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크로우바 서킷이란? 설계 및 운영

과전압 보호를 위한 지렛대 회로도

지렛대 회로란 무엇입니까?

지렛대 회로는 기본적으로 과전압 상태로부터 회로를 방지하는 데 사용되는 전기 회로입니다. . 전원 공급 장치의 출력 단자에 지렛대를 떨어뜨리는 것과 매우 유사하므로 전압 출력에 단락 또는 낮은 저항 경로를 두어 작동합니다. 지렛대 회로는 일종의 과전압 보호 회로입니다.

지렛대 회로는 다른 안전 또는 래칭 회로와 다릅니다(예:당기는 클램프). 트리거되면 전압은 일반적으로 접지에 가까운 트리거 레벨 아래로 떨어집니다. 과전압 상태가 해제되면 크로우바가 정상 작동으로 돌아오지 않습니다.

동작에 따라 활성 지렛대는 장치가 정상 작동을 재개할 수 있도록 과도 현상이 제거될 때 단락을 제거할 수 있는 지레로 정의됩니다. 능동 쇠지렛대는 전력 네트워크의 전압 서지에 의해 발생하는 고전류 및 전압 과도 전류에 대한 이중 급전 발전기의 회전자 회로와 같은 회로에서 과도 현상이 발생할 가능성이 높고 빈번할 때 사용됩니다. 따라서 발전기는 결함을 통과하여 전압 강하 중에도 빠르게 계속 작동할 수 있습니다.

크로바 회로는 유지 전압이 낮아 프로세스 중에 많은 전력 손실 없이 더 높은 오류 전류를 전달할 수 있습니다. 크로우바 회로의 전력 손실이 낮기 때문에 다른 안전 장치에 비해 더 선호되는 옵션입니다.

필요한 구성요소

  1. 퓨즈
  2. 제너 다이오드
  3. 쇼트키 다이오드
  4. 사이리스터
  5. 저항기
  6. 커패시터

지렛대 회로도

위의 회로도는 간단하고 구현하기 쉬운 지렛대 회로입니다. 또한 이 회로는 과전압 보호를 위한 비용 효율적이고 빠른 솔루션입니다. 사용된 구성 요소의 계산된 값과 함께 완전한 지렛대 다이어그램입니다.

퓨즈

퓨즈는 과전류 스파이크로부터 회로에 안전을 제공하는 데 사용되는 전기 안전 장치입니다. 필수 구성 요소는 회로에 직렬로 사용되는 금속 와이어 또는 스트립입니다. 회로의 전류가 너무 높으면 금속 스트립이 녹아 회로가 끊어집니다. 회로의 전류 임계값 값은 금속 스트립의 융점에만 의존합니다. 이는 희생 장치로, 회로에서 작동하여 차단하면 유형에 따라 교체하거나 다시 배선해야 합니다.

퓨즈는 매우 오랫동안 사용되어 왔으며 시간이 지남에 따라 애플리케이션에 따라 매우 특정한 전류 및 전압 정격, 차단 용량 및 응답 시간을 기반으로 작동하도록 발전했습니다.

동일한 애플리케이션에 사용할 수 있는 회로 차단기라고 하는 다른 장치도 있습니다. 회로 차단기는 퓨즈의 대안으로 사용할 수 있지만 특성이 크게 다릅니다. 일반적으로 퓨즈의 요소는 예측 가능하고 안정적인 특성을 얻기 위해 아연, 구리, 알루미늄 또는 합금입니다.

퓨즈의 일반적인 개략도는 다음과 같습니다.

퓨즈의 기호는 표현에 따라 다를 수 있습니다. 위의 회로에는 네 가지 표현이 있는데, 첫 번째는 IEC 표현이고 나머지 두 가지는 IEEE 표현을 기반으로 합니다.

퓨즈는 고유한 장점이 있기 때문에 널리 사용됩니다. 그 중 일부는 다음과 같습니다.

  1. 퓨즈는 가장 저렴한 전기 회로 보호 장치입니다.
  2. 퓨즈는 유지보수가 필요 없습니다.
  3. 퓨즈 조작이 간단하고 복잡하지 않습니다.
  4. 퓨즈는 소음, 화염, 가스 또는 연기를 발생시키지 않으면서 막대한 단락 전류를 차단할 수 있습니다.
  5. 퓨즈의 작동 시간은 회로 차단기의 작동 시간보다 훨씬 짧을 수 있습니다.

물론 모든 장점과 함께 장점만큼 많지는 않지만 단점도 있습니다. 그 중 두 가지가 아래에 나와 있습니다.

  1. 단락 또는 과부하 시 퓨즈가 끊어지면 퓨즈를 교체하는 데 시간이 걸립니다. 이 기간 동안 회로의 전원이 꺼집니다.
  2. 퓨즈가 직렬로 연결된 경우 퓨즈의 크기 차이가 크지 않으면 퓨즈를 구별하기 어렵습니다.

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쇼트키 다이오드

이 프로젝트의 쇼트키 다이오드는 필수가 아니며 보호 목적으로만 사용됩니다. 주로 고주파 저전압 인버터, 극성 보호 다이오드 및 프리휠링 다이오드의 정류기로 사용됩니다. 표면 장벽 다이오드, 핫 전자 다이오드 또는 핫 캐리어 다이오드라고도 합니다. P형 반도체 대신에 백금이나 알루미늄과 같은 금속을 사용하는 일반 PN접합 다이오드와는 조금 다릅니다.

