Потужний перемикач на транзисторі МДП. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Потужний перемикач на транзисторі МДП. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження

Коментарі до статті

На рис. 1 представлена схема одного з варіантів потужного електронного реле, призначеного для комутації струму навантаження до 20 А при напрузі 5...20 В. затвор-витік 2556 В або не більше 5,7 мОм при 10 В. Настільки малий опір відкритого каналу дозволяє за допомогою цього приладу комутувати великий струм, причому встановлення транзистора на тепловідведення при невисокій частоті перемикання (одиниці - десятки кілогерц) зазвичай не потрібно. Пристрій може бути використаний, наприклад, як електронний вимикач-вимикач вихідної напруги в потужному блоці живлення, потужних джерел світла в акумуляторних ліхтарях, низьковольтних електродвигунів, тягових електромагнітів і для багатьох інших застосувань.

Використання як основний комутуючий елемент потужного транзистора МДП у порівнянні з електромагнітним реле дозволяє отримати менший опір "замкнутих контактів", відсутність їх вигоряння та іскрових перешкод, більш висока швидкодія (при електронному управлінні). Крім того, такий електронний перемикач матиме менші габарити та масу, ніж електромагнітні реле на струм 10...20 А, а також значно менший струм, що споживається ланцюгами управління.

Керувати електронним перемикачем можна двома малогабаритними кнопками без фіксації, наприклад, гер-коновими, мембранними або гумовими з покриттям струму.

Потужний перемикач на транзисторі МДП
Рис. 1

На рис. 2 для порівняння габаритів показані електромагнітне реле G7L-2A-P фірми Omron, контакти якого розраховані на комутацію струму 20 А, та макет електронного реле на транзисторі МДП. Електронний вузол навіть за відносно просторого монтажу займає вчетверо менший обсяг (кнопки та світлодіод змонтовані поза платою) і значно легше.

Потужний перемикач на транзисторі МДП
Рис. 2

При подачі напруги на вхід пристрою польовий транзистор VT2 залишається закритим, підключене до виходу навантаження - знеструмлене, світлодіод HL1 - вимкнений. Щоб подати напругу на навантаження, необхідно натиснути на короткий час на кнопку SB1. Це призведе до відкривання транзистора VT1 і за ним транзистора VT2.

Про напрузі, що надійшло до навантаження, поінформує світлодіод HL1, що включився. Конденсатори C3 та С4, а також С1, С2, С5, С6 усувають можливий вплив на стан транзисторів різних перешкод. Діоди VD2-VD5 призначені для примусового вимкнення пристрою при зниженні вхідної напруги приблизно до 3 В, що оберігає польовий транзистор VT2 від перегрівання.

Справа в тому, що настільки глибоке зменшення напруги затвор-витік транзистора VT2 різко збільшує опір каналу і, як наслідок, теплову потужність, що виділяється в ньому, особливо при великому навантажувальному струмі. Для того щоб захистити польовий транзистор від перегрівання, передбачена ланцюг R5VD2-VD5, що закриває обидва транзистори.

Варистор RU1 і стабілітрон VD1 захищають порівняно низьковольтний польовий транзистор від сплесків напруги, наприклад, від ЕРС самоіндукції електродвигуна, підключеного до входу або виходу пристрою, або, наприклад, від випадкового пошкодження статичною електрикою при дотику до затвора транзистора VT2 викруткою .

Для вимкнення пристрою достатньо короткочасного замикання контактів кнопки SB2. Керувати станом транзистора VT2 можна не тільки малопотужними мініатюрними кнопками, але і, наприклад, двома оптронами або малопотужними реле герконовими. Слід зазначити, що у вимкненому стані перемикач практично не споживає енергії.

Експериментальний зразок пристрою був змонтований на монтажній платі розмірами 46x27 мм із склотекстоліту навісним монтажем. Сильноточні ланцюги виконані короткими відрізками монтажного дроту перерізом щонайменше 1,2 мм.

Транзистор APM2556NU в мініатюрному корпусі Т0252 допускає максимальну напругу сток-витік 25 В. При струмі стоку 40 А і напрузі затвор-виток 10 В або 20 А при напрузі затвор-виток 4,5 В типове значення опору відкритого каналу не перевищує 4,5 7,5 мОм відповідно. Максимально допустимий постійний струм стоку транзистора за температури корпусу 25 °С - 60 А.

