AC主電源の高/低遮断装置は、高電圧または低電圧の状況が検出されると、主電源を家庭の電気から遮断または切断します。このようにして、異常な過電圧または低電圧の電圧低下による火災電気からの家庭用配線および電気器具への完全な安全性を保証します。

この記事では、家庭用電化製品を突然の危険な高電圧および低電圧の流入から保護するために、自宅で3つの正確な自動過電圧および低電圧カットアウト回路を作成できることを説明しています。最初の設計はLM324変圧器ベースの回路を説明し、2番目の回路は変圧器なしのバージョンを使用します。つまり変圧器なしで動作します。3番目の概念はトランジスタベースの遮断回路を説明します。これらはすべて自宅で設置して上下を制御できます。電圧遮断保護。

概要概要

この記事で説明されているAC主電源の高電圧および低電圧遮断回路は、構築が非常に簡単でありながら、非常に信頼性が高く正確です。回路はシングルICLM 324 必要な検出のために、接続された負荷が危険な入力から分離されるように、関連するリレーを即座に切り替えます。

回路はまた、任意の瞬間のそれぞれの電圧レベルの視覚的な表示を提供します。

次の回路は、回路に電力を供給するために変圧器を利用しています

回路図

提案されている高、低主電源電圧保護回路の部品リスト。

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 = 4K7、
P1、P2、P3、P4 = 10Kプリセット
C1 = 1000 uF / 25 V、
OP1、OP2 = MCT 2E、オプトカプラー
Z1、Z2、Z3、Z4 = 6ボルト、400 mW、
D1、D2、D3、D4 = 1N4007、
D5、D6 = 1N4148、
T1、T2 = BC547B、
LED =赤、緑が望ましい、
変圧器= 0-12 V、500 mA
リレー= SPDT、12ボルト、400オーム

回路動作

私の以前の投稿の1つで、主電源過電圧および低電圧遮断回路の非常にシンプルで効果的な設計を見ました。これは、入力電圧が交差した場合、または入力電圧が交差した場合に、主電源が接続されたアプライアンスに到達するのを切り替えて遮断することができます。危険なしきい値を下回っています。

ただし、設計が非常に単純で、トランジスタが2つしかないため、回路には独自の制限があります。主な制限は、精度が低く、ヒステリシスが大きいため、しきい値ギャップが 60ボルト上限と下限の間。

高電圧および低電圧遮断回路の現在の設計は、非常に正確であるだけでなく、関連する電圧のステップに関する視覚的な表示も提供します。精度が非常に高いため、実質的にしきい値を5ボルトの範囲内で分離して検出できます。

回路にオペアンプを組み込むことで上記の機能を備えているため、アイデア全体の信頼性が非常に高くなります。

回路を詳しく理解しましょう。

opampsがコンパレータとしてどのように動作するか

オペアンプＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、クワッドオペアンプＩＣである単一のＩＣ３２４から得られ、これは、１つのパッケージ内の４つのオペアンプブロックからなることを意味する。

“DCからACへの変換方法 ”

ICは非常に信頼性が高く、構成が簡単で、機能に問題がほとんどありません。つまり、堅牢な仕様を備えており、ほとんどの構成で柔軟性が高すぎます。

4つのオペアンプは電圧コンパレータとして装備されています。すべてのオペアンプの反転入力は、6ボルトの固定基準値にクランプされます。これは、オペアンプのechの抵抗/ツェナーネットワークを介して個別に行われます。

A1からA4の非反転入力は、それぞれプリセットP1、P2、P3、およびP4によって形成される分圧器ネットワークを介して回路の電源に接続されます。

プリセットは、関連する入力レベルがそれぞれのオペアンプの反転入力に設定された基準レベルと交差したときに、それぞれのオペアンプの出力を反転するように必要に応じて調整できます。

A1からA4の出力は、かなり特別な方法でLEDインジケーターに統合されています。ここでは、LEDカソードをグランドに接続する従来の方法に従う代わりに、前のオペアンプの出力の出力に接続します。

この特別な配置により、オペアンプからの電圧レベルの上昇または下降に応じて、関連する1つのLEDのみがオンになります。

オプトカプラーの機能

2つのオプトカプラーが最上部と最下部のLEDと直列に導入されているため、オプトは危険なしきい値として指定された高電圧レベルと低電圧レベルの間に関連するLEDとも導通します。

