2単純な漏電遮断器（ELCB）の説明

説明した漏電遮断器の図は、家の電気ソケットの接地線の漏電レベルを監視し、障害が検出されるとすぐにアプライアンスをトリップします。ここでは、2つの設計を学習します。最初はトランジスタのみを使用し、2番目はICLM324を使用します。

前書き

それらに問題が発生した場合、それは即座にメインをオフにし、それ以上の関連する損失を停止します。ここでは、簡単なELCB回路について説明します。

この記事では、漏電遮断器とも呼ばれる漏電遮断器の簡単な回路について説明します。

一度構築されインストールされた回路は、あなたの家と接続されたアプライアンスのアース接続の「健康」を静かに監視します。

回路は、アース接続の欠落またはアプライアンス本体からの漏電を検出すると、すぐに主電源をオフにします。

ELCBが必要な理由

アース端子からの漏れ電流は、国内配線の短絡よりも危険です。

短絡の危険が見られ、ほとんどの場合、ヒューズまたは回路ブレーカーユニットを介して対処されます。

しかし、地電流の漏れは何年もの間隠されたままであり、貴重な電気を消費し、配線状態や電気器具を弱体化または悪化させる可能性があります。

さらに、不適切な導通または破損のためにアース接続が適切に接地されていない場合、漏れはアプライアンスの本体に致命的な衝撃を与える可能性があります。

商用ELCBユニットの短所

市販の漏電遮断器ユニットは、非常に高価でかさばり、複雑な設置手順を伴います。

低コストでありながら、状況に対応できるシンプルな回路を設計しました。デバイスは、アース通路を通る5mAを超える電流を検出し、主電源をオフにします。

接続されたアプライアンスは、診断または完全な排除が必要になります。アプライアンスの漏れは、電気を浪費するだけでなく、致命的に危険になる可能性があります。

トランジスタを使用した回路図

回路動作

提案されている漏電遮断器またはELCBは、印加電圧または漏れ電圧ではなく、AC信号を検出するという単純な原理を利用しています。

ここで、漏れているACは、単純な電圧検出構成を使用して電位差として検出するには小さすぎる可能性があるため、単純なオーディオアンプステージを使用して、漏れを周波数として効果的に検出します。

図に示すように、単純なブートストラップ増幅器ネットワークがユニットのメインセンシングステージを形成します。トランジスタT1とT2は、関連する受動部品とともに、小さな2段増幅器に配線されています。

R3の導入は、入力への正のフィードバックを提供し、回路をより安定させ、最小の入力信号に応答するため、非常に重要になります。

インダクタL1には基本的に2つの巻線があり、ソケットのアースポイントに接続されている一次巻線の巻数は少なく、二次巻線の巻数は6倍で、C1を介して回路の入力に統合されます。

L1の役割は、一次巻線に誘導されたACを増幅することです。これは、ソケットに接続されたアプライアンスの本体からの漏れの場合にのみ発生する可能性があります。

上記の増幅された漏れ電圧は、RL1をアクティブにするのに十分なレベルまでさらに増幅され、アプライアンスへの入力を即座に無効にして、漏電障害を示します。

コンデンサC5は、D3およびC4とともに、回路に電力を供給するための標準のトランスレス電源を形成します。

D3は、整流とサージ抑制の2つの機能を実行します。興味深いことに、メインアース接続自体が中性線ではなく回路の負になります。

また、RL2は回路のプラスとアースを介して電源に直接接続されているため、アースが弱くなったり切断されたりすると、リレーが非アクティブになり、アプライアンスへのACメインが遮断され、健康状態を効果的に示します。アースの障害や欠落したアース接続から家を保護します。

ELCB回路部品リスト。

• R1 = 22K、
• R2 = 4K7、
• R3 = 100K、
• R4 = 220E、
• R5 = 1K、
• R6 = 1M、
• C1 = 0.22 / 50V、
• C2 = 47UF / 25V、
• C4 = 10uF / 250V、
• C5 = 2UF / 400V PPC、
• T1、T2 = BC 547B、
• T3 = BC 557B、
• リレー= 12V、400オーム、SPDT、
• すべてのダイオードは= 1N4007、

