Giới thiệu

Là người mới bắt đầu học điện tử, bạn khá hạn chế khi nói đến việc cấp nguồn cho các mạch mới xây dựng của mình. Đây không phải là vấn đề nếu bạn không mắc bất kỳ lỗi nào, nhưng hãy nhìn nhận thực tế, điều này rất hiếm khi xảy ra. Cho dù bạn kết nối sai ở đầu ra của IC hay bạn đảo cực của tụ điện, thì vẫn có thứ gì đó bị hỏng vì nguồn điện của bạn sẽ sạc quá mức điện áp đã đặt bất kể thế nào. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng nguồn điện để bàn có thể điều chỉnh được với chức năng giới hạn dòng điện để ngăn dòng điện quá mức khi xảy ra lỗi. Tuy nhiên, chức năng này khá tốn kém. Rõ ràng, phương pháp này không thực tế khi bạn đang xây dựng một dự án chạy bằng pin. Trong dự án này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng một mạch đơn giản kết nối nguồn điện của bạn với mạch điện và cắt dòng điện khi đạt đến giới hạn dòng điện đã đặt.

Bước 1: Những gì bạn cần!

• 2x LM358P
• 1 x rơ le không chốt 12VDC
• 1 x điện trở xi măng 0,5 ohm
• 1 x Công tắc cảm ứng
• 1 x Đèn LED xanh
• 2 x điện trở 20k ohm
• 1 x điện trở biến thiên 10k ohm
• Điốt 1x1N4007
• 2x đầu nối
• 1 x ổ cắm IC

Bước 2: Mạch hoạt động!

Linh kiện đầu tiên chúng ta cần cho mạch là một rơle bao gồm một cuộn dây và một tiếp điểm thay đổi, nghĩa là khi không có điện áp cung cấp cho cuộn dây, khi ít nhất 3,8V được cung cấp cho cuộn dây, các tiếp điểm sẽ mở/đóng. Bây giờ chúng ta có thể sử dụng một tiếp điểm thay đổi để chuyển một tiếp điểm khi không có quá dòng và mở tiếp điểm khi có quá dòng. Một bóng bán dẫn NPN được sử dụng nối tiếp với cuộn dây cũng như một điện trở 1k ohm giữa điện áp được cung cấp và cực gốc của bóng bán dẫn.

Nếu điện áp được áp dụng cho mạch, dòng điện chạy qua bóng bán dẫn, bắt đầu gần hơn với đường dẫn cực thu-cực phát, do đó cuộn dây được cấp điện và các tiếp điểm được đóng lại. Tất nhiên, chúng ta không nên quên thêm một diode flyback để bảo vệ chống quá điện áp tại cực thu. Để xem có vấn đề quá dòng không, tôi muốn sử dụng đèn LED màu xanh lá cây với điện trở giới hạn dòng điện.

Nếu xảy ra sự cố khi vô hiệu hóa rơle, chúng ta có thể thêm một bóng bán dẫn NPN thứ hai vào chân đế của bóng bán dẫn đầu tiên. Nếu tín hiệu lỗi được gửi đến chân đế của bóng bán dẫn thứ hai, cuộn dây sẽ bị vô hiệu hóa, đèn LED sẽ tắt và các tiếp điểm sẽ mở để phát hiện quá dòng. Mặc dù chúng ta phải sử dụng điện trở công suất thấp, chẳng hạn như điện trở 0,5 ohm 5 watt, nhưng việc thêm điện trở này nối tiếp giữa điện áp được áp dụng và tiếp điểm rơle đầu tiên sẽ gây ra sự sụt giảm điện áp tỷ lệ thuận với dòng điện chạy qua. Tuy nhiên, vì sự sụt giảm điện áp này khá thấp, trước tiên chúng ta phải sử dụng Op-Amp để cấu hình khuếch đại vi sai.

Để có điện áp cao hơn, chúng ta có thể làm việc với tín hiệu khuếch đại này và sau đó kết nối nó với đầu vào không đảo ngược của op-amp thứ hai, đầu vào đảo ngược của op-amp này được kết nối trực tiếp với biến trở. Bằng cách điều chỉnh biến trở, chúng ta có thể tạo ra điện áp tham chiếu thay đổi. Vì op-amp hoạt động như một bộ so sánh, nên đầu ra của op-amp được kéo cao hơn nếu điện áp cảm biến dòng điện vượt quá điện áp tham chiếu. Đầu ra kích hoạt này sau đó được kết nối với cực gốc của bóng bán dẫn thứ hai thông qua một điện trở trong mạch rơle, ngay cả khi có quá dòng.

Khi rơle không còn ở trạng thái không hoạt động nữa, dòng điện chạy từ đầu ra bộ so sánh sẽ giảm xuống, do đó rơle được kích hoạt ngay lập tức. Nhưng vì dòng điện quá mức sẽ lại chảy khi rơle được kích hoạt, nên bộ so sánh lại được kích hoạt và chu kỳ lặp lại liên tục. Để giải quyết vấn đề này, chúng ta có thể kết nối một điện trở, một nút nhấn thường đóng và một tiếp điểm thường đóng khác của rơle chưa được sử dụng nối tiếp với cực gốc của bóng bán dẫn thứ hai. Khi xảy ra hiện tượng gấp, rơle sẽ vẫn đóng, nhưng vì tiếp điểm thường đóng của rơle rõ ràng là đã đóng, nên cực gốc của bóng bán dẫn vẫn được kéo về điện áp cung cấp mặc dù đầu ra của bộ so sánh được làm thấp. Theo cách này, rơle sẽ vẫn đóng cho đến khi tiếp điểm công tắc được nhấn, làm gián đoạn dòng điện cực gốc của bóng bán dẫn thứ hai, cho phép rơle hoạt động trở lại. Bây giờ chúng ta đã biết mạch hoạt động như thế nào!

Bước 3: Kết nối và kiểm tra!

Sau khi bạn đã kết nối tất cả các thành phần trong mạch theo sơ đồ, đã đến lúc bắt đầu kiểm tra và hiệu chỉnh mạch.

LƯU Ý: Nếu điện áp tham chiếu không được điều chỉnh đúng, các mạch này sẽ không chặn dòng điện, nhưng khi chúng ta giảm điện áp tham chiếu xuống một giá trị phù hợp, các mạch này sẽ chặn dòng điện mà không có bất kỳ vấn đề nào và có thể dễ dàng kích hoạt lại bằng nút nhấn.

‍