Устройството за прекъсване на мрежата с високо / ниско напрежение ще прекъсне или ще изключи захранването от домашната електрическа енергия, когато се открие ситуация с високо напрежение или ниско напрежение. По този начин той осигурява пълна безопасност на домашните окабелявания и уреди от пожар електрически поради необичайни свръхнапрежения или кафяви ниски напрежения.

Статията описва 3 точни автоматични вериги за изключване над и под напрежение, които могат да бъдат направени у дома за защита на битовите уреди от внезапни опасни притоци на високо и ниско напрежение. Първият дизайн обяснява верига, базирана на трансформатор LM324, втората схема използва версия без трансформатор, т.е. работи без трансформатор, докато третата концепция обяснява прекъсната верига, базирана на транзистор, всички от които могат да се инсталират у дома за контрол над и под защита от прекъсване на напрежението.

Общ преглед

Прекъснатата верига за високо и ниско напрежение на променливотоковото напрежение, обяснена в тази статия, е много лесна за изграждане и същевременно много надеждна и точна. Схемата използва a единичен IC LM 324 за необходимото откриване и незабавно превключва съответните релета, така че свързаните товари да са изолирани от опасните входове.

Схемата също така осигурява визуални индикации за съответните нива на напрежение по всяко време.

Следващата схема използва трансформатор за захранване на веригата

Електрическа схема

Списък на частите за предложената схема за защита на високо, ниско напрежение в мрежата.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K предварителни настройки
C1 = 1000 uF/ 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, опто съединител
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 волта, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = ЧЕРВЕН, ЗЕЛЕН според предпочитанията,
Трансформатор = 0 - 12 V, 500 mA
Реле = SPDT, 12 волта, 400 ома

Операция на веригата

В един от предишните ми публикации видяхме много опростен, но ефективен дизайн на верига за прекъсване на мрежовото напрежение и ниско напрежение, която може да превключва и прекъсва мрежовото захранване от достигането на свързаните уреди, след като входното напрежение пресече или под опасните прагове.

Въпреки това поради прекалено опростената конструкция, включваща само няколко транзистора, веригата има свои собствени ограничения, като основното ограничение е по-малка точност и значителна хистерезис, което води до висока прагова разлика от повече от 60 волта между високите и ниските граници.

Настоящият дизайн на прекъсваща верига за високо напрежение и ниско напрежение е не само много точен, но също така предоставя визуални индикации относно съответните напрежения. Точността е толкова висока, че на практика праговете могат да бъдат разделени и отчетени в рамките на 5 волта.

Вграждането на opamps във веригата го снабдява с горната функция и следователно цялата идея става много надеждна.

Нека разберем схемата в детайли:

Как opamps работят като сравнителни

Операционните усилватели, А1, А2, А3, А4 се получават от един IC 324, който е четириядрен opamp IC, означава, че се състои от четири блока opamp в един пакет.

“контрол на скоростта на dc шунтиращ двигател ”

IC е изключително надежден и лесен за конфигуриране и едва ли създава проблем с неговото функциониране, накратко има здрави спецификации и е прекалено гъвкав с повечето конфигурации.

Четирите opamps са монтирани като компаратори на напрежение. Инвертиращите входове на всички opamps са затегнати до фиксирана референтна стойност от 6 волта, което се извършва чрез съпротивителна / ценерова мрежа за ech на opamps дискретно.

Неинвертиращият вход на А1 до А4 е свързан към захранването на веригата чрез делителна мрежа на напрежението, образувана от предварително зададените настройки P1, P2, P3 и P4.

Предварителните настройки могат да се коригират по желание, за да се обърнат изходите на съответните opamps, когато съответното входно ниво пресича референтното ниво, зададено над инвертиращите входове на съответните opamps.

Изходите от А1 до А4 са интегрирани към LED индикатори по доста специален начин. Тук, вместо да следвате конвенционалния метод за свързване на LED катодите към земята, той е свързан към изхода на изхода на предходния opamp.

