전압 변동은 항상 문제였으며 대부분의 AC 기기 고장의 원인이됩니다. 토스터와 같은 일반 가전 제품이든 CNC와 같은 고성능 산업용 기계이든 모든 것은 최대 효율로 문제없이 작동하는 정격 전압 만 가지고 있습니다. 안타깝게도 국내 / 산업용 라인은 다양한 이유로 인해 정격 전압을 제공하지 못하므로이 프로젝트 에서는 고 / 저 전압이 감지 될 때 부하를 차단하는 릴레이를 트리거 할 수 있는 간단한 전자 회로 차단기 를 구축 할 것 입니다.
이 프로젝트는 유명한 연산 증폭기 LM358을 중심으로 설계되었습니다. 차동 모드에서 연산 증폭기를 작동시켜 현재 전압을 사전 설정된 전압과 비교하도록 할 것입니다. 전체 프로젝트는 브레드 보드 (전력선 제외)에 구축 할 수 있으며 즉시 작동하도록 만들 수 있습니다. 그럼 시작하겠습니다…..
회로 차단기에 필요한 구성 요소:
- LM358 (듀얼 패키지 연산 증폭기)
- 7805 (+ 5V 레귤레이터)
- 12V 강압 변압기
- 5V 릴레이
- BC547 (2Nos)
- 10K 가변 POT
- 1K, 2K, 2.2K, 10K, 5.1K 저항기
- 100uF, 10uF, 0.1uF 커패시터
- 다이오드 브리지
- 전선 연결
- 브레드 보드
회로도:
전자 회로 차단기 의 전체 회로도 는 아래 이미지에 나와 있습니다. 동일한 설명을 더 읽으십시오.
회로 설명:
위의 회로 차단기 회로도 에서 볼 수 있듯이 정말 간단하고 저항, 커패시터 및 기타 항목이 많습니다. 그러나이 모든 것 뒤에 실제로 일어나는 일. 구성 요소의 값은 어떻게 선택되며 여기에서 그 역할은 무엇입니까?
나는이 질문을 각 부분으로 나누고 아래에 설명함으로써이 질문에 답하려고 노력했습니다.
전원 섹션:
연산 증폭기는이 전자 회로 차단기 다이어그램 의 핵심입니다. 이 연산 증폭기에 전원을 공급하려면 조정 된 5V 전원이 필요합니다. 또한 현재 전압 (특정 시간의 전압)을 연산 증폭기에 공급해야합니다. 연산 증폭기는 5V로 전원이 공급되므로 최대 5V까지만 처리 할 수 있습니다. 따라서 입력 AC 전압 (220V AC)을 0-5V DC로 변환해야합니다.
따라서 위의 회로는 두 가지 목적을 해결합니다.
- 회로에 전원을 공급하기 위해 일정한 5V 제공
- 연산 증폭기에 대해 입력 AC 전압을 0-5V로 매핑
이를 위해 220V AC를 12V AC로 변환하는 12V 스텝 다운 변압기를 사용한 다음 다이오드 브리지를 사용하여 12V DC (대략)로 정류 한 다음 7805 전압 조정기를 사용하여 전압을 5V로 조정합니다. 입력 전압의 변화는 다이오드 브리지의 출력 측 전압 값에 영향을 미칩니다. 따라서이 전압은 AC 주전원의 "전류 전압"으로 간주 될 수 있습니다. 5.1K 저항과 10K POT (전위 분배기 형성)를 사용하여 0-5V 사이의 전압을 매핑했습니다.
연산 증폭기 섹션:
이 섹션은 비교가 이루어지는 부분입니다. 연산 증폭기 섹션에는 두 개의 세분화가 있습니다. 하나는 "전류 전압"을 고전압 값과 비교하는 데 사용되고 다른 하나는 저전압 값과 비교하는 데 사용됩니다. 두 섹션 모두 아래 이미지에 나와 있습니다.
위에 표시된 연산 증폭기 회로는 연산 증폭기의 차동 모드입니다. 연산 증폭기는 실제로 대부분의 전자 회로에서 작동하는 말입니다. Summing, 빼기, 증폭 등과 같은 많은 작동 모드와 응용 프로그램이 있습니다. 여기서는 전압 비교기로 사용했습니다.