オプトカプラの導通により、内部トランジスタが瞬時に切り替わり、次にそれぞれのリレーが切り替わります。

2つのリレーの極とリレーの極は直列に接続されてから、それらを介して負荷に出力を供給します。

接点の直列接続により、リレーのいずれかが導通した場合、主電源の切断が負荷または接続されたアプライアンスに確実に供給されます。

なぜオペアンプコンパレータが直列に配置されているのか

通常のレベルでは、オペアンプA1、A2、またはA3が導通している可能性があります。これは、これらすべてが増分順に配置され、徐々に上昇する電圧に応答して順番にスイッチングを続けるためです。

特定の通常レベルでA1、A2、A3がすべて導通しており（出力が高い）、A4が導通していないとすると、この時点では、カソードがA4の出力から必要な負を受け取るため、R7に接続されたLEDのみが点灯します。下部のLEDのカソードは、上記のオペアンプからの電位が高いため、すべて高くなっています。

A4の出力が低いため、R8に接続されているLEDもオフのままです。

上記の結果は、それぞれのオプトカプラーとリレーに適切に影響を与え、リレーが危険な低または危険な高電圧レベルそれぞれA1とA4によってのみ検出されます。

カットオフにリレーの代わりにトライアックを使用

いくつかの分析の結果、上記の高低の主電源電圧カットオフプロテクター回路は、単一のトライアックを使用してはるかに簡単なバージョンに簡略化できることに気付きました。以下の図を参照してください。これは自明であり、非常に理解しやすいものです。

ただし、理解に問題がある場合は、コメントを送ってください。

デザインをトランスレスバージョンに変更する

上で説明した設計の変圧器なしの主電源高低電圧遮断回路バージョンは、次の図で視覚化できます。

“閉ループシステムと開ループシステム ”

警告：以下に示す回路は、主電源ACから絶縁されていません。致命的な事故を避けるために細心の注意を払って取り扱ってください。

トライアックの代わりに単一のリレーを使用する場合は、次の図に示すように設計を変更できます。

切り替え期間中にリレーが途切れないようにするために、トランジスタのベースとグランドの間に22uF / 25Vのコンデンサを使用してください。

PNPリレードライバーの使用

与えられた主電源AC高に示されているように、低電圧保護回路、IC LM324の2つのオペアンプが必要な検出に使用されていることがわかります。

上部オペアンプの非反転入力はプリセットに調整されており、電源DC電圧で終端されています。ここで、ピン＃2には基準レベルが提供されているため、ピン＃3の電位が設定されたしきい値を超えるとすぐに（ P1）、オペアンプの出力がハイになります。

まったく同様に、下側のオペアンプもいくつかの電圧しきい値検出用に構成されていますが、ここではピンが逆になっているため、低電圧入力検出でオペアンプの出力が高くなります。

したがって、上側のオペアンプは高電圧しきい値に応答し、下側のオペアンプは低電圧しきい値に応答します。どちらの検出でも、それぞれのオペアンプの出力は高くなります。

ダイオードD5とD7は、それらの接合部がオペアンプの出力ピン出力から共通の出力を生成することを確認します。したがって、オペアンプ出力のいずれかがハイになると、D5、D7カソードの接合部で生成されます。

トランジスタT1のベースは上記のダイオード接合に接続されており、オペアンプの出力が低いままである限り、R3を介してバイアス電圧を取得することでT1を導通させることができます。

ただし、オペアンプ出力のいずれかがハイになると（異常な電圧状態で発生する可能性があります）、ダイオード接合もハイになり、T1の導通が制限されます。

リレーR1は、それ自体と接続された負荷を即座にオフにします。したがって、オペアンプの出力が低い限り、接続された負荷はオンのままです。これは、P1とP2で調整されたように、入力メインが安全ウィンドウレベル内にある場合にのみ発生します。 P1は高電圧レベルを検出するために設定され、P2はより低い安全でない電圧レベルを検出するために設定されます。

IC LM324のピン詳細

上記の主電源高低電圧保護回路の部品リスト

R1、R2、R3 = 2K2、
P1およびP2 = 10Kプリセット、
C1 = 220uF / 25V
すべてのダイオードは= 1N4007、
T1 = BC557、
リレー= 12 V、400オーム、SPDT、
opamps = IC LM324からの2つのopamps
ツェナー= 4.7ボルト、400mW、
トランス= 12V、500mA