Sirkuit linggis

Keandalan perangkat elektronik apa pun bergantung pada seberapa baik sirkuit perlindungan perangkat keras telah dirancang. Pengguna akhir (konsumen) cenderung membuat kesalahan dan merupakan tanggung jawab perancang perangkat keras yang baik untuk melindungi perangkat kerasnya dari kesalahan apa pun. Ada banyak jenis sirkuit perlindungan yang masing-masing memiliki aplikasi spesifiknya sendiri. Jenis sirkuit perlindungan yang paling umum adalah sirkuit perlindungan Tegangan Lebih, Sirkuit Perlindungan Polaritas Terbalik, sirkuit Perlindungan lonjakan arus dan perlindungan Kebisingan. Pada tutorial kali ini kita akan membahas tentang Rangkaian Crowbar yang merupakan salah satu jenis rangkaian proteksi tegangan lebih dan biasa digunakan pada perangkat elektronik. Kami juga akan secara praktis membuat sirkuit ini dan memverifikasi cara kerjanya dalam kehidupan nyata.

Bahan yang Dibutuhkan

• Sekering
• Dioda Zener
• Thyristor
• Kapasitor
• Resistor
• Dioda Schottky

Diagram Sirkuit Linggis

Diagram rangkaian rangkaian linggis sangat sederhana dan mudah dibuat serta diimplementasikan sehingga menjadi solusi yang hemat biaya dan cepat. Diagram rangkaian linggis lengkap ditunjukkan di bawah ini.

Di sini tegangan input (probe biru) adalah tegangan yang harus dipantau dan rangkaian dirancang untuk memutus suplai ketika tegangan suplai melebihi 9.1V. Kami akan membahas fungsi setiap komponen di bagian kerja di bawah ini.

Cara Kerja Sirkuit Linggis

Sirkuit linggis memonitor tegangan input dan bila melebihi batasnya, ini akan menyebabkan korsleting di seluruh saluran listrik dan meledakkan sekring. Setelah sekring putus, catu daya akan diputus dari beban dan dengan demikian mencegahnya dari tegangan tinggi. Sirkuit bekerja dengan membuat korsleting langsung melintasi saluran listrik, seolah-olah linggis dijatuhkan di antara saluran listrik sirkuit. Karenanya ia mendapat nama ikonik linggis sirkuit.

Tegangan di mana rangkaian harus membuat korsleting tergantung pada tegangan Zener. Rangkaian ini terdiri dari SCR yang terhubung langsung melintasi tegangan Input dan ground rangkaian, tetapi SCR ini secara default disimpan dalam keadaan mati dengan membumikan pin gerbang SCR. Ketika tegangan Input melebihi tegangan Zener, dioda Zener mulai bekerja dan karenanya tegangan disuplai ke pin Gerbang SCR sehingga menutup koneksi antara Tegangan Input dan Ground sehingga menciptakan korsleting. Korsleting ini akan menarik arus maksimum dari catu daya dan meledakkan sekring yang mengisolasi catu daya dari beban. Pengerjaan lengkap juga dapat dengan mudah dipahami dengan melihat gambar GIF di atas. Anda juga dapat menemukan Video Demonstrasi di akhir tutorial ini.

Gambar di atas merepresentasikan bagaimana rangkaian linggis merespon dengan tepat ketika kondisi tegangan berlebih terjadi. Seperti yang Anda lihat, Dioda Zener di sini diberi nilai 9.1V tetapi tegangan input telah melebihi nilai dan saat ini berada di 9.75V. Jadi Dioda Zener terbuka dan mulai bekerja dengan memberikan tegangan ke pin Gerbang SCR. SCR kemudian mulai bekerja dengan menyingkat tegangan Input dan Ground dan dengan demikian meledakkan sekering karena penarikan arus maksimum seperti yang ditunjukkan pada GIF di atas. The fungsi masing-masing komponen dalam sirkuit ini dijelaskan di bawah ini.

Fuse: Sekring adalah komponen vital di sirkuit ini. Nilai sekring harus selalu kurang dari nilai arus maksimum SCR dan lebih dari arus yang dikonsumsi oleh beban. Kami juga harus memastikan bahwa Power supply dapat memberikan arus yang cukup untuk memutus sekring jika terjadi kegagalan.

