Поузданост било ког електронског уређаја зависи од тога колико су добро дизајнирани склопови хардверске заштите. Крајњи корисник (потрошач) склон је грешкама и одговорност доброг дизајнера хардвера је да заштити свој хардвер од било каквих незгода. Постоји довољно врста заштитних кругова, сваки са својим специфичним применама. Најчешћи тип заштитних кругова су заштитни кругови од пренапонског напона, кругови за заштиту од обрнутог поларитета, струјни кругови за заштиту од пренапона и струје. У овом упутству ћемо размотрити круг Цровбар који је врста склопа за заштиту од пренапона и који се често користи у електронским уређајима. Такође ћемо практично створити ово коло и верификовати његово функционисање у стварном животу.
Потребни материјали
- Осигурач
- Зенер диода
- Тиристор
- Кондензатори
- Отпорници
- Сцхоттки Диоде
Дијаграм круга крунице
Шема кола круног кола је врло једноставна и лака за изградњу и примену што га чини исплативим и брзим решењем. Комплетни дијаграм круга је приказан испод.
Овде је улазни напон (плава сонда) напон који се мора надгледати, а коло је дизајнирано да прекине напајање када напон напајања пређе 9,1В. У наставку ћемо размотрити функцију сваке компоненте.
Рад кругове крунице
Цровбар круг надгледа улазни напон и када премаши ограничење ствара кратки спој на далеководима и прегорева осигурач. Једном када се осигурач прегори, напајање ће се искључити из терета и на тај начин спречити високи напон. Коло функционише тако што ствара директни кратки спој преко далековода, као да је полуга испуштена између водова струјног круга. Отуда и добија своје иконично име коло за коло.
Напон преко којег би коло требало да створи кратки спој зависи од Зенер-овог напона. Коло се састоји од СЦР-а који је директно повезан преко улазног напона и уземљења круга, али овај СЦР се подразумевано одржава у искљученом стању уземљењем запорног кабла СЦР-а. Када улазни напон премаши Зенер-ов напон, Зенер-диода почиње да проводи и отуда се напаја напон на каблу СЦР-а, чиме се затвара веза између улазног напона и земље, стварајући тако кратки спој. Овај кратки спој ће извући максималну струју из напајања и прегорети осигурач који изолује напајање од терета. Комплетни рад такође се лако може разумети гледањем ГИФ слике изнад. Такође можете пронаћи демонстрацијски видео на крају овог упутства.
Горња слика представља како коло струготине тачно реагује када дође до стања пренапона. Као што видите, Зенер диода је овде оцењена на 9,1В, али улазни напон премашује вредност и тренутно износи 9,75В. Дакле, Зенер диода се отвара и почиње да спроводи пружањем напона на запорном каблу СЦР-а. СЦР тада почиње да се спроводи краткоспојним улазним напоном и масом и тако дува осигурач због максималне струје струје као што је приказано у ГИФ-у изнад. Функција сваке компоненте у овом кругу је објашњен у наставку.
Осигурач: Осигурач је витална компонента у овом колу. Напон осигурача увек треба да буде мањи од максималне струје СЦР и већи од струје коју троши оптерећење. Такође би требало да се побринемо да напајање може да произведе довољно струје да прекине осигурач у случају квара.
Кондензатор од 0,1 уФ: Ово је кондензатор за филтрирање; уклања шиљке и остале буке попут хармоника са напона напајања како би спречио лажно окидање кола.
9.1В Зенер диода: Ова диода одлучује о вредности пренапона, пошто смо овде користили 9.1В Зенер диоду, коло ће реаговати на било који напон који је изнад његове граничне вредности од 9.1В. Дизајнер може одабрати вредност овог отпорника према својим потребама.
1К отпорник: Ово је само отпорни отпорник који држи запорни клин СЦР-а на земљи и тако га држи искљученим док Зенер не почне да проводи.
Кондензатор од 47 нФ: Сваки прекидач за напајање попут СЦР-а захтева снубер-круг за сузбијање скокова напона током пребацивања и спречавање лажног активирања СЦР-а. Овде смо управо користили кондензатор за обављање посла. Вредност кондензатора би требало да буде довољна за филтрирање шума, јер ће велика вредност капацитивности повећати кашњење у којем СЦР почиње да спроводи након примене Гате импулса.
Тиристор (СЦР): Тиристор је одговоран за стварање кратког споја преко шина. Треба водити рачуна да СЦР може да поднесе тако високу вредност струје кроз њу да прегоре осигурач и оштети се. Напон на пролазу СЦР-а треба да буде мањи од Зенер-овог напона пробоја. Овде сазнајте више о Тиристору.
Сцхоттки диода: Ова диода није обавезна и користи се само у сврху заштите. Осигурава да са стране оптерећења не добијемо никакву реверзну струју која би могла оштетити заштитни круг. Уместо уобичајене диоде користи се Сцхоттки диода, јер има мањи пад напона на себи.
Хардвер
Сад кад смо разумели теорију иза Цровбар кола, време је да уђемо у забавни део. То је заправо изградња круга на врху плоче за хлеб и проверавање како то функционише у реалном времену. Коло које сам изградња је за 12В сијалице. Ова сијалица троши око 650мА под нормалним радним напоном од 12В. Дизајнираћемо кружни круг да бисмо проверили да ли напон премашује 12В и ако то учини, кратит ћемо СЦР и тако прегорети осигурач. Дакле, овде сам користио 12В Зенер диоду и ТИН612 Тиристор. Осигурач је постављен унутар држача осигурача, овде смо користили осигурач од 500мА. Комплетна поставка приказана је на доњој слици
Користио сам РПС за контролу улазног напона, иницијално је подешавање тестирано са 12В и добро функционише укључивањем сијалице. Касније се напон подиже помоћу РПС дугмета, стварајући тако кратки спој кроз СЦР и прегоревајући осигурач који такође искључује сијалицу и изолује је из извора напајања. Комплетни рад такође можете проверити у видео запису на дну ове странице.
Ограничења круног круга
Иако се склоп широко користи, он долази са својим ограничењима која су наведена у наставку
- Вредност пренапона кола зависи искључиво од вредности Зенер-овог напона, а доступно је само неколико вредности Зенер-диоде.
- Коло је такође изложено проблемима са буком; овај шум често може створити лажни окидач и прегорети осигурач.
- У случају пренапона, круг прегори осигурач и касније је потребна ручна помоћ за поновно покретање терета када напон постане нормалан.
- Осигурач је механички осигурач који се мора заменити и тако троши напор, време и новац.