Sirkuit Proteksi Tegangan Lebih:Arti, Jenis, dan Proyek DIY Dijelaskan

Tidak dapat disangkal, Anda pasti pernah mengalami atau mendengar kondisi tegangan lebih yang terjadi karena, misalnya, gangguan pada suplai. Anda mungkin juga telah melihat dampak tegangan lebih seperti menyebabkan kebakaran atau malfungsi sirkuit, merusak komponen sirkuit, dll.

Jadi, bagaimana kita mencegah situasi tegangan lebih terjadi di catu daya kita?

Dengan membaca artikel ini, Anda akan mempelajari jenis proyek rangkaian proteksi tegangan lebih yang dapat Anda gunakan. Kami juga akan menyertakan diagram sirkuit untuk pemahaman yang lebih baik.

Mari kita mulai.

Apa itu Proteksi Tegangan Lebih?

Proteksi tegangan lebih adalah fitur catu daya yang menjepit keluaran atau mematikan catu daya pada tingkat tegangan yang lebih tinggi. Seringkali, tingkat tegangan harus melebihi tingkat yang telah ditetapkan agar perlindungan dapat terjadi.

Sirkuit perlindungan tegangan berlebih terutama mencegah kerusakan pada elemen elektronik dari banyak perangkat catu daya. Karena itu, proteksi tegangan lebih saat ini cukup populer di beberapa aplikasi, seperti aplikasi otomotif.

(mobil)

Jenis Perlindungan Tegangan Lebih

Jenis perlindungan tegangan lebih tergantung pada biaya, kinerja, dan kompleksitas. Mereka semua mencapai perlindungan tegangan berlebih catu daya yang efisien.

Tiga yang paling umum adalah;

linggis SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Sirkuit linggis SCR mencegah tegangan berlebih dengan membuat jalur pendek hubung singkat ke output catu daya.

Thyristor SCR dapat mengganti arus besar dan aktif hingga muatan apa pun menyebar. Selain itu, Anda dapat menautkan kembali SCR ke sekering yang akan putus dan mencegah regulator menerima lebih banyak tegangan.

Sirkuit linggis SCR

Pada rangkaian, dioda zener berfungsi untuk menjaga tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasi keluaran. Demikian pula, ia mempertahankan level tegangan rendah untuk mencegah kerusakan sirkuit.

Oleh karena itu, dioda Zener tidak memiliki arus yang mengalir selama konduksi karena tidak mendapatkan tegangan tembus. Akibatnya, saat ini tidak mengalir melalui thyristor, membuatnya tetap tertutup. Namun, catu daya beroperasi seperti biasa.

(Dioda Zener)

Tegangan sering naik ketika transistor lulus seri di catu daya DC gagal. Unit decoupling, untungnya, menjaga voltase agar tidak langsung tumbuh. Kenaikan tegangan akan menentukan di mana dioda Zener mulai konduksi. Selanjutnya, arus mengalir melalui gerbang thyristor dan menyebabkannya memicu.

Setelah pemicuan, thyristor menghubungkan output catu daya ke ground, sehingga menghindari kerusakan pada sirkuitnya. Anda juga dapat menggunakan korsleting untuk meledakkan sekering, sehingga mengalihkan daya dari pengatur tegangan. Pengalihan mencegah unit dari kerusakan lebih lanjut.

(thyristor)

Kadang-kadang, Anda dapat menempatkan kapasitor kecil sebagai unit decoupling dari gerbang thyristor ke ground. Tujuannya adalah untuk mencegah RF atau transien tajam dari tim decoupling yang menerima daya. Dengan cara itu, RF tidak akan sampai ke koneksi gerbang dan menyebabkan pemicu palsu.

Jauhkan decoupling besar karena dapat memperlambat perlindungan tegangan lebih Anda bahkan dalam kasus kegagalan yang realistis.

Penjepit tegangan

Penjepitan tegangan adalah bentuk kedua dari perlindungan tegangan berlebih.

Sirkuit penjepit tegangan

Pengoperasiannya membutuhkan dioda Zener yang diposisikan menyilang output dari catu daya yang diatur. Karena tegangan dioda Zener sedikit lebih tinggi dari tegangan rel maksimum, biasanya tidak akan berjalan. Namun, itu akan memulai konduksi ketika tegangan menjadi terlalu tinggi. Kemudian, dioda Zener akan menjepit tegangan pada nilai yang lebih tinggi dari tegangan rel.

Tambahkan buffer transisi pada dioda Zener jika Anda memerlukan kemampuan arus yang lebih tinggi untuk catu daya teregulasi Anda. Ini meningkatkan kemampuan arus dioda Zener sama dengan keuntungan arus transistor. Karena Anda memerlukan transistor daya untuk rangkaian, tingkat penguatan saat ini akan turun hingga 20 – 50.

