In dit artikel onderzoeken we een elektronisch circuitontwerp dat werkt als een conventionele zekering om elk elektrisch systeem te beschermen tegen overbelasting, overstroom, kortsluiting en aanverwante brandgevaren.
Het belangrijkste voordeel van deze elektronische zekering is echter dat hij niet vaak moet worden vervangen, zoals mechanische zekeringen, maar dat hij met een enkele druk op de knop kan worden gereset.
Wat is een zekering
Een zekering is een apparaat dat in elektrische bedrading wordt gebruikt om onbedoeld brandgevaar als gevolg van kortsluiting of overbelasting te voorkomen. Bij gewone mechanische zekeringen wordt een speciale smeltdraad gebruikt die smelt als er ergens in de bedrading kortsluiting optreedt.
Hoewel dergelijke zekeringen redelijk betrouwbaar zijn, zijn ze zeker niet zo efficiënt of elegant met hun prestaties.
Een mechanisch smeltbaar type zekering vereist een zorgvuldige selectie voor zover het de classificatie betreft en eenmaal gesprongen, vereist opnieuw een zorgvuldige vervanging van het apparaat op de juiste manier.
Zelfs auto's bevatten grotendeels de bovengenoemde smeltbare zekeringen voor de besproken voorzorgsmaatregelen.
De bovengenoemde inefficiënte zekering kan echter zeer effectief worden vervangen door meer veelzijdige typen elektronische zekeringscircuits met weinig aandacht.
Belangrijkste kenmerken
Als u online naar een elektronisch zekeringscircuit zoekt, kunt u een paar heel gewone ontwerpen tegenkomen die eigenlijk niet in staat zijn om hoge stroomkortsluitingen of overbelastingen aan te pakken.
Deze circuits zijn gemaakt door schoolkinderen en kunnen niet voor serieuze toepassingen worden gebruikt.
Het onderstaande ontwerp maakt gebruik van een relais en is in staat om kortsluitingen met hoge stroomsterkte tot 5 ampère of zelfs 10 ampère te ondersteunen.
Dit maakt het ontwerp geschikt voor bijna alle gelijkstroomcircuits met hoge stromen die een onfeilbare kortsluitbeveiliging vereisen.
Hoe deze elektronische zekering werkt
Het idee is exclusief door mij ontwikkeld en de testresultaten waren behoorlijk indrukwekkend.
Het CIRCUIT DIAGRAM is heel eenvoudig, een relais wordt gebruikt om de batterijvoeding via de contacten naar de rest van de elektrische auto van het voertuig te schakelen.
Een lage weerstand wordt over de basisemitter van een transistor geplaatst om de stijging van de stroomniveaus te meten.
Wanneer een mogelijke kortsluiting wordt gedetecteerd, wordt een equivalente hoeveelheid spanning ontwikkeld over deze lage weerstand, deze spanning wordt verantwoordelijk voor het onmiddellijk triggeren van de transistor, die op zijn beurt de relaisstuurtrap activeert.
Het relais keert snel terug en schakelt de stroomtoevoer naar het voertuig elektrisch UIT.
Tijdens het proces vergrendelt het zichzelf echter ook, zodat het niet in een oscillerende modus gaat.
De relaiscontacten moeten geschikt zijn voor de maximaal toegestane stroom die is gespecificeerd voor de normale behoeften van het voertuig.
Detectieweerstand
De waarde van de detectieweerstand moet zorgvuldig worden gekozen voor de beoogde uitschakelhandelingen bij de juiste overbelastingsniveaus.
Ik gebruikte een ijzerdraad (1 mm dik, 6 windingen, 1 inch diameter) in plaats van de detectieweerstand en hij kon tot 4 ampère aan, waarna hij het relais dwong om te trippen.
Voor hogere stromen kan een lager aantal beurten worden geprobeerd.
Om precies te zijn, zou de detectieweerstand kunnen worden berekend met behulp van de formule:
- Rx = 0,6 / afgesneden stroom
- Rx-wattage = 0,6 x afgesneden stroom
De 'push to OFF'-schakelaar wordt gebruikt om het circuit te resetten, maar alleen nadat de kortsluiting correct is verholpen.
Een eenvoudig elektronisch zekeringscircuit dat door mij is ontwikkeld, wordt hieronder weergegeven:
Nog een eenvoudige elektronische zekering
De elektronische zekering geeft aan dat de belastingsstroom wordt uitgeschakeld zodra een overbelasting wordt gedetecteerd. Eigenlijk beperkt het eenvoudig de belastingsstroom tot een grootte van bepaalde versterkers. Het volgende circuit zal in feite de belastingsstroom activeren om te dalen tot 0%.
Als het stijgt, wordt IL x R2> 0,7 V / R2, Q4 ingeschakeld en wordt basisstroom geleverd aan Q3. Q4 wordt als resultaat geactiveerd en levert extra basisstroom voor Q4.
De regeneratieve functie gaat door totdat Q4 en Q3 uiteindelijk verzadigd zijn. Q3 zal vervolgens alle basisstroom van Q1 afnemen, waardoor Q2 wordt uitgeschakeld en de belasting beschermd is tegen overstroom.
Als de resetknop wordt ingedrukt, wordt de gehele stroomaandrijving verwijderd van Q3 en Q4, waardoor ze niet meer verzadigd zijn.
Zodra de resetknop ik loslaat, gaat het circuit ofwel terug naar de oorspronkelijke situatie als de overbelastingssituatie is opgeheven, of klikt het weer uit als het nog steeds bestaat.
Voorzichtigheid is geboden bij de 'aarding' om kortsluiting van R2 te voorkomen.
Een paar: DIY 100 Watt MOSFET-versterkercircuit Volgende: Transistor 2N3904 - Pinout en specificaties
