在本教程中,我们将了解一个名为“撬棍电路”的简单但有效的电路。它本质上是一个过电压保护电路。我们将查看电路的概念,其设计使用晶闸管/ SCR,电路的工作以及一些重要的局限性。
介绍
电源是电路和电子电路中的重要组成部分。它们通常非常可靠,可以为主电路提供良好的清洁功率。实际上,任何电子系统的寿命,可靠性和寿命都取决于良好的电源。
如果出于任何原因出现电源故障,则附着在其上的电路将受到重大损坏,有时无法修复。例如,线性电源的一个常见问题是系列通过晶体管的故障。
当通过晶体管的收集器和发射极端子之间存在短短时,晶体管失败,输出处的电压将很高且不受管制的电压。如果给主系统的高电压,则由于电压的明显,因此ICS之类的敏感组件将受到损坏。
因此,在电源输出时实现简单的过电压保护电路是很常见的,这样,如果电压出现意外尖峰不会损坏主电路或负载。这是由撬棍电路完成的。
什么是撬棍电路?
撬棍电路是一个简单的电路,在电源过电压的情况下,可以防止电路(电源的负载)损坏。当检测到过电压时,它可以通过短路来保护负载。
当电源的输出端子短路时,巨大的电流流将吹出保险丝,从而从电路的其余部分断开电源。因此,简单地说,撬棍电路的工作是检测到过电压并吹融合(有时会绊倒断路器)。
通常,撬棍电路是使用晶闸管(SCR)或TRIAC作为主要短路设备设计的。
撬棍电路设计
现在,我们对撬棍巡回赛有了基本的了解,我们现在将继续设计一个。在本教程中,我将展示两个典型的设计,一种涉及晶闸管 / SCR,而另一个则将TRIAC用作短路。
撬棍使用晶闸管
下图显示了使用晶闸管的第一个设计。下面提到了构建此电路所需的所有组件。
- 晶闸管(Q1)
- Zener二极管(ZD1)
- Schottky二极管(SD1)
- 过滤电容器(C1)
- Snubber电容器(C2)
- 下拉电阻(R1)
- 保险丝(F1)
在职的
该电路的工作非常简单。Zener二极管(ZD1)是检测到过电压的组件。通常,仅在电源的输出电压上选择齐纳二极管的阈值电压(比输出电压高1V)。
当发生过电压时,如果电压达到齐纳二极管的阈值电压,则开始进行电导。如果电压仍然增加,则电阻跨电阻R1的电压下降,SCR的栅极端子(Q1)将增加。
最初,当齐纳二极管不进行导电时,电阻R1充当晶闸管栅极端子的下拉电阻,以保持低位。但是,当齐纳二极管开始导电并且电阻R1的电压增加时,栅极电压也会增加。
当栅极端子的电压大于其阈值电压(通常在0.6V和1V之间)时,晶闸管开始进行并基本上提供电源轨道之间的短路。由于此短路,保险丝吹了。
这里要记住的重要一点是,晶闸管的当前评级应该更多的是保险丝的评级。同样,总体触发电压是齐纳二极管阈值电压和晶状体阈值电压的总和。
电路中几乎没有其他组件,让我们在此电路中看到它们的目的。首先,电容器C1是用于降低噪声和小电压尖峰的滤波器电容器,并避免了电路不必要的触发。
电容器C2是一个呼吸电容器,可防止电路驱动过程中晶闸管的意外触发。最后,Schottky二极管充当反向保护二极管,以防止主电路触发撬棍电路。
例子
现在让我们使用实时值查看上述电路的示例设计。让电源的输出为8V。然后,选择齐纳二极管的阈值电压为9.1V。所有其他组件及其值如下图所示。
撬棍使用TRIAC
净设计基于TRIAC作为短路设备。TRIAC的门由Texas Instruments的LM431(例如LM431)控制。此外,还有几个电阻来设置齐纳调节器的参考电压。
在职的
电阻R1和R2形成电压分隔器,并将参考电压设置为LM431可调式调节器。在常规工作条件下,R2的电压略低于参考电压(V参考)lm431,以使其保持不变。
通过选择阴极电阻RC适当地,TRIAC门上的电压将非常少,以使其保持稳定。
当电压由于过压条件增加时,电阻R2的电压下降就会增加。参考LM431齐纳调节器开始进行。结果,LM431的阴极开始绘制电流,从而实质上增加了TRIAC的栅极电压。
一旦栅极电压超过阈值电压,三轮车闩锁和短电路就会使轨道轨道滚动,从而吹了保险丝。
限制
简单的撬棍电路在过电压保护方面非常有用,因此它是基准电源的重要组成部分。即使该电路非常有用,我们也必须删除一些限制。
在基于晶闸管的设计中,扳机电压由Zener二极管设置,通常不可调节。因此,选择右齐纳二极管非常重要。电路的扳机电压应略高于电源的输出电压,以使尖峰和噪声可能不会意外触发。
当在RF设计中使用电源(例如RF发射器)时,必须在使用发射机之前和之后正确过滤电源线。
如果发生过电压,电路会触发并吹动保险丝。因此,每当发生过电压时,都应更换保险丝。