طراحی مدارک حفاظت مدارک مؤثر: مؤلفه های کلید و توپولوژی برای مهندس ها

شما با خطرات الکتریکی زیادی در سیستم های الکترونیکی امروز معامله میکنید بعضي از خطرات معمولي اينه که:

• رویدادهای جاری مثل بارگذاری ها و مدارهای کوتاه. اين ميتونه دستگاه هات رو صدمه بزنه

• ميخ هاي بيش از حد رعد و برق يا عوض کردن. اينا ميتونن به الکترونيکي حساسي صدمه بزنن

• اشتباه هاي زميني و اشتباه هاي کماني. اينا ميتونه باعث آتش يا خطر شوک بشه

حفاظت مدارک کمک می کند تا از شکست و تجهیزات ، خطرات امنیتی و زمان کمی گران استفاده شود . اگه نقشه درست رو براي هر خطر انتخاب کني، سيستمت رو امن تر و قابل اعتماد تر ميکني

حذف کلید

• قسمت های محافظت درست رو انتخاب کن مثل فیوز، پلیفوس، تلویزیونیدیودهو ماموريت ها براي نيازهاي مدار شما و جايي که ازش استفاده ميشه استفاده از تنظیمات حفاظت خوبی مانند محدود کردن سری های جریان، کلیسای ولتاژ شانت، و مدارهای کلوبر برای متوقف کردن جریان یا ولتاژ. قسمت های محافظت را نزدیک قطعات مهم قرار دهید و از اساسی و تجزیه ی خوب استفاده کنید تا اوضاع را امن تر کنیم و بهتر کار کنید. طراحی خود را با نگاهی به خطرات ، انتخاب کردن قسمت های درست و آزمایش مدار خود برنامه ریزی کنید . بررسی و مراقبت از دستگاه های محافظت مانند MOV ها و فیوز های اغلب برای امنیت سیستمتان و متوقف کردن مشکلات.

مؤلفه های حفاظت مداری

فوتها و چند ضلعی

فیفوس و چند ضلعیابزارهای عمومی هستندحفاظت مداری. اونا کمک ميکنن که آسيب زيادي رو متوقف کنن

• فیسحوزه ات رو با شکستن مسير در صورتي که جريان خيلي زياده باشه داخل، یک سیم نازک آب میشه وقتی جریان زیادی وجود دارد. اين برق رو متوقف ميکنه و دستگاه هات رو امن نگه ميداره شما می توانید در ماشین ها، کامپیوترها، تدارکات برق و خطوط برق بزرگ پیدا کنید.

• چند ضلعیهمچنین بهش میگن فیوز های پذیری اونا به روش متفاوتي کار ميکنن وقتي جريان زيادي جريان داره مقاومتشون بالا ميره اين جريان رو محدود ميکنه و از مدار شما محافظت ميکنه وقتی دستگاه خنک میشه، پلیفوز بازسازی میکنه و دوباره کار میکنه در جایی که تغییر فیوز خیلی سخت است، مثلا در مورد تلفن ها یا تجهیزات هوا فضایی استفاده می شود.

نکته:اگه ميخواي خودشون رو دوباره بازسازي کنن از فیوزهای معمولی استفاده کنید اگر می خواهید سریع حرکت کنید و راحت جایگزین کنید.

اين يه مقايسه سريعه

شما باید نوع درست را انتخاب کنید بر اساس سریع که به حفاظت نیاز دارید، چقدر راحت است که جایگزینی قطعات و محیط زیست .

دیودهای TVS و ESD

دیودهای TVS و دیودهای ESDالکترونیک از میخ های ولتاج. وقتی یک ولتاژ بلند ناگهانی اتفاق می افتد، یک دیود تلویزیون سریع انرژی اضافی را از بین می برد. اين ولتاژ رو براي قسمت هات امن نگه ميداره

ديودهاي تلويزيون خيلي سريع عمل ميکنند. آنها می توانند از صاعقه ، استیک یا عوض کردن بررسی کنند. از آنها در کامپیوتر ، وسایل ارتباطی و الکترونیکی خارجی استفاده می کنید . دیودهای ESD به همین شکلی کار میکنند. اونا در برابر شوک هاي ايستايي محافظت ميکنن که ميتونه چيپس هاي کوچيک رو خراب کنه

یادداشت:هميشه ديودهاي تلويزيون يا ESD نزديک قسمتي که ميخواي ازش محافظت کني اين بهترين رو ميدهحفاظت مداری.

