Obwód ochrony przeciwprzepięciowej

Obwody zabezpieczające, takie jak ochrona przed odwrotną polaryzacją, ochrona przed zwarciem i ochrona przed zbyt wysokim / zbyt niskim napięciem, służą do ochrony dowolnego urządzenia elektronicznego lub obwodu przed nagłymi błędami. Generalnie do ochrony przeciwprzepięciowej używany jest bezpiecznik lub MCB, tutaj w tym obwodzie zbudujemy obwód ochrony przeciwprzepięciowej bez użycia bezpiecznika.

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe to funkcja zasilacza, która odcina zasilanie, gdy napięcie wejściowe przekracza zadaną wartość. Do ochrony przed przepięciami wysokiego napięcia zawsze stosujemy zabezpieczenie przeciwprzepięciowe lub obwód ochronny łomu. Obwód ochrony łomu to rodzaj ochrony przeciwprzepięciowej, która jest najczęściej stosowana w obwodach elektronicznych.

Istnieje wiele różnych sposobów ochrony obwodu przed przepięciem. Najprostszym sposobem jest podłączenie bezpiecznika po stronie zasilania wejściowego. Problem w tym, że jest to zabezpieczenie jednorazowe, ponieważ gdy napięcie przekroczy zadaną wartość, przewód wewnątrz bezpiecznika spali się i przerwie obwód. Następnie trzeba wymienić uszkodzony bezpiecznik na nowy, aby ponownie wykonać połączenia.

Tutaj, w tym obwodzie, dioda Zenera i tranzystor bipolarny są używane do automatycznej ochrony przeciwprzepięciowej. Można to zrobić na dwa sposoby:

1. Obwód regulatora napięcia Zenera: Ta metoda reguluje napięcie wejściowe i chroni obwód przed przepięciem, dostarczając regulowane napięcie, ale nie odłącza części wyjściowej, gdy napięcie przekracza limity bezpieczeństwa . Zawsze otrzymamy napięcie wyjściowe mniejsze lub równe wartości znamionowej diody Zenera.

2. Obwód ochrony przed przepięciem wykorzystujący diodę Zenera: W drugiej metodzie ochrony przeciwprzepięciowej, gdy napięcie wejściowe przekracza zadany poziom, odłącza część wyjściową lub obciążenie od obwodu.

Obwód regulatora napięcia Zenera

Regulator napięcia Zenera chroni obwód przed przepięciem, a także reguluje napięcie wejściowe. Schemat obwodu ochrony przeciwprzepięciowej za pomocą regulatora napięcia Zenera przedstawiono poniżej:

Wartość zadana napięcia obwodu jest wartością krytyczną, nad którymi albo zasilanie jest odłączone lub nie pozwoli żadnego napięcia powyżej tej wartości. Tutaj wstępnie ustawiona wartość napięcia jest wartością znamionową Zenera. Tak jak używamy diody Zenera 5,1 V, wtedy napięcie na wyjściu nie przekroczy 5,1 V.

Gdy napięcie wyjściowe wzrasta, napięcie baza-emiter spada, ponieważ ten tranzystor Q1 przewodzi mniej. Ponieważ Q1 przewodzi mniej, zmniejsza napięcie wyjściowe, a tym samym utrzymuje stałe napięcie wyjściowe.

Napięcie wyjściowe definiuje się jako:

VO = VZ - VBE

Gdzie, VO to napięcie wyjściowe

VZ to napięcie przebicia Zenera

VBE to napięcie baza-emiter

Obwód ochrony przeciwprzepięciowej wykorzystujący diodę Zenera

Poniższy schemat obwodu ochrony przeciwprzepięciowej zbudowany jest z diody Zenera i tranzystora PNP. Ten obwód odłącza wyjście, gdy napięcie przekroczy ustawiony poziom. Ustawiona wartość to wartość znamionowa diody Zenera podłączonej do obwodu. Możesz nawet zmienić diodę Zenera zgodnie z odpowiednią wartością napięcia. Wadą obwodu jest to, że możesz nie znaleźć dokładnej wartości diody Zenera, więc wybierz taką, która ma wartość najbliższą ustawionej wartości.

Wymagany materiał

• Tranzystor PNP FMMT718 - 2nos.
• Dioda Zenera 5,1 V (1N4740A) - 1 szt.
• Rezystory (1k, 2,2k i 6,8k) - 1nos. (każdy)
• Płytka prototypowa
• Podłączanie przewodów

Schemat obwodu zabezpieczenia przed przepięciem

Działanie obwodu ochrony przeciwprzepięciowej

Gdy napięcie jest mniejsze niż ustawiony poziom, zacisk bazowy Q2 jest wysoki i ponieważ jest to tranzystor PNP, wyłącza się. A gdy Q2 jest w stanie wyłączenia, zacisk bazowy Q1 będzie NISKI i pozwoli na przepływ prądu przez niego.

dioda Zenera zaczyna przewodzić, co łączy podstawę Q2 z masą i włącza Q2. Kiedy Q2 włącza się, terminal bazowy Q1 staje się WYSOKI, a Q1 włącza się, co oznacza, że ​​Q1 zachowuje się jak przełącznik otwarty. W związku z tym Q1 nie pozwala na przepływ prądu przez niego i chroni obciążenie przed przekroczeniem napięcia.

Teraz musimy również wziąć pod uwagę spadek napięcia na tranzystorach, powinien być mały dla odpowiedniej dokładności obwodu. Dlatego użyliśmy tranzystora FMMT718 PNP, który wykazuje bardzo niską wartość nasycenia VCE, z tego powodu spadek napięcia na tranzystorach jest niski.

Sprawdź dalej nasze inne obwody ochronne.