Perangkat pemutus aliran listrik tinggi / rendah AC akan memutus atau memutuskan aliran listrik dari listrik rumah setiap kali kondisi voltase tinggi atau voltase rendah terdeteksi. Dengan cara ini memastikan keamanan total untuk kabel dan peralatan rumah dari listrik kebakaran karena tegangan berlebih yang tidak normal atau tegangan rendah yang berubah-ubah.

Artikel ini menjelaskan 3 sirkuit pemutusan tegangan otomatis di atas dan di bawah yang akurat dapat dibuat di rumah untuk melindungi peralatan rumah tangga dari arus masuk tegangan tinggi dan rendah yang berbahaya secara tiba-tiba. Desain pertama menjelaskan rangkaian berbasis transformator LM324, rangkaian kedua menggunakan versi tanpa transformator, yaitu bekerja tanpa transformator, sedangkan konsep ketiga menjelaskan rangkaian cut off berbasis transistor, yang semuanya dapat dipasang di rumah untuk pengendalian atas dan bawah. tegangan putus proteksi.

Gambaran

Sirkuit pemutus tegangan tinggi dan rendah AC yang dijelaskan dalam artikel ini sangat mudah dibuat namun sangat andal dan akurat. Sirkuit ini menggunakan a IC tunggal LM 324 untuk deteksi yang diperlukan dan langsung mengganti relai yang relevan sehingga beban yang terhubung diisolasi dari input berbahaya.

Sirkuit ini juga memberikan indikasi visual dari level tegangan masing-masing selama beberapa saat.

Rangkaian berikut menggunakan trafo untuk menyalakan rangkaian

Diagram Sirkuit

Daftar Bagian untuk rangkaian pelindung tegangan listrik tinggi dan rendah yang diusulkan.

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
P1, P2, P3, P4 = 10 K Preset
C1 = 1000 uF / 25 V,
OP1, OP2 = MCT 2E, opto coupler
Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 Volt, 400 mW,
D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
D5, D6 = 1N4148,
T1, T2 = BC547B,
LED = MERAH, HIJAU sesuai keinginan,
Transformator = 0 - 12 V, 500 mA
Relai = SPDT, 12 Volt, 400 Ohm

Operasi Sirkuit

Dalam salah satu posting saya sebelumnya, kami melihat desain yang sangat sederhana namun efektif dari sirkuit pemutusan tegangan tinggi dan tegangan rendah, yang dapat mematikan dan mematikan daya dari mencapai peralatan yang terhubung setelah tegangan input melewati atau di bawah ambang batas berbahaya.

Namun karena kesederhanaan desain yang berlebihan, yang hanya melibatkan beberapa transistor, rangkaian memiliki batasannya sendiri, batasan utama adalah akurasi yang kurang dan histeresis yang cukup, menghasilkan celah ambang batas yang tinggi lebih dari 60 volt antara batas atas dan batas bawah.

Rancangan sirkuit cut off tegangan tinggi dan tegangan rendah saat ini tidak hanya sangat akurat tetapi juga memberikan indikasi visual mengenai langkah kaki tegangan yang relevan. Akurasinya sangat tinggi sehingga hampir ambang batas dapat dipisahkan dan dirasakan dalam kisaran 5 volt.

Penggabungan opamps di sirkuit melengkapinya dengan fitur di atas dan oleh karena itu keseluruhan idenya menjadi sangat andal.

Mari kita pahami sirkuit secara detail:

Bagaimana Opamps Beroperasi sebagai Pembanding

Opamps, A1, A2, A3, A4 didapat dari satu IC 324 yang merupakan IC quad opamp, artinya terdiri dari empat blok opamp dalam satu paket.

“untuk apa transceiver digunakan? ”

IC ini sangat andal dan mudah dikonfigurasi dan hampir tidak menimbulkan masalah dengan fungsinya, singkatnya memiliki spesifikasi yang kuat dan terlalu fleksibel dengan sebagian besar konfigurasi.

Keempat opamp dipasang sebagai pembanding tegangan. Input pembalik dari semua opamp dijepit ke nilai referensi tetap 6 volt yang dilakukan melalui jaringan resistansi / zener untuk gema opamps secara terpisah.

Input non-pembalik dari A1 ke A4 terhubung ke catu daya rangkaian melalui jaringan pembagi tegangan yang dibentuk oleh preset P1, P2, P3 dan P4 masing-masing.

Preset dapat disetel sesuai keinginan untuk membalik keluaran dari opamp masing-masing saat tingkat masukan yang relevan melintasi tingkat referensi yang ditetapkan di atas masukan pembalik dari opamp masing-masing.

Keluaran A1 hingga A4 diintegrasikan ke indikator LED dengan cara yang agak istimewa. Di sini alih-alih mengikuti metode konvensional menghubungkan katoda LED ke tanah, itu terhubung ke output dari output opamp sebelumnya.

