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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированный хвост Arque 10.08.2019 Задумывались ли вы когда-нибудь, каково это иметь носимый хвост, который может улучшить вашу ловкость и баланс? Исследователи из Университета Кейо в Японии создали такое устройство. Прототип, названный Arque, был продемонстрирован на конференции SIGGRAPH в Лос-Анджелесе. Роботизированный хвост состоит из нескольких взаимосвязанных пластиковых позвонков, и его можно настроить в зависимости от веса и роста пользователя. Внутри каждого позвонка можно вставлять небольшие грузы, чтобы компенсировать центр тяжести, что позволяет ему оставаться сбалансированным при быстром перемещении или переносе тяжелых предметов. Хвост приводится в действие четырьмя искусственными мышцами, которые сокращаются и расширяются, используя пневматику. Наличие внешнего компрессора является пока недостатком, поскольку сама конструкция получается не совсем мобильный, но, как отмечает Gizmodo, достижения в области искусственных мышц означают, что будущие итерации помогут запитать конструкцию от портативной батареи. Мобильная версия Arque обладает встроенными приложениями, которые помогают строителям и работникам склада в подъеме и переносе тяжелых предметов, или в качестве устройства для помощи людям, испытывающим проблемы с балансировкой. Он может даже использоваться в сочетании с виртуальной реальностью, позволяя ощутить себя животным в видеоиграх.

Другие интересные новости:

▪ Компьютер складывается вчетверо

▪ Альтернативная энергия резко подешевела

▪ Бумажные батареи

▪ Сон младенцев

▪ Размножение в космосе возможно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Спасение утопающих - дело рук самих утопающих. Крылатое выражение

▪ статья Зачем на могилу прусского короля посетители кидают картошку? Подробный ответ

▪ статья Шалфей мускатный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автоматический выключатель освещения в подсобных помещениях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания из фильмоскопа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026