MOV ها

MOV واتصالکمک با افزايش ولتاژ و ميخ

MOV ها مقاومت ويژه هستند. وقتي ولتاژ طبيعي باشه، کاري نميکنن. اگه ولتاژ زياد بشه شروع به هدايت کردن و انرژي اضافي ميکنن اين مدار شما رو از حرکت ناگهاني نگه مي داره MOV ها در تجهيزات قدرت و کنترل موتور استفاده مي شوند.

انرژی رو در میدان مغناطیسی ذخیره میکنن اونا تغييرات ناگهاني در حال حاضر کم ميشن اگه سريع يکي رو خاموش کنيميخ بالا. یک MOV میتونه جلوی این میخ ها رو بگیره، ولی بعضی وقتا دیود برای قسمت های خیلی حساس بهتره.

اخطار: ماموریت ها در زمان ضعیف تر میشن. هر کدومشون کمتر قوي ميشن اونا ميتونن با کم کردن شکست بخورن، که ميتونه باعث آتش بشه، يا با باز کردن، که مدار شما بدون محافظ باقي ميمونه. اغلب MOV ها را بررسی کنید و اگر تصادف یا تغییر رنگ را ببینید، آنها را جایگزین کنید.

اینها چند نکته برای استفاده از MOV است:

• افزودن یک فیوز گرماییتا زيادي گرم نشه

• ماشين ها رو از گرما و آب دور نگه داريم

• پس از زيادي عوض ميشه يا اگه آسيب به نظر ميرسه

دستگاه های کراو میلهName

دستگاههای کروبرمحافظت از حمايت محکم در برابر حوادث هاي بيش از حد و مرز وقتي ولتاژ خيلي بالا ميشه، يه دستگاه کوچيک راه کوتاه ميسازه این سریع ولتاژ رو پایین میاره و تجهیزاتت رو امن نگه میداره

توي توربين باد و سيستم هاي قدرت استفاده ميکني وقتي يه اشتباه اتفاق بيفته، کلاوبر سريع عمل ميکنه تا از الکترونيک محافظت کنه بعد از اينکه خطر از بين رفت شما بايد سيستم رو دوباره شروع کنيد

دستگاه های کراوبار ساده و گرون نیستن اونا خوب کار ميکنن جايي که بايد از اشتباهات ناگهاني و بزرگ محافظت کني.

محافظ ICs

محافظ ICsویژگی های زیادی از حفاظت در یک تراشه کوچیک قرار بده ميتوني ازشون براي ذخيره کردن فضا و طراحيتون ساده تر استفاده کني. بعضی از آی سی ها در برابر مشکلات بیش از حد حاضر، بیش از حد و زیادی و حتی دما محافظت می کنند.

اینها دلایل برای استفاده از حفاظت از IC استفاده می شود:

• اونا طراحي شما رو کوچکتر و ساختن ساختن ميکنن

• اونا شانس اشتباهات رو کاهش ميدنانجمن.

• آنها از قدرت کمتر استفاده می کنند و قابل اطمینان تر از استفاده از بسیاری از قسمت های جداگانه است.

ولي اگه يه محافظت از اي سي شکست بشه، اغلب بايد کل تراشه رو تغيير بدي. در مقایسه با استفاده از قطعات جداگانه می تواند دشوارتر باشد. در سیستم های مهم، شما باید در مورد مزایای طراحی ساده در مقابل هزینه ها و تعمیراتی فکر کنید.

نکته:استفاده از محافظت از IC برای طراحی های کوچک و قابل اعتماد. در صورتی که می خواهید تعمیرات راحت یا می خواهید از مشکلات تدارکات جداگانه استفاده کنید.

توپولوژی های محافظت

وقتي که يه نقشه اي ميکنيحفاظت مداریتو بايد برنامه درست رو انتخاب کني. هر تنظیمی در مشکلات الکتریکی مختلف کمک می کند. اینها بعضی از مهمترین ها هستند.

تنظیم جاری

با کنترل کنترل جريان محدود کردن مدارتون رو امن نگه داره تو يه قسمت محدوديت رو با بارت هماهنگ کردي این قسمت زمانی که جریان خیلی بالا می شود عمل می کند.

این یک جدول است که برپایه های فعلی را محدود می کند و چگونگی کار می کنند:

تو از اين تنظيمات استفاده ميکنيهر راه نقاط خوب و بد داره:

1. قطعات بیشتری به معنای هزینه بالاتر و چیزهای بیشتری برای ساختن.

2. مدار ميتونه داغ بشه، پس بايد به خوبي از پس حرارت بر بياي.

3. محدوديت فعلي ميتونه تغيير کنه اگه داغ يا سرد بشه

4. ولتاژ براي بارت ممکنه وقتي محدود بشه کم بشه

5. فولد بک ممکن است با چیزهایی مانند موتور یا لامپ به خوبی کار نداشته باشد.

نکته:همیشه بررسی کنید که قسمت های محدودیت شما چقدر می تواند بررسی کند. اگه گرما رو فراموش کنی، حفاظتت ممکنه جواب نداده باشه

بعضی از طراحی های جدید استفاده میکننمنابع جاری و برنامه های ویژه. اینها به مدار کمک میکنن سریع تر و دقیقتر واکنش عکس العمل نشون بدن مخصوصاً در مورد استفاده های اشتباه

کلاه بندي شونت ولتج

محکم ولتاژ نشست مدار شما رو از ميخ هاي ولتاژ در امان نگه ميداره تو يه قسمت بين خط برق و زمين وصل مي کني. وقتي ولتاژ طبيعي باشه، بخش هيچ کاري نميکنه. وقتي ولتاژ بالا ميريزه، بخش روشن ميشه و انرژي اضافي رو به زمين ميفرستد.

اینجا یه میز هست که قطعات مشترک نشون میده و چقدر سریع واکنش میکنن:

ديودهاي تلويزيون سريع ترين کار ميکنن همچنین دیود ها و زینر سریع هستند. لوله های مرخصی گاز کندتر هستند اما می توانند جراحی های بزرگتری کنترل کنند. تو قسمت درست رو انتخاب میکنی که چقدر سریع و قوی به محافظت نیاز داری

وقتي باهاش کار ميکنيمدارهای دیجیتال سریعاين نکته ها رو يادت باشه:

• استفاده از انتخابمقاومبا مقاومت کمي براي جلوگيري از دست دادن ولتاژ

• قسمت هایی رو با کمی سیگنال های سریع انتخاب کن

• مطمئن شو که نيروي برق با نيازهات مطابقت داره

• قسمت ضربه رو نزديک به چيزي که ميخواي ازش محافظت کني

یادداشت:مکانهای خوب و قطعات کمی کمک به شما کمک کنیدحفاظت مداریدر مدارهای سریع بهتر کار کنید

دایره های کراوبر

مدارهای کراوبرمحافظت از ولتاژ قوی بده وقتي که ولتاژ خيلي بالا ميشه، بخش خروجي رو به زمين کوتاه ميکنه. این یه فیوز میزنه یا یه شکستنده میشه و برق رو قطع میکنه تا تجهیزاتت رو امن نگه داره

مدار کروبر استفاده از تیریستور یا SCR است. اونا در سيستم هاي قدرت بزرگ کار ميکنن مثل تجهيزات قدرت و توربين هاي باد ولي اونها آهسته تر از مقايسه کننده جديد کلوپ ها میتونن قبل از اینکه فیوز ضربه بزنه برق تو رو استحکام کنه آنها خودشان را بازسازی نمی کنند، بنابراین شما باید مشکل را درست کنید و فیوز را قبل از شروع دوباره تغییر دهید.

هشدار:مدار های کراوبار ساده و برای اشتباه های بزرگ است، ولی آنها آهسته تر هستند و به اندازه راه های جدیدتر انعطاف پذیر نیستند.

سودهی حفاظت

تعویض محافظت شما را نگه می داردترانزیستور هاو از شلوار و بارهاي زيادي عوض ميشه ميتوني ازش استفاده کنيفیوز برای حفاظت سادهمثل توي بسته هاي باتري و مدارهاي کمي فیفی ها راحت استفاده و کار می کنند.