Kapasitor 0.1uF: Ini adalah kapasitor penyaringan; itu menghilangkan lonjakan dan kebisingan lain seperti harmonisa dari tegangan suplai untuk mencegah rangkaian membentuk pemicu palsu.

Dioda Zener 9.1V: Dioda ini menentukan nilai tegangan berlebih, karena di sini kita telah menggunakan dioda Zener 9.1V, rangkaian akan merespons tegangan apa pun yang berada di atas nilai ambangnya yaitu 9.1V. Designer dapat memilih nilai resistor ini sesuai dengan kebutuhannya.

Resistor 1K: Ini hanyalah resistor pull down yang menahan pin Gerbang SCR ke ground dan dengan demikian menjaganya tetap mati sampai Zener mulai bekerja.

47nF Capacitor: Setiap sakelar Daya seperti SCR membutuhkan sirkuit snubber untuk menekan lonjakan tegangan selama switching dan mencegah SCR dari pemicu salah. Di sini kami baru saja menggunakan kapasitor untuk melakukan pekerjaan itu. Nilai kapasitor harus cukup untuk menyaring kebisingan, karena nilai kapasitansi yang tinggi akan meningkatkan penundaan di mana SCR mulai bekerja setelah menerapkan pulsa Gerbang.

Thyristor (SCR): Thyristor bertanggung jawab untuk menciptakan korsleting di seluruh rel listrik. Perawatan harus dilakukan agar SCR dapat menangani arus bernilai tinggi yang melaluinya untuk meledakkan sekring dan merusak dirinya sendiri. Tegangan Gerbang SCR harus kurang dari tegangan rusaknya Zener. Pelajari lebih lanjut tentang Thyristor di sini.

Dioda Schottky: Dioda ini tidak wajib dan hanya digunakan untuk tujuan perlindungan. Ini memastikan bahwa kami tidak mendapatkan arus balik dari sisi beban yang mungkin dapat merusak sirkuit perlindungan. Dioda Schottky digunakan sebagai pengganti dioda biasa karena memiliki penurunan tegangan yang lebih sedikit.

Perangkat keras

Sekarang kita telah memahami teori di balik rangkaian Linggis, sekarang saatnya untuk masuk ke bagian yang menyenangkan. Itu sebenarnya membangun sirkuit di atas papan roti dan memeriksa cara kerjanya secara waktu nyata. The sirkuit yang saya membangun adalah untuk bohlam 12V. Bohlam ini mengkonsumsi sekitar 650mA di bawah tegangan operasi normal 12V. Kami akan merancang sirkuit linggis untuk memeriksa apakah tegangan melebihi 12V dan jika ya kami akan menyingkat SCR dan dengan demikian meledakkan sekring. Jadi di sini saya telah menggunakan dioda 12V Zener dan TYN612 Thyristor. Sekring dipasang di dalam dudukan sekring, di sini kami telah menggunakan Cartridge Fuse dengan rating 500mA. Setup lengkapnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Saya telah menggunakan RPS untuk mengontrol tegangan Input, awalnya pengaturan diuji dengan 12V dan berfungsi dengan baik dengan menyalakan bohlam. Kemudian tegangan dinaikkan menggunakan tombol RPS sehingga menciptakan korsleting melalui SCR dan meniup sekring yang juga mematikan bohlam dan mengisolasinya dari catu daya. Pekerjaan lengkap juga dapat diperiksa dalam video di bagian bawah halaman ini.

Batasan Sirkuit Crowbar

Meskipun rangkaian ini banyak digunakan, ia memiliki batasannya sendiri yang tercantum di bawah ini

• Nilai tegangan lebih dari rangkaian bergantung sepenuhnya pada nilai tegangan Zener, dan hanya beberapa nilai dioda Zener yang tersedia.
• Sirkuit ini juga mengalami masalah kebisingan; kebisingan ini sering kali dapat membuat pemicu yang salah dan meledakkan sekring.
• Jika terjadi tegangan berlebih, rangkaian akan memutuskan sekring dan kemudian memerlukan bantuan manual untuk menjalankan beban kembali saat tegangan menjadi normal.
• Sekring adalah sekring mekanis yang harus diganti sehingga menghabiskan tenaga, waktu, dan uang.