L1 = Eコア（最小サイズ）で通常使用されるボビンに巻かれたコイルは、最初に25 SWGワイヤを50ターン巻き始め、それを結び、はんだ付けして、ボビンの片側に一次端子を作成します。ここで32SWG銅線を使用して、はんだ付けによって両端をボビンの反対側に結ぶ前と同じように、300を巻いて一次巻線を裏返します。 Eコア内にコイルを挿入して固定します。 PVCテープを使用してしっかりと固定します

IC 324を使用して自家製の漏電遮断器（ELCB）ユニットを作成する方法

漏電遮断器は、「接地」端子からの漏電を監視し、この漏電が特定の危険レベルを超えたときに主電源をオフにするために使用される安全電気装置です。

前書き

通常、これらのデバイスの製造には電気機械の概念が採用されていますが、ここでは、通常の電子部品を使用してELCBを製造する方法と、電子部品が市販の電気機械ユニットよりも効率的である理由についても説明します。

電子ELCBを介して作成できるバージョンは3つあり、1つ目はスイッチング動作にリレーを使用し、2つ目はトライアックを組み込み、3つ目は必要な実装にSSRまたはソリッドステートリレーを使用します。

上記のすべての概念について、トリガー機能は入力インダクターステージを介して同じままです。

リレーを使用したELCB回路

この図を見ると、回路全体がIC324からの単一のオペアンプの周りに集中していることがわかります。オペアンプは高利得反転増幅器として構成されています。

オペアンプは高利得AC増幅器として構成されており、R2の値を変化させることで感度を調整でき、値を大きくすると回路の感度が高くなります。

ICの反転入力＃2に存在する可能性のある微小なAC信号は、カップリングコンデンサC1を介してピックアップされ、ICによって即座に増幅されます。

小さなインダクタトランスがICの上記の入力の両端に配線されています。インダクタの1次側は、最終的に接地端子または構内のさまざまな3ピンソケットのピンで終端するワイヤに接続されます。

トランスは、小型ラジオ受信機の出力アンプ段で使用される通常の出力トランスにすることができます。

漏れの場合、漏れ電流はインダクタの一次巻線を通過し、二次巻線でステップアップします。

ステップアップされた誘導ACは、IC入力によって即座に検出され、さらに必要なレベルに増幅されるため、SCRはトリガーに応答して切り替わります。

SCRは、その固有の特性により、リレーを即座にラッチして導通状態にします。

リレーは、3つのピンソケットへの主電源を伝導してオフにし、アプライアンスを切り替えて、漏電状態を排除します

トライアックを使用したELCB回路

上記の回路はトライアックを使用して実装することもできますが、リレーステージを除いてすべて同じままです。リレーステージはトライアックに置き換えられています。

通常の状態では、IC出力はオフのままであり、トライアックは負荷を伝導および操作することができます。

ただし、リークが検出されるとすぐにIC出力がハイになり、SCRがトリガーされ、アノードがグランドにラッチされます。これにより、トライアックへのゲート電流が抑制され、瞬時に導通が停止し、負荷がオフになり、不利な条件が修正されます。

SSRまたはソリッドステートリレーを使用したELCB回路

Miansが操作するSSRデバイスは、現在、リレーよりも効率的に主電源の負荷を切り替えるために効果的に使用されています。これらは電気的に絶縁されており、本質的にソリッドステートであるため、トライアックやリレーなどの従来のスイッチングデバイスよりも望ましいものになります。

ここで、状態が正常である限り、SSRは回路から必要な入力トリガー電圧を引き出すことができますが、リークが予想されると、回路はSCRをトリガーし、SCR入力トリガーをグランドにチョークします。 SSRは即座に導通を停止し、負荷をトリップすることで意図したアクションを実行し、起こりうる危険を防ぎます。

パーツリスト

• R1 = 100K、
• R2 = 1M、
• R3、R4、R5 = 1K、
• C1 = 0.01uF
• C2 = 100uF / 25V
• L1 =トランジスタラジオで使用される通常の小出力トランス。
• SCR = BT169
• トライアック= BT136以上の電流タイプ
• オペアンプ=¼IC324
• SSR =ユーザー仕様による。
• リレー= 12V、SPDT