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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Interruttore di corrente di carico a bassa tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico L'interruttore di corrente proposto di seguito si distingue da dispositivi simili con scopo simile per la bassa caduta di tensione attraverso l'elemento di commutazione aperto e il basso consumo di corrente intrinseco durante quella parte del periodo di funzionamento in cui questo elemento è chiuso. L'interruttore è in grado di funzionare in un'ampia gamma di correnti di carico, da pochi milliampere a decine di ampere a una frequenza da frazioni di hertz a decine di kilohertz. Come carico è possibile utilizzare una lampada a incandescenza, un LED con un resistore limitatore di corrente, una testa dinamica, una sirena per auto, un avvolgimento di un relè o un trasformatore e altri consumatori di corrente.
Lo schema schematico dell'interruttore è mostrato in fig. 1. Sul transistor ad effetto di campo VT1 e sugli elementi logici DD1.1, DD1.2 è costruito un generatore di impulsi rettangolare. La loro velocità di ripetizione è impostata dal resistore R3 e dal condensatore C2, mentre il resistore R4 e il diodo VD1 forniscono un ciclo di lavoro a impulsi pari a due. Il resistore R5 forma un circuito OS positivo, che aumenta la velocità di commutazione degli elementi del chip DD1. Questa costruzione del generatore riduce significativamente la corrente consumata dal chip DD1, poiché solo il transistor VT1 funziona in modalità lineare. Inoltre, semplifica notevolmente il circuito di impostazione della frequenza. Il nodo sui transistor VT2, VT3 blocca il funzionamento dell'interruttore quando la tensione di alimentazione scende al di sotto di 8 V. Ciò è necessario per evitare il surriscaldamento del potente transistor ad effetto di campo VT4 a causa della sua apertura incompleta e della bassa tensione di alimentazione. Quando la tensione di alimentazione diminuisce, la giunzione dell'emettitore del transistor VT3, che funziona come un diodo zener, si chiude, seguita dal transistor VT2. Il livello alto all'ingresso inferiore dell'elemento DD1.2 secondo il circuito viene sostituito da un livello basso, a seguito del quale il funzionamento del generatore si interrompe in una posizione in cui l'uscita degli elementi DD1.3, DD1.4. 4 è basso. Il transistor VTXNUMX è chiuso, la corrente non scorre attraverso il carico. Il resistore R9 migliora l'avvio del generatore con un aumento graduale della tensione di alimentazione. I condensatori C4, C5 proteggono la centralina del generatore dalle interferenze. I nodi interruttore di bassa corrente sono alimentati da uno stabilizzatore parametrico montato sugli elementi R11, VD2, VD3. Il diodo VD4 protegge il dispositivo dall'inversione di polarità di emergenza della tensione di alimentazione. Quando il carico RH è diseccitato, il condensatore C4 accumula l'energia necessaria per mantenere la tensione gate-source del transistor VT10 ad un livello di almeno XNUMX V durante quegli intervalli di tempo in cui è aperto e la tensione di alimentazione dell'interruttore è chiusa a zero. Alla tensione di alimentazione nominale, i diodi zener VD2, VD3 sono chiusi e non aumentano la corrente assorbita dall'ampolla, che non supera i 300 μA durante le pause quando non viene fornita alimentazione al carico. Il varistore RU1 protegge il transistor ad effetto di campo VT4 dai picchi di tensione creati dalla componente induttiva del carico (ad esempio, l'avvolgimento del trasformatore elevatore del convertitore di tensione per una lampada fluorescente o un lampadario Chizhevsky). L'inserto fusibile FU1 protegge il transistor VT4 dal sovraccarico con corrente eccessivamente alta. Il dispositivo è incernierato assemblato su un circuito stampato di dimensioni 64x45 mm. Tutti i resistori - MLT, C1 -4 o importati. Condensatore SZ - importato, C2 - qualsiasi film di piccole dimensioni, ad esempio K73-17, il resto - qualsiasi. Invece dei diodi 1N4148, qualsiasi delle serie KD521, KD522, KD103 andrà bene. I diodi Zener KS168A possono essere sostituiti da KS407D, 1N4736A. Sostituiremo il transistor a effetto di campo KP501A con qualsiasi delle serie KP501, KP502, KP504 o ZVN2120, BSS88 importato. Invece di 2SA933, qualsiasi transistor p-n-p della serie B89012, KT3107 andrà bene. Il transistor KT645B può essere sostituito da qualsiasi delle serie KT645, KT315. Di solito hanno una tensione di rottura della valanga della giunzione dell'emettitore di circa 7 V, mentre i transistor della serie KT3102 sono di circa 8 V e, ad esempio, 2SC3330 importati, 2SC1740 sono di circa 9 ... 10 V. Minore è questa tensione, minore è la tensione di alimentazione smetterà di funzionare il generatore. Quando si sostituiscono i transistor, non bisogna dimenticare le differenze nella loro piedinatura. Il transistor ad effetto di campo IRFZ30 ha una resistenza a canale aperto non superiore a 0,05 ohm, è progettato per una tensione drain-source di 50 V, una corrente di drain massima di 30 A e può dissipare una potenza fino a 90 W. Può essere sostituito da IRFZ34, IRFZ42. La piedinatura di questi transistor è la stessa. Invece di CNR07D470K, sono adatti i varistori FNR-05K470, FNR-07K470. Con i valori nominali degli elementi C2, R3, R4 indicati nel diagramma, la frequenza di commutazione dell'interruttore è di circa 1 Hz, che è adatta, ad esempio, per il suo funzionamento nel sistema di allarme per auto, negli indicatori di direzione, nell'illuminazione di Capodanno . Con un condensatore C2 con una capacità di 470 pF, la frequenza del generatore aumenterà a 2 kHz, quindi, con una tensione di alimentazione di 12 V, l'interruttore può essere caricato con l'avvolgimento secondario del trasformatore sonoro TV-ZSh (il suo il circuito deve essere completamente smontato e rimontato, posizionando le piastre "sovrapposte") da un televisore tubo-semiconduttore e una lampada a incandescenza con una potenza di 15 ... 25 W per una tensione di 20 V collegata all'avvolgimento primario di questo trasformatore brillerà a pieno calore. In questa capacità, l'ampolla può essere utilizzata come convertitore di tensione, ad esempio, per alimentare un saldatore elettrico a bassa tensione a bassa potenza.
Il dispositivo descritto può funzionare anche con una tensione di alimentazione superiore a 12 V, è sufficiente selezionare un resistore R11 di resistenza tale che la corrente attraverso i diodi zener VD2, VD3 sia vicina al valore nominale. Quindi, ad esempio, con una tensione di alimentazione di 24 V, la resistenza di questo resistore dovrebbe essere pari a 3,6 kOhm e la potenza di dissipazione dovrebbe essere di almeno 1 W. Maggiore è la frequenza operativa del chopper, maggiore è la perdita di potenza per il transistor di commutazione VT4. Ciò richiederà la sua installazione su un dissipatore di calore con una superficie del dissipatore di calore più ampia.
Una foto di una delle opzioni per la progettazione dell'interruttore di corrente è mostrata in fig. 2. Letteratura
Autore: A.Butov, villaggio di Kurba, regione di Yaroslavl; Pubblicazione: radioradar.net
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