डीसी इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट

फ्यूज कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा उपकरण है। वे केवल सर्किट / लोड द्वारा खपत की जाने वाली वर्तमान की निगरानी करते हैं और सर्किट के माध्यम से बहने वाले असुरक्षित वर्तमान की स्थिति में फ्यूज खुद को उड़ा देगा और इस प्रकार उस उच्च धारा द्वारा लोड / सर्किट के रूप में क्षतिग्रस्त होने से बचा सकता है। इस प्रकार के फ्यूज को एक यांत्रिक फ्यूज कहा जाता है और कई प्रकार के फ्यूज होते हैं जैसे तेज झटका, धीमी गति से उड़ना आदि, लेकिन वे एक सामान्य ड्रा बैक से पीड़ित होते हैं। जब कोई फ्यूज उड़ाया जाता है तो उसे डिवाइस फंक्शन को फिर से सामान्य बनाने के लिए उपभोक्ता / ऑपरेटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। यही कारण है कि कई पुराने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे टोस्टर या इलेक्ट्रिक केतली में उत्पाद के साथ-साथ एक अतिरिक्त फ्यूज था।

इस खामी को दूर करने के लिए, अधिकांश आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण एक इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज का उपयोग करते हैं । एक इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज एक यांत्रिक फ्यूज के उसी उद्देश्य को पूरा करता है लेकिन इसके लिए किसी प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं होती है । इसमें क्लोजर के साथ एक पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच होता है और आवश्यकतानुसार सर्किट को खोलता है। एक विफलता की अप्रत्याशित घटना में स्विच सर्किट खुला है और इसे बिजली की आपूर्ति से अलग कर दिया जाता है, एक बार अनुकूल स्थिति लौटने पर फ्यूज को केवल एक बटन पर क्लिक करके रीसेट किया जा सकता है । फ़्यूज़ के उपयुक्त मूल्य को खरीदने और पुराने के लिए इसे बदलने का कोई झंझट नहीं है। दिलचस्प सही है !! इसलिए, इस ट्यूटोरियल में हम सीखेंगे कि इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट का निर्माण कैसे किया जाता है, यह कैसे काम करता है और आप अपने डिजाइनों में एक का उपयोग कैसे कर सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट आरेख:

इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट के लिए पूरा सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है। जैसा कि सर्किट में दिखाया गया है, इसमें केवल कुछ सर्किट शामिल हैं और इसलिए हमारे डिजाइनों में निर्माण और कार्यान्वित करना आसान है।

यहां सर्किट का निर्माण एक मोटर (LOAD) के ऑपरेटिंग करंट की निगरानी के लिए किया जाता है, जो 12V पर काम करता है। आप उस लोड को किसी भी सर्किट से बदल सकते हैं जिसका करंट आप मॉनिटर करने की कोशिश कर रहे हैं। रोकनेवाला R1 यह निर्धारित करता है कि सर्किट के माध्यम से सर्किट के माध्यम से ओवर-करंट परिदृश्य के लिए प्रतिक्रिया करने से पहले कितना वर्तमान की अनुमति दी जा सकती है। हम प्रत्येक घटक की कार्यक्षमता और आपकी आवश्यकता के आधार पर मूल्यों का चयन कैसे करें, इस पर चर्चा करेंगे।

काम कर रहे:

इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट के काम आसानी से पर एक नज़र लेने के द्वारा समझा जा सकता है कि कैसे एससीआर काम करता है । सामान्य स्थिति में लोड को बिजली की आपूर्ति से जोड़ने के लिए उपयोगकर्ता को बटन दबाना होगा। जब बटन दबाया जाता है तो SCR का गेट पिन 1K रेजिस्टर के माध्यम से सोर्स वोल्टेज से जुड़ा होता है। यह SCR को ट्रिगर करेगा और इस प्रकार यह कैथोड और एनोड पिन के बीच संबंध को बंद कर देगा। एक बार जब कनेक्शन बंद हो जाता है, तो वर्तमान स्रोत (+ 12 वी) से लोड करने के लिए एससीआर के कैथोड पिन के एनोड के माध्यम से प्रवाह शुरू होता है।

जब बटन जारी होता है, तो SCR चालू रहेगा क्योंकि इसे बंद करने के लिए कोई कम्यूटेशन सर्किट नहीं है। इस प्रकार एससीआर ओएन स्टेट में लेट हो जाता है और जब तक यह प्रवाहित नहीं होता तब तक वहीं रहता है, हालांकि यह एससीआर के होल्डिंग करंट से नीचे चला जाता है ।

थायरिस्टर्स (SCR) में कम्यूटेशन का क्या मतलब है?

