Zařízení pro odpojení od sítě s vysokým / nízkým střídavým proudem odpojí nebo odpojí síťové napájení z domácí elektrické sítě, kdykoli je zjištěna situace vysokého napětí nebo nízkého napětí. Tímto způsobem zajišťuje celkovou bezpečnost domácích elektroinstalací a spotřebičů před požárním elektrickým proudem v důsledku abnormálního přepětí nebo zhasnutí nízkého napětí.

Článek popisuje 3 přesné automatické vypínací a podpěťové vypínací obvody, které lze vyrobit doma k ochraně domácích spotřebičů před náhlými nebezpečnými přívody vysokého a nízkého napětí. První návrh vysvětluje obvod založený na transformátoru LM324, druhý obvod používá beztransformátorovou verzi, to znamená, že pracuje bez transformátoru, zatímco třetí koncept vysvětluje odpojovací obvod založený na tranzistoru, který lze instalovat doma pro ovládání nad a pod ochrana proti přerušení napětí.

Přehled

Vypínací obvod vysokého a nízkého napětí střídavého proudu vysvětlený v tomto článku je velmi snadno sestavitelný a přesto velmi spolehlivý a přesný. Obvod využívá a jeden IC LM 324 pro nezbytnou detekci a okamžitě přepne příslušná relé tak, aby připojené zátěže byly izolovány od nebezpečných vstupů.

Obvod také poskytuje vizuální indikace příslušných úrovní napětí během kteréhokoli okamžiku.

Následující obvod využívá transformátor pro napájení obvodu

Kruhový diagram

Seznam dílů pro navrhovaný obvod ochrany vysokého a nízkého síťového napětí.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K předvoleb
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto vazební člen
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 voltů, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = ČERVENÁ, ZELENĚ podle potřeby,
Transformer = 0 - 12 V, 500 mA
Relé = SPDT, 12 V, 400 Ohm

Obvodový provoz

V jednom z mých předchozích příspěvků jsme viděli velmi jednoduchý, ale efektivní design obvodu pro odpojení od sítě a nízkého napětí, který je schopen přepínat a odpojovat napájení ze sítě od dosažení připojených spotřebičů, jakmile vstupní napětí překročí nebo pod nebezpečnými prahy.

Avšak kvůli přílišné jednoduchosti konstrukce, která zahrnuje jen pár tranzistorů, má obvod svá vlastní omezení, hlavní omezení je menší přesnost a značná hystereze, což má za následek velkou mezní mezeru více než 60 voltů mezi horním a dolním limitem.

Současná konstrukce odpojovacího obvodu vysokého a nízkého napětí je nejen vysoce přesná, ale také poskytuje vizuální indikace týkající se příslušných náběhů napětí. Přesnost je tak vysoká, že prahové hodnoty lze prakticky oddělit a snímat v rozsahu 5 voltů.

Začlenění operačních zesilovačů do obvodu jej vybavuje výše uvedenou funkcí, a proto se celá myšlenka stává velmi spolehlivou.

Rozumíme obvodu podrobně:

Jak operátoři fungují jako komparátory

Operační zesilovače, A1, A2, A3, A4 jsou získány z jediného IC 324, což je čtyřnásobný operační zesilovač IC, prostředek se skládá ze čtyř operačních zesilovačů v jednom balení.

“co je to nabíjecí čerpadlo ”

Integrovaný obvod je mimořádně spolehlivý a snadno konfigurovatelný a jen stěží představuje problém s jeho fungováním, zkrátka má robustní specifikace a je vůči většině konfigurací příliš flexibilní.

Čtyři operační zesilovače jsou upraveny jako komparátory napětí. Invertující vstupy všech operačních zesilovačů jsou upnuty na pevnou referenční hodnotu 6 voltů, která se provádí prostřednictvím sítě odpor / zener pro ech operačních zesilovačů diskrétně.

Neinvertující vstup A1 až A4 je připojen k napájení obvodu přes síť děliče napětí tvořenou předvolbami P1, P2, P3 a P4.

Předvolby lze podle potřeby upravit tak, aby překlopily výstupy příslušných operačních zesilovačů, když příslušná vstupní úroveň překročí nastavenou referenční úroveň přes invertující vstupy příslušných operačních zesilovačů.

Výstupy A1 až A4 jsou integrovány do LED indikátorů poměrně zvláštním způsobem. Zde je místo obvyklého způsobu připojení LED katod k zemi připojen k výstupu výstupu předchozího zesilovače.

