퓨즈는 많은 전자 장치의 필수 보호 장치입니다. 그들은 단순히 회로 / 부하에 의해 소비되는 전류를 모니터링하고 회로를 통해 흐르는 안전하지 않은 전류의 경우 퓨즈가 자체적으로 끊어져 부하 / 회로 형태가 높은 전류에 의해 손상되는 것을 방지합니다. 이러한 유형의 퓨즈를 기계식 퓨즈 라고하며 빠른 블로, 슬로우 블로 등과 같은 여러 유형의 퓨즈가 있지만 공통적 인 단점이 있습니다. 퓨즈가 끊어지면 소비자 / 운영자가 퓨즈를 교체하여 장치 기능을 다시 정상화해야합니다. 토스터 나 전기 주전자와 같은 많은 오래된 전자 장치가 제품과 함께 제공되는 여분의 퓨즈가있는 이유입니다.
이러한 단점을 극복하기 위해 대부분의 최신 전자 장치는 전자 퓨즈를 사용합니다. 전자 퓨즈는 기계식 퓨즈와 동일한 용도로 사용되지만 교체 할 필요가 없습니다. 필요에 따라 회로를 닫고 개방하는 내부에 전력 전자 스위치가 있습니다. 드물지만 고장이 발생하는 경우 스위치가 회로를 열고 전원 공급 장치에서 분리하면 양호한 상태가 반환되면 버튼을 클릭하여 퓨즈를 재설정 할 수 있습니다. 적절한 값의 퓨즈를 구입하여 기존 퓨즈로 교체하는 번거 로움이 없습니다. 흥미 롭죠? !! 따라서이 튜토리얼에서는 전자 퓨즈 회로를 구성하는 방법, 작동 방식 및 설계에 사용할 수있는 방법을 배웁니다.
전자 퓨즈 회로 다이어그램:
전자 퓨즈 회로 의 전체 회로도 가 아래에 나와 있습니다. 회로에서 볼 수 있듯이 회로가 거의 없기 때문에 설계를 구성하고 구현하기가 쉽습니다.
여기서 회로는 12V에서 작동하는 모터 (LOAD)의 작동 전류를 모니터링하도록 구성됩니다. 전류를 모니터링하려는 모든 회로로 부하를 교체 할 수 있습니다. 저항 R1은 회로가 과전류 시나리오에 대해 반응하기 전에 회로를 통해 허용 할 수있는 전류의 양을 결정합니다. 각 구성 요소의 기능과 요구 사항에 따라 값을 선택하는 방법에 대해 설명합니다.
일:
전자 퓨즈 회로의 작동을 쉽게 한 번 봐 복용에 의해 이해 될 수 는 SCR이 작동하는 방법을. 정상적인 상태에서 사용자는 버튼을 눌러 부하를 전원 공급 장치에 연결해야합니다. 버튼을 누르면 SCR의 게이트 핀이 1K 저항을 통해 소스 전압에 연결됩니다. 이렇게하면 SCR이 트리거되어 Cathode와 Anode 핀 사이의 연결이 닫힙니다. 연결이 닫히면 전류가 소스 (+ 12V)에서 SCR의 Anode to Cathode 핀을 통해 부하로 흐르기 시작합니다.
버튼에서 손을 떼면 SCR 을 끌 수있는 정류 회로 가 없기 때문에 SCR은 계속 켜져 있습니다. 따라서 SCR은 ON 상태에서 래치되고 SCR의 유지 전류 아래로 내려가지만 전류가 흐를 때까지 거기에 머물러 있습니다.
사이리스터의 정류 (SCR)는 무엇을 의미합니까?
신호에 의해 일단 켜진 사이리스터는 신호가 제거 될 때 자체적으로 꺼지지 않습니다. 따라서 사이리스터를 끄려면 외부 회로가 필요하며이 회로를 정류 회로라고합니다. 게이트 펄스를 제공하여 사이리스터를 켜는 과정을 트리거링이라고하고 사이리스터를 끄는 과정을 정류라고합니다.
사이리스터 (SCR)의 유지 전류는 무엇입니까?
유지 전류 (이를 래칭 전류와 혼동하지 마십시오)는 전원이 켜진 상태를 유지하기 위해 사이리스터의 Anode 및 Cathode 핀을 통해 흐르는 전류의 최소값입니다. 전류 값이이 값 아래에 도달하면 사이리스터는 외부 정류없이 저절로 꺼집니다.
우리 회로에 사용되는 SCR 은 최대 유지 전류가 30mA 인 TYN612 입니다 (값은 데이터 시트 참조). 따라서 양극과 음극을 통해 흐르는 전류가 30mA 미만이되면 SCR이 저절로 꺼집니다. 따라서 전력을 분리하여 부하를 형성합니다.