Транзистор слід припаяти до тепловідведення з корисною площею поверхні не менше 7 см2 на випадок роботи при зниженій напрузі живлення з великим струмом навантаження. При монтажі транзистора необхідно вживати заходів щодо його захисту від пробою статичною електрикою.

Транзистори APM2556NU, призначені для роботи в понижувальних імпульсних стабілізаторах напруги, зараз широко використовують у сучасних високопродуктивних відеокартах та комп'ютерних системних платах. Замінити цей транзистор можна двома з'єднаними паралельно мініатюрними, але мають вдвічі більший опір відкритого каналу транзисторами APM2510NU (8,5 МОм 10 В) або іншими аналогічними, керованими низькою напругою затвор-витік. При використанні транзисторів з більшим, ніж у APM2556NU, опором каналу для збереження малого опору елемента перемикання можна включити кілька однотипних польових транзисторів, з'єднаних паралельно.

Транзистор 2SA733B замінимо будь-яким із серій 2SA733, 2SA992, SS9015, КТ3107, КТ6112. Замість BZV55C15 підійде стабілітрон 1 N4744A, TZMC-15, 2С215Ж, КС215ЖА, а замість 1N4148 - діод 1 N914 (або будь-які серії КД522, КД521). Світлодіод - будь-якого загального застосування, бажано з підвищеною світловіддачею, наприклад, із серій КИПД40, КИПД66. Для кожної конкретної напруги на навантаженні слід підбирати резистор R6 для того, щоб не перевищити номінальний струм світлодіода.

Оксидні конденсатори – К50-68, К53-19 або імпортні. Інші - К10-17, К10-50. Варистор FNR-05K220 можна замінити будь-яким малопотужним на 18...22, наприклад FNR-05K180.

Безпомилково зібраний із справних деталей пристрій не потребує налагодження.

Залежно від конкретних особливостей застосування, пропонований для повторення комутатор можна спростити або вдосконалити. Наприклад, якщо вимкнено сплески напруги з боку джерела живлення або підключеного навантаження, можна обійтися без варистора UA1. Також можна відмовитися від захисного стабілітрона VD1, якщо напруга джерела живлення не перевищить 15 В і виключені будь-які дотики до виведення транзистора затвора VT2.

Якщо ланцюг навантаження ввести послідовно обмотку саморобного герконового реле, розімкнені контакти якого підключені паралельно контактам кнопки SB2, то живлення навантаження буде автоматично відключатися зі збільшенням споживаного нею струму вище заданого. Для виготовлення такого реле на балон геркона КЕМЗ треба намотати кілька витків товстого (діаметром 0,7...1,2 мм) обмотувального дроту. Так, наприклад, з котушкою із семи витків дроту ПЕВ-2 0,68 реле спрацює при струмі близько 5 А. Необхідне число витків для бажаного струму спрацьовування захисту конкретного екземпляра геркона визначають експериментально.

Автор: А. Бутов

Дивіться інші статті розділу Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Самоскид-гігант 02.06.2004

Найбільший у світі, за твердженням виробника - німецької фірми "Liebherr", самоскид для кар'єрів був показаний на виставці будівельних машин у Мюнхені.

Довжина автомобіля 14,5 метри, ширина майже 9 метрів. Кузов вміщує 363 тонни руди чи вугілля. Дизель потужністю 3647 кінських сил із 20 циліндрами розганяє самоскид до 64 кілометрів на годину. Вентилятор за ґратами радіатора має діаметр 2 метри.

Інші цікаві новини:

▪ Геоінженерне управління погодою

▪ Розумний матеріал на основі шкіри акул

▪ Екологічно чистий спосіб спалювання метану

▪ Microsoft Windows Phone 7

▪ Інсталяційні проектори 10000 лм від Epson

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Довідник електрика. Добірка статей

▪ стаття Живий Курилка. Крилатий вислів

▪ стаття Чому утворюються зморшки? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар-ремонтника ремонтно-заготівельного цеху Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Антена Подвійний квадрат. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Малошумний антенний підсилювач 23-го каналу ДМВ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт