Mạch bảo vệ quá áp

Các mạch bảo vệ, như bảo vệ phân cực ngược, bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá / dưới điện áp, được sử dụng để bảo vệ bất kỳ thiết bị hoặc mạch điện tử nào khỏi bất kỳ sự cố bất ngờ nào xảy ra. Nói chung cầu chì hay MCB dùng để bảo vệ quá áp, ở phần mạch này, chúng ta sẽ xây dựng mạch bảo vệ quá áp mà không cần dùng đến Fuse.

Bảo vệ quá áp là tính năng của nguồn điện cắt nguồn cung cấp bất cứ khi nào điện áp đầu vào vượt quá giá trị đặt trước. Để bảo vệ khỏi sự tăng điện áp cao, chúng tôi luôn sử dụng mạch bảo vệ quá áp hoặc bảo vệ xà beng. Mạch bảo vệ xà beng là một loại bảo vệ quá áp được sử dụng phổ biến nhất trong các mạch điện tử.

Có nhiều cách khác nhau để bảo vệ mạch của bạn khỏi quá áp. Cách đơn giản nhất là kết nối cầu chì ở phía cung cấp đầu vào. Nhưng vấn đề là đó là bảo vệ một lần, bởi vì khi điện áp vượt quá giá trị đặt trước, dây bên trong cầu chì sẽ cháy và đứt mạch. Sau đó, bạn phải thay thế cầu chì bị hỏng bằng một cầu chì mới để kết nối lại.

Ở đây trong mạch này, Diode Zener và Transistor lưỡng cực được sử dụng để bảo vệ quá áp tự động. Nó có thể được thực hiện bằng hai phương pháp,

1. Mạch điều chỉnh điện áp Zener: Phương pháp này điều chỉnh điện áp đầu vào và bảo vệ mạch khỏi quá áp bằng cách cung cấp điện áp quy định, nhưng nó không ngắt phần đầu ra khi điện áp vượt quá giới hạn an toàn . Chúng ta sẽ luôn nhận được điện áp đầu ra nhỏ hơn hoặc bằng định mức của diode Zener.

2. Mạch bảo vệ quá áp sử dụng Diode Zener: Trong phương pháp bảo vệ quá áp thứ hai, bất cứ khi nào điện áp đầu vào vượt quá mức đặt trước, nó sẽ ngắt phần đầu ra hoặc tải khỏi mạch.

Mạch điều chỉnh điện áp Zener

Bộ điều chỉnh điện áp Zener bảo vệ mạch khỏi quá áp và cũng điều chỉnh điện áp cung cấp đầu vào. Sơ đồ mạch cho Bảo vệ quá áp sử dụng Bộ điều chỉnh điện áp Zener được đưa ra dưới đây:

Giá trị điện áp đặt trước của mạch là giá trị tới hạn mà nguồn cung cấp bị ngắt kết nối hoặc nó sẽ không cho phép bất kỳ điện áp nào trên giá trị đó. Ở đây giá trị điện áp đặt trước là định mức của Zener. Giống như, chúng tôi đang sử dụng diode Zener 5.1V thì điện áp ở đầu ra sẽ không vượt quá 5.1v.

Khi điện áp đầu ra tăng, điện áp cực phát giảm, do bóng bán dẫn Q1 dẫn điện ít hơn. Khi Q1 dẫn ít hơn, nó làm giảm điện áp đầu ra do đó duy trì điện áp đầu ra không đổi.

Điện áp đầu ra được định nghĩa là:

VO = VZ - VBE

Ở đâu, VO là điện áp đầu ra

VZ là điện áp đánh thủng Zener

VBE là điện áp cực phát

Mạch bảo vệ quá áp sử dụng Diode Zener

Sơ đồ mạch dưới đây để bảo vệ quá áp được xây dựng bằng cách sử dụng diode Zener và bóng bán dẫn PNP. Mạch này ngắt đầu ra khi điện áp vượt quá mức cài đặt trước. Giá trị đặt trước là giá trị danh định của điốt Zener được kết nối với mạch. Bạn thậm chí có thể thay đổi diode Zener theo giá trị điện áp phù hợp của mình. Nhược điểm của mạch là bạn có thể không tìm thấy giá trị chính xác của điốt Zener, vì vậy hãy chọn một điốt có định mức gần nhất với giá trị đặt trước của bạn.

Vật liệu cần thiết

• Bóng bán dẫn FMMT718 PNP - 2nos.
• Điốt Zener 5.1V (1N4740A) - 1nos.
• Điện trở (1k, 2,2k và 6,8k) - 1nos. (mỗi)
• Breadboard
• Kết nối dây

Sơ đồ mạch bảo vệ quá áp

Làm việc của mạch bảo vệ quá áp

Khi điện áp nhỏ hơn mức đặt trước, cực gốc của Q2 ở mức cao và vì nó là bóng bán dẫn PNP, nó sẽ TẮT. Và, khi Q2 ở trạng thái tắt, đầu cuối cơ sở của Q1 sẽ ở mức THẤP và nó cho phép dòng điện chạy qua nó.

Điốt Zener bắt đầu dẫn điện, kết nối chân đế của Q2 với mặt đất và BẬT Q2. Khi Q2 BẬT, đầu cuối cơ sở của Q1 trở nên CAO và Q1 BẬT, có nghĩa là Q1 hoạt động như một Công tắc mở. Do đó, Q1 không cho phép dòng điện chạy qua nó và bảo vệ Tải khỏi điện áp vượt quá.

Bây giờ chúng ta cũng cần xem xét điện áp rơi trên các bóng bán dẫn, nó phải thấp để có độ chính xác thích hợp của mạch. Vì vậy, chúng tôi đã sử dụng bóng bán dẫn FMMT718 PNP thể hiện giá trị bão hòa VCE rất thấp, do đó điện áp giảm trên các bóng bán dẫn thấp.

Kiểm tra thêm các Mạch bảo vệ khác của chúng tôi.