Vitasvet-led.ru

Витасвет Лед
36 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема выключателя с полевым транзистором

Схема выключателя с полевым транзистором

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Электронный выключатель на полевых транзисторах

В августовском номере журнала «Радио» за 2002 год на с. 60 была опубликована статья В. Полякова об электронном выключателе, который способен отключать питание нагрузки при снижении напряжения аккумуляторной батареи ниже допустимого.

Я заинтересовался этой идеей и построил свой вариант такого выключателя. От прототипа он отличается тем, что незадолго до автоматического отключения питания нагрузки начинает вспыхивать мигающий светодиод, оповещая о том, что нагрузка вскоре будет обесточена. Устройство выполнено на дешевых полевых транзисторах и микросхемах, что улучшило его нагрузочные и эргономические показатели. К электронному выключателю может быть подключена нагрузка с постоянным током потребления до 0,4 А, но с применением вместо микросхемных токовых ключей более мощного n-канального МОП-транзистора, ток подключаемой нагрузки может быть увеличен до нескольких ампер, о чем будет сказано ниже.

Схема устройства показана на рис. 1.

При замыкании контактов кнопки SB2 на нагрузку подается полное напряжение питания. Через резистор R3 на затвор р-канального МОП-транзистора VТ1 поступает открывающее напряжение. Транзистор открывается, следовательно, на затворы транзисторов микросхем (выводы 1,8 DA1- DA3) поступает напряжение высокого уровня. Ключи на микросхемах DA1 — DA3, каждый из которых представляет собой высоковольтный n-канальный МОП-транзистор с защитным двуханодным стабилитроном в цепи затвор-исток, открываются. Для увеличения нагрузочной способности и уменьшения потерь мощности и напряжения все три ключа включены параллельно.

Сопротивление резистора R1 подобрано так, что при снижении напряжения аккумуляторной батареи ниже 7 В (батарея из семи никель-кадмиевых элементов) транзистор VT1 начинает закрываться. Так как напряжение на затворах DA1 — DA3 еще пока достаточно велико, то эти ключи пока еще полностью открыты. Как только напряжение исток-сток VT1 превысит пороговое открывающее напряжение VT2, этот транзистор начнет открываться, откроется и биполярный транзистор VT3, мигающий светодиод HL1 начнет ярко вспыхивать.

Читать еще:  Установка выключателя с розеткой самому

При еще большем снижении напряжения батареи транзистор VT1 закрывается настолько, что напряжение на резисторе R4 становится недостаточным для удержания ключей DA1- DA3 в состоянии минимального сопротивления открытого канала, что приводит к лавинообразному закрыванию как VT1, так и DA1- DA3. Нагрузка обесточивается, светодиод перестает вспыхивать. Принудительно отключить питание нагрузки можно кратковременным нажатием на кнопку SB1.

Сопротивление резистора R2 выбрано таким, что если вспышки мигающего светодиода начинаются при напряжении батареи 7 В, то полное отключение питания нагрузки происходит при снижении напряжения батареи до 6,9 В. Но значения этих напряжений могут быть несколько иными — все зависит от параметров полевых транзисторов. Если резистор R2 взять сопротивлением 47 кОм, светодиод начнет мигать при 7,5 В, а питание нагрузки отключится при 7 В. Керамические конденсаторы С1 и С2 повышают помехоустойчивость устройства.

Резисторы можно взять любые малогабаритные мощностью 0,05-0,25 Вт, например, С1 -4, МЛТ ВС, С2-23. Неполярные конденсаторы подойдут типов К10-7, К10-17, КМ-6; оксидный — К50-35, К50-24. Мигающий светодиод можно взять любой из серий L36B, L56B, L796B, L816B. Чтобы при включении светодиода не слишком сильно увеличивать средний разрядный ток батареи, сопротивление резистора R5 желательно увеличить до 3 кОм, а светодиод взять с повышенной яркостью свечения. Вместо мигающего светодиода можно установить, соблюдая полярность, пьезокерамический излучатель звука со встроенным генератором (НРА17АХ, НРА24АХ); такая замена будет уместна в случае, если электронным выключателем будет оснащаться «немое» устройство: мультиметр, частотомер, электронный термометр и т. п.

Полевые транзисторы можно заменить на любые из серий КП301, КП304, желательно с возможно меньшим пороговым открывающим напряжением. Биполярный транзистор можно заменить любым из серий КТ3102, КТ342, КТ645. Если пожелаете существенно увеличить нагрузочную способность устройства, например, для его использования с электрифицированной самоходной моделью, радиостанцией, носимой магнитолой, то микросхемы DA1 — DA3 желательно заменить одним мощным n-канальным полевым транзистором, например, типов КП723Г, КП727В, КП736Г, IRLZ44. С одним из таких транзисторов к электронному выключателю допустимо подключать устройство с током потребления 3. 5 А. Устанавливать полевой транзистор на теплоотвод не нужно.

