Потужний перемикач на транзисторах польових, 20 ампер. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Потужний перемикач на транзисторах польових, 20 ампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Коментарі до статті

Сучасні потужні ключові польові транзистори відрізняються дуже низьким опором каналу у відкритому стані, навіть нижче опору замкнутих контактів електромагнітного реле або механічного вимикача, адже на опір механічних контактів впливає корозія, забруднення, підгоряння. Цих недоліків у ключового польового транзистора немає. До того ж низький опір відкритого каналу, навіть при значному струмі і великій потужності навантаження, робить потужність, що розсіюється, на транзисторі найменшою. Тому найчастіше для комутації кіловатних навантажень ключовому польовому транзистору не потрібно навіть найпростішого радіатора.

Тут наводиться схема електронного перемикача двох навантажень напругою живлення від 5 до 20 В при струмі до 20 А. Основою схеми є два ключові польові транзистори APM2556NU, у яких опір відкритого каналу не перевищує 0,006 Ом. Це означає, що при напрузі 20 В та струмі навантаження 20 А (тобто при потужності навантаження 400 Вт) потужність на відкритому каналі транзистора не перевищить 2...4 Вт.

Перемикач керується двома квазісенсорними (без фіксації) кнопками, короткочасним натисканням яких можна перемикати навантаження. Одночасно навантаження увімкнути не можна, навіть при одночасному натисканні обох кнопок обидва навантаження вимикаються. Є аварійний вхід блокування, при подачі на який напруги від напруги живлення до 50 В вимикаються обидва навантаження. Цей вхід можна використовувати в різних захисних ланцюгах, коли потрібно екстрено вимкнути будь-яке з увімкнених навантажень, і можливість їх увімкнення кнопками заблокувати.

Навантаження підключаються між плюсом живлення та відповідним виходом схеми. Стан перемикача відображається двома світлодіодами.

Принципова схема показано малюнку.

Потужний перемикач на польових транзисторах, 20 ампер

Пристрій управління служить RS-тригер на мікросхемі D1 Висновки 2 і 12 служать для перемикання стійких станів тригера. Ці висновки через резистори R1 та R3 підтягнуті до нуля. Опір резисторів узятий відносно маленьким (зазвичай у таких схемах використовують резистори на десятки-сотні кілоом). У першому варіанті стояли резистори на 56 кОм, але згодом з'ясувалося, що в момент включення потужного навантаження виникає імпульс-перешкода, яка скидає тригер і переводить схему в автоколивальний режим. Щоб цього не відбувалося опір входів тригера довелося знизити шляхом зниження опору резисторів, що підтягують, а так само додатково встановити конденсатори С2 і С3, що підвищують стабільність роботи тригера в умовах імпульсних перешкод.

Натискання кнопки S2 призводить до появи логічної одиниці на виведенні 13. Транзистор VT2 відкривається і включає навантаження 2. При цьому на виведенні 1 - нуль, тому VT1 вимкнений і навантаження 1 відповідно також вимкнено. При натисканні кнопки S1 одиниця з'являється на виводі 1 D1 і транзистор VT1 відкривається навантаження 1 включається, а на виведенні 13 з'являється нуль, тому навантаження 2 вимикається. Резистори R6 і R7 необхідні зниження впливу ємності затвора польового транзистора на вихід мікросхеми. Ємність затвора досить висока, тому при різкій зміні на ньому напруги має місце великий струм зарядки цієї ємності. Резистори обмежують цей струм до безпечного для мікросхеми рівня. Діоди VD3 та VD4 допомагають розряджати ємність затвора при закритті транзистора.

З'єднані разом висновки 3 та 11 використовуються для створення точки блокування. Ці висновки резистором R2 підтягнуті до нуля, тому поки на вході блокування немає напруги (або це мало напруга) вони не впливають на роботу тригера. Але при подачі на них напруги рівня логічної одиниці відбувається примусове переведення обох елементів D1.1 і D1.2 у стан логічного нуля на виході. Тобто, коли на цій точці логічна одиниця обидві навантаження вимкнені незалежно від попереднього стану.

Напруга, що надходить на вхід блокування, може надходити від якоїсь схеми або системи блокування. Величина цієї напруги, бажано, не повинна бути більшою за напругу живлення схеми. Однак, наявність стабілітрона VD1 і резистора R4 дозволяє використовувати для блокування напругу до 50 В включно (можна і більше, але є небезпека пошкодження стабілітрона, а слідом за ним, і мікросхеми).

