Crowbar circuit

Ang pagiging maaasahan ng anumang elektronikong aparato ay nakasalalay sa kung gaano kahusay na dinisenyo ang mga circuit ng proteksyon ng hardware. Ang end user (consumer) ay madaling makagawa ng mga pagkakamali at responsibilidad ng isang mahusay na taga-disenyo ng hardware upang protektahan ang kanyang hardware mula sa anumang hindi magandang mangyari. Mayroong sapat na mga uri ng mga circuit ng proteksyon bawat isa ay may sariling mga tukoy na application. Ang pinakakaraniwang uri ng mga circuit ng proteksyon ay Over circuit ng proteksyon ng Boltahe, Reverse Proteksyon ng Polarity Circuit, Kasalukuyang Proteksyon ng pag-surge at mga proteksyon ng Noise protection. Sa tutorial na ito tatalakayin namin ang tungkol sa Crowbar Circuit na isang uri ng circuit ng proteksyon ng sobrang lakas at karaniwang ginagamit sa mga elektronikong aparato. Kami ay praktikal na lilikha ng circuit na ito at i-verify kung paano ito gumagana sa totoong buhay.

Mga Materyal na Kinakailangan

• Piyus
• Zener diode
• Thyristor
• Mga capacitor
• Mga lumalaban
• Schottky Diode

Crowbar Circuit Diagram

Ang diagram ng circuit ng isang circuit ng crowbar ay napaka-simple at madaling buuin at ipatupad na ginagawang mabisa at mabilis na solusyon. Ang kumpletong diagram ng circuit ng crowbar ay ipinapakita sa ibaba.

Narito ang input boltahe (asul na pagsisiyasat) ay ang boltahe na kailangang subaybayan at ang circuit ay idinisenyo upang putulin ang supply kapag ang supply boltahe ay lumampas sa 9.1V. Tatalakayin namin ang pagpapaandar ng bawat bahagi sa seksyon ng pagtatrabaho sa ibaba.

Paggawa ng Crowbar Circuit

Sinusubaybayan ng isang Crowbar circuit ang input boltahe at kapag lumampas ito sa limitasyon lumilikha ito ng isang maikling circuit sa mga linya ng kuryente at hinipan ang piyus. Kapag ang piyus ay hinipan ang suplay ng kuryente ay ididiskonekta mula sa pagkarga at sa gayon ay maiiwasan ito mula sa mataas na boltahe. Gumagana ang circuit sa pamamagitan ng paglikha ng isang direktang maikling circuit sa mga linya ng kuryente, na parang ang isang sitbar ay nahulog sa pagitan ng mga linya ng kuryente ng circuit. Samakatuwid nakukuha nito ang iconic na pangalan ng crowbar circuit.

Ang boltahe kung saan ang circuit ay dapat lumikha ng isang maikling depende sa boltahe ng Zener. Ang circuit ay binubuo ng isang SCR na direktang konektado sa kabuuan ng Input boltahe at lupa ng circuit, ngunit ang SCR na ito ay sa pamamagitan ng default na itinatago sa naka-off na estado sa pamamagitan ng saligan ang pin ng gate ng SCR. Kapag ang boltahe ng Input ay lumampas sa boltahe ng Zener ang Zener diode ay nagsisimulang magsagawa at samakatuwid isang boltahe ang ibinibigay sa Gate pin ng SCR na ginagawa ito upang isara ang koneksyon sa pagitan ng Input Voltage at Ground kaya lumilikha ng isang maikling circuit. Ang maikling circuit na ito ay kukuha ng isang maximum na kasalukuyang mula sa supply ng kuryente at pasabog ang piyus na ihiwalay ang suplay ng kuryente na bumubuo ng pagkarga. Ang kumpletong pagtatrabaho ay maaari ding madaling maunawaan sa pamamagitan ng pagtingin sa imahe ng GIF sa itaas. Maaari ka ring makahanap ng isang Demonstration Video sa pagtatapos ng tutorial na ito.

Kinakatawan ng imahe sa itaas kung paano eksaktong tumutugon ang circuit ng crowbar kapag nangyari ang sobrang boltahe na kondisyon. Tulad ng nakikita mo ang Zener Diode dito ay na-rate para sa 9.1V ngunit ang input boltahe ay lumampas sa halaga at kasalukuyang nasa 9.75V. Kaya't ang Zener Diode ay bubukas at nagsisimulang magsagawa sa pamamagitan ng pagbibigay ng boltahe sa pin ng Gate ng SCR. Ang SCR pagkatapos ay nagsisimulang magsagawa sa pamamagitan ng pagpapaikli ng Input boltahe at Ground at sa gayon blows up ang piyus dahil sa maximum na kasalukuyang gumuhit tulad ng ipinakita sa GIF sa itaas. Ang pag- andar ng bawat bahagi sa circuit na ito ay ipinaliwanag sa ibaba.

Fuse: Ang piyus ay ang mahalagang sangkap sa circuit na ito. Ang rating ng piyus ay dapat palaging mas mababa kaysa sa maximum na kasalukuyang rating ng SCR at higit sa kasalukuyang natupok ng pagkarga. Dapat din nating tiyakin na ang supply ng Power ay maaaring mapagkukunan ng sapat na kasalukuyang upang masira ang piyus sa kaganapan kung nabigo.

0.1uF Capacitor: Ito ay isang pagsukat ng kapasitor; inaalis nito ang mga spike at iba pang ingay tulad ng mga harmonika mula sa boltahe ng suplay upang maiwasan ang maling form na pag-trigger ng circuit.

9.1V Zener Diode: Ang diode na ito ang magpapasya sa higit na halaga ng boltahe, dahil dito nagamit namin ang isang 9.1V Zener diode ang circuit ay tutugon sa anumang boltahe na nasa itaas ng halaga ng threshold na 9.1V. Maaaring piliin ng taga-disenyo ang halaga ng risistor na ito alinsunod sa kanyang mga pangangailangan.

1K Resistor: Ito ay isang pull down resistor lamang na hinahawakan ang pin ng Gate ng SCR sa lupa at sa gayon ay pinapatay ito hanggang magsimulang magsagawa ang Zener.

47nF Capacitor: Ang bawat Power switch tulad ng SCR ay nangangailangan ng isang snubber circuit upang sugpuin ang mga spike ng boltahe sa paglipat at pigilan ang SCR mula sa maling pag-trigger. Dito lang namin ginamit ang isang capacitor upang gawin ang trabaho. Ang halaga ng capacitor ay dapat na sapat lamang upang salain ang ingay, dahil ang mataas na halaga ng capacitance ay magpapataas ng pagkaantala kung saan nagsisimulang magsagawa ang SCR pagkatapos ilapat ang gate pulse.

Thyristor (SCR): Ang Thyristor ay responsable para sa paglikha ng isang maikling circuit sa mga riles ng kuryente. Dapat mag-ingat upang ang SCR ay maaaring hawakan tulad ng mataas na halaga ng kasalukuyang sa pamamagitan nito upang pumutok ang piyus at makapinsala mismo. Ang boltahe ng Gate ng SCR ay dapat na mas mababa sa boltahe ng Zener breakdown. Dagdagan ang nalalaman tungkol sa Thyristor dito.

Schottky Diode: Ang diode na ito ay hindi sapilitan at ginagamit lamang para sa layunin ng proteksyon. Tinitiyak nito na hindi kami makakakuha ng anumang kasalukuyang baligtad mula sa gilid ng pagkarga na posibleng makapinsala sa circuit ng proteksyon. Ang isang Schottky diode ay ginagamit sa halip na isang regular na diode dahil mayroon itong mas kaunting pagbagsak ng boltahe sa kabuuan nito.

Hardware

Ngayon na naintindihan namin ang teorya sa likod ng Crowbar circuit, oras na upang makapasok sa kasiya-siyang bahagi. Ito ay talagang nagtatayo ng circuit sa tuktok ng isang board ng tinapay at suriin kung paano ito gumagana sa real time. Ang circuit na itinatayo ko ay para sa isang 12V bombilya. Ang bombilya na ito ay kumokonsumo ng halos 650mA sa ilalim ng normal na boltahe ng pagpapatakbo ng 12V. Ididisenyo namin ang circuit ng crowbar upang suriin kung ang boltahe ay lumampas sa 12V at kung gagawin nito ay maiikli namin ang SCR at sa gayon ay sisabog ang piyus. Kaya narito na ginamit ko ang isang 12V Zener diode at TYN612 Thyristor. Ang piyus ay naka-mount sa loob ng isang may hawak ng piyus, dito namin ginamit ang Cartridge Fuse na 500mA na rating. Ang kumpletong pag-set up ay ipinapakita sa larawan sa ibaba

Gumamit ako ng isang RPS upang makontrol ang boltahe ng Input, sa una ang pag-setup ay nasubok na may 12V at gumagana ito ng maayos sa pamamagitan ng pag-on ng bombilya. Sa paglaon ang boltahe ay itinaas gamit ang RPS knob kaya lumilikha ng isang maikling circuit sa pamamagitan ng SCR at paghihip ng piyus na pinapatay din ang bombilya at ihiwalay ito bumubuo ng supply ng kuryente. Ang kumpletong pagtatrabaho ay maaari ding suriin sa video sa ilalim ng pahinang ito.

Mga limitasyon ng Crowbar Circuit

Kahit na ang circuit ay malawakang ginagamit ito ay may sariling mga limitasyon na nakalista sa ibaba

• Ang halaga ng sobrang boltahe ng circuit ay nakasalalay sa pulos sa halaga ng boltahe ng Zener, at kaunting halaga lamang ng Zener diode ang magagamit.
• Ang circuit ay sumailalim din sa mga problema sa ingay; ang ingay na ito ay maaaring madalas na lumikha ng isang maling pag-trigger at pumutok ang piyus.
• Sa kaganapan ng sobrang lakas ng tunog ang circuit pumutok ang piyus at sa paglaon ay nangangailangan ng manu-manong tulong upang muling patakbuhin ang pagkarga kapag ang boltahe ay naging normal.
• Ang piyus ay isang mekanikal na piyus na dapat mapalitan at samakatuwid ay gumagamit ng pagsisikap, oras at pera.