Подбором резистора R1 выключатель можно будет настроить как на номинальное рабочее напряжение 9 В — батарея из семи никель-кадмиевых аккумуляторов, так и на 12 В — 10 аккумуляторов. При питании устройства от батареи из десяти таких аккумуляторов отключение питания нагрузки должно происходить при снижении напряжения батареи до 9,7. 10 В. Если будут применены р-канальные полевые транзисторы с относительно небольшим пороговым напряжением затвор-исток, менее -3 В, то подбором резистора R1 устройство удастся настроить и на работу с более низким номинальным напряжением, но не менее 4,5 В.

Электронный выключатель может быть смонтирован на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 80×35 мм (рис. 2).

Цоколевка транзисторов и микросхем дана на рис. 3.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Схема выключателя с полевым транзистором

В настоящее время многим радиолюбителям стали доступны мощные ключевые полевые транзисторы с изолированным затвором, как импортные, так и отечественные. Применение таких транзисторов в ключевых устройствах выгодно тем, что сопротивление их канала в открытом состоянии настолько низко, что его можно сопоставить с сопротивлением замкнутых механических контактов.


В комплексе с высокими допустимыми токами в открытом состоянии и высоким напряжением в закрытом, это позволяет использовать такие транзисторы для коммутации достаточно больших мощностей без существенного нагрева активного элемента (полевого транзистора). Высокое же сопротивление входа управления такого ключа позволяет ему работать на выходе логического устройства, собранного на КМОП-микросхемах, и потребляющего минимальный ток.

Автор попробовал использовать полевые транзисторы КП707А в качестве выходного каскада коммутатора сетевой нагрузки (вместо тиристора) и в качестве выходных каскадов цветомузыкальной установки.

Принципиальная схема выходного каскада коммутатора сетевой нагрузки показана на рисунке. Если разобраться, то полевой транзистор включен точно вместо тиристора, — на выходе выпрямительного моста, включенного последовательно с нагрузкой. При подаче напряжения управления на его затвор (от выхода логического элемента КМОП) транзистор открывается и ток через его канал и выпрямительный мост поступает в нагрузку.

Читать еще:  Треск от автоматического выключателя

Используя транзистор КП707А, таким образом можно коммутировать нагрузку в сети 220V, мощностью до 1000 Вт (зависит от диодов выпрямительного моста), без существенного нагрева транзистора (при условии, что транзистор только включает и выключает нагрузку, не принимая промежуточных значений).

Преимущество по сравнению с тиристором в том, что минимальная мощность нагрузки может быть вообще около нуля. Если мощности ламп небольшие (до 40 Вт), то на таком транзисторе можно сделать несложный регулятор мощности, при помощи которого можно будет регулировать яркость свечения лампы. Для этого нужно регулировать напряжение на затворе транзистора, например, при помощи переменного резистора (рис. 2).

На такой же основе можно сделать и выходные каскады для цветомузыкальной установки (рисунок 3). При мощности ламп не более 25-40 Вт можно будет очень легко реализовать давнюю мечту многих цветомузыкальщиков, — чтобы лампы не переключались скачкообразно, а светились так, чтобы их яркость была в зависимости от уровня входного НЧ-сигнала. Просто, нужно чтобы напряжение на затворе управляющего транзистора зависело от уровня входного НЧ-сигнала.

Полевые транзисторы — КП707 с буквами А, Б, Д, КП776А, КП777А или импортный IRF840. Диоды КД226Г при мощности нагрузки не более 100 Вт можно заменить на КД243 Г-Е, КД247 В-Д, или использовать готовые мосты КЦ402 А-В, КЦ405А-В. Или аналогичные импортные.
Стабилитрон КС510А можно заменить другим стабилитроном на напряжение 10-12 V (Д814Д, КС511, КС512).
При работе в регуляторе полевой транзистор нужно установить на радиатор. При работе в коммутаторе необходимости в радиаторе нет.

Переключатель с цифровым управлением

Microchip 2N7000

Михаил Шустов

Приведена схема переключателя на полевых транзисторах, позволяющего при подаче на два его входа управляющих сигналов уровней «лог. 0» и/или «лог. 1» переключать 4 устройства.

Использование двух управляющих сигналов цифрового уровня («лог. 0» и «лог. 1») позволяет с помощью дешифраторов управлять работой четырех устройств. Обычно в качестве таких дешифраторов используют ТТЛ- или КМОП-микросхемы, работающие в ограниченном диапазоне питающих напряжений и имеющие крайне ограниченную нагрузочную способность.

На Рисунке 1 приведена схема переключателя с цифровым управлением, выполненного на полевых транзисторах 2N7000 или его аналогах, способного работать в широком диапазоне питающих напряжений и имеющего повышенную нагрузочную способность.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии входных сигналов (входы А и В соединены с общей шиной) транзисторы VT1–VT3 заперты, на их стоках присутствует напряжение высокого уровня. Транзистор VT4 открыт, на его стоке напряжение низкого, близкого к нулю уровня. (См. также таблицу истинности на Рисунке 1).

Рисунок 1.Переключатель четырех каналов на полевых транзисторах, управляемый цифровыми
сигналами по входам А и В.

При подаче на вход А напряжения высокого уровня (уровня «лог. 1») транзистор VT1 открывается (вход В соединен с общей шиной), все остальные транзисторы переходят в токонепроводящее состояние. На стоке транзистора VT1 (выход 1) устанавливается напряжение нулевого уровня (уровня «лог. 0»).