एक सिग्नल द्वारा एक बार चालू होने पर एक थाइरिस्टर, सिग्नल के हटाए जाने पर स्वयं से बंद नहीं होगा। इसलिए एक Thyristor को बंद करने के लिए हमें कुछ बाहरी सर्किट की आवश्यकता होती है और इस सर्किट को कम्यूटेशन सर्किट कहा जाता है। गेट पल्स प्रदान करके Thyristor को चालू करने की प्रक्रिया को ट्रिगरिंग कहा जाता है और OFF Thyristor को चालू करने की प्रक्रिया को कम्यूटेशन कहा जाता है।

एक थायरिस्टर (SCR) में विद्युत धारा क्या है?

होल्डिंग करंट (इसे लेटिंग करंट के साथ भ्रमित न करें) करंट का न्यूनतम मूल्य है जो इसे चालू रखने के लिए थायरिस्टर के एनोड और कैथोड पिन के माध्यम से प्रवाहित होना चाहिए। यदि वर्तमान का मान इस मान से नीचे पहुँच जाता है तो थायरिस्टर बिना किसी बाहरी कम्यूटेशन के अपने आप बंद हो जाता है।

हमारे सर्किट में उपयोग किया जाने वाला SCR TYN612 है जिसकी अधिकतम होल्डिंग 30mA है (मान जानने के लिए डेटाशीट देखें), इसलिए यदि वर्तमान प्रवाह हालांकि एनोड और कैथोड 30mA से कम हो जाता है तो SCR स्वयं बंद हो जाएगा। इस प्रकार शक्ति को अलग करने से भार बनता है।

अवरोधक R1 (0.2 ओम) और ट्रांजिस्टर (2N2222A) SCR को बंद करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सामान्य स्थिति में जब लोड (मोटर) काम कर रहा होता है, तो यह प्रतिरोधक R1 के माध्यम से करंट खींचता है। ओम कानून के अनुसार रोकनेवाला भर में वोल्टेज ड्रॉप द्वारा गणना की जा सकती है

रोकनेवाला भर में वोल्टेज = सर्किट x रोकनेवाला मूल्य के माध्यम से वर्तमान

तो सूत्रों के अनुसार रोकनेवाला भर में वोल्टेज ड्रॉप सीधे सर्किट के माध्यम से बहने के लिए आनुपातिक है। जैसा कि वर्तमान में वृद्धि रोकनेवाला के पार वोल्टेज ड्रॉप भी बढ़ेगा, जब यह वोल्टेज ड्रॉप 0.7V के मूल्य से अधिक हो जाएगा। ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है, क्योंकि रोकनेवाला सीधे ट्रांजिस्टर के बेस और एमिटर पिन से जुड़ा होता है। जब ट्रांजिस्टर सर्किट प्रवाह के लिए आवश्यक पूर्ण प्रवाह को बंद कर देता है, तो ट्रांजिस्टर के माध्यम से क्षण भर में प्रवाहित हो जाता है, जिसके दौरान SCR चालू होता है, क्योंकि इसके माध्यम से धारा विद्युत प्रवाह को पकड़े हुए नीचे चली जाती है और रोकनेवाला में वोल्टेज ड्रॉप भी 0V हो जाता है क्योंकि कोई भी विद्युत प्रवाह नहीं होता है । अंत में ट्रांजिस्टर और एससीआर को बंद कर दिया जाता है और लोड (मोटर) को भी बिजली की आपूर्ति से अलग कर दिया जाता है।नीचे दी गई GIF छवि का उपयोग करते हुए पूरा काम भी चित्रित किया गया है।

एससीआर के एनोड कैथोड टर्मिनल के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की निगरानी के लिए एक एममीटर को रोकनेवाला के माध्यम से रखा जाता है। यह करंट SCR के होल्डिंग करंट से नीचे नहीं जाना चाहिए (सिमुलेशन में SCR के लिए होल्डिंग करंट 5mA है), अगर यह इस मान से नीचे जाता है तो SCR बंद हो जाएगा। इसके अलावा एक वाल्टमीटर को प्रतिरोधक 150 ओम के पार रखा जाता है ताकि उस पर वोल्टेज की निगरानी की जा सके और यह जांचा जा सके कि SCR बंद होने से पहले NPN ट्रांजिस्टर को ट्रिगर किया जा रहा है या नहीं।