برای حفاظت بهتر میتونی از یه ترانزیستور و یه مقاومت حساس استفاده کنی وقتي جريان خيلي بالا ميشه، ترانزيستور سوئيچ رو خاموش ميکنه. برای مثال، اگر بخواهیقطع کردن در 2 آي، از مقاومت استفاده کنید که ۰.6 و در آن جریان می افتد (R = 0.3Ω). با استفاده از مناطق بزرگ PCB و سفر سازی خوب گرمایی کنید

توي مدارهاي بزرگ يا حساس، ميتوني از حقه هاي ويژه استفاده کنيضربه هاي ميلر و تشخيص ناراحتي. اینها به محافظت از سویچ های جدید، مثل دستگاه های سی سی سی و گان کمک میکنن، و اوضاع رو امن تر می کنن.

نکته:همیشه یه فیوز یا نفوذ انتخاب کن که حدود 150 درصد از جریان معمولی شماست. اين سفر هاي اشتباهي رو متوقف ميکنه ولي هنوز حوزه ات رو امن نگه ميداره

اختصاصی و زمینه

تخلف کردن و زمینهبرای همیشه خیلی مهم هستندحفاظت مداریمخصوصا در طراحي PCB گزینشکاپیک هاميخ هاي ولتاژ و صدا اونا رو بذار به سنجاق برق هر آي سي آي از اندازه های مختلف استفاده کنید تا صداهای بسیاری را مسدود کنید.

زمینه ی خوب راه امن برای جریان اشتباه می دهد و سر و صدا کاهش میده اين بهترين راه براي انجام اين کار هست:

• از يه هواپيماي محکم توي پي.بي.

• راه هاي کوتاه و گسترده رو نگه دار

• سيم زمين اضافه رو داخل پنل ها نذار

• استفاده از وسیله ی زمین و بخیه ای از راه بازگشت کوتاه نگه دارید

• سيم هاي زميني رو با صاف و طول کوتاه وصل کن.

اشتباهات مشترک:

1. بعد از برنامه ريزي مقاومت رو بررسي نميکنم

2. بعد از جابجايي که همه چيز رو فراموش کردي

3. استفاده از سيم هاي زميني که براي جريان اشتباه خيلي کوچيکن

4. سيم هاي اضافي که نفوذ ميکنه

5. وقتي طراحي شدن به کل سيستم زميني فکر نميکنم.

همچنین در کنترل گرما و حفاظت ارتباطی کمک می کند. اونا سيگنال هات رو تميز نگه ميدارن و تجهيزاتت رو از افزايش و نشتي در امان ميکنن

يادت باشه:تخلیه ی خوب و اساسی تو رو میکنهحفاظت مداریخيلي بهتر، مخصوصا در طراحي هاي سريع و قدرت بالا.

راهنمای طراحی حفاظت مدارک

بررسی تهدید

با پيدا کردن تمام خطرات الکتريکي تو طراحي شما شروع کن از ایده های امن طراحی و ابزارهای ویژه برای کمک به شما استفاده کنید. مديريت ريسک خوب به اين معنيه که دنبال مشکلات زودتر ميگردي و يه نقشه اي ميکني

• امتحان کننرم افزار مانند ایمنیتا ليست هاي بررسي کنيم و مراقب خطر باشيم

• طراحيت رو راحت کن و درستش کن.

• قبل از اينکه ازش استفاده کني

همچنین میتونی از قوانین همچنین استفاده کنیمایل-STD-882E. این قانون به شما کمک می کند که خطرات پیدا کنید ، ریسک ها را بررسی کنید ، و همانطور که سیستم شما استفاده می شود ، بررسی کنید .

گزینش مؤلفه

قطعات محافظت کنيد از جدول زیر استفاده کنید تا مهمترین چیزی را مقایسه کنید :

رطوبت و گرماییمي تونه موجب زنگ و شکاف بشه قطعه هایی را با پوست هایی انتخاب کنید یا از مواد مخالف زنگ برای مکان های سخت ساخته شوید.

انتخاب توپلوژی

يه برنامه ي حفاظت رو انتخاب کنيد

• در مورد چيزي که ميتونه اشتباه باشه فکر کن، مثل زيادي ولتاژ يا جريان.

• قوانين از نوع پروژه ات رو پيروي کن

• توازناندازه، هزینه، و چقدر خوب کار میکنه.

• تصمیم بگیر که آیا به انزوا یا چیزهای خاصی مثل عمل سریع نیاز دارید

همچنین درباره ی ذخیره قدرت، محدوده ولتاژ، و چقدر آسون است که برپایی ها را به طراحی شما اضافه کنید.

راهنمای سازگاری

هنگامی که به پی بی سی بی اضافه می کنید، از این نکته ها استفاده کنید:

1. قطعات ولتاژ بالا رو از هم دور نگه داريدپس نتيجه ريزن

2. استفاده از خطوط کوتاه و گستردهدیودهای ESD و بذارشون نزدیک اتصال ها.

3. مقاومت های فعلی نزدیک قسمت هایی که نیاز به مراقبت اضافی دارند اضافه کنید

4. از پوست ها استفاده کن تا از خاک و آب دور نگه داري

5. از قوانين امنيتي براي فضا و توهين کردن پيروي کن

نکته: استفاده از مقاومت های کشیدن یا پایین را برای امنیت نگه دارید. قبل از اينکه تموم بشه محافظ محافظت از محافظت تون روي تخته هاي واقعي آزمايش کن

می توانید حوزه خود را با انتخاب و برنامه ریزی به خوبی حفظ کنید. همیشه دنبالش بگردیدحفاظت از اس دي، فيوز و فضا کافيهبين قسمت ها.استفاده از کاپیکرها و دیودها برای متوقف کردن افزایش و میخ ها استفاده کنید. مطمئن شو که لباس های عمومی دارن که ازشون محافظت کنن استفاده از این فهرست بررسیطراحی خود را بررسی کنید:

1. مطمئن شو که همه ورودی ها رو دارن و محافظت از فیوز.

2. دنبال راه هایی برای متوقف کردن ضربه ی بیش از حد و فعلا و قطبی معکوس.

3. کاسه سازهاي زيادي رو بذاريد

4. طراحی خود را با ابزار شبیه سازی امتحان کنید.

5. نگه دارفضای کافی و زمین خوبی.

به راه های جدیدی برای محافظت از حوزه ها ادامه بدید طراحي هات رو اغلب بررسي کن تا شکست نخوره

FAQ

دلیل اصلی برای استفاده از حفاظت از مدار چیست ؟

تو از حفاظت مدار براي جلوگيري از آسيب هاي زيادي جريان يا ولتاژ استفاده مي کني. این دستگاه های شما را امن نگه می دارد و به جلوگیری از آتش یا شوک الکتریکی کمک می کند. حفاظت خوب هم باعث ميشه الکترونيکيت بيشتر طول بکشه

چطور ميتونم فيوز درست رو براي پروژه ام انتخاب کنم؟

يه فيوز با يه نقطه ي جريان درست بالاي بار معموليت رو انتخاب کن بررسي ولتاژ رو چک کن و مطمئن شو که با مدار شما مطابقت داره دنبال فیوزهای سریع عمل کننده برای قطعات حساس و فیوزهای آهسته برای موتور یا لامپ

کجا بايد ديودها رو روي پي بي سي ب ب بذارم؟

دیودهای ESD را تا حد ممکن نزدیک به اتصال ها یا تراشه های حساس قرار دهید قبل از اينکه به قسمت مهمتون برق برق بررسي و صدمه بزنه متوقف ميشه

ميتونم از هم و هم ديودها و تلويزيون استفاده کنم؟

بله، ميتوني از هردوش استفاده کني ماموریت های رشته های بزرگی رو می گیرند، در حالی که دیود های تلویزیونی سریع تر به میخ های کوچک واکنش عکس میکنند. استفاده از هر دو تا ازت محافظت بهتري براي انواع وقايع هاي مختلف ولتاژ ميده.

بهترين راه براي امتحان محافظت از مدار من چيه؟

مي تونيد از ژنراتور جريان يا اسلحه اي اس دي استفاده کنيد تا طراحيتون رو آزمايش کنيد مراقب حوزه ات چه عکس العملي داره مطمئن شو که تمام قسمت هاي محافظت رو طبق برنامه ريزي کار کنيم و هيچي زياد گرم نميشه