저항 R1 (0.2 옴)과 트랜지스터 (2N2222A)는 SCR을 끄는 데 중요한 역할을합니다. 부하 (모터)가 동작 중일 때 정상 상태에서 저항 R1을 통해 전류를 끌어옵니다. 옴 법칙에 따르면 저항의 전압 강하는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
저항 양단의 전압 = 회로를 통한 전류 x 저항 값
따라서 공식에 따르면 저항의 전압 강하는 회로를 통해 흐르는 전류에 정비례합니다. 전류가 증가함에 따라이 전압 강하가 0.7V 값을 초과하면 저항 양단의 전압 강하도 증가합니다. 저항이 트랜지스터의 Base 및 Emitter 핀에 직접 연결되어 있기 때문에 트랜지스터가 켜집니다. 트랜지스터가 닫히면 회로에 필요한 완전한 전류가 트랜지스터를 통해 일시적으로 흐르고 SCR이 꺼지는 동안 전류가 유지 전류 아래로 떨어지고 저항을 통과하는 전압 강하는 전류가 흐르지 않기 때문에 0V가됩니다.. 마지막으로 트랜지스터와 SCR이 꺼지고 부하 (모터)도 전원 공급 장치에서 분리됩니다.전체 작업은 아래 GIF 이미지를 사용하여 설명됩니다.
전류계는 저항기를 통해 배치되어 SCR의 양극 음극 단자를 통해 흐르는 전류를 모니터링합니다. 이 전류는 SCR의 유지 전류 (시뮬레이션에서 SCR의 유지 전류는 5mA) 아래로 내려 가지 않아야하며,이 값 아래로 내려 가면 SCR이 꺼집니다. 또한 전압계는 저항 150 옴에 배치되어 전압을 모니터링하고 SCR이 닫히기 전에 NPN 트랜지스터가 트리거되는지 확인합니다.
하드웨어:
앞서 말했듯이이 회로는 최소한의 구성 요소를 가지고 있으며 하나의 SCR, 하나의 트랜지스터 및 몇 개의 o 저항을 포함합니다. 따라서 브레드 보드에 빌드하여 쉽게 분석 할 수 있습니다. 다시 말하지만 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 2A 이상의 것을 계획하고 있다면 브레드 보드는 권장되지 않습니다. 나는 브레드 보드에 전자 퓨즈 회로를 구축 했는데 아래와 같이 생겼습니다.
이미지에서 볼 수 있듯이 LED 스트립을 부하로 사용 했으므로 다른 부하를 사용하거나 보호해야하는 회로를 연결할 수도 있습니다. 부하를 전원 공급 장치에 연결하려면 SCR을 켜는 버튼을 눌러야합니다. 또한 큰 전류 값을 허용해야하기 때문에 2W 0.2 Ohm 저항을 R2로 사용했습니다.이 저항의 와트 정격을 고려하는 것이 항상 중요합니다.
정격 전류를 높여서 오류 상태를 만들 수 없었기 때문에 전압을 줄여 오류를 발생시켜 SCR을 통한 전류를 줄였습니다. 또는 트랜지스터의 Collector Emitter 핀을 와이어로 단락시킬 수도 있습니다. 이렇게하면 전류가 SCR이 아닌 와이어를 통해 흐르게되므로 SCR이 꺼집니다. 오류가 발생하고 복구 된 후 이전과 같이 버튼을 누르기 만하면 회로를 다시 켤 수 있습니다. 회로의 전체 작동은 아래 비디오에도 나와 있습니다. 회로를 이해하고 즐겁게 배우 셨기를 바랍니다. 의심스러운 점이 있으면 아래 댓글 섹션에 자유롭게 게시하거나 기술 지원을 위해 포럼을 사용하십시오.
제한 사항:
모든 회로와 마찬가지로 이것에도 특정 제한이 있습니다. 이것이 디자인에 영향을 미칠 것이라고 생각한다면 대안을 찾아야합니다.
- 전체 부하 전류가 저항 R2를 통해 흐르기 때문에 전력 손실이 발생합니다. 따라서이 회로는 배터리 작동 애플리케이션에 적합하지 않습니다.
- 퓨즈가 설계된 전류 정격은 각 저항이 비트마다 다르고 노화됨에 따라 저항의 속성도 변경되기 때문에 정확하지 않습니다.
- 트랜지스터가 변화에 반응하는 데 약간의 시간이 필요하기 때문에이 회로는 갑작스러운 스파이크 전류에 반응하지 않습니다.