쇼트키 다이오드에서 반도체와 금속이 결합되어 반도체 쪽이 음극으로 작용하고 금속 쪽이 양극으로 작용하는 금속 반도체 접합을 형성합니다. 금속과 반도체 사이에 금속-반도체 접합이 형성되면 쇼트키 장벽이라고도 하는 공핍층이 생깁니다.

Schottky는 저장된 전하가 적고 전력 손실이 낮고 기계적 특성이 더 높습니다. 모든 외부 표면이 내부식성이고 전류가 한 방향으로만 흐르고 다른 방향으로 흐르는 전류를 차단하는 단자를 쉽게 납땜할 수 있도록 제조됩니다. 이 다이오드에서 발생하는 전력 강하는 PN 접합 다이오드보다 낮습니다. 다이오드 단자에 전압이 가해지면 전류가 흐르기 시작하여 단자에 작은 전압 강하가 발생합니다. 전압 강하가 낮을수록 효율성이 높아지고 스위칭 속도가 빨라집니다.

제너 다이오드

제너 다이오드는 양극에서 음극으로 전류가 한 방향으로만 흐르도록 하는 일반 다이오드와 달리 양방향으로 전류가 흐르도록 하는 다이오드 유형입니다. 이러한 반대 방향의 전류 흐름은 단자 양단의 전압이 제너 전압이라고 하는 임계 전압을 초과할 때만 발생합니다. 이 제너 전압은 장치의 특성으로, 제너 효과를 제어하여 차례로 다이오드의 작동을 제어합니다.

제너 다이오드는 p-n 접합이 많이 도핑되어 있어 역 전압이 인가된 경우에도 장치가 제대로 작동할 수 있습니다. 그러나 많은 제너 다이오드는 대신 애벌랜치 항복에 의존합니다. 두 항복 유형 모두 장치에서 발생하지만 유일한 차이점은 제너 효과가 더 낮은 전압에서 우세한 반면 애벌런치 항복은 더 높은 전압에서 발생한다는 것입니다. 저전력 안정화 전원 공급 장치를 생성하는 데 사용됩니다. 또한 과전압 및 정전기 방전으로부터 회로를 보호하는 데 사용됩니다.

일반적으로 회로에 사용되는 제너 다이오드의 개략도는 다음과 같습니다.

사이리스터

사이리스터는 기본적으로 4층 소자로 P형 반도체 2개와 N형 반도체 2개로 교대로 구성된다. 사이리스터의 구성은 P-N-P-N으로 나타낼 수 있습니다. 가장 기본적인 형태의 사이리스터에는 양극, 음극 및 게이트의 세 단자가 있습니다. 게이트는 양극과 음극 사이의 전류 흐름을 제어합니다. Thyristor의 주요 기능은 스위치 역할을 하여 전력과 전류를 제어하는 ​​것입니다.

전류가 통하는 상태에서 비전도 상태로 빠르게 전환할 수 있어 주로 정류기로 사용된다. 또한 유지 보수 비용이 저렴하고 올바른 조건에서 작동하며 결함이 발생하지 않고 장기적으로 기능을 유지합니다. 사이리스터는 단순한 도난 경보기에서 송전선로에 이르기까지 광범위한 전기 회로에서 광범위하게 사용됩니다.

사이리스터의 작동은 수년에 걸쳐 광범위하게 연구되었으며 상당히 정확한 작동에 대한 데이터가 알려져 있습니다. 4개의 층(P-N-P-N)과 3개의 접합(PN, NP, PN)을 갖는 가장 기본적인 유형의 사이리스터용. 양극이 음극에 대해 양극인 경우 접합 PN 및 PN은 순방향 바이어스되는 반면 중앙 NP 접합은 역방향 바이어스됩니다. 따라서 NP 접합은 양극에서 음극으로의 양의 전류 흐름을 차단합니다. 사이리스터는 순방향 차단 상태라고 합니다. 유사하게, 음의 전류의 흐름은 외부 PN 접합에 의해 차단됩니다. 사이리스터가 역 차단 상태입니다. 사이리스터가 존재할 수 있는 또 다른 상태는 순방향 전도 상태입니다. 이 상태에서 스위치 ON에 충분한 신호를 받아 전도를 시작합니다.

위 그림은 일반적인 사이리스터 다이어그램을 보여줍니다.

지렛대 회로의 작동

현재 값의 모든 구성 요소를 회로에 제공된 대로 적절하게 연결합니다. 지렛대 회로는 입력 전압을 추적하며 한계를 초과할 때만 작동합니다. 한계를 초과하면 회로가 전력선을 단락시키고 저융점 금속으로 연결된 퓨즈가 녹아 회로를 차단합니다. 단락이 발생하는 전압 값은 제너 전압에 따라 다릅니다. 회로의 SCR은 입력 전압과 회로 접지에 직접 연결됩니다. 그러나 이 SCR은 SCR의 게이트 단자를 접지하여 꺼진 상태를 유지합니다. 제너 전압이 초과되면 제너 다이오드가 전도를 시작하고 전압이 SCR의 게이트 단자에 인가됩니다. SCR의 게이트 단자에 인가된 전압은 SCR을 전도하게 하고 입력 전압과 접지 사이에 단락이 있습니다. 이 단락은 회로에서 가능한 최대 전류를 끌어오고 부하에서 전원 공급 장치를 분리하는 퓨즈를 끊습니다.

이러한 회로 배열은 매우 쉽게 교체할 수 있는 희생 퓨즈를 끊음으로써 구성 요소와 회로 자체가 전압 오버슈트를 형성하지 않도록 합니다.


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