वोल्टेज संरक्षण सर्किट पर 230V एसी मेन्स

प्रौद्योगिकी में उन्नति और बेहतर डिजाइन वरीयताओं के कारण इन दिनों अधिकांश बिजली आपूर्ति बहुत विश्वसनीय है, लेकिन विनिर्माण दोष के कारण हमेशा विफलता की संभावना होती है या यह मुख्य स्विचिंग ट्रांजिस्टर या एमओएसएफईटी खराब हो सकता है। इसके अलावा, इस बात की संभावना है कि इनपुट पर ओवरवॉल्टेज के कारण यह विफल हो सकता है, हालांकि मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर (MOVs) जैसे सुरक्षा उपकरणों का उपयोग इनपुट सुरक्षा के रूप में किया जा सकता है, लेकिन एक बार MOV ट्रिगर होने पर, यह डिवाइस को बेकार कर देता है।

इस समस्या को हल करने के लिए, हम एक ऑप-एम्प के साथ एक ओवर वोल्टेज प्रोटेक्शन डिवाइस का निर्माण करने जा रहे हैं, जो उच्च वोल्टेज का पता लगा सकता है और एक उच्च वोल्टेज वृद्धि से डिवाइस की रक्षा करने वाले सेकंड के एक हिस्से में इनपुट पावर में कटौती कर सकता है । साथ ही, हमारे डिजाइन और सर्किट के काम को सत्यापित करने के लिए सर्किट का एक विस्तृत परीक्षण होगा। निम्नलिखित परीक्षा आपको इस सर्किट के निर्माण और परीक्षण प्रक्रिया के बारे में एक विचार देती है। यदि आप एसएमपीएस डिज़ाइन में हैं, तो आप एसएमपीएस पीसीबी डिज़ाइन टिप्स और एसएमपीएस ईएमआई रिडक्शन तकनीकों पर हमारे पिछले लेख देख सकते हैं।

ओवरवॉल्टेज संरक्षण क्या है और यह इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

ऐसे कई तरीके हैं जिनमें बिजली की आपूर्ति सर्किट विफल हो सकती है, उनमें से एक ओवरवॉल्टेज के कारण है । पिछले लेख में, हमने DC सर्किट के लिए एक ओवर-वोल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट बनाया है, आप यह देख सकते हैं कि क्या आपकी रुचि को दर्शाता है। ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन को एक ऐसी विशेषता के रूप में चित्रित किया जा सकता है, जहां ओवरवॉल्टेज की स्थिति होने पर बिजली की आपूर्ति बंद हो जाती है, हालांकि ओवरवॉल्टेज की स्थिति कम बार होती है, जब ऐसा होता है, तो यह बिजली की आपूर्ति को बेकार कर देता है। इसके अलावा, एक ओवरवॉल्टेज स्थिति का प्रभाव बिजली की आपूर्ति से मुख्य सर्किट तक ले जा सकता है, जब ऐसा होता है, तो आप न केवल एक टूटी हुई बिजली की आपूर्ति के साथ, बल्कि एक टूटे हुए सर्किट के साथ भी समाप्त हो जाएंगे। यही कारण है कि किसी भी इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में एक ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट महत्वपूर्ण हो जाता है।

इसलिए, ओवरवॉल्टेज स्थितियों के लिए एक सुरक्षा सर्किट डिजाइन करने के लिए, हमें ओवरवॉल्टेज सुरक्षा की मूल बातें साफ करनी होगी। हमारे पिछले सुरक्षा सर्किट ट्यूटोरियल में, हमने कई बुनियादी सुरक्षा सर्किट तैयार किए हैं, जिन्हें आपके सर्किट में बदला जा सकता है, अर्थात्, ओवर वोल्टेज प्रोटेक्शन, शॉर्ट-सर्किट प्रोटेक्शन, रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन, ओवरक्रैक प्रोटेक्शन, इत्यादि।

इस लेख में, हम केवल एक ही चीज़ पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, वह है इनपुट इनपुट ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट को नष्ट होने से रोकना।

230V मेन्स ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट कैसे काम करता है?

ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट की मूल बातें समझने के लिए, सर्किट के प्रत्येक भाग के मूल कार्य सिद्धांत को समझने के लिए सर्किट को अलग करें।

इस सर्किट का दिल एक ओपी-एम्प है, जिसे एक तुलनित्र के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है । योजनाबद्ध में, हमारे पास एक बुनियादी LM358 ओपी-amp है और इसके पिन -6 में, हमारे पास हमारे संदर्भ वोल्टेज है जो एक LM7812 वोल्टेज नियामक आईसी से उत्पन्न होता है और पिन -5 पर, हमारे पास हमारा इनपुट वोल्टेज है जो मुख्य से आ रहा है वोल्टेज आपूर्ति। इस स्थिति में, यदि इनपुट वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज को पार कर जाता है, तो ऑप-एम्प का आउटपुट उच्च हो जाएगा, और उस उच्च सिग्नल के साथ, हम एक ट्रांजिस्टर चला सकते हैं, जो रिले में बदल जाता है, लेकिन इस सर्किट में एक बड़ी समस्या है, इनपुट सिग्नल में शोर के कारण, Op-amp स्थिर आने से पहले कई बार दोलन करेगा,

समाधान हिस्टैरिसीस जोड़ने के लिए है इनपुट पर श्मिट ट्रिगर कार्रवाई की। पहले हमने Arduino का उपयोग करते हुए Arduino और Capacitance मीटर का उपयोग करके फ़्रिक्वेंसी काउंटर जैसे सर्किट बनाए हैं, जिनमें से दोनों Schmitt ट्रिगर इनपुट का उपयोग करते हैं, यदि आप इन परियोजनाओं के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो उन लोगों की जांच करें। सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ op-amp को कॉन्फ़िगर करके, हम अपनी आवश्यकताओं के अनुसार इनपुट में मार्जिन को चौड़ा कर सकते हैं। जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, हमने ऐसा करके R18 & R19 की मदद से प्रतिक्रिया प्रदान की है, हमने व्यावहारिक रूप से दो थ्रेशोल्ड वोल्टेज जोड़े हैं, एक ऊपरी थ्रेशोल्ड वोल्टेज है, दूसरा लोअर थ्रेशोल्ड वोल्टेज है।

अधिक वोल्टेज संरक्षण के लिए घटक मूल्यों की गणना

अगर हम योजनाबद्ध को देखो, हम अपने साधन इनपुट है, जो हमारे पास सुधारने एक की मदद से यह पुल संशोधक, तो हम यह एक वोल्टेज विभक्त जो R9, R11, और R10 साथ किया जाता है के माध्यम से शब्दों में कहें, तो हम को फिल्टर यह एक के माध्यम से 22uF 63V संधारित्र ।

वोल्टेज विभक्त के लिए गणना करने के बाद, हमें 3.17V का आउटपुट वोल्टेज मिलेगा, अब, हमें ऊपरी और निचले थ्रेशोल्ड वोल्टेज की गणना करने की आवश्यकता है, मान लें कि हम इनपुट वोल्टेज 270V तक पहुंचने पर बिजली में कटौती करना चाहते हैं । अब अगर हम वोल्टेज विभक्त गणना फिर से करते हैं, तो हमें 3.56V का आउटपुट वोल्टेज मिलेगा, जो हमारी ऊपरी सीमा है। हमारी निचली दहलीज 3.17V पर रहती है क्योंकि हमने Op-amp ग्राउंड किया है।

अब, एक साधारण वोल्टेज विभक्त सूत्र की मदद से, हम आसानी से ऊपरी और निचले दहलीज वोल्टेज की गणना कर सकते हैं। संदर्भ के रूप में योजनाबद्ध लेते हुए गणना नीचे दिखाई गई है, UT = R18 / (R18 + R19) * Vout = 62K / (1.5M + 62K) = 0.47V LT = R18 / (R18 + R19) * -आउट = 62K / (1.5M + 62K = 0V)

अब, गणना के बाद, हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि हमने सकारात्मक प्रतिक्रिया की मदद से आपके ऊपरी दहलीज वोल्टेज को ट्रिगर स्तर से 0.47V पर सेट किया है।

नोट: कृपया ध्यान दें कि हमारे व्यावहारिक मूल्य प्रतिरोधक सहिष्णुता के कारण हमारे गणना मूल्यों से थोड़ा भिन्न होंगे।

