נתיך הוא מכשיר הגנה חיוני למכשירים אלקטרוניים רבים. הם פשוט עוקבים אחר הזרם הנצרך על ידי המעגל / העומס ובמקרה שזרם לא בטוח יזרום דרך המעגל הנתיך ינפח את עצמו ובכך ימנע את צורת העומס / מעגל להיפגע מאותו זרם גבוה. סוג זה של נתיך נקרא נתיך מכני וישנם סוגים רבים של נתיכים כגון מכה מהירה, מכה איטית וכו ', אך הם סובלים מנסיגה אחת נפוצה. כאשר פוצץ נתיך עליו להחליף את הצרכן / מפעיל בכדי להפוך את המכשיר לתפקד שוב כרגיל. זו הסיבה שבגללה התקנים אלקטרוניים ישנים רבים כמו טוסטר או קומקום חשמלי קיבלו נתיך רזרבי יחד עם המוצר.
כדי להתגבר על החיסרון הזה, רוב המכשירים האלקטרוניים המודרניים משתמשים בפיוז אלקטרוני. נתיך אלקטרוני משרת את אותה מטרה של נתיך מכני אך הוא אינו דורש החלפה. יש לו מתג אלקטרוני כוח פנימי עם נסגר ופותח את המעגל כנדרש. במקרה הלא סביר של כשל המתג פותח את המעגל ומבודד אותו מאספקת החשמל, ברגע שהמצב הנוח חוזר ניתן לאפס את הנתיך על ידי לחיצה על כפתור בלבד. אין שום בעיה לרכוש ערך נתיך מתאים ולהחליפו עבור הישן. מעניין נכון? !! לכן, במדריך זה נלמד כיצד לבנות מעגל נתיך אלקטרוני, כיצד הוא עובד וכיצד תוכלו להשתמש במעגל בעיצוביכם.
תרשים מעגל נתיכים אלקטרוני:
תרשים המעגל השלם עבור מעגל נתיכים אלקטרוני מוצג להלן. כפי שמוצג במעגל, זה כרוך במעגלים מעטים בלבד ולכן קל לבנות ולהטמיע אותו בעיצובים שלנו.
כאן המעגל בנוי לניטור זרם ההפעלה של מנוע (LOAD), הפועל על 12 וולט. אתה יכול להחליף את העומס בכל מעגל שאתה מנסה לפקח על הזרם שלו. הנגד R1 קובע כמה זרם ניתן לאפשר דרך המעגל לפני שהמעגל מגיב לתרחיש זרם יתר. נדון בפונקציונליות של כל רכיב וכיצד לבחור את הערכים על פי דרישתך.
עובד:
העבודה של מעגל הפתיל האלקטרוני ניתן להבין בקלות על ידי לקיחת מבט כיצד SCR עובד. במצב רגיל המשתמש צריך ללחוץ על הכפתור כדי לחבר את העומס לאספקת החשמל. כאשר לוחצים על הכפתור סיכת השער של ה- SCR מחוברת למתח המקור באמצעות נגד 1K. זה יפעיל את SCR ובכך יביא לסגירת הקשר בין הקתודה לסיכת האנודה. ברגע שהחיבור נסגר, הזרם מתחיל לזרום מהמקור (+ 12V) לעומס דרך האנודה לקוד הקתודה של ה- SCR.
לאחר שחרור הכפתור, SCR יישאר מופעל מכיוון שאין מעגל שינויים כדי לכבות אותו. לפיכך SCR ננעל במצב ON ונשאר שם עד לזרם הזורם אם כי הוא הולך מתחת לזרם ההחזקה של SCR.
מה הכוונה בנסיבות בתיריסטורים (SCR)?
תיריסטור שהופעל פעם אחת באמצעות אות לא יכבה מעצמו כאשר האות הוסר. אז כדי לכבות תיריסטור אנו זקוקים למעגל חיצוני כלשהו ומעגל זה נקרא כמעגל מעבר. תהליך הפעלת תיריסטור על ידי מתן דופק שער נקרא כמפעיל ותהליך כיבוי תיריסטור נקרא קומוטציה.
מה מחזיק זרם בתיריסטור (SCR)?
זרם ההחזקה (אל תבלבל זאת עם תפס זרם) הוא הערך המינימלי של הזרם שאמור לזרום דרך הסיכה האנודה והקטודית של תיריסטור כדי להפעיל אותה. אם ערך הזרם מגיע מתחת לערך זה אז התיריסטור נכבה מעצמו ללא כל שינוי חיצוני.
ה- SCR המשמש במעגל שלנו הוא TYN612 בעל זרם החזקה מרבי של 30mA (עיין בגיליון הנתונים בכדי לדעת את הערך), כך שאם הזרם הזורם למרות האנודה והקטודה מקבל פחות מ -30 mA, ה- SCR יכבה את עצמו. ובכך מבודד את הכוח מהעומס.