Напруга живлення навантаження може бути від 5 до 20 В. При цьому напруга живлення мікросхеми не повинна перевищувати 15 В. Для зменшення максимальної напруги D1 встановлений ланцюг R5-VD2. Цей ланцюг при живленні від джерела більше 15 працює як параметричний стабілізатор і не допускає перевищення напруги на мікросхемі. При живленні напругою нижче 15 схема не працює як стабілізатор, так як стабілітрон закритий, а тільки спільно з С1 як блокувальна RC-ланцюжок по ланцюгу живлення.

Знижувати напругу нижче 5 В не можна, тому що при цьому напруга на затворі відкритого транзистора виявиться недостатнім для його повного відкривання. Канал транзистора відкриється не повністю, тобто матиме більш високий опір, а це призведе до того, що потужність, що розсіюється на ньому, різко зросте, що може призвести до пошкодження транзистора.

При монтажі потрібно забезпечити достатню ширину доріжок, що йдуть до стоку та витоку транзисторів від навантаження та мінуса живлення. Монтажні провідники теж мають бути досить товстими. Провідники схеми управління на D1 можуть бути тонкі, тобто будь-якої розумної товщини, тому що там струм невеликий.

Транзистори APM2556NU можна замінити іншими аналогічними характеристиками. Якщо транзисторів з таким низьким опір відкритого каналу пробрести не вдається, але є транзистори з удвічі більшим опір - можна замість одного транзистора використовувати два включені паралельно. Або працювати на нижчому максимальному струмі або використовувати радіатор для відведення надлишку тепла.

Стабілітрони BZV55C15 можна замінити на 1N4744A, КС215, КС515, Д814Д. В принципі, тут можна використовувати будь-які стабілітрони на напругу не нижче 10 В і не більше 15 В.

Мікросхему К561ЛЕ6 можна замінити аналогом CD4002 чи мікросхемою К561ЛЕ10 (аналог CD4025). Мікросхема К561ЛЕ10 відрізняється тим, що вона має три три-входових елементів АБО-НЕ. Два використовуються у цій схемі, а один зайвий залишається вільним. Щоб він не пошкодився статичною електрикою, входи вільного елемента потрібно з'єднати з 7 або 14 виведенням мікросхеми. Всі елементи мікросхеми фізично взаємопов'язані, тому навіть ушкодження непотрібного елемента може негативно позначитися і інших елементах мікросхеми. Ще можна використовувати мікросхему К561ЛП4, в ній є два тривхідні елементи АБО-НЕ і один одновхідний інвертор, він залишається вільним (його вхід з'єднати з виведенням 7 або 14).

Діоди 1N4148 можна замінити практично будь-якими малопотужними імпульсними діодами, наприклад, КД522.

Варістор FNR05K220 можна замінити будь-яким варістором на напругу близько 20 В.

Світлодіоди – будь-які індикаторні.

Зібраний без помилок пристрій при справності всіх деталей налагодження не вимагає.

Автор: Лижин Р.

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

Вигода від біорозкладного пластику поставлена під сумнів 01.05.2019

Фахівці з Університету Плімуту (Великобританія) оцінили стан біорозкладного пластику після трьох років впливу природних умов: води та ґрунту. Виявилося, що навіть через цей час биоразлагаемые пакети здатні витримати вагу покупок.

Спостереження за пакетами здійснювалося через регулярні часові відтинки. Вчені оцінювали ознаки зносу, що з'являлися, а також перевіряли пакети на міцність. Після дев'яти місяців на свіжому повітрі всі зразки повністю розпалися на фрагменти.

Однак пакети, що пролежали в морській воді і грунті, навіть через три роки залишалися цілими. Так звані пакети, що компостуються, показали кращий результат: в експериментальній установці в морському середовищі пакет повністю розклався за три місяці, проте навіть після 27 місяців такий пакет зберігався в грунті.

Інші цікаві новини:

▪ HP DVD MOVIE WRITER DC3000 переведе записи VHS у формат DVD

▪ Замість паперових книг – електронні

▪ Забудькуватість може залежати від часу доби

▪ Доказ, побудований на піску

▪ Бездротова гарнітура Vivo 2 для спортсменів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Зварювальне обладнання. Добірка статей

▪ стаття Відокремлювати кукіль від пшениці. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке цунамі? Детальна відповідь

▪ стаття Топовий вузол. Поради туристу

▪ стаття Модифікація Alinco DJ-191 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття О котрій годині? Секрет фокусу. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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