वोल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट पीसीबी डिज़ाइन पर मेन्स

हमारे मुख्य ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट के लिए पीसीबी एक साइडबोर्ड के लिए डिज़ाइन किया गया है। मैंने अपने PCB को डिजाइन करने के लिए ईगल का उपयोग किया है, लेकिन आप अपनी पसंद के किसी भी डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं। मेरे बोर्ड डिज़ाइन की 2D छवि नीचे दिखाई गई है।

एक पर्याप्त ट्रेस व्यास का उपयोग सर्किट बोर्ड के माध्यम से विद्युत प्रवाह को प्रवाहित करने के लिए किया जाता है। एसी मेन्स इनपुट और ट्रांसफॉर्मर इनपुट सेक्शन बायीं ओर बनाया गया है और बेहतर प्रयोज्य के लिए नीचे की तरफ आउटपुट बनाया गया है। गार्बर के साथ ईगल के लिए पूरी डिजाइन फ़ाइल नीचे दिए गए लिंक से डाउनलोड की जा सकती है।

• मेन्स ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट के लिए GERBER

अब, हमारा डिज़ाइन तैयार हो गया है, यह समय है प्रत्येक बोर्ड और मिलाप। नक़्क़ाशी, ड्रिलिंग, और टांका लगाने की प्रक्रिया समाप्त होने के बाद, बोर्ड नीचे दिखाए गए चित्र की तरह दिखता है।

वोल्टेज और करंट प्रोटेक्शन सर्किट पर परीक्षण

प्रदर्शन के लिए, निम्नलिखित उपकरण का उपयोग किया जाता है

1. मेको 108 बी + टीआरएमएस मल्टीमीटर
2. मेको 450B + TRMS मल्टीमीटर
3. हंटेक 6022BE ओस्सिलोस्कोप
4. 9-0-9 ट्रांसफार्मर
5. 40W प्रकाश बल्ब (टेस्ट लोड)

जैसा कि आप ऊपर की छवि से देख सकते हैं, मैंने इस सर्किट का परीक्षण करने के लिए यह परीक्षण सेटअप तैयार किया है, मैंने ओपी-amp के पिन 5 और पिन 6 में दो तारों को मिलाया है और meco 108B + मल्टीमीटर इनपुट वोल्टेज और meco 450B + मल्टीमीटर दिखा रहा है संदर्भ वोल्टेज दिखा रहा है।

इस सर्किट में, ट्रांसफार्मर 230V साधन बिजली की आपूर्ति से संचालित होता है, और वहां से बिजली को इनपुट के रूप में रेक्टिफायर सर्किट को खिलाया जाता है, ट्रांसफार्मर से आउटपुट भी बोर्ड में खिलाया जाता है क्योंकि यह सर्किट को शक्ति और संदर्भ वोल्टेज प्रदान कर रहा है। ।

जैसा कि आप ऊपर की छवि से देख सकते हैं, सर्किट चालू है, और मेको 450B + मल्टीमीटर में इनपुट वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज से कम है, जिसका अर्थ है कि आउटपुट चालू है।

अब स्थिति का अनुकरण करने के लिए यदि हम संदर्भ वोल्टेज को कम करते हैं, तो आउटपुट बंद हो जाएगा, एक ओवर वोल्टेज की स्थिति का पता लगाने के साथ, बोर्ड पर एक लाल एलईडी भी चालू होगा, आप नीचे दी गई छवि पर गौर कर सकते हैं।

इसके अलावा संवर्द्धन

प्रदर्शन के लिए, सर्किट को एक पीसीबी पर योजनाबद्ध की मदद से बनाया गया है, इस सर्किट को अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए आसानी से संशोधित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मैंने जिन प्रतिरोधों का उपयोग किया है उनमें सभी 5% सहनशीलता हैं, 1% रेटेड प्रतिरोधों का उपयोग करके सुधार कर सकते हैं सर्किट की सटीकता।

आशा है कि आपको लेख अच्छा लगा और कुछ उपयोगी सीखा। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो आप उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ सकते हैं या अन्य तकनीकी प्रश्नों को पोस्ट करने के लिए हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं ।