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設計一個簡單的直流電壓低壓短路保護電路

科技觀察員 ? 來源:circuitdigest ? 作者:卡姆納·塔庫爾 ? 2022-11-08 16:28 ? 次閱讀

短路是為負載供電的兩個端子之間的意外連接。它可以發生在交流或直流電路中,如果是交流電源,那么短路可能會使整個區域的電源跳閘,但是從發電站到房屋的許多級別都有保險絲和過載保護電路。如果是像電池這樣的直流電源,那么它可以加熱電池,電池會很快放電。在某些情況下,電池可能會爆炸。有很多方法可以防止電路短路,并且有許多類型的保險絲可用于過載保護。

我們將設計和研究一個簡單的直流電壓低壓短路保護電路。該電路旨在安全地運行微控制器電路,并可以保護其免受電路其他部分短路的損壞。

所需組件

SK100B PNP 晶體管 - 1 否

BC547B NPN 晶體管 - 1 個

1kΩ 電阻 - 1 否

10kΩ 電阻 - 1 否

330Ω 電阻 - 2 Nos.

470Ω 電阻 - 1 否

電源 6VDC - 1 個

面包板 - 1 號。

連接線 - 根據要求

SK100B PNP 晶體管

pYYBAGNqEzqAcyMWAAAfTSacvpM949.jpg

從晶體管的凹口開始是發射極,中間是基極,最后一個是集電極

發射器 - E

基地 - B

收集器 - C

BC547B NPN 晶體管

poYBAGNqEzyAT2xjAAAysqMN_vc006.jpg

短路保護電路

短路的一個常見例子是電池的正極和負極通過低電阻導體(如導線)連接在一起。在這種情況下,電池可能會著火,甚至會爆炸。這就是手機中移動電池多次發生的情況。

為了避免這種短路情況,使用了短路保護電路。短路保護電路將轉移電流或斷開電路與電源之間的接觸。

有時,我們在使用一些有故障的家用電器(如烤箱、熨斗等)時會遇到突然火花的電源故障。這背后的原因是,在某個地方有一些多余的電流流過故障設備內部的某個電路。這可能會導致電擊,或者如果沒有保護,可能會點燃房屋。因此,使用保險絲或斷路器以避免此類損壞。在這種情況下,斷路器或保險絲會斷開房屋的主電源。熔斷器斷路器電路也是短路保護電路的一種形式,其中使用低電阻線,每當有多余的電流通過時,它就會熔化并斷開主電源與房屋的連接。

因此,在這里我們將研究和設計電路,以避免由于短路而造成的損壞。

電路圖

poYBAGNqEvaAFgwZAADnqBWcFmo349.png

pYYBAGNqEwWAM6DPAADf8yl4mPw096.png

短路保護電路的工作原理

上圖顯示了一個簡單的低功耗直流短路保護電路,它由兩個晶體管電路組成,一個是BC547 NPN晶體管電路,另一個是SK100B PNP晶體管電路。輸入使用5V直流電源提供給電路,該電源可以由某些電池或使用變壓器提供。

poYBAGNqE0CAO2q-AACn8d6YoqU048.jpg

電路的工作原理很簡單,當綠色LED D1發光時,表示電路工作正常,沒有損壞的風險。紅色 LED D2 預計僅在短路時亮起。

當電源接通時,晶體管Q1偏置并開始導通,LED D1導通。在此期間,紅色 LED D2 保持熄滅,因為沒有短路。

綠色LED D1的發光也表明電源電壓和輸出電壓大致相等。

在我們的刺激電路中,我們使用輸出端的開關生成了一個“短路”。當發生“短路”時,輸出電壓降至0V,Q1停止導通,因為其基極電壓為0V。 晶體管Q2也停止導通,因為其集電極電壓也降至0V。

因此,現在電流開始流過RED LED D2,并通過短路路徑(通過開關)穿過地面。這使得紅色LED D2開始導通,因為它是正向偏置的,并表明已檢測到短路,電流通過紅色LED D2轉移,而不是損壞整個電路。

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