3 circuitos de corte de alta e baixa tensão 220V testados com IC 324 e transistores

Um dispositivo de corte de alta / baixa tensão da rede CA interromperá ou desconectará a fonte de alimentação da rede elétrica doméstica sempre que uma situação de alta ou baixa tensão for detectada. Dessa forma, garante total segurança para a fiação e os eletrodomésticos contra incêndios elétricos devido a surtos anormais ou reduções de tensão.

O artigo descreve três circuitos automáticos precisos de corte de sobretensão e subtensão que podem ser executados em casa para proteger os aparelhos contra entradas repentinas e perigosas de alta e baixa tensão. O primeiro projeto explica um circuito baseado em transformador LM324, o segundo circuito usa uma versão sem transformador, ou seja, funciona sem transformador, enquanto o terceiro conceito explica um circuito de corte baseado em transistor, que pode ser instalado em casa para controlar acima e abaixo da proteção contra corte de tensão.

Visão geral

O circuito de corte de alta e baixa tensão da rede CA explicado neste artigo é muito fácil de construir e, no entanto, muito confiável e preciso. O circuito usa um único LM 324 IC para a detecção necessária e comuta instantaneamente relés relevantes para que as cargas conectadas sejam isoladas de entradas perigosas.

O circuito também fornece indicações visuais dos respectivos níveis de tensão a qualquer momento.

O circuito a seguir usa um transformador para alimentar o circuito.

Diagrama de circuito

3 circuitos de corte de alta e baixa tensao 220v

Lista de peças para o circuito de proteção de alta e baixa tensão proposto.

  • R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 = 4K7,
  • Pré-ajustes P1, P2, P3, P4 = 10 K
  • C1 = 1000 uF / 25 V,
  • OP1, OP2 = MCT 2E, acoplador óptico
  • Z1, Z2, Z3, Z4 = 6 volts, 400mW,
  • D1, D2, D3, D4 = 1N4007,
  • D5, D6 = 1N4148,
  • T1, T2 = BC547B,
  • LED = VERMELHO, VERDE, como preferir,
  • Transformador = 0-12 V, 500 mA
  • Relé = SPDT, 12 volts, 400 ohms

Operação em circuito

Em um dos meus posts anteriores, vimos um projeto muito simples, mas eficaz, de um circuito de corte de sobretensão e subtensão, capaz de alterar e cortar a energia da rede elétrica, para que não atinja os dispositivos conectados depois que a tensão entrada ultrapassada ou abaixo de limiares perigosos

No entanto, devido à excessiva simplicidade do projeto, que envolve apenas um par de transistores, o circuito possui suas próprias limitações, sendo a principal limitação a menor precisão e considerável histerese, resultando em um limite alto de mais de 60 volts entre limites alto e baixo. .

O projeto atual de um circuito de corte de alta e baixa tensão não é apenas altamente preciso, mas também fornece indicações visuais sobre as etapas de tensão relevantes. A precisão é tão alta que os limites praticamente podem ser separados e detectados na faixa de 5 volts.

A incorporação de opamps no circuito o equipa com o recurso acima e, portanto, toda a idéia se torna muito confiável.

Vamos entender o circuito em detalhes:

Como opamps funcionam como comparadores

Opamps, A1, A2, A3, A4 são obtidos de um único IC 324, que é um IC de quatro opamp, o que significa que consiste em quatro blocos de opamp em um pacote.

O IC é notavelmente confiável e fácil de configurar e dificilmente apresenta um problema com sua operação – em resumo, possui especificações robustas e é flexível demais com a maioria das configurações.

Os quatro opamps são emparelhados como comparadores de tensão. As entradas de inversão de todos os opamps são definidas para um valor de referência fixo de 6 volts, feito através de uma rede de resistores / zener para cada um dos opamps discretamente.

As entradas não inversoras de A1 a A4 são conectadas à fonte de alimentação do circuito através de uma rede divisora ​​de tensão formada pelas predefinições P1, P2, P3 e P4, respectivamente.

As predefinições podem ser ajustadas conforme desejado para inverter as saídas dos respectivos opamps quando o nível de entrada relevante cruza o nível de referência definido nas entradas de inversão dos respectivos opamps.

As saídas de A1 a A4 são integradas nos indicadores LED de uma maneira bastante especial. Aqui, em vez de seguir o método convencional de conectar os catodos de LED ao terra, ele se conecta à saída da saída do opamp anterior.

Esse arranjo especial garante que apenas um LED relevante acenda em resposta ao aumento ou queda dos níveis de tensão dos opamps.

Como funcionam os acopladores ópticos

Dois acopladores opcionais são introduzidos em série com os LEDs superior e inferior, para que os optos também acionem com os LEDs correspondentes durante os níveis de alta e baixa tensão, especificados como limites perigosos.

A condução do optocoupler muda instantaneamente o transistor interno, que por sua vez alterna o respectivo relé.

Os polos dos dois relés e os polos dos relés são conectados em série antes de fornecer a saída através deles para a carga.

A conexão em série dos contatos garante que, se algum dos relés for acionado, corte a fonte de alimentação da carga ou do dispositivo conectado.

Por que os comparadores opamp são organizados em série

Em níveis normais, o opamp A1, A2 ou mesmo A3 pode estar conduzindo porque todos eles são organizados em uma ordem incremental e continuam a mudar em sequência em resposta ao aumento gradual das tensões e vice-versa.

Suponha que, em certos níveis normais, A1, A2 e A3 sejam todos condutores (saídas altas) e A4 não condutores, nesse ponto apenas o LED conectado ao R7 acenderia, porque seu cátodo recebe o negativo necessário da saída A4, enquanto Os cátodos dos LEDs inferiores são todos altos devido aos altos potenciais dos opamps anteriores.

O LED conectado ao R8 também permanece apagado porque a saída A4 está baixa.

Os resultados acima influenciam adequadamente os respectivos acopladores e relés opcionais, de modo que os relés funcionem apenas durante níveis perigosos de alta ou baixa tensão detectados por A1 e A4, respectivamente.

Usando Triac em vez de relés para corte

Após uma análise, percebi que o circuito de proteção de alta e baixa tensão acima da rede elétrica poderia ser simplificado para uma versão muito mais fácil usando triac único. Veja o diagrama abaixo; É auto-explicativo e é muito simples de entender.

No entanto, se você tiver problemas para entender, envie-me um comentário.

Usando Triac em vez de relés para corte

Modificação do design em uma versão sem transformador

A versão do circuito de corte de alta e baixa tensão da rede sem transformador do projeto explicado acima pode ser vista no diagrama a seguir:

Aviso: O circuito mostrado abaixo não está isolado da rede CA. Dirija com extrema cautela para evitar um acidente fatal.

1590499080 648 3 circuitos de corte de alta e baixa tensao 220v

Se se pretender usar um único relé em vez de um triac, o design poderá ser modificado conforme mostrado na figura a seguir:

1590499081 359 3 circuitos de corte de alta e baixa tensao 220v

Use um capacitor de 22uF / 25V na base e no terra do transistor, apenas para garantir que o relé não gagueje durante os períodos de comutação …

Usando o controlador de relé PNP

Como mostrado no circuito de proteção CA de alta tensão e baixa tensão da rede principal, podemos ver dois opamps do IC LM 324 que são usados ​​para a detecção necessária.

O opamp superior tem sua entrada não inversora acoplada a uma predefinição e termina na tensão de alimentação CC, o pino 2 aqui é fornecido com um nível de referência, de modo que, assim que o potencial no pino 3 exceder a limite definido (por P1), a saída do opamp é alta.

Da mesma forma, o opamp inferior também é configurado para a detecção do limiar de tensão; no entanto, aqui os pinos são invertidos, fazendo com que a saída do opamp suba com a detecção de entrada de baixa tensão.

Portanto, o opamp superior responde ao limite de alta tensão e o opamp inferior responde ao limite de baixa tensão. Para ambas as detecções, a saída do respectivo opamp se torna alta.

Os diodos D5 e D7 garantem que sua junção produza uma saída comum dos pinos de saída do opamp. Portanto, cada vez que uma das saídas de opamp aumenta, ocorre na junção dos cátodos D5 e D7.

A base do transistor T1 está conectada à junção de diodo acima e, enquanto a saída dos opamps permanecer baixa, T1 poderá conduzir através da obtenção da tensão de polarização através de R3.

No entanto, quando alguma das saídas de opamp fica alta (o que pode ocorrer durante condições anormais de tensão), a junção do diodo também fica alta, restringindo a condução T1.

