Mạch bảo vệ quá dòng dùng opamp

Bảo vệ quá dòng thường được sử dụng trong những mạch nguồn để hạn chế dòng ra của đơn vị chức năng nguồn PSU. Thuật ngữ ” Quá dòng ” là thực trạng khi tải rút một dòng điện lớn hơn năng lực lao lý của đơn vị chức năng nguồn. Đây là một trường hợp nguy hại vì thực trạng quá dòng hoàn toàn có thể làm hỏng nguồn điện. Vì vậy, những kỹ sư thường sử dụng mạch bảo vệ quá dòng để cắt tải khỏi nguồn điện trong những trường hợp này để bảo vệ tải và nguồn điện .

Bảo vệ quá dòng bằng bộ khuếch thuật toán

Có nhiều loại mạch bảo vệ quá dòng. Độ phức tạp của mạch nhờ vào vào vận tốc mạch bảo vệ sẽ phản ứng trong trường hợp quá dòng. Trong bài này, tất cả chúng ta sẽ kiến thiết xây dựng một mạch bảo vệ quá dòng đơn thuần bằng cách sử dụng opamp được sử dụng rất thông dụng và hoàn toàn có thể thuận tiện kiểm soát và điều chỉnh cho những phong cách thiết kế của bạn .

Mạch tất cả chúng ta sắp phong cách thiết kế sẽ có giá trị ngưỡng quá dòng hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh được và cũng sẽ có tính năng tự động hóa khởi động lại khi hỏng. Vì đây là mạch bảo vệ quá dòng dựa trên opamp nên nó sẽ có opamp làm đơn vị chức năng dẫn động. Trong mạch này, bộ khuếch đại thuật toán đa năng LM358 được sử dụng. Hình bên dưới là sơ đồ chân của LM358 .

Như hình trên, bên trong gói IC tất cả chúng ta có hai kênh opamp. Tuy nhiên, chỉ có một kênh duy nhất được sử dụng cho mạch này. Opamp sẽ chuyển ( ngắt liên kết ) tải đầu ra bằng MOSFET. Đối với mạch này, MOSFET IRF540N kênh N được sử dụng. Nên sử dụng tản nhiệt MOSFET tương thích nếu dòng tải lớn hơn 500 mA. Tuy nhiên, so với mạch này, MOSFET được sử dụng không có tản nhiệt. Hình dưới đây là sơ đồ chân của IRF540N .

Để cấp nguồn cho opamp và mạch, bộ kiểm soát và điều chỉnh điện áp tuyến tính LM7809 sẽ được sử dụng. Đây là bộ kiểm soát và điều chỉnh điện áp tuyến tính 9V 1A với định mức điện áp đầu vào rộng. Sơ đồ chân trong hình bên dưới .

Linh kiện cần:

Dưới đây là list những linh phụ kiện thiết yếu cho mạch bảo vệ quá dòng .

Breadboard
Nguồn điện 12V ( tối thiểu ) hoặc theo điện áp được nhu yếu .
LM358
100 uF 25V

IRF540N

Tản nhiệt ( theo nhu yếu ứng dụng )
Trim pot 50 k .
Điện trở 1 k với dung sai 1 %
Điện trở 1M eg
Điện trở 100 k với dung sai 1 % .
Điện trở 1 ohm, 2W ( dòng tải 1.25 A tối đa 2W )
Dây cho breadboard

Mạch bảo vệ quá dòng

Mạch bảo vệ quá dòng đơn thuần hoàn toàn có thể được phong cách thiết kế bằng cách sử dụng Opamp để cảm nhận quá dòng và dựa trên tác dụng, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh Mosfet để ngắt hoặc liên kết tải với nguồn điện. Sơ đồ mạch rất đơn thuần trong hình dưới đây

Hoạt động của mạch bảo vệ quá dòng

Như bạn hoàn toàn có thể thấy từ sơ đồ mạch, MOSFET IRF540N được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh tải ở chính sách BẬT hoặc TẮT trong điều kiện kèm theo thông thường và quá tải. Nhưng trước khi tắt tải, điều thiết yếu là phải phát hiện ra dòng tải. Điều này được thực thi bằng cách sử dụng một điện trở shunt R1, là một điện trở shunt 1 Ohm với định mức 2 W. Phương pháp đo dòng điện này được gọi là Cảm biến dòng điện trở Shunt, bạn cũng hoàn toàn có thể kiểm tra những chiêu thức cảm ứng dòng điện khác cũng hoàn toàn có thể được sử dụng để phát hiện quá dòng .

Trong trạng thái BẬT của MOSFET, dòng tải chạy qua cực máng của MOSFET đến cực nguồn và ở đầu cuối đến GND qua điện trở shunt. Tùy thuộc vào dòng tải, điện trở shunt tạo ra điện áp rơi trên đó hoàn toàn có thể được tính bằng định luật Ohm. Giả sử so với dòng điện 1A ( dòng tải ), điện áp rơi trên điện trở shunt là 1V là V = I x R ( V = 1A x 1 Ohm ). Vì vậy, nếu điện áp rơi này được so sánh với điện áp xác lập trước bằng Opamp, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể phát hiện quá dòng và đổi khác trạng thái của MOSFET để cắt tải .

Bộ khuếch đại thuật toán thường được sử dụng để thực hiện các phép toán như cộng, trừ, nhân, … Do đó, trong mạch này, bộ khuếch đại thuật toán LM358 được cấu hình như một bộ so sánh. Theo giản đồ, bộ so sánh sẽ so sánh hai giá trị. Đầu tiên là điện áp rơi trên điện trở shunt và một điện áp khác là điện áp xác định trước (điện áp tham chiếu) sử dụng biến trở hoặc chiết áp RV1. RV1 đóng vai trò là bộ chia điện áp. Điện áp rơi trên điện trở shunt được cảm nhận bởi chân đảo của bộ so sánh và nó được so sánh với tham chiếu điện áp được nối với chân không đảo của bộ khuếch đại thuật toán.

Do đó, nếu điện áp cảm nhận nhỏ hơn điện áp chuẩn, bộ so sánh sẽ tạo ra điện áp dương trên đầu ra gần với VCC của bộ so sánh. Nhưng, nếu điện áp cảm nhận lớn hơn điện áp tham chiếu, bộ so sánh sẽ tạo ra điện áp âm trên đầu ra ( nguồn âm được liên kết qua GND, vì thế là 0V trong trường hợp này ). Điện áp này đủ để BẬT hoặc TẮT MOSFET .

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử