保險(xiǎn)絲是許多電子設(shè)備的重要保護(hù)裝置。它們只是監(jiān)控電路/負(fù)載消耗的電流，如果不安全的電流流過(guò)電路，保險(xiǎn)絲會(huì)自行熔斷，從而防止負(fù)載/電路形式被高電流損壞。這種類型的保險(xiǎn)絲稱為機(jī)械保險(xiǎn)絲，有許多類型的保險(xiǎn)絲，例如快速熔斷、慢熔斷等，但它們有一個(gè)共同的缺點(diǎn)。當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)，必須由消費(fèi)者/操作員更換，以使設(shè)備再次正常運(yùn)行。這就是為什么許多舊電子設(shè)備（如烤面包機(jī)或電熱水壺）隨產(chǎn)品一起提供備用保險(xiǎn)絲的原因。

為了克服這一缺點(diǎn)，大多數(shù)現(xiàn)代電子設(shè)備都使用電子保險(xiǎn)絲。電子保險(xiǎn)絲的作用與機(jī)械保險(xiǎn)絲相同，但不需要更換。它內(nèi)部有一個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)，可根據(jù)需要關(guān)閉和打開(kāi)電路。萬(wàn)一發(fā)生故障，開(kāi)關(guān)將斷開(kāi)電路并將其與電源隔離，一旦有利條件恢復(fù)，只需單擊按鈕即可重置保險(xiǎn)絲。購(gòu)買(mǎi)合適價(jià)值的保險(xiǎn)絲并將其更換為舊保險(xiǎn)絲沒(méi)有麻煩。有意思吧?!!因此，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何構(gòu)建電子保險(xiǎn)絲電路，它是如何工作的以及如何在設(shè)計(jì)中使用電子保險(xiǎn)絲電路。

電子保險(xiǎn)絲電路圖：

電子保險(xiǎn)絲電路的完整電路圖如下所示。如電路所示，它只涉及幾個(gè)電路，因此很容易構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)到我們的設(shè)計(jì)中。

此處的電路用于監(jiān)視在12V下工作的電機(jī)（LOAD）的工作電流。您可以用您嘗試監(jiān)控其電流的任何電路替換負(fù)載。電阻R1確定在電路對(duì)過(guò)流情況做出反應(yīng)之前允許多少電流通過(guò)電路。我們將討論每個(gè)組件的功能以及如何根據(jù)您的要求選擇值。

加工：

通過(guò)查看SCR的工作原理，可以很容易地理解電子保險(xiǎn)絲電路的工作原理。在正常情況下，用戶必須按下按鈕將負(fù)載連接到電源。按下按鈕時(shí)，SCR 的柵極引腳通過(guò) 1K 電阻連接到源電壓。這將觸發(fā)SCR，從而關(guān)閉陰極和陽(yáng)極引腳之間的連接。一旦連接閉合，電流開(kāi)始從源極（+12V）流向負(fù)載，通過(guò)陽(yáng)極到SCR的陰極引腳。

松開(kāi)按鈕時(shí)，SCR 將保持打開(kāi)狀態(tài)，因?yàn)闆](méi)有換向電路將其關(guān)閉。因此，SCR鎖存在ON狀態(tài)并保持在那里，直到電流流過(guò)，盡管它低于SCR的保持電流。

晶閘管換向 （SCR） 是什么意思？

晶閘管一旦被信號(hào)打開(kāi)，當(dāng)信號(hào)被移除時(shí)，不會(huì)自行關(guān)閉。因此，要關(guān)閉晶閘管，我們需要一些外部電路，該電路稱為換向電路。通過(guò)提供柵極脈沖打開(kāi)晶閘管的過(guò)程稱為觸發(fā)，關(guān)閉晶閘管的過(guò)程稱為換向。

晶閘管 （SCR） 中的保持電流是什么？

保持電流（不要將其與鎖存電流混淆）是流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極和陰極引腳以保持其導(dǎo)通的最小電流值。如果電流值低于該值，則晶閘管自行關(guān)閉，無(wú)需任何外部換向。

我們電路中使用的SCR是TYN612，其最大保持電流為30mA（請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)以了解該值），因此，如果流過(guò)陽(yáng)極和陰極的電流小于30mA，則SCR將自行關(guān)閉。從而隔離負(fù)載的電源。