O relé R1 desliga instantaneamente e a carga é conectada. Portanto, a carga conectada permanece LIGADA desde que as saídas do opamp sejam baixas, o que por sua vez só pode ocorrer quando a rede de entrada estiver dentro do nível da janela segura, conforme definido por P1 e P2. P1 está configurado para detectar altos níveis de tensão, enquanto P2 é o menor nível de tensão não seguro.

Circuito de corte de alta tensão e baixa tensão, com IC 741

Detalhes do pino IC LM 324

Diagrama de pinagem IC LM324

Lista de peças para o circuito de proteção de alta tensão e baixa tensão da rede acima

R1, R2, R3 = 2K2,
P1 e P2 = 10K predefinidos,
C1 = 220uF / 25V
Todos os diodos são = 1N4007,
T1 = BC557,
Relé = 12V, 400 ohms, SPDT,
opamps = 2 opamps de IC LM 324
Zeners = 4,7 volts, 400mW,
Transformador = 12V, 500mA

Layout de PCB

Projeto de circuito impresso de circuito de corte de baixa tensão e alta tensão

Até agora, aprendemos uma versão IC do circuito, agora vamos ver como você pode construir um circuito de proteção de sobretensão e subtensão de 220V ou 120V usando apenas um par de transistores.

Um circuito muito simples apresentado quando instalado na casa elétrica pode ajudar a restringir bastante o problema.

Aqui, aprenderemos dois projetos de circuito de sobretensão e subtensão, o primeiro baseado em transistores e o outro usando um opamp.

Circuito de corte de sobretensão / subtensão usando transistores

Você ficará surpreso ao saber que pode criar um pequeno circuito agradável para essas proteções usando apenas um par de transistores e alguns outros componentes passivos.

Observando a figura, podemos ver um arranjo muito simples, em que T1 e T2 são definidos como uma configuração do inversor, o que significa que T2 responde de maneira oposta a T1. Por favor, consulte o diagrama do circuito.

Em palavras simples, quando T1 dirige, T2 desliga e vice-versa. A tensão de detecção derivada da própria tensão de alimentação CC é alimentada à base de T1 através da predefinição P1.

O valor padrão é usado para que os limites do acionador possam ser determinados com precisão e o circuito entenda quando executar ações de controle.

Como configurar a predefinição para corte automático

P1 está configurado para detectar limites de alta tensão. Inicialmente, quando a tensão está dentro da janela segura, T1 permanece desligado e isso permite que a tensão de polarização necessária passe por P2 e atinja T2, mantendo-a ligada.

Portanto, o relé também é mantido ativado e a carga conectada recebe a tensão CA necessária.

No entanto, caso seja assumido, a tensão da rede excede o limite de segurança, a tensão da amostra de detecção na base de T1 também se eleva acima do limite definido, T1 imediatamente conduz e aterra o Base T2. Isso resulta no desligamento do T2 e também no relé e na carga correspondente.

Portanto, o sistema restringe a tensão perigosa de alcançar a carga e a protege como esperado.

Agora, suponha que a tensão da rede esteja muito baixa, T1 já esteja DESLIGADO e, nessa situação, T2 também pare de dirigir devido à configuração P2, que é configurada para que T2 pare de dirigir quando a entrada da rede cai abaixo de um certo nível inseguro.

Portanto, o relé é desconectado mais uma vez, cortando a energia da carga e causando as medidas de segurança necessárias.

Embora o circuito seja razoavelmente preciso, o limiar da janela é muito amplo, o que significa que o circuito dispara apenas para níveis de tensão acima de 260V e abaixo de 200V, ou acima de 130V e abaixo 100 V para entradas normais de alimentação de 120 V.

circuitos de protecao de motores sobretensao superaquecimento sobrecorrente projetos

Portanto, o circuito pode não ser muito útil para pessoas que possam estar procurando pontos de gatilho e controles absolutamente precisos que podem ser otimizados com base na preferência pessoal.

Para que isso seja possível, pode ser necessário incluir um par de amplificadores em vez de transistores.

Lista de peças para o circuito de proteção de sobretensão da rede CA acima.

  • R1, R2 = 1K,
  • P1, P2 = 10K,
  • T1, T2 = BC547B,
  • C1 = 220uF / 25V
  • RELÉ = 12V, 400 OHMS, SPDT,
  • D1 = 1N4007
  • TR1 = 0-12V, 500mA



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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