הנגד R1 (0.2 אוהם) והטרנזיסטור (2N2222A) ממלאים תפקיד חיוני בכיבוי ה- SCR. במצב רגיל כאשר העומס (המנוע) פועל, הוא מושך זרם דרך הנגד R1. על פי חוק אוהם ניתן לחשב את ירידת המתח על פני הנגד
מתח על פני הנגד = זרם דרך מעגל x ערך נגד
כך שעל פי הנוסחאות ירידת המתח על פני הנגד היא ביחס ישר לזרם הזורם במעגלים. ככל שהזרם גדל גם ירידת המתח על פני הנגד תגדל, כאשר ירידת מתח זו עולה על הערך של 0.7 וולט. הטרנזיסטור מופעל, מכיוון שהנגד מחובר ישירות על בסיס הבסיס והסיכה של הטרנזיסטור. כאשר הטרנזיסטור סוגר את הזרם השלם הנדרש למעגל זורם דרך הטרנזיסטור במהלכו כיבוי ה- SCR מכיוון שהזרם דרכו עבר מתחת להחזקת זרם וירידת המתח על פני הנגד מקבלת גם 0 וולט מאחר שזרם לא זורם דרכו. לבסוף הטרנזיסטור וה- SCR כבויים והעומס (מנוע) מבודד גם הוא מאספקת החשמל.העבודה המלאה מודגמת גם באמצעות תמונת ה- GIF למטה.
מד זרם ממוקם דרך הנגד כדי לפקח על הזרם הזורם דרך מסוף האנודה קתודה של SCR. זרם זה לא אמור לרדת מתחת לזרם ההחזקה של ה- SCR (זרם ההחזקה של ה- SCR בסימולציה הוא 5mA), אם הוא יורד מתחת לערך זה SCR יכבה. כמו כן מד מתח ממוקם על פני הנגד 150 אוהם כדי לפקח על המתח שמעליו ולבדוק אם הטרנזיסטור NPN מופעל לפני סגירת ה- SCR.
חוּמרָה:
כפי שנאמר קודם במעגל זה יש מספר מינימלי של רכיבים, הוא כולל SCR אחד, טרנזיסטור אחד ונגדי o. מכאן שניתן לנתח אותו בקלות על ידי בנייתו על קרש לחם. שוב, זה תלוי ביישום שלך. אם אתה מתכנן משהו שהוא יותר מ -2 A, אז לא מומלץ לקרש לחם. אני בונה את מעגל הנתיכים האלקטרוני על לוח לחם וזה נראה בערך כך למטה.
כפי שניתן לראות בתמונה השתמשתי ברצועת LED כעומס שלי, אתה יכול להשתמש בעומס אחר או אפילו לחבר את המעגל שלך שיש להגן עליו. כדי לחבר את העומס לספק הכוח עלינו ללחוץ על הכפתור שיפעיל את ה- SCR. שים לב שהשתמשתי בנגד 0.2 וולט 0.2 אוהם כ- R2 שלי מכיוון שעלינו לאפשר ערך גדול של זרם תמיד חשוב לקחת בחשבון את דירוג הספק של הנגד הזה.
מכיוון שלא הצלחתי ליצור מצב תקלה על ידי הגדלת דירוג הזרם הפחתתי את המתח ליצירת תקלה וכך הפחתתי את הזרם דרך SCR. לחלופין אתה יכול גם לקצר את סיכת פולט הקולט של הטרנזיסטור באמצעות חוט זה גורם לזרם לזרום דרך החוט ולא דרך ה- SCR וכך ה- SCR יכבה. לאחר ביצוע התקלה ושחזור, ניתן להפעיל שוב את המעגל על ידי לחיצה על הכפתור כמו קודם. העבודה המלאה של המעגל מוצגת גם בסרטון להלן. מקווה שהבנתם את המעגל ונהניתם ללמוד אותו. אם יש לך ספק, אל תהסס לפרסם אותם בסעיף ההערות למטה או להשתמש בפורומים לעזרה טכנית.
מגבלות:
כמו כל המעגלים גם לזה יש מגבלות מסוימות. אם אתה חושב שאלה ישפיעו על העיצוב שלך, עליך למצוא אלטרנטיבה
- זרם העומס כולו זורם דרך הנגד R2, ומכאן שיש אובדן כוח לרוחבו. מכאן שמעגל זה אינו מתאים ליישומים המופעלים באמצעות סוללות
- הדירוג הנוכחי אליו נועד הפתיל לא יהיה מדויק מכיוון שכל נגן ישתנה מעט וככל שהוא מתיישן גם תכונת הנגד תשתנה.
- מעגל זה לא יגיב לזרמי ספייק פתאומיים מכיוון שלטרנזיסטור נדרש זמן מה להגיב לשינויים.