전자 회로 차단기 - 회로도 및 작동

전자 회로 차단기 – 회로도, 작업 및 응용 프로그램

우리가 가정에서 사용하는 AC 기기는 일반적으로 전류와 전압을 처리하는 데 한계가 있습니다. 이러한 임계 전압 및 전류를 장치 정격이라고 하며 장치가 제대로 작동할 수 있는 범위에서 제조업체에서 측정한 것입니다. 가장 최적의 작동 조건에 필요한 정격 전압 및 전류일 뿐만 아니라 장치가 손상될 수 있는 측정값이기도 합니다. 결함이 있는 장치는 때때로 동일한 네트워크에 연결된 다른 장치에 피해를 줍니다.

이 문제는 전력망에서 얻는 전압 변동으로 인해 발생하며 일반적으로 불가피합니다. 이러한 전압 서지는 우리 가정의 소형 전자 제품에서 대형 고성능 산업 기계에 이르기까지 많은 전자 장치를 손상시키는 원인이 됩니다. 이 기사에서는 전자 회로 차단기를 만드는 방법을 다룹니다. 이는 회로를 사용하여 갑작스러운 전압 서지로부터 장치를 보호하고 네트워크에서 부하를 차단합니다.

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전자 회로 차단기의 회로도

회로의 개략도는 다음과 같습니다.

구성요소 전자 CB에 필수

LM358 연산 증폭기
7805 레귤레이터 =+5V
릴레이 =5V
BC547 IC =2개
강압 변압기 =12V
가변 전위차계 =10kΩ
다이오드 브리지
저항 =1kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ, 5.1kΩ 및 10kΩ
커패시터 =0.1μF, 10μF 및 100μF

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LM358

LM358 IC는 연산 증폭기 IC입니다. 저전력 듀얼 채널 연산 증폭기 IC입니다. 2개의 내부 주파수 보상 독립형 고이득 Op-Amp가 있습니다. 단일 전원 공급 장치로 작동하고 광범위한 전압에서 작동할 수 있도록 제작되었습니다. DC 이득 블록, 변환기 증폭기 및 기존 연산 증폭기 회로를 포함하는 이 IC의 많은 응용 분야가 있습니다. 이 IC에는 8핀 패키지가 있습니다.

핀아웃은 아래 그림과 같습니다.

IC의 내부 구조는 위 그림과 같습니다. 위에서 논의한 IC에는 2개의 독립적인 Op-Amp가 있습니다. 단자 1과 7은 연산 증폭기의 출력 단자입니다. 단자 3 및 5는 비반전 단자이고 단자 2 및 6은 반전 단자입니다. 각각 4와 8에 일반적으로 존재하는 접지 및 VCC 단자가 있습니다.

이 IC는 경제적이고 쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 전자적 측면에 더 가까운 자체 기능이 있습니다. 아래에 나열된 일부 기능.

주요 판매 포인트인 2개의 Op-Amp는 내부적으로 주파수 보상됨
단일 전원 공급 장치의 범위는 3-32V입니다.
이중 전원 공급 장치의 범위는 -16~-1.5V 또는 1.5~16V입니다.
전압 이득은 100dB이고 대역폭은 1MHz입니다.
IC로의 공급 전류 드레인이 매우 낮습니다. 일반적으로 500µA 범위입니다.
입력에 일반적으로 약 2mV인 작은 오프셋 전압이 있습니다.
IC에서 얻은 공통 모드 전압에는 접지 전위가 포함됩니다.
IC에 제공되는 차동 입력 전압과 전원 공급 장치 전압은 비슷합니다.

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7805 조정기 IC

전압 소스가 있는 회로는 변동이 있어 고정 전압 출력을 제공하지 않을 수 있습니다. 이러한 목적으로 널리 사용되는 IC 중 하나는 이러한 변동을 유지하는 데 사용되는 고정 선형 전압 조정기의 구성원인 7805 조정기 IC입니다. 7805가 사용되는 많은 응용 프로그램이 있으며 주요 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

고정 출력 조정기
양수 조절자 음수
조정 가능한 출력 조정기
현재 규제 기관
조정 가능한 DC 전압 조정기
규제 이중 공급
출력 극성 반전 보호 회로
역 바이어스 투영 회로

LM 7805 전압 조정기 IC
핀 번호	핀 이름	목적
1	입력	조정되지 않은 전압을 적용하여 조정된 출력을 얻습니다.
2	그라운드	지면에 연결됨
3	출력	출력은 조정된 전압 신호입니다.

입력 전압이 7.2V일 때 IC는 최대 효율을 달성합니다.

IC 7805 전압 조정기에서 많은 에너지가 열의 형태로 소모됩니다. 입력 전압과 출력 전압의 값의 차이는 열로 발생합니다. 따라서 입력 전압과 출력 전압의 차이가 크면 발열이 더 많이 발생합니다. 트랜지스터의 구멍은 방열판을 연결하기 위한 것입니다. 따라서 이 IC는 방열판도 제공합니다.

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BC547 트랜지스터

BC547은 NPN 바이폴라 접합 트랜지스터입니다. 주로 스위칭 목적과 증폭 과정에 사용됩니다. 베이스에서 더 적은 양의 전류는 컬렉터와 이미 터에서도 더 많은 양의 전류를 제어하는 데 사용됩니다. 기본 응용 프로그램은 스위칭 및 증폭입니다. 아래는 BC547 트랜지스터의 핀 배치입니다.

