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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Commutazione elettronica su transistor ad effetto di campo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante Nel numero di agosto 2002 della rivista Radio, p. 60 è stato pubblicato articolo di V. Polyakov sull'interruttore elettronico, che è in grado di interrompere l'alimentazione al carico quando la tensione della batteria scende al di sotto del livello consentito. Mi sono interessato a questa idea e ho costruito la mia versione di tale interruttore. Si differenzia dal prototipo in quanto poco prima dello spegnimento automatico del carico, un LED lampeggiante inizia a lampeggiare, indicando che il carico sarà presto diseccitato. Il dispositivo è realizzato con transistor e microcircuiti a effetto di campo economici, che ne hanno migliorato il carico e le prestazioni ergonomiche. Un carico con un consumo di corrente continua fino a 0,4 A può essere collegato a un interruttore elettronico, ma utilizzando un transistor MOS a canale n più potente invece di interruttori di corrente del microcircuito, la corrente del carico collegato può essere aumentata a diversi ampere, che sarà discusso di seguito. Lo schema del dispositivo è mostrato in fig. 1.
Quando i contatti del pulsante SB2 sono chiusi, al carico viene applicata la piena tensione di alimentazione. Attraverso il resistore R3, viene fornita una tensione di apertura al gate del MOSFET a canale P VT1. Il transistor si apre, quindi viene fornita una tensione di alto livello alle porte dei transistor dei microcircuiti (pin 1,8 DA1-DA3). Le chiavi sui microcircuiti DA1 - DA3, ciascuno dei quali è un MOSFET a canale n ad alta tensione con un diodo zener protettivo a due anodi nel circuito gate-source, si aprono. Per aumentare la capacità di carico e ridurre le perdite di potenza e tensione, tutti e tre gli interruttori sono collegati in parallelo. La resistenza del resistore R1 è scelta in modo tale che quando la tensione della batteria scende al di sotto di 7 V (una batteria di sette celle al nichel-cadmio), il transistor VT1 inizia a chiudersi. Poiché la tensione ai gate DA1 - DA3 è ancora piuttosto elevata, questi tasti sono ancora completamente aperti. Non appena la tensione source-drain VT1 supera la soglia di tensione di apertura VT2, questo transistor inizierà ad aprirsi, si aprirà anche il transistor bipolare VT3, il LED HL1 lampeggiante lampeggerà intensamente. Con una diminuzione ancora maggiore della tensione della batteria, il transistor VT1 si chiude così tanto che la tensione ai capi del resistore R4 diventa insufficiente per mantenere i tasti DA1-DA3 nello stato di minima resistenza del canale aperto, il che porta a una chiusura a valanga di sia VT1 che DA1-DA3. Il carico è diseccitato, il LED smette di lampeggiare. È possibile disattivare forzatamente l'alimentazione del carico premendo brevemente il pulsante SB1. La resistenza del resistore R2 viene scelta in modo tale che se il LED lampeggiante inizia a lampeggiare con una tensione della batteria di 7 V, il carico viene completamente spento quando la tensione della batteria scende a 6,9 V. Ma i valori di questi le tensioni possono essere leggermente diverse: tutto dipende dai parametri dei transistor ad effetto di campo. Se il resistore R2 viene preso con una resistenza di 47 kOhm, il LED inizierà a lampeggiare a 7,5 V e l'alimentazione del carico si spegnerà a 7 V. I condensatori ceramici C1 e C2 aumentano l'immunità al rumore del dispositivo. I resistori possono essere presi con qualsiasi potenza di piccole dimensioni di 0,05-0,25 W, ad esempio C1 -4, MLT VS, C2-23. I condensatori non polari sono adatti per i tipi K10-7, K10-17, KM-6; ossido - K50-35, K50-24. Il LED lampeggiante può essere preso da qualsiasi delle serie L36B, L56B, L796B, L816B. Per non aumentare troppo la corrente di scarica media della batteria quando il LED è acceso, è consigliabile aumentare la resistenza del resistore R5 a 3 kOhm e portare il LED con una maggiore luminosità. Al posto di un LED lampeggiante è possibile installare, rispettando la polarità, un emettitore sonoro piezoceramico con generatore incorporato (HPA17AX, HPA24AX); tale sostituzione sarebbe opportuna se l'interruttore elettronico fosse dotato di un dispositivo "silenzioso": multimetro, frequenzimetro, termometro elettronico, ecc. I transistor ad effetto di campo possono essere sostituiti da qualsiasi delle serie KP301, KP304, preferibilmente con la tensione di apertura della soglia più bassa possibile. Il transistor bipolare può essere sostituito da qualsiasi delle serie KT3102, KT342, KT645. Se si desidera aumentare notevolmente la capacità di carico del dispositivo, ad esempio per il suo utilizzo con un modello semovente elettrificato, una stazione radio, una radio portatile, è consigliabile sostituire i microcircuiti DA1 - DA3 con uno potente n -transistor ad effetto di campo a canale, ad esempio, tipi KP723G, KP727V, KP736G, IRLZ44. Con uno di questi transistor, è consentito collegare a un interruttore elettronico un dispositivo con un consumo di corrente di 3 ... 5 A. Non è necessario installare un transistor ad effetto di campo su un dissipatore di calore. Selezionando un resistore R1, l'interruttore può essere configurato sia per una tensione operativa nominale di 9 V - una batteria di sette batterie al nichel-cadmio, sia per 12 V - 10 batterie. Quando il dispositivo è alimentato da una batteria di dieci di tali batterie, l'alimentazione del carico deve essere disattivata quando la tensione della batteria scende a 9,7 ... 10 V. Se transistor ad effetto di campo a canale p con una tensione di soglia gate-source relativamente bassa , inferiori a -3 V, quindi selezionando la resistenza R1, il dispositivo potrà essere configurato per lavorare con una tensione nominale inferiore, ma non inferiore a 4,5 V. L'interruttore elettronico può essere montato su un circuito stampato in fibra di vetro rivestita con pellicola su un lato con dimensioni di 80x35 mm (Fig. 2).
La piedinatura di transistor e microcircuiti è riportata in fig. 3.
Autore: A.Butov, villaggio di Kurba, regione di Yaroslavl
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