हार्डवेयर:

जैसा कि पहले बताया गया है कि इस सर्किट में न्यूनतम घटक होते हैं, इसमें एक एससीआर, एक ट्रांजिस्टर और एक युगल ओ रेसिस्टर्स शामिल होते हैं। इसलिए इसे ब्रेडबोर्ड पर बनाकर आसानी से विश्लेषण किया जा सकता है। फिर से, यह आपके आवेदन पर निर्भर करता है। यदि आप कुछ भी योजना बना रहे हैं जो 2 ए से अधिक है, तो ब्रेडबोर्ड की सिफारिश नहीं की जाती है। मैं एक ब्रेड बोर्ड पर इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज सर्किट का निर्माण करता हूं और यह नीचे कुछ इस तरह दिखता है।

जैसा कि आप छवि में देख सकते हैं कि मैंने अपने लोड के रूप में एक एलईडी पट्टी का उपयोग किया है, आप एक अलग लोड का उपयोग कर सकते हैं या यहां तक ​​कि अपने सर्किट को कनेक्ट कर सकते हैं जिसे संरक्षित किया जाना है। लोड को बिजली की आपूर्ति से जोड़ने के लिए हमें उस बटन को दबाना होगा जो SCR चालू करेगा। यह भी ध्यान दें कि मैंने अपने R2 के रूप में 2W 0.2 ओम अवरोधक का उपयोग किया है क्योंकि हमें वर्तमान के एक बड़े मूल्य की अनुमति देना है इस अवरोधक की वाट क्षमता रेटिंग पर विचार करना हमेशा महत्वपूर्ण होता है।

चूंकि मैं वर्तमान रेटिंग में वृद्धि करके एक गलती की स्थिति बनाने में सक्षम नहीं था इसलिए मैंने एक गलती बनाने के लिए वोल्टेज को कम कर दिया और इस तरह एससीआर के माध्यम से वर्तमान को कम कर दिया। वैकल्पिक रूप से आप एक तार के साथ ट्रांजिस्टर के कलेक्टर एमिटर पिन को भी छोटा कर सकते हैं, जो तार के माध्यम से वर्तमान प्रवाह बनाता है और एससीआर के माध्यम से नहीं और इस प्रकार एससीआर बंद हो जाएगा। गलती होने और बरामद होने के बाद, सर्किट को पहले की तरह बस बटन दबाकर चालू किया जा सकता है। सर्किट का पूरा काम नीचे दिए गए वीडियो में भी दिखाया गया है। आशा है कि आप सर्किट को समझ गए हैं और इसे सीखने में मज़ा आया। यदि आपको कोई संदेह है, तो कृपया नीचे टिप्पणी अनुभाग पर उन्हें पोस्ट करने या तकनीकी सहायता के लिए मंचों का उपयोग करने में संकोच न करें।

सीमाएं:

सभी सर्किटों की तरह इसमें भी कुछ सीमाएँ हैं। अगर आपको लगता है कि ये आपके डिज़ाइन को प्रभावित करेंगे तो आपको एक विकल्प ढूंढना चाहिए

• संपूर्ण लोड करंट प्रतिरोधक आर 2 के माध्यम से बहता है, इसलिए इसके पार बिजली की हानि होती है। इसलिए यह सर्किट अनुकूल डो बैटरी संचालित अनुप्रयोगों नहीं है
• वर्तमान रेटिंग, जिसके लिए फ्यूज को डिज़ाइन किया गया है, सटीक नहीं होगा क्योंकि प्रत्येक रोकनेवाला थोड़ा अलग-अलग होगा और जैसे-जैसे वह वृद्ध होता जाएगा, वैसे-वैसे रोकने वाले की संपत्ति भी बदलती जाएगी।
• यह सर्किट अचानक स्पाइक धाराओं के लिए प्रतिक्रिया नहीं करेगा क्योंकि ट्रांजिस्टर को परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करने के लिए कुछ समय की आवश्यकता होती है।