電阻R1（0.2歐姆）和晶體管（2N2222A）在關(guān)閉SCR方面起著至關(guān)重要的作用。在正常情況下，當(dāng)負(fù)載（電機(jī)）運(yùn)行時(shí)，它會(huì)通過(guò)電阻R1吸收電流。根據(jù)歐姆定律，電阻兩端的壓降可以計(jì)算如下：

Voltage across the resistor = Current through circuit x Resistor value

因此，根據(jù)公式，電阻兩端的壓降與流過(guò)電路的電流成正比。隨著電流的增加，電阻兩端的壓降也會(huì)增加，當(dāng)該壓降超過(guò)0.7V的值時(shí)。晶體管導(dǎo)通，因?yàn)殡娮柚苯舆B接在晶體管的基極和發(fā)射極引腳上。當(dāng)晶體管閉合時(shí)，電路所需的全部電流會(huì)暫時(shí)流過(guò)晶體管，在此期間，SCR關(guān)閉，因?yàn)橥ㄟ^(guò)它的電流已低于保持電流，并且電阻兩端的壓降也變?yōu)?V，因?yàn)闆](méi)有電流流過(guò)它。最后，晶體管和SCR關(guān)閉，負(fù)載（電機(jī)）也與電源隔離。完整的工作也使用下面的GIF圖像進(jìn)行了說(shuō)明。

通過(guò)電阻放置一個(gè)電流表，以監(jiān)控流過(guò)SCR陽(yáng)極陰極端子的電流。該電流不應(yīng)低于SCR的保持電流（仿真中SCR的保持電流為5mA），如果低于此值，SCR將關(guān)閉。此外，在電阻器上放置一個(gè)電壓表，以監(jiān)控其兩端的電壓，并在SCR閉合之前檢查NPN晶體管是否被觸發(fā)。

硬件：

如前所述，該電路具有最少數(shù)量的元件，它涉及一個(gè)SCR，一個(gè)晶體管和幾個(gè)o電阻。因此，可以通過(guò)將其構(gòu)建在面包板上來(lái)輕松分析。同樣，這取決于您的應(yīng)用程序。如果您計(jì)劃任何超過(guò) 2A 的產(chǎn)品，則不建議使用面包板。我在面包板上構(gòu)建電子保險(xiǎn)絲電路，如下所示。

正如您在圖像中看到的，我使用LED燈條作為我的負(fù)載，您可以使用不同的負(fù)載，甚至可以連接必須保護(hù)的電路。要將負(fù)載連接到電源，我們必須按下將打開(kāi) SCR 的按鈕。另請(qǐng)注意，我使用了一個(gè) 2W 0.2 歐姆電阻器作為我的 R2，因?yàn)槲覀儽仨氃试S大電流值，因此考慮該電阻器的額定功率始終很重要。

由于我無(wú)法通過(guò)增加額定電流來(lái)創(chuàng)建故障條件，因此我降低了電壓以產(chǎn)生故障，從而減少了通過(guò)SCR的電流。 或者，您也可以用導(dǎo)線使晶體管的集電極發(fā)射極引腳短路，這使得電流流過(guò)導(dǎo)線而不是通過(guò)SCR，因此SCR將關(guān)閉。故障發(fā)生并恢復(fù)后，只需像之前一樣按下按鈕即可再次打開(kāi)電路。電路的完整工作原理也顯示在下面的視頻中。希望您了解電路并喜歡學(xué)習(xí)它。如果您有任何疑問(wèn)，請(qǐng)隨時(shí)在下面的評(píng)論部分發(fā)布或使用論壇尋求技術(shù)幫助。

局限性：

像所有電路一樣，這也有一定的局限性。如果您認(rèn)為這些會(huì)影響您的設(shè)計(jì)，那么您應(yīng)該找到替代方案

整個(gè)負(fù)載電流流過(guò)電阻R2，因此電阻R2兩端存在功率損耗。因此，該電路不適合母鹿電池供電的應(yīng)用

保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)的額定電流將不準(zhǔn)確，因?yàn)槊總€(gè)電阻器都會(huì)發(fā)生變化，并且隨著電阻器的老化，電阻器的特性也會(huì)發(fā)生變化。

該電路不會(huì)對(duì)突然的尖峰電流做出反應(yīng)，因?yàn)榫w管需要一些時(shí)間來(lái)對(duì)變化做出反應(yīng)。