그렇다면 전압 비교기는 무엇이며 왜 여기에 필요합니까?
우리의 경우 전압 비교기는 핀 3과 2 사이의 전압을 비교하고 핀 3의 전압이 핀 2보다 크면 핀 1의 출력이 높아지면 (3.6V) 그렇지 않으면 출력은 0V가됩니다. "전류 전압"을 사전 설정된 고 / 저 전압과 비교하여 고 / 저 전압 트리거를 얻습니다.
위에 표시된 회로에서 저전압 임계 값은 저항 1K 및 2K를 사용하여 핀 2에 설정됩니다. 고전압 임계 값은 1K 및 2.2K 저항을 사용하여 핀 5에 설정됩니다.
이러한 저항을 사용하면 전위 분배기가 형성되고 3.33V의 저전압 차단 및 3.43V를 고전압 차단으로 제공합니다. 이것은“전류 전압”이 3.33V에서 3.43V 사이 인 경우에만 두 연산 증폭기가 모두 높아진다는 것을 의미합니다.
참고: 상위 컷오프가 230V이고 연인 컷오프가 220V이기 때문에 임계 전압을 3.33V 및 3.43V로 설정했습니다. 그에 따라 설정 한 다음 10K 포트를 사용하여 "전류 전압"을 제어하여 회로를 보정 할 수 있습니다.
릴레이 섹션:
이것은 우리가 AC 부하를 연결하는 곳입니다. 릴레이는 AC 부하를 켜고 끄는 데 사용됩니다.
연산 증폭기 섹션에서 설명한대로. 두 연산 증폭기는 전압이 고전압과 저전압 차단 한계 사이에있는 경우에만 높아집니다. 따라서 연산 증폭기의 출력이 모두 높은 경우에만 AC 부하를 켜야합니다. 여기서 " 저전압 트리거 "및 " 고전압 트리거 "는 각각 핀 1 및 핀 7의 출력입니다.
둘 다 높을 경우에만 릴레이가 접지되고 트리거됩니다. 릴레이를 통해 연결된 AC 부하 (여기서는 램프) ID입니다. 전류 제한에는 1K 저항이 사용됩니다.
회로가 어떻게 작동하는지 이해하면 작동하는 것은 문제가되지 않습니다. 회로를 연결하고 10K 포트를 사용하여 "고전압 트리거"와 "저전압 트리거"사이에 "전류 전압"을 설정하기 만하면됩니다. 이제 AC 주 전압에 변화가 있으면 연산 증폭기 중 하나가 낮아지고 릴레이가 꺼져 연결된 부하가 꺼집니다.
여기에 첨부 된 시뮬레이션 파일을 사용하여 고전압 또는 저전압 임계 값을 기반으로 회로를 확인 / 수정할 수도 있습니다.
시뮬레이션은 전위차계를 사용하여 입력 전압을 변경하고 녹색 LED를 부하로 사용합니다. 회로를 훨씬 더 잘 이해하는 데 도움이되는 각 단자의 전압 값을 모니터링 할 수도 있습니다.
이 회로 차단기 프로젝트 를 좋아 하고 그 뒤의 작업을 이해하기를 바랍니다. 프로젝트의 전체 작업은 아래 비디오에서 볼 수 있습니다.
이 프로젝트에는 다음과 같은 단점이 있습니다.
- 여기서 측정 된 전압은 Vrms 전압이 아닙니다. 값은 또한 봉우리와 잔물결의 영향을받습니다.
- 전압이 점진적으로 강하 / 상승하면 (대부분의 경우 그렇지 않음) 부하가 스위칭 효과를 경험할 수 있습니다.
- 5A 이상의 전류를 소비하는 부하를 연결하지 마십시오. 이것은 대부분의 릴레이와 그 드라이버를 죽일 것입니다.
이 유사한 프로젝트에서 자세한 내용을 확인할 수도 있습니다. PIC 마이크로 컨트롤러를 사용한 고 / 저 전압 감지