Тази специална схема гарантира, че само един подходящ светодиод е включен в отговор на нарастващите или спадащите нива на напрежение от opamps.

Как функционират оптроните

Представени са два оптични съединителя в серия с най-горния и долния светодиоди, така че оптовете също да провеждат със съответните светодиоди по време на нива на високо и ниско напрежение, посочени като опасни прагове.

Провеждането на опто съединителите незабавно превключва вътрешния транзистор, който от своя страна превключва съответното реле.

Полюсите на двете релета и полюсите на релетата са свързани последователно, преди да подадат изхода през тях към товара.

Последователното свързване на контактите гарантира, че ако някое от релетата проведе, прекъсвания на захранването към товара или свързания уред.

Защо сравнителите на opamps са подредени в серии

При нормални нива opamp A1, A2 или дори A3 може да провеждат, защото всички те са подредени в нарастващ ред и продължават да превключват последователно в отговор на постепенно нарастващите напрежения и обратно.

Да предположим, че при определени нормални нива A1, A2 и A3 са проводящи (изходи високи), а A4 не провеждат, в този момент само светодиодът, свързан към R7, ще свети, тъй като неговият катод получава необходимия отрицателен от изхода на A4, докато катодите на долните светодиоди са високи поради високите потенциали от горните opamps.

Светодиодът, свързан към R8, също остава изключен, тъй като изходът на A4 е нисък.

Горните резултати влияят по подходящ начин на съответните оптични съединители и релета, така че релетата да провеждат само по време на опасно ниско или опасни нива на високо напрежение открити само от А1 и А4 съответно.

Използване на триак вместо релета за отрязване

След известен анализ разбрах, че горепосоченото високо, ниско мрежово напрежение, прекъсната протекторна верига, може да бъде опростено в много по-лесна версия, използвайки един триак. Моля, обърнете се към диаграмата, дадена по-долу, тя е обяснима и е много лесна за разбиране.

Ако обаче имате проблеми с разбирането му, застрелете ми коментар.

Използване на триак вместо релета за отрязване

Модифициране на дизайна в трансформаторна версия

Версията за прекъсване на веригата с високо ниско напрежение без трансформатори на гореописания дизайн може да бъде визуализирана в следната диаграма:

Предупреждение: Показаната по-долу верига не е изолирана от електрическата мрежа. Работете с повишено внимание, за да избегнете фатална злополука.

Ако вместо триак е предназначено да се използва едно реле, дизайнът може да бъде модифициран, както е показано на следващата фигура:

Моля, използвайте 22uF / 25V кондензатор през основата и земята на транзистора, само за да сте сигурни, че релето не заеква по време на периодите на смяна ...

Използване на PNP реле драйвер

Както е показано в дадената мрежова AC висока, верига за защита на ниско напрежение , можем да видим, че два opamps от IC LM 324 се използват за необходимото откриване.

Горният операционен усилвател има своя неинвертиращ вход, монтиран към предварително зададена настройка и е завършен към захранващо постояннотоково напрежение, пин # 2 тук е снабден с референтно ниво, така че веднага щом потенциалът на щифт # 3 премине над зададения праг (от P1), изходът на opamp става висок.

“как работят сензорите за сила ”

По същия начин долният opamp също е конфигуриран за някакво откриване на прага на напрежението, но тук изводите са просто обърнати, което прави изхода на opamp висок при откриване на входно ниско напрежение.

Следователно горният opamp реагира на прага на високо напрежение, а долният opamp на прага на ниско напрежение. И за двете откривания изходът на съответния усилвател става висок.

Диодите D5 и D7 гарантират, че тяхното кръстовище произвежда общ изход от изходните изходи на opamp. По този начин, когато някой от изходните сигнали на opamp стане висок, той се произвежда на кръстовището на катодите D5, D7.

Основата на транзистора T1 е свързана с горния диоден възел и докато изходните сигнали на opamps останат ниски, T1 има право да провежда, като пренапрежаващото напрежение преминава през R3.

