Электронный выключатель на полевых транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

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.

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 80x35 мм (рис. 2).

Цоколевка транзисторов и микросхем дана на рис. 3.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Гибрид нанотрубки и золота 18.03.2007 Ученые из США соединили золотую нанопроволочку и углеродную нанотрубку. Нанотрубочная электроника - очень красивая идея. "Представьте себе: с помощью зондового микроскопа вы берете кусочки углеродной нанотрубки и укладываете их на подложку, формируя электронную схему нанометрового масштаба", - так рассказывает о ней академик А.Л.Бучаченко. При этом нанотрубки могут служить не только проводниками, соединяющими элементы схемы, но и самими элементами - расчет показывает, что, модифицируя трубку, можно придать ей полупроводниковые свойства. Однако проблема в том, что пока не удается создать надежный электрический контакт нанотрубки с другими элементами будущей схемы. Очередной изящный способ предлагают ученые из Ренсселаеровского политехнического института (США) во главе с профессором Пуликелем Аджаяном. Они прочно срастили нанотрубку с нанопроволокой золота. Такие нанопроволоки и сами по себе хороши благодаря необычным оптическим и электронным свойствам, а уж совместно с углеродной нанотрубкой представляют собой очень интересный материал. Получают же его так. Сначала берут пористый оксид алюминия и частично заполняют поры атомами металла. Получается нанопроволока. Затем эту пористую матрицу помещают в печь, где имеется источник углерода. При нагреве углерод испаряется и осаждается в порах. В результате на конце нанопроволоки растет нанотрубка точно такого же диаметра, заданного размером поры. Поскольку технология синтеза пористых оксидов отлично разработана, ученые получают огромное количество матриц для выращивания таких гибридных проволочек длиной в сотни микрон.

Другие интересные новости:

▪ Новое применение дискам Blu-ray

▪ Велосипед, завязанный узлом

▪ Робот для домашнего хозяйства

▪ Сверчки Юрского периода пели басом

▪ Картошка и электроны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Что сходит с рук ворам, за то воришек бьют. Крылатое выражение

▪ статья Где во время Второй Мировой войны англичане сражались против французов? Подробный ответ

▪ статья Водитель гудранатора. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Стабильный гетеродин УКВ конвертера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телепатия. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025