트랜지스터의 작동은 간단합니다. 입력 전압이 단자에 가해지면 일정량의 전류가 베이스에서 이미 터로 흐르기 시작하여 콜렉터의 전류를 제어합니다. 베이스와 이미 터 사이의 전압은 NPN 구성을 위해 이미 터에서 음수이고 기본 단자에서 양수입니다.

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릴레이

릴레이는 전기, 전자기 또는 전자적으로 작동되는 스위치입니다. 스위치에는 접점 만들기, 접점 끊기 또는 이 두 가지의 조합과 같은 여러 접점 형식의 접점이 여러 개 있을 수 있습니다. 릴레이는 독립적인 저전력 신호로 회로를 제어하거나 하나의 신호로 여러 회로를 제어해야 하는 경우에 사용됩니다. 전통적인 형태의 릴레이는 전자석을 사용하여 접점을 닫거나 열지만, 움직이는 부품에 의존하지 않고 제어를 위해 반도체 속성을 사용하는 무접점 릴레이와 같은 다른 작동 원리가 발명되었습니다. 회로 구성에 사용되는 5V 릴레이의 핀아웃은 아래와 같습니다.

5V 릴레이
핀 번호	핀 이름	설명
1	코일 끝 1	릴레이를 트리거하는 데 사용
2	코일 엔드 2	릴레이를 트리거하는 데 사용
3	공통(COM)	부하의 한쪽 끝에 연결됨
4	보통 닫기(NC)	다른 쪽 끝이 이 터미널에 연결되어 있으면 부하가 트리거되기 전에 연결된 상태로 유지됩니다.
5	일반적으로 열림(NO)	다른 쪽 끝이 이 터미널에 연결되어 있으면 로드가 트리거되기 전에 연결이 끊긴 상태로 유지됩니다.

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전자 회로 차단기의 작동

위의 회로도에 따라 구성 요소를 올바르게 연결하십시오. 위에 표시된 회로도에는 세 부분이 있습니다. 세 부분이 연결되어 하나의 큰 회로를 형성해야 합니다. 세 부분은

전원 모듈
연산 증폭기 모듈
릴레이 모듈

회로의 세 가지 모듈은 보고서의 다음 섹션에서 간략하게 논의됩니다.

전원 모듈

이 회로의 연산 증폭기는 우리 프로젝트의 회로 차단기 컨트롤러입니다. 이 연산 증폭기에는 5V 조정 전원 공급 장치가 필요합니다. AC 전압이 약 220V인 주전원에서 이 회로를 실행합니다. 먼저 Op-Amp에 전원을 공급하려면 주전원에서 사용할 수 있는 전압을 낮춰야 합니다.

이를 위해 우리는 강압 변압기를 사용합니다. 이 경우에는 12V의 강압 전압을 제공하는 변압기를 사용했습니다. 변압기에서 얻은 이 12V AV 전압은 다이오드 브리지를 사용하여 만든 정류기 회로를 사용하여 정류됩니다. 이것은 AC 전압을 DC 전압으로 정류합니다.

이 정류의 출력은 이제 약 12V DC 전압을 제공합니다. 이 12V DC는 LM7805 전압 조정기 IC를 사용하여 조정됩니다. 가변 저항과 저항이 있는 전위 분배기를 사용하여 전원 모듈의 출력 전압을 0~5V 사이에서 매핑할 수 있습니다. 전위차계 전압을 변경하여 다른 전압을 얻을 수 있습니다. 12V ~ 5V 변환기 회로도 사용할 수 있습니다.

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연산 증폭기 모듈

Op-Amp 모듈은 회로의 주요 부분이며 여기에서 전압 비교가 수행됩니다. 우리가 만들고 있는 회로 차단기는 고전압 및 저전압 서지 모두로부터 보호하는 것이므로 두 경우를 모두 고려해야 합니다. 두 경우 모두 개별 회로가 있으며 레이블이 지정된 연결에서 주 회로에 연결됩니다.

회로의 연산 증폭기는 차동 모드에서 사용됩니다. 그리고 Op-Amp의 모든 애플리케이션 중에서 우리는 이 회로에서 Op-Amp를 전압 비교기로 사용했습니다. 이 비교기는 두 단자에서 전압을 비교한 후 출력으로 높거나 낮습니다. 우리는 하한과 상한 모두에 대한 임계 전압을 설정할 수 있습니다. 저항 네트워크를 사용하여 설정할 수 있습니다.

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릴레이 모듈

이제 Op-Amp 회로에 적절한 전원 공급 장치를 제공하고 Op-Amp가 예상대로 작동하도록 만들어졌으므로 이제 다음 사항에 대해 생각해야 합니다. 고전압 또는 저전압 서지가 전자 회로 차단기에 의해 식별된 감지 후 회로의 작동 .

전압의 서지는 위에서 논의한 회로의 Op-Amp 모듈에서 얻습니다. Op-Amp 모듈에서 얻은 Op-Amp 출력을 기반으로 릴레이가 트리거됩니다. 연산 증폭기의 두 출력이 모두 높을 때만 릴레이가 트리거되고 AC 부하가 주전원에 직접 연결됩니다. 전류 제한에 사용되는 추가 1k 옴 저항이 있습니다.