Toto speciální uspořádání zajišťuje, že se rozsvítí pouze jedna příslušná LED v reakci na stoupající nebo klesající úrovně napětí z operačních zesilovačů.

Jak fungují optočleny

V sérii jsou zavedeny dva optické vazební členy s nejvyšší a spodní LED diodou, takže opty také provádějí s příslušnými LED diody během vysokých a nízkých úrovní napětí, které jsou specifikovány jako nebezpečné prahové hodnoty.

Vedení optických vazebních členů okamžitě přepíná vnitřní tranzistor, který zase přepíná příslušné relé.

Póly obou relé a póly relé jsou zapojeny do série před dodáním výstupu přes ně do zátěže.

Sériové připojení kontaktů zajišťuje, že pokud některý z relé vede, dojde k přerušení síťového napájení zátěže nebo připojeného spotřebiče.

Proč jsou opampsové komparátory uspořádány do série

Na normálních úrovních může být operační zesilovač A1, A2 nebo dokonce A3 vodivý, protože všechny jsou uspořádány v přírůstkovém pořadí a pokračují v postupném přepínání v reakci na postupné zvyšování napětí a naopak.

Předpokládejme, že na určitých normálních úrovních jsou A1, A2 a A3 všechny vodivé (výstupy vysoké) a A4 nevodivé, v tomto okamžiku by se rozsvítila pouze LED připojená k R7, protože jeho katoda přijímá požadovaný zápor z výstupu A4, zatímco katody dolních LED jsou vysoké kvůli vysokému potenciálu z výše uvedených opamps.

LED připojená k R8 také zůstane zhasnutá, protože výstup A4 je nízký.

Výše uvedené výsledky vhodně ovlivňují příslušné optické vazební členy a relé tak, že relé vedou pouze během nebezpečného nízkého nebo nebezpečné úrovně vysokého napětí detekováno pouze A1 a A4.

“Pravdivostní tabulka 7 segmentového dekodéru ”

Použití Triaku místo Relé pro vypnutí

Po nějaké analýze jsem si uvědomil, že výše uvedený obvod ochranného obvodu vysokého a nízkého síťového napětí lze zjednodušit na mnohem jednodušší verzi pomocí jediného triaku. Viz níže uvedený diagram, který je samozřejmý a je velmi snadno pochopitelný.

Pokud však máte problémy s porozuměním, napište mi komentář.

Úprava designu do verze bez transformátorů

Verze výše uvedeného vysvětleného provedení odpojovacího obvodu vysokého napětí nízkého napětí, kterou lze transformovat, lze vizualizovat v následujícím schématu:

Varování: Níže zobrazený obvod není izolován od síťového napájení. Zacházejte s maximální opatrností, abyste zabránili fatální nehodě.

Pokud je místo triaku použito jediné relé, lze design upravit, jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Použijte kondenzátor 22uF / 25V přes základnu tranzistoru a zem, abyste se ujistili, že relé během období přechodu nezakokává ...

Používání ovladače relé PNP

Jak je znázorněno na dané síťové AC vysoké, ochranný obvod nízkého napětí , můžeme vidět dva opampy z IC LM 324 jsou použity pro požadovanou detekci.

Horní operační zesilovač má svůj neinvertující vstup nastavený na přednastavení a je ukončen na napájecí napětí DC, pin # 2 je zde vybaven referenční úrovní, takže jakmile potenciál na pin # 3 překročí nastavenou prahovou hodnotu (o P1), výstup operačního zesilovače jde vysoko.

Podobně je dolní operační zesilovač nakonfigurován také pro detekci určité prahové hodnoty napětí, avšak zde jsou kolíky pouze obrácené, což činí výstup operační zesilovače vysoký s detekcí vstupu nízkého napětí.

Proto horní operační zesilovač reaguje na prahovou hodnotu vysokého napětí a spodní operační zesilovač na prahovou hodnotu nízkého napětí. U obou detekcí se výstup příslušného operačního zesilovače zvýší.

Diody D5 a D7 zajišťují, že jejich spojení produkuje společný výstup z výstupních výstupů operačního zesilovače. Kdykoli se tedy některý z výstupů operační zesilovače zvýší, produkuje se na křižovatce katod D5, D7.

Základna tranzistoru T1 je připojena k výše uvedenému diodovému spoji a pokud výstup opampsů zůstává nízký, je T1 dovoleno provádět předpětí prostřednictvím R3.