В момента обаче, когато някой от изхода на opamp стане висок (което може да се случи по време на необичайни условия на напрежение), диодното кръстовище също става високо, ограничавайки T1 от провеждане.

Релето R1 незабавно изключва себе си и свързания товар. По този начин свързаният товар остава ВКЛЮЧЕН, докато изходите на opamp са ниски, което от своя страна може да се случи само когато входната мрежа е в рамките на нивото на безопасен прозорец, както е регулирано от P1 и P2. P1 е настроен за откриване на нива на високо напрежение, докато P2 за по-ниско ниво на безопасно напрежение.

Изключвателна верига за високо ниско напрежение, използваща IC 741

Подробности за щифта на IC LM 324

Списък на частите за горната мрежова верига за високо и ниско напрежение

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 и P2 = 10K предварително зададени,
C1 = 220uF / 25V
Всички диоди са = 1N4007,
T1 = BC557,
Реле = 12 V, 400Ohms, SPDT,
opamps = 2 opamps от IC LM 324
Zeners = 4.7 волта, 400mW,
Трансформатор = 12V, 500mA

Оформление на печатни платки

Разпределение на печатни платки с висока ниско напрежение в мрежа

Досега научихме IC версия на схемата, сега нека видим как мрежа 220V или 120V, работеща над напрежение и под напрежение, може да бъде изградена с помощта само на няколко транзистора.

Много проста схема, представена, когато е инсталирана в къщата, може да помогне за ограничаване на проблема до голяма степен.

Тук ще научим два дизайна на вериги над и под напрежение, първият базиран на транзистори, а другият използващ усилвател.

Прекъснато / прекъснато напрежение на верига с транзистори

Ще бъдете изненадани да знаете, че една хубава малка верига за споменатите защити може да бъде изградена само с няколко транзистора и няколко други пасивни компонента.

Разглеждайки фигурата, можем да видим много проста подредба, при която T1 и T2 са фиксирани като инверторна конфигурация, което означава, че T2 реагира противоположно на T1. Моля, обърнете се към електрическата схема.

С прости думи, когато T1 провежда, T2 изключва и обратно. Сензорното напрежение, което се получава от самото захранващо напрежение, се подава към основата на T1 чрез предварително зададена P1.

Предварителната настройка се използва, така че праговете за изключване да могат да бъдат точно определени и веригата да разбира кога да се изпълняват контролните действия.

Как да настроите предварителната настройка за автоматично отрязване

P1 е настроен за откриване на граници на високо напрежение. Първоначално, когато напрежението е в безопасния прозорец, T1 остава изключен и това позволява необходимото напрежение на отклонение да премине през P2 и да достигне T2, като го държи включен.

Следователно релето също се поддържа активирано и свързаният товар получава необходимото променливо напрежение.

Ако обаче предположим, мрежовото напрежение надвишава безопасното ограничение, напрежението на чувствителната проба в основата на Т1 също се повишава над зададения праг, Т1 незабавно провежда и основава основата на Т2. Това води до изключване на T2, а също релето и съответното натоварване.

“разлика между ключалка и джапанка ”

По този начин системата ограничава опасното напрежение да достигне товара и го предпазва, както се очаква от него.

Сега да предположим, че мрежовото напрежение е твърде ниско, T1 вече е изключен и в тази ситуация T2 също спира да провежда поради настройките на P2, който е настроен така, че T2 спира да провежда, когато входът на мрежата падне под определено опасно ниво.

По този начин релето отново се изключва, намалявайки захранването на товара и подсказвайки необходимите мерки за безопасност.

Въпреки че веригата е сравнително точна, прагът на прозореца е твърде широк, което означава, че веригата се задейства само за нива на напрежение над 260V и под 200V, или над 130V и под 100 V за 120 V нормални захранващи входове.

Следователно, веригата може да не е много полезна за хора, които може да търсят абсолютно точни точки на изключване и контроли, които могат да бъдат оптимизирани според личните предпочитания.

За да стане възможно това може да се наложи да бъдат включени няколко opamps вместо транзистори.