При подаче на вход В напряжения высокого уровня (вход А соединен с общей шиной) открывается транзистор VT2, на его стоке (выход 2) напряжение понижается практически до нуля. Нагрузка транзистора – резистор R2 (выход 3) подключен к источнику питания.

Наконец, если на оба входа переключателя подается напряжение высокого уровня, открывается транзистор VT3, подключается нагрузка – резистор R4 (выход 4). Диоды шунтируют входные цепи остальных транзисторов, гарантируя их закрытое состояние.

На рисунке номиналы нагрузок полевых транзисторов выбраны равными 10 кОм в расчете на то, что сигналы с выходов устройства будут использованы для управления работой других цепей. На практике номинал этих резисторов может быть понижен до уровня, ограниченного предельно допустимым током используемых транзисторов.

Читать еще:  Механизмы выключателей merten antik

Схемы электронных виключателей питания для схем на микроконтроллерах

Казалось бы, чего проще, включил питание и прибор, содержащий МК, заработал. Однако на практике бывают случаи, когда обычный механический тумблер для этих целей не годится. Показательные примеры:

  • микропереключатель хорошо вписывается в конструкцию, но он рассчитан на низкий ток коммутации, а устройство потребляет на порядок больше;
  • необходимо осуществить дистанционное включение/выключение питания сигналом логического уровня;
  • тумблер питания сделан в виде сенсорной (квазисенсорной) кнопки;
  • требуется осуществить «триггерное» включение/выключение питания повторным нажатием одной и той же кнопки.

Для таких целей нужны специальные схемные решения, основанные на применении электронных транзисторных ключей (Рис. 6.23, а. м).

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (начало):

а) SI — это выключатель «с секретом», применяемый для ограничения несанкционированного доступа к компьютеру. Маломощный тумблер открывает/закрывает полевой транзистор VT1, который подаёт питание на устройство, содержащее МК. При входном напряжении выше +5.25 В требуется поставить перед М К дополнительный стабилизатор;

б) включение/выключение питания +4.9 В цифровым сигналом ВКЛ-ВЫКЛ через логический элемент DD1 и коммутирующий транзистор VT1

в) маломощная «квазисенсорная» кнопка SB1 триггерно включает/выключает питание +3 В через микросхему DDL Конденсатор C1 снижает «дребезг» контактов. Светодиод HL1 индицирует протекание тока через ключевой транзистор VTL Достоинство схемы — очень низкое собственное потребление тока в выключенном состоянии;

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (продолжение):

г) подача напряжения +4.8 В маломощной кнопкой SBI (без самовозврата). Источник входного питания +5 В должен иметь защиту по току, чтобы не вышел из строя транзистор VTI при коротком замыкании в нагрузке;

д) включение напряжения +4.6 В по внешнему сигналу £/вх. Предусмотрена гальваническая развязка на оптопаре VU1. Сопротивление резистора RI зависит от амплитуды £/вх;

е) кнопки SBI, SB2 должны быть с самовозвратом, их нажимают по очереди. Начальный ток, проходящий через контакты кнопки SB2, равен полному току нагрузки в цепи +5 В;

ж) схема Л. Койла. Транзистор VTI автоматически открывается в момент соединения вилки ХР1 с розеткой XS1 (за счёт последовательно включённых резисторов R1, R3). Одновременно в основное устройство подаётся звуковой сигнал от аудиоусилителя через элементы С2, R4. Резистор RI допускается не устанавливать при низком активном сопротивлении канала «Audio»;

з) аналогично Рис. 6.23, в, но с ключом на полевом транзисторе VT1. Это позволяет снизить собственное потребление тока как в выключенном, так и во включённом состоянии;

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (окончание):

и) схема активизации МК на строго фиксированный промежуток времени. При замыкании контактов переключателя S1 конденсатор С5 начинает заряжаться через резистор R2, транзистор VTI открывается, МК включается. Как только напряжение на затворе транзистора VT1 уменьшится до порога отсечки, МК выключается. Для повторного включения надо разомкнуть контакты 57, выдержать небольшую паузу (зависит от R, С5) и затем снова их замкнуть;

к) гальванически изолированное включение/выключение питания +4.9 В при помощи сигналов с СОМ-порта компьютера. Резистор R3 поддерживает закрытое состояние транзистора VT1 при «выключенной» оптопаре VUI;

л) удалённое включение/выключение интегрального стабилизатора напряжения DA 1 (фирма Maxim Integrated Products) через СОМ-порт компьютера. Питание +9 В может быть снижено вплоть до +5.5 В, но при этом надо увеличить сопротивление резистора R2, чтобы напряжение на выводе 1 микросхемы DA I стало больше, чем на выводе 4;

м) стабилизатор напряжения DA1 (фирма Micrel) имеет вход включения питания EN, который управляется ВЫСОКИМ логическим уровнем. Резистор RI нужен, чтобы вывод 1 микросхемы DAI «не висел в воздухе», например, при Z-состоянии КМОП-микросхемы или при расстыковке разъёма.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector