逆極性保護、短絡保護、過電圧/不足電圧保護などの保護回路は、電子機器または回路を突然の誤動作から保護するために使用されます。通常、過電圧保護にはヒューズまたはMCBが使用されますが、この回路では、ヒューズを使用せずに過電圧保護回路を構築します。
過電圧保護は、入力電圧がプリセット値を超えると電源を遮断する電源機能です。高電圧サージからの保護のために、私たちは常に過電圧保護またはクローバー保護回路を使用します。クロウバー保護回路は、電子回路で最も一般的に使用されている過電圧保護の一種です。
回路を過電圧から保護する方法はたくさんあります。最も簡単な方法は、入力電源側にヒューズを接続することです。しかし、問題は、電圧がプリセット値を超えると、ヒューズ内のワイヤーが焼けて回路が切断されるため、1回限りの保護であるということです。次に、損傷したヒューズを新しいヒューズと交換して、再度接続する必要があります。
この回路では、ツェナーダイオードとバイポーラトランジスタが自動過電圧保護に使用されています。それは2つの方法で行うことができます。
1.ツェナー電圧レギュレータ回路：この方法は、入力電圧を調整し、調整された電圧を供給することによって回路を過電圧から保護し ますが、電圧が安全限界を超えても出力部分を切断しません 。常にツェナーダイオードの定格以下の出力電圧を受け取ります。
2.ツェナーダイオードを使用した過電圧保護回路：過電圧保護の2番目の方法では、入力電圧がプリセットレベルを超えると 、出力部分または負荷 が回路から切断されます 。
ツェナー電圧レギュレータ回路
ツェナー電圧レギュレータは、回路を過電圧から保護し、入力電源電圧も調整します。ツェナー電圧レギュレータを使用した過電圧保護の回路図を以下に示します。
回路のプリセット電圧値は、電源が切断されるか、その値を超える電圧を許可しない臨界値です。ここで、プリセット電圧値はツェナーの定格です。同様に、5.1Vツェナーダイオードを使用している場合、出力の電圧は5.1Vを超えません。
出力電圧が増加すると、このトランジスタQ1の導通が少なくなるため、ベース-エミッタ間電圧が低下します。Q1の導通が少ないと、出力電圧が低下し、出力電圧が一定に保たれます。
出力電圧は次のように定義されます。
VO = VZ-VBE
どこ、
VOは出力電圧です
VZはツェナー降伏電圧です
VBEはベース-エミッタ間電圧です
ツェナーダイオードを使用した過電圧保護回路
以下の過電圧保護の回路図は、ツェナーダイオードとPNPトランジスタを使用して作成されています。この回路は、電圧がプリセットレベルを超えると出力を切断します。プリセット値は、回路に接続されているツェナーダイオードの定格値です。適切な電圧値に応じてツェナーダイオードを変更することもできます。この回路の欠点は、ツェナーダイオードの正確な値が見つからない可能性があることです。そのため、プリセット値に最も近い定格のものを選択してください。
必要な材料
- FMMT718 PNPトランジスタ–2個。
- ツェナーダイオード5.1V（1N4740A）–1nos。
- 抵抗器（1k、2.2k、および6.8k）–1nos。（各）
- ブレッドボード
- 接続線
過電圧保護回路図
過電圧保護回路の動作
電圧がプリセットレベルより低い場合、 Q2のベース端子は高く、PNPトランジスタであるためオフになります。また、Q2がオフの状態の場合、Q1のベース端子はLOWになり、電流が流れるようになります。
ツェナーダイオードが導通を開始し、Q2のベースをグランドに接続してQ2をオンにします。Q2がオンになると、Q1のベース端子がHIGHになり、Q1がオンになります。これは、Q1がオープンスイッチとして動作することを意味します。したがって、Q1は電流が流れることを許可せず、負荷を超過電圧から保護します。
ここで、トランジスタ間の電圧降下も考慮する必要があります。回路の適切な精度を得るには、電圧降下を低くする必要があります。そのため、VCE飽和値が非常に低いFMMT718 PNPトランジスタを使用しました。これにより、トランジスタ間の電圧降下が小さくなります。
他の保護回路をさらに確認してください。