Avšak v okamžiku, kdy některý z výstupů operační zesilovače stoupne (což se může stát za abnormálních napěťových podmínek), dojde také k vysokému přechodu diody, což omezuje vedení T1.

Relé R1 okamžitě vypne sebe i připojenou zátěž. Připojená zátěž tedy zůstane zapnutá, pokud jsou výstupy operační zesilovače nízké, což se zase může stát, pouze když je vstupní síť v bezpečné úrovni okna, jak je nastaveno pomocí P1 a P2. P1 je nastaven pro detekci vysokých úrovní napětí, zatímco P2 pro nižší nebezpečnou úroveň napětí.

Síťový obvod pro odpojení vysokého nízkého napětí pomocí IC 741

Detaily PIN IC LM 324

Seznam dílů pro výše uvedený ochranný obvod vysokého, nízkého napětí v síti

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 a P2 = 10K předvolba,
C1 = 220uF / 25V
Všechny diody jsou = 1N4007,
T1 = BC557,
Relé = 12 V, 400 Ohmů, SPDT,
opamps = 2 opampy z IC LM 324
Zeners = 4,7 voltů, 400 mW,
Transformátor = 12V, 500mA

Rozložení PCB

Rozložení desek plošných spojů vysokého síťového napětí s nízkým napětím

Zatím jsme se naučili IC verzi obvodu, teď se podívejme, jak lze pomocí několika tranzistorů vytvořit síť 220V nebo 120V provozovanou nad napětím a pod napěťovým ochranným obvodem.

Velmi jednoduchý obvod uvedený při instalaci v domácí elektrické síti může do značné míry pomoci problém omezit.

Zde se naučíme dva návrhy obvodů přepětí a pod napětím, první založený na tranzistorech a druhý využívající operační zesilovač.

Odpojovací obvod přepětí / podpětí pomocí tranzistorů

Budete překvapeni, když víte, že pěkný malý obvod pro uvedené ochrany lze vytvořit pouze pomocí několika tranzistorů a několika dalších pasivních komponent.

Při pohledu na obrázek vidíme velmi jednoduché uspořádání, kde T1 a T2 jsou fixovány jako konfigurace střídače, což znamená, že T2 reaguje opačně na T1. Viz schéma zapojení.

Jednoduše řečeno, když T1 vede, T2 se vypne a naopak. Snímací napětí, které je odvozeno od samotného stejnosměrného napájecího napětí, se přivádí na základnu T1 přes přednastavený P1.

Předvolba se používá k tomu, aby bylo možné přesně určit vypínací prahové hodnoty a obvod pochopil, kdy má provést řídicí akce.

Jak nastavit předvolbu pro automatické vypnutí

P1 je nastaven pro detekci mezí vysokého napětí. Zpočátku, když je napětí v bezpečném okénku, zůstává T1 vypnutý a to umožňuje, aby požadované předpínací napětí prošlo skrz P2 a dosáhlo T2, přičemž zůstane zapnuté.

Proto je relé také aktivováno a připojená zátěž přijímá požadované střídavé napětí.

Pokud však předpokládáme, že síťové napětí překročí bezpečnou mez, napětí snímaného vzorku na základně T1 také stoupne nad nastavenou prahovou hodnotu, T1 okamžitě přivede a uzemní základnu T2. To má za následek vypnutí T2 a také relé a odpovídající zátěže.

“k čemu slouží klec pro veverky ”

Systém tak omezuje nebezpečné napětí v dosažení zátěže a chrání jej podle očekávání.

Nyní předpokládejme, že síťové napětí je příliš nízké, T1 je již vypnuto a v této situaci T2 také přestane vést kvůli nastavení P2, které je nastaveno tak, že T2 přestane vést, když síťový vstup klesne pod určitou nebezpečnou úroveň.

Relé se tak opět vypne, přeruší napájení zátěže a vyvolá požadovaná bezpečnostní opatření.

I když je obvod přiměřeně přesný, prahová hodnota okna je příliš široká, což znamená, že obvod se spouští pouze pro úrovně napětí nad 260 V a pod 200 V, nebo nad 130 V a pod 100 V pro 120 V normální napájecí vstupy.

Okruh proto nemusí být příliš užitečný pro lidi, kteří hledají absolutně přesné vypínací body a ovládací prvky, které lze optimalizovat podle osobních preferencí.

Aby to bylo možné, může být nutné místo tranzistorů zahrnout pár opamps.