Pembatasan tegangan

Pembatasan tegangan adalah jenis perlindungan tegangan lebih dalam catu daya mode sakelar. Untungnya, regulator mode sakelar sering tidak berfungsi dalam kondisi tegangan rendah. Namun, jika terjadi kondisi tegangan berlebih, sering kali disarankan untuk memeriksa perangkat pembatas tegangan.

Kondisi pembatas tegangan bekerja dengan merasakan kondisi tegangan lebih, kemudian mematikan konverter seperti konverter DC-DC.

Konverter DC-DC dan regulator mode sakelar sering menggunakan chip untuk mengoperasikan sirkuitnya. Selain itu, perlu menggunakan loop rasa yang diposisikan di luar regulator IC. Loop indera eksternal penting karena kerusakan pada chip regulator yang menyebabkan tegangan berlebih juga dapat merusak mekanisme penginderaan.

Catatan;

Anda memerlukan sirkuit khusus untuk chip pengatur mode sakelar Anda dan sirkuit tertentu yang diterapkan untuk kinerja yang efektif.

Mode sakelar/ Pengatur sakelar

Proyek Sirkuit Proteksi Tegangan Lebih

Durasi dan besarnya tegangan lebih menentukan desain sirkuit Anda untuk perlindungan yang lebih baik. Kami akan membahas dua proyek di bagian ini.

Sirkuit pengatur tegangan Zener

Regulator tegangan Zener memiliki dua fungsi;

• Pertama, ini membantu dalam perlindungan tegangan lebih.
• Kemudian, ini mengatur tegangan suplai input.

Sirkuit pengatur tegangan Zener

Untuk rangkaian di atas, tingkat preset tentu saja adalah peringkat dioda Zener. Jadi, rangkaian tidak dapat berjalan pada nilai ambang sekitar 5.1V.

Nilai prasetel; Ini adalah tegangan ambang tinggi yang menyebabkan rangkaian memutuskan suplai sisi beban.

Selain itu, tegangan basis-emitor transistor menentukan konduksi transistor Q1. Dengan demikian, ketika tegangan keluaran rangkaian naik, Vbe transistor (tegangan basis-emitor) meningkat, dan konduksi berkurang. Selanjutnya, tegangan keluaran berkurang dan mempertahankan tingkat tegangan yang berkelanjutan.

Sirkuit proteksi tegangan lebih menggunakan dioda Zener

Rangkaian proteksi tegangan lebih kedua ini akan menggunakan transistor PNP di samping dioda Zener.

Menemukan nilai dioda Zener yang tepat dapat menjadi tantangan di sini, jadi pilihlah peringkat yang mendekati nilai preset Anda.

Daftar komponen

Papan tempat memotong roti,

Transistor PNP FMMT718,

Menghubungkan kabel,

Resistor (1k, 2.2k, dan 6.8k), dan

Dioda Zener 5.1V (1N4740A).

Sirkuit untuk perlindungan tegangan lebih menggunakan dioda Zener

Prinsip kerja rangkaian proteksi tegangan lebih

Jika tingkat preset lebih tinggi dari tegangan dalam operasi biasa, terminal dasar Q2 meningkat. Kemudian mati karena ini adalah transistor PNP. Kondisi OFF Q2 mengakibatkan terminal basis Q1 menjadi rendah dan memungkinkan aliran arus.

Sebaliknya, dioda Zener mulai berjalan jika nilai preset lebih rendah dari tegangan. Pada gilirannya, itu menyalakan Q2 karena menghubungkan dasar Q2 ke tanah. Dalam kondisi Q2'S ON, terminal dasar Q1 menjadi tinggi, dan menyala seperti sakelar terbuka. Dengan demikian, Q1 membatasi aliran arus yang melaluinya, mencegah kelebihan tegangan merusak beban.

Selanjutnya, penurunan tegangan pada transistor harus di bawah untuk memberikan pembacaan rangkaian yang akurat. Dalam kasus kami, kami telah menggunakan transistor PNP FMMT718 dengan tingkat saturasi VCE rendah. Itu membuat penurunan transistor serendah mungkin.

Kekurangan rangkaian

Disipasi daya; menghilangkan panas, oleh karena itu, membuang-buang energi karena resistor seri terhubung.

Ringkasan

Kesimpulannya, pasokan listrik modern tidak dapat disangkal dapat diandalkan dalam aktivitas kita sehari-hari. Namun, kemungkinan besar, mereka mungkin gagal karena faktor-faktor seperti tegangan lebih. Oleh karena itu, perlu adanya sarana proteksi tegangan lebih.

Yakinlah, dengan panduan lengkap di atas, sirkuit Anda aman. Tapi tetap saja, jika Anda masih memiliki masalah yang membara, hubungi kami.