Pengaturan khusus ini memastikan bahwa hanya satu LED yang relevan yang AKTIF sebagai respons atas naik atau turunnya level tegangan dari opamp.

Bagaimana fungsi optocoupler

Dua skrup opt diperkenalkan secara seri dengan LED paling atas dan bawah sehingga optos juga bekerja dengan LED yang relevan selama level tegangan tinggi dan rendah, yang ditentukan sebagai ambang batas berbahaya.

Konduksi dari opto coupler langsung mengganti transistor internal yang pada gilirannya mematikan relai masing-masing.

Kutub dari dua relai dan kutub relai dihubungkan secara seri sebelum menyuplai keluaran melaluinya ke beban.

Sambungan seri dari kontak memastikan bahwa jika salah satu relai bekerja, pemutusan suplai utama ke beban atau peralatan yang terhubung.

Mengapa Pembanding Opamps Diatur dalam Seri

Pada tingkat normal opamp A1, A2 atau bahkan A3 dapat berjalan karena semua ini diatur dalam urutan tambahan dan terus berpindah secara berurutan sebagai respons terhadap tegangan yang naik secara bertahap dan sebaliknya.

Misalkan pada level normal tertentu A1, A2 dan A3 semuanya berjalan (output tinggi), dan A4 tidak konduksi, pada titik ini hanya LED yang terhubung ke R7 yang akan menyala, karena katoda menerima negatif yang diperlukan dari output A4, sedangkan katoda dari LED bawah semuanya tinggi karena potensi tinggi dari opamps di atas.

“penyearah gelombang penuh keran tengah ”

LED yang terhubung ke R8 juga tetap mati karena output A4 rendah.

Hasil di atas secara tepat mempengaruhi skrup opt masing-masing dan relai sedemikian rupa sehingga relai hanya bekerja selama rendah berbahaya atau level tegangan tinggi yang berbahaya hanya terdeteksi oleh A1 dan A4.

Menggunakan Triac sebagai ganti Relay untuk memotong

Setelah beberapa analisis, saya menyadari bahwa rangkaian pelindung pemutusan tegangan listrik tinggi dan rendah di atas dapat disederhanakan menjadi versi yang jauh lebih mudah menggunakan triac tunggal. Silakan lihat diagram yang diberikan di bawah ini, itu sudah cukup jelas dan sangat sederhana untuk dipahami.

Namun jika Anda kesulitan memahaminya, beri saya komentar.

Menggunakan Triac sebagai ganti Relay untuk memotong

Memodifikasi Desain menjadi Versi Transformerless

Versi sirkuit pemutus tegangan rendah tinggi tanpa transformator dari desain yang dijelaskan di atas dapat divisualisasikan dalam diagram berikut:

Peringatan: Sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini tidak diisolasi dari listrik AC. Tangani dengan sangat hati-hati untuk menghindari kecelakaan fatal.

Jika satu relai dimaksudkan untuk digunakan sebagai pengganti triac, desain dapat dimodifikasi seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Harap gunakan kapasitor 22uF / 25V melintasi basis transistor dan ground, hanya untuk memastikan relai tidak tersendat selama periode pergantian ...

Menggunakan PNP Relay Driver

Seperti yang ditunjukkan pada AC utama yang diberikan tinggi, sirkuit pelindung tegangan rendah , kita bisa melihat dua opamp dari IC LM 324 digunakan untuk deteksi yang dibutuhkan.

Opamp atas memiliki input non-pembalik yang dipasang ke preset dan diakhiri ke tegangan DC suplai, pin # 2 di sini dilengkapi dengan level referensi, sehingga segera setelah potensi pada pin # 3 naik di atas ambang yang ditetapkan (dengan P1), keluaran opamp menjadi tinggi.

Sama halnya, opamp bawah juga dikonfigurasi untuk beberapa deteksi ambang tegangan, namun di sini pin hanya dibalik, membuat keluaran opamp menjadi tinggi dengan deteksi masukan tegangan rendah.

Oleh karena itu, opamp atas merespons ambang tegangan tinggi dan opamp bawah ke ambang tegangan rendah. Untuk kedua deteksi tersebut, output dari masing-masing opamp menjadi tinggi.

Dioda D5 dan D7 memastikan bahwa persimpangan mereka menghasilkan output yang sama dari pin out output opamp. Jadi, setiap kali salah satu dari output opamp menjadi tinggi, itu diproduksi di persimpangan katoda D5, D7.

Basis transistor T1 terhubung ke persimpangan dioda di atas, dan selama output opamps tetap rendah, T1 diizinkan untuk berjalan dengan mendapatkan tegangan bias melalui R3.

Namun saat salah satu output opamp menjadi tinggi (yang mungkin terjadi selama kondisi tegangan abnormal) persimpangan dioda juga menjadi tinggi, membatasi T1 dari konduksi.

Relay R1 secara instan mematikan dirinya sendiri dan beban yang terhubung. Dengan demikian beban yang terhubung tetap ON selama output opamp rendah, yang pada gilirannya hanya dapat terjadi ketika input utama berada dalam level jendela aman, sebagaimana diatur oleh P1 dan P2. P1 diatur untuk mendeteksi level tegangan tinggi sedangkan P2 untuk level tegangan tidak aman yang lebih rendah.

Hantaran Listrik Tegangan Rendah Tinggi, Menggunakan IC 741

Rincian Pin IC LM 324

Daftar Komponen untuk rangkaian pelindung tegangan tinggi dan tegangan rendah di atas

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 dan P2 = 10K preset,
C1 = 220uF / 25V
Semua dioda adalah = 1N4007,
T1 = BC557,
Relai = 12 V, 400Ohms, SPDT,
opamps = 2 opamps dari IC LM 324
Zeners = 4,7 volt, 400mW,
Transformer = 12V, 500mA

Tata Letak PCB

Listrik tegangan rendah memotong sirkuit PCB tata letak

Sejauh ini kita mempelajari versi IC dari rangkaian, sekarang mari kita lihat bagaimana listrik 220V atau 120V beroperasi di atas tegangan dan di bawah rangkaian perlindungan tegangan dapat dibangun hanya dengan menggunakan beberapa transistor.

Sirkuit yang sangat sederhana yang disajikan saat dipasang di listrik rumah dapat membantu membatasi masalah sebagian besar.

Di sini kita akan mempelajari dua desain rangkaian tegangan over dan under, yang pertama berbasis transistor dan yang lainnya menggunakan opamp.

Over / Under Voltage Cut Off Circuit Menggunakan Transistor

Anda akan terkejut mengetahui bahwa sirkuit kecil yang bagus untuk perlindungan tersebut dapat dibangun hanya dengan menggunakan beberapa transistor dan beberapa komponen pasif lainnya.

Melihat gambar tersebut kita dapat melihat pengaturan yang sangat sederhana di mana T1 dan T2 ditetapkan sebagai konfigurasi inverter, yang berarti T2 menanggapi T1 secara berlawanan. Silakan lihat diagram sirkuit.

Dengan kata sederhana saat T1 berjalan, T2 akan mati dan sebaliknya. Tegangan penginderaan yang berasal dari tegangan suplai DC itu sendiri diumpankan ke basis T1 melalui preset P1.

Preset digunakan agar ambang tripping dapat ditentukan dengan tepat dan sirkuit memahami kapan harus melakukan tindakan kontrol.

Cara Mengatur Preset untuk Pemotongan Otomatis

P1 disetel untuk mendeteksi batas tegangan tinggi. Awalnya ketika tegangan berada dalam jendela aman, T1 tetap dimatikan dan ini memungkinkan tegangan bias yang diperlukan melewati P2 dan mencapai T2, menjaganya tetap ON.

Oleh karena itu, relai juga tetap aktif dan beban yang terhubung menerima tegangan AC yang diperlukan.

Namun dalam kasus misalkan, tegangan listrik melebihi batas aman, tegangan sampel penginderaan di basis T1 juga naik di atas ambang batas yang ditetapkan, T1 segera berjalan dan membumikan basis T2. Hal ini mengakibatkan mematikan T2 dan juga relai dan beban yang sesuai.

“4 bit carry lihat ke depan adder tabel kebenaran ”

Sistem dengan demikian membatasi tegangan berbahaya agar tidak mencapai beban dan menjaganya seperti yang diharapkan darinya.

Sekarang misalkan tegangan listrik terlalu rendah, T1 sudah dimatikan dan pada situasi ini T2 juga berhenti bekerja karena pengaturan P2, yang diatur sehingga T2 berhenti berjalan ketika input Sumber listrik berada di bawah tingkat tidak aman tertentu.

Dengan demikian, relai sekali lagi menjadi OFF, memutus daya ke beban dan meminta tindakan pengamanan yang diperlukan.

Meskipun rangkaian cukup akurat, ambang jendela terlalu lebar, yang berarti rangkaian hanya memicu untuk level tegangan di atas 260V dan di bawah 200V, atau di atas 130V dan di bawah 100 V untuk input suplai normal 120 V.

Oleh karena itu, rangkaian mungkin tidak terlalu berguna untuk orang-orang yang mungkin mencari titik tersandung dan kontrol yang benar-benar akurat yang dapat dioptimalkan sesuai preferensi pribadi mereka.

Untuk membuat ini mungkin, beberapa opamp mungkin diperlukan untuk dimasukkan sebagai pengganti transistor.