- Wymagane komponenty
- Tranzystor SK100B PNP
- Tranzystor NPN BC547B
- Obwód zabezpieczający przed zwarciem
- Schemat obwodu
- Działanie obwodu zabezpieczającego przed zwarciem
Zwarcie to niezamierzone połączenie między dwoma zaciskami, które zasilają obciążenie. Może się to zdarzyć zarówno w obwodzie AC, jak i DC, jeśli jest to zasilanie prądem przemiennym, zwarcie może spowodować wyłączenie zasilania całego obszaru, ale na wielu poziomach są bezpieczniki i obwody zabezpieczające przed przeciążeniem, od elektrowni do domu. A jeśli jest to źródło prądu stałego, takie jak bateria, może nagrzać baterię i bateria zostanie bardzo szybko rozładowana. W niektórych przypadkach bateria może eksplodować. Istnieje wiele sposobów ochrony obwodu przed zwarciem i dostępnych jest wiele typów bezpieczników do ochrony przed przeciążeniem.
Zaprojektujemy i zbadamy prosty niskonapięciowy obwód zabezpieczający przed zwarciem dla napięcia stałego. Obwód został zaprojektowany w celu bezpiecznego prowadzenia obwodu mikrokontrolera i może chronić go przed uszkodzeniem w wyniku zwarcia w innej części obwodu.
Wymagane komponenty
- Tranzystor SK100B PNP - 1
- Tranzystor NPN BC547B - 1
- Rezystor 1kΩ - 1
- Rezystor 10kΩ - 1
- Rezystor 330Ω - 2 szt.
- Rezystor 470Ω - 1
- Zasilanie 6VDC - 1
- Płytka prototypowa - 1 szt.
- Przewody łączące - zgodnie z wymaganiami
Tranzystor SK100B PNP
Zaczynając od wycięcia tranzystora to Emiter, środek to baza, a ostatni to Kolektor
- Emiter - E.
- Podstawa - B
- Kolekcjoner - C
Tranzystor NPN BC547B
Obwód zabezpieczający przed zwarciem
Typowym przykładem zwarcia jest połączenie dodatniego i ujemnego bieguna akumulatora za pomocą przewodnika o niskiej rezystancji, takiego jak drut. W tym stanie bateria może zapalić się, a nawet wybuchnąć. Tak dzieje się wielokrotnie w przypadku baterii mobilnych w telefonach komórkowych.
Aby uniknąć tego stanu zwarcia, stosowany jest obwód zabezpieczający przed zwarciem. Obwód przeciwzwarciowy zmieni kierunek przepływu prądu lub przerwie kontakt między obwodem a źródłem zasilania.
Czasami dochodzi do awarii zasilania z nagłą iskrą podczas korzystania z wadliwych urządzeń domowych, takich jak piekarnik, żelazko itp. Powodem tego jest to, że gdzieś w jakimś obwodzie wewnątrz wadliwego urządzenia przepływa nadmiar prądu. Może to doprowadzić do porażenia lub pożaru domu, jeśli nie jest chroniony. Dlatego w celu uniknięcia takich uszkodzeń stosowany jest bezpiecznik lub wyłącznik automatyczny. W takim przypadku wyłącznik automatyczny lub bezpiecznik odłącza główne zasilanie domu. Obwód bezpiecznikowy jest również formą obwodu przeciwzwarciowego, w którym stosowany jest drut o niskiej rezystancji, który topi i odłącza główne zasilanie domu, gdy przepływa przez niego nadmiar prądu.
Więc tutaj zamierzamy przestudiować i zaprojektować obwód, aby uniknąć uszkodzeń spowodowanych zwarciem w nim.
Schemat obwodu
Działanie obwodu zabezpieczającego przed zwarciem
Powyżej pokazano prosty obwód zabezpieczający przed zwarciem DC małej mocy, który składa się z dwóch obwodów tranzystorowych, jeden to obwód tranzystora BC547 NPN, a drugi to obwód tranzystora SK100B PNP. Wejście jest dostarczane do obwodu za pomocą zasilacza 5 V DC, który może być zapewniony przez baterię lub transformator.
Działanie obwodu jest proste, a świecenie zielonej diody D1 oznacza, że obwód działa normalnie i nie ma ryzyka uszkodzenia. Oczekuje się, że czerwona dioda LED D2 będzie się świecić tylko w przypadku zwarcia.
Kiedy zasilanie jest włączone, tranzystor Q1 zostaje spolaryzowany i zaczyna przewodzić, a dioda LED D1 zostaje włączona. W tym czasie czerwona dioda D2 pozostaje wyłączona, ponieważ nie ma zwarcia.
Świecenie zielonej diody LED D1 wskazuje również, że napięcie zasilania i napięcie wyjściowe są w przybliżeniu równe.
W naszym obwodzie stymulacji wygenerowaliśmy „zwarcie” za pomocą przełącznika na wyjściu. Kiedy pojawia się „zwarcie”, napięcie wyjściowe spada do 0 V, a Q1 przestaje przewodzić, ponieważ jego napięcie bazowe wynosi 0 V. Tranzystor Q2 również przestaje przewodzić, ponieważ jego napięcie kolektora również spadło do 0 V.
Teraz prąd zaczyna płynąć przez CZERWONĄ diodę D2 i przechodzi przez masę poprzez ścieżkę zwarcia (przez wyłącznik). To sprawia, że czerwona dioda LED D2 zaczyna przewodzić, ponieważ jest spolaryzowana do przodu i wskazuje, że wykryto zwarcie i prąd jest kierowany przez CZERWONĄ diodę LED D2 zamiast uszkadzać cały obwód.