baza T2. Acest lucru are ca rezultat oprirea T2 și, de asemenea, releul și sarcina corespunzătoare.

“cum se programează microcontrolere pic ”

Sistemul restricționează astfel tensiunea periculoasă de la atingerea sarcinii și o protejează așa cum se aștepta de la ea.

Acum, să presupunem că tensiunea de rețea scade prea mult, T1 este deja oprit și, în această situație, T2 încetează, de asemenea, să conducă din cauza setărilor P2, care este setat astfel încât T2 să nu mai conducă când intrarea de rețea se situează sub un anumit nivel nesigur.

Astfel, releul este din nou oprit, întreruperea sarcinii și determinarea măsurilor de siguranță necesare.

Deși circuitul este rezonabil de precis, pragul ferestrei este prea larg, ceea ce înseamnă că circuitul se declanșează numai pentru niveluri de tensiune peste 260V și sub 200V, sau peste 130V și sub 100 V pentru intrări de alimentare normale de 120 V.

Prin urmare, este posibil ca circuitul să nu fie foarte util pentru persoanele care ar putea căuta puncte de declanșare și controale absolut exacte, care pot fi optimizate conform preferințelor personale.

Pentru a face acest lucru posibil, este necesar să fie incluse câteva opamp-uri în locul tranzistoarelor.