Circuito de proteção de alta tensão da rede elétrica com monitor de atraso

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O post explica uma versão atualizada do meu circuito de proteção de corte de alta-baixa tensão de 220V / 120V que agora inclui uma restauração atrasada de energia para a carga com 3 indicadores LED de status de energia.

A ideia foi solicitada por um dos membros dedicados deste site.



Objetivos e requisitos do circuito

  1. Acabei de acompanhar sua explicação e é possível que você possa nos ajudar com o seguinte:
  2. Para projetar um circuito de segurança que deve fornecer eletrodomésticos para proteção contra sobretensão e sobretensão.
  3. O circuito de proteção deve desligar imediatamente após a detecção de eletrodomésticos de baixa e alta voltagem e após detecção de voltagem normal, ligue novamente após 3 minutos.

Especificações Principais

O circuito de proteção deve estar em conformidade com o seguinte: Se a tensão da linha estiver dentro da faixa normal (100 a 130 Vca), ele aguardará o circuito de proteção 3 minutos antes que a saída seja energizada. Durante esses 3 minutos, há um âmbar

Luz LED. Se a tensão da linha estiver fora da tensão normal, a saída do circuito de proteção nunca estará sob tensão. Se a tensão da linha for inferior a 100 VCA, o circuito de proteção 'baixa tensão' deve indicar por um LED vermelho que acende.



Se a tensão da linha estiver presente, o circuito de proteção deve passar por uma tensão superior a 105 Vca 'tensão normal' que será indicada por um LED verde que acende.

Da mesma forma, o circuito de proteção da tensão da linha deve ser superior a 130 Vca 'alta tensão' será indicada por um LED vermelho que acende. Somente quando a tensão for menor que 125VAC, ela deve indicar o circuito de proteção 'tensão normal' por um LED verde que acende.

Após a detecção de proteção contra sobretensão e subtensão, o circuito deve emitir um bipe de 5 segundos.

Isso deve ser construído com um circuito oscilador opamp nesta funcionalidade.

Diagrama de circuito

LM358 PINOUT DETALHES

O Design do Circuito

O circuito de proteção de corte de tensão alta / baixa mostrado acima é uma versão aprimorada do meu design explicado anteriormente que tinha recurso de proteção de corte baixo alto exceto o estágio de temporizador de atraso que foi adicionado no projeto atual conforme a solicitação.

O estágio do temporizador garante um retardo na ativação da carga cada vez que a rede elétrica é desligada devido a uma flutuação de tensão anormal, de forma que a carga nunca seja sujeita a uma situação de comutação de tensão abrupta ou aleatória.

O circuito também inclui 4 LEDs distintos que indicam os níveis de tensão de rede correspondentes ou status por meio de suas cores individuais. As duas cores vermelhas indicam situações de alta e baixa tensão, respectivamente, o LED âmbar indica o status de contagem de atraso intermediário do circuito, enquanto o LED verde informa o usuário sobre uma condição de saída de rede saudável.

O preset ou potenciômetro P3 é usado para configurar o interruptor de tempo de atraso para ON para o Estágio IC 4060

Como funciona:

Já sabemos de nosso post anterior que sempre que a tensão de entrada cruza o limite superior, um alto lógico é criado na saída do opamp superior e quando a tensão cai abaixo do limite inferior, o opamp inferior gera uma lógica alta em sua saída.

Isso implica que, durante ambas as condições, uma lógica alta é gerada na junção catódica dos diodos conectados com as saídas opamp.

Sabemos que o temporizador IC 4060 é forçado a reiniciar na presença de um gatilho positivo em seu pino # 12, e o IC permanece desabilitado (saída aberta) enquanto um alto é sustentado nesta pinagem do IC.

Portanto, por tanto tempo a saída dos opamps é mantida positiva, o pino # 12 é mantido alto e, subsequentemente, o pino de saída # 3 do IC 4060 é mantido desativado, o que por sua vez mantém o relé desligado junto com a carga da rede desconectada através do N / Contatos C.

Agora, assim que a tensão da rede retorna ao seu nível normal, a lógica alta no pino # 12 do IC 4060 é removida, de modo que o IC pode iniciar seu processo de contagem.

O IC agora começa a contar de acordo com os valores definidos por C3 / P3. Supondo que a rede permaneça estável durante todo o processo de contagem, a contagem do IC finalmente termina permitindo uma lógica alta em seu pino # 3, que aciona o relé e a carga em ação.

No entanto, suponha que enquanto a contagem estava em andamento, a rede continuasse flutuando, o IC seria forçado a zerar repetidamente e isso manteria a saída completamente desligada, garantindo que a carga nunca tivesse permissão para enfrentar a condição imprevisível e flutuante da rede.

Como configurar o circuito.

Inicialmente, mantenha a fonte de alimentação desconectada do circuito.

Aplique a entrada da rede ao transformador da fonte de alimentação e meça a saída CC através do capacitor do filtro, e também meça o nível da rede de entrada existente na entrada do transformador.

Digamos que a tensão da rede elétrica esteja em torno de 230 V, o que resulta na produção de uma saída CC de cerca de 14 V.

Usando os dados acima agora pode ser possível calcular os limites de corte superior e inferior correspondentes, que podem ser usados ​​para configurar os respectivos presets.

Suponha que queremos 260 V como o nível de corte superior e 190 V como o corte inferior, os níveis de DC correspondentes podem ser calculados com a ajuda da seguinte multiplicação cruzada:

230/260 = 14 / x

230/190 = 14 / a

onde x representa o nível CC de corte superior correspondente ey o nível CC de corte inferior.

Uma vez que esses valores são calculados, usando uma fonte de alimentação DC variável, alimente o nível DC superior para o circuito e ajuste o preset superior de forma que o LED do amp op superior acenda.

Em seguida, de forma semelhante, aplique o nível DC inferior e ajuste o preset inferior até que o LED opamp inferior acenda.

É isso! Os ajustes para os procedimentos de corte de subtensão superior e inferior estão concluídos e o sistema pode agora ser conectado à rede elétrica para o teste real.

Lista de Peças

  • R1, R2, R3, R4, R7 = 4K7
  • R6 = 4K7
  • R5 = 1M
  • P3 = 100K POT
  • C2 = 0,33uF
  • C3 = 1uF
  • C1 = 1000uF / 25V
  • P1, P2 = PREDEFINIÇÃO DE 10K
  • Z1, Z2, Z3 = 4,7V / 1/2 WATT
  • D1 --- D4, D8 = 1N4007
  • D5 ---- D7 = 1N4148
  • IC1 = LM358
  • IC2 = IC 4060
  • T1 = BC547
  • RELAY = 12V / 250 OHMS, 10 AMPS
  • L1 ---- L4 = LEDS 20mA, 5mm
  • transformador = 0-12V / 1 AMP ou 500 mA

ATUALIZAR

Para uma versão transistorizada da proteção de rede alta / baixa acima com temporizador de atraso, você pode tentar o seguinte design:




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