Überspannungsschutzschaltung

Schutzschaltungen wie Verpolungsschutz, Kurzschlussschutz und Über- / Unterspannungsschutz werden verwendet, um elektronische Geräte oder Schaltkreise vor plötzlichen Fehlern zu schützen. Im Allgemeinen wird eine Sicherung oder ein MCB für den Überspannungsschutz verwendet. Hier in dieser Schaltung wird eine Überspannungsschutzschaltung ohne Verwendung einer Sicherung erstellt.

Der Überspannungsschutz ist ein Netzteil, das die Versorgung abschaltet, wenn die Eingangsspannung den voreingestellten Wert überschreitet. Zum Schutz vor Hochspannungsstößen verwenden wir immer einen Überspannungsschutz oder eine Brechstangenschutzschaltung. Die Brechstangenschutzschaltung ist eine Art Überspannungsschutz, der am häufigsten in elektronischen Schaltungen verwendet wird.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Ihren Stromkreis vor Überspannung zu schützen. Am einfachsten ist es, die Sicherung an der Eingangsversorgungsseite anzuschließen. Das Problem ist jedoch, dass es sich um einen einmaligen Schutz handelt, da der Draht in der Sicherung brennt und den Stromkreis unterbricht, wenn die Spannung den voreingestellten Wert überschreitet. Dann müssen Sie die beschädigte Sicherung durch eine neue ersetzen, um die Verbindungen wieder herzustellen.

Hier in dieser Schaltung werden Zenerdiode und Bipolartransistor für den automatischen Überspannungsschutz verwendet. Dies kann auf zwei Arten erfolgen:

1. Zener-Spannungsreglerschaltung: Diese Methode regelt die Eingangsspannung und schützt die Schaltung vor Überspannung, indem sie eine geregelte Spannung liefert, trennt jedoch nicht den Ausgangsteil, wenn die Spannung die Sicherheitsgrenzen überschreitet . Wir erhalten immer eine Ausgangsspannung, die kleiner oder gleich der Nennleistung der Zenerdiode ist.

2. Überspannungsschutzschaltung mit Zenerdiode: Bei der zweiten Methode des Überspannungsschutzes wird der Ausgangsteil oder die Last vom Stromkreis getrennt, wenn die Eingangsspannung den voreingestellten Pegel überschreitet.

Zener-Spannungsreglerschaltung

Ein Zenerspannungsregler schützt den Stromkreis vor Überspannung und regelt auch die Eingangsversorgungsspannung. Der Schaltplan für den Überspannungsschutz mit dem Zener-Spannungsregler ist nachstehend aufgeführt:

Der voreingestellte Spannungswert der Schaltung ist der kritische Wert, über den entweder die Versorgung unterbrochen wird oder der keine Spannung über diesem Wert zulässt. Hier ist der voreingestellte Spannungswert die Nennleistung des Zener. Wenn wir eine 5,1-V-Zenerdiode verwenden, wird die Spannung am Ausgang 5,1 V nicht überschreiten.

Wenn die Ausgangsspannung zunimmt, nimmt die Basis-Emitter-Spannung ab, da dieser Transistor Q1 weniger leitet. Wenn Q1 weniger leitet, verringert es die Ausgangsspannung und hält somit die Ausgangsspannung konstant.

Die Ausgangsspannung ist definiert als:

VO = VZ - VBE

Wo, VO ist die Ausgangsspannung

VZ ist die Zener-Durchbruchspannung

VBE ist die Basis-Emitter-Spannung

Überspannungsschutzschaltung mit Zenerdiode

Das folgende Schaltbild für den Überspannungsschutz besteht aus einer Zenerdiode und einem PNP-Transistor. Diese Schaltung trennt den Ausgang, wenn die Spannung den voreingestellten Pegel überschreitet. Der voreingestellte Wert ist der Nennwert der an die Schaltung angeschlossenen Zenerdiode. Sie können die Zenerdiode sogar entsprechend Ihrem geeigneten Spannungswert ändern. Der Nachteil der Schaltung besteht darin, dass Sie möglicherweise nicht den genauen Wert der Zenerdiode finden. Wählen Sie daher eine, deren Nennwert Ihrem voreingestellten Wert am nächsten kommt.

Erforderliches Material

• FMMT718 PNP Transistor - 2nos.
• Zenerdiode 5,1 V (1N4740A) - 1nos.
• Widerstände (1k, 2,2k und 6,8k) - 1nos. (jeder)
• Steckbrett
• Kabel anschließen

Schaltplan für Überspannungsschutz

Funktionsweise des Überspannungsschutzkreises

Wenn die Spannung unter dem voreingestellten Pegel liegt, ist der Basisanschluss des Q2 hoch und da es sich um einen PNP-Transistor handelt, wird er ausgeschaltet. Und wenn Q2 ausgeschaltet ist, ist der Basisanschluss von Q1 LOW und lässt den Strom durch.

Die Zenerdiode beginnt zu leiten, wodurch die Basis von Q2 mit Masse verbunden und Q2 eingeschaltet wird. Wenn Q2 eingeschaltet wird, wird der Basisanschluss des Q1 auf HIGH und Q1 wird eingeschaltet, was bedeutet, dass sich Q1 wie ein offener Schalter verhält. Daher lässt Q1 nicht zu, dass der Strom durch ihn fließt, und schützt die Last vor Überschreitung der Spannung.

Jetzt müssen wir auch den Spannungsabfall an den Transistoren berücksichtigen, er sollte für eine korrekte Genauigkeit der Schaltung niedrig sein. Daher haben wir einen FMMT718-PNP-Transistor verwendet, der einen sehr niedrigen VCE-Sättigungswert aufweist. Aufgrund dessen ist der Spannungsabfall an den Transistoren gering.

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