Акустическое реле на полевом транзисторе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Акустическое реле подключается последовательно с нагрузкой, по команде плавно ее включает, выключение производится через определенный промежуток времени. Оно не создает помех и практически не уменьшает яркость свечения лампы накаливания. Кроме этого, устройство имеет индикацию напряжения при выключенной нагрузке и аварийное отключение по току перегрузки. Устройство собрано на плате размерами 28x50 мм и легко размещается в выключателе освещения для внутренней электропроводки.

Устройство питается от сети 220 В через нагрузку (лампа накаливания EL1). Напряжение питания подается на диодный мост VD4-VD7 через клеммную колодку. Ключевым элементом устройства является полевой транзистор VT5, включенный в диагональ моста через резистор R17, являющийся датчиком тока. В исходном состоянии все конденсаторы разряжены, напряжение между затвором и истоком полевого транзистора VT5 равно нулю, в результате чего этот транзистор находится в закрытом состоянии. Ток через нагрузку практически отсутствует. Напряжение исток-сток транзистора VT5 частично защищено от возможных всплесков в сети конденсатором С10. Под действием этого напряжения конденсатор С4 заряжается через резистор R12 и светодиод HL1 до опорного напряжения стабилитрона VD1 (15 В).

Усилитель сигнала с электретного микрофона ВМ1 собран на транзисторе VT1 и работает в режиме малого тока коллектора - около 0,15 мА. Питание микрофона осуществляется через резистор R1 током менее 0,3 мА. Разделительный конденсатор С1 малой емкости подавляет низкочастотные сигналы. Регулировка чувствительности осуществляется подстроечным резистором RP1, включенным в цепь отрицательной обратной связи по току. Сигнал, усиленный до амплитуды 1...2 В, через разделительный конденсатор С2 поступает на вход транзисторного ключа, собранного на транзисторе VT2. Отрицательная полуволна сигнала, превышающая по амплитуде 0,6 В, открывает транзистор VT2 и через диод VD2 и токоограничивающий резистор R7 заряжает конденсатор С5. Такой же результат можно получить при нажатии на кнопку SB1 (кнопка без фиксации). Через делитель R10R11 это напряжение подается на затвор маломощного полевого транзистора VT3, открывает его, в результате закрывается биполярный транзистор VT4. Напряжение на конденсаторе С5 за время около 0,5 мс достигает уровня немного меньшего, чем напряжение на конденсаторе С4. Через высокоомный резистор R9 начинает заряжаться конденсатор С9, включенный непосредственно в цепь затвора полевого транзистора VT5. Совместно с цепью отрицательной обратной связи C8R15 обеспечивается плавное открывание полевого транзистора VT5. Время плавного включения составляет чуть больше 1 с и может изменяться подборкой номиналов резистора R9 или конденсатора С8. После открывания транзистора VT5 диагональ моста VD4-VD7 становится замкнутой, загорается на полную яркость лампа накаливания EL1.

Напряжение сток-исток открытого транзистора VT5 составляет доли вольта, прекращается ток в цепи R12, HL1, гаснет светодиод и падает до нуля напряжение на конденсаторе С4. Усилитель сигнала с микрофона на транзисторе VT1 перестает работать. Конденсаторы С5, С9 плавно разряжаются через резисторы R10, R11.

Транзистор VT4 служит для быстрой разрядки конденсаторов С5, С9 и закрывания ключевого транзистора VT5 в двух случаях:

- при истечении времени выдержки, когда напряжение на затворе полевого транзистора VT5 приближается к пороговому значению и на его стоке появляется напряжение;
- в случае перегрузки по току, когда отрицательное относительно минусового вывода С4 напряжение на резисторе R17 превышает по абсолютной величине напряжение
открывания перехода эмиттер-база транзистора VT4 (более 0,6 В).

Полевой транзистор VT3 необходим для закрывания транзистора VT4 во время плавного включения, поскольку в исходном состоянии (транзистор VT5 закрыт) транзистор VT4 находится в открытом состоянии, которое создается за счет падения напряжения на резисторах делителя R13R14. При разрядке конденсаторов С5, С9 через резисторы R10, R11 и плавном уменьшении напряжения на них транзистор VT3 должен закрыться ранее, чем напряжение на конденсаторе С9 достигнет порога закрывания транзистора VT5. Это обеспечивается подборкой сопротивлений делителя R10R11. При достижении порога закрывания VT5 на его стоке появляется напряжение, которое, воздействуя через резистор R13 на базу транзистора VT4, обеспечивает быструю разрядку конденсаторов С5, С9 через токоограничивающий резистор R8 и переход коллектор-эмиттер этого транзистора.

Транзистор VT5 закрывается и выключает нагрузку. Начинает светиться светодиод HL1 и появляется напряжение на конденсаторе С4. Устройство готово к повторному включению. Время от включения нагрузки до ее выключения при номиналах, указанных на схеме, составляет около 3 мин и может быть изменено подборкой конденсатора С5 или сопротивлений резисторов R10, R11 в меньшую или большую сторону. Конденсатор С7 повышает помехоустойчивость. В устройстве применены малогабаритные резисторы типоразмера 1206 (все резисторы на схеме без обозначения мощности) и конденсаторы типоразмера 1206 (С1-C3, С6, С7). Резисторы RIO, R11 - высокоомные C3-13, C3-14, R17 - проволочный. Остальные резисторы - МЛТ, С2-23, С1-4 в соответствии с указанной мощностью. Конденсатор С4 - импортный оксидный на напряжение не менее 25 В, остальные конденсаторы пленочные, например, К73-17, конденсаторы С8, С10 на напряжение не менее 400 В. Диодный мост VD4-VD7 на напряжение не менее 600 В и ток, превышающий номинальный ток нагрузки не менее, чем в два раза.

Стабилитрон VD1 - BZX55C15 на напряжение 15 В, его можно заменить на КС515А1, диоды VD2, VD3 - 1N4148, вместо них можно использовать КД521, КД522 с любым буквенным индексом. В качестве диода VD2 (предотвращает разряд конденсаторов С5, С9 через переход коллектор-база транзистора VT2, когда напряжения на конденсаторе С4 падает до нуля) лучше включить переход коллектор-база транзистора ВС547, который имеет меньший обратный ток и позволяет несколько увеличить время выдержки. Ключевой транзистор VT5 - IRF840 на напряжение 500 В и ток 8 А можно заменить на отечественный КП707Б1, КП707В1. При коммутации лампы мощностью до 100 Вт и при времени выдержки 3 мин транзистор может работать без дополнительного теплоотвода, поскольку его существенный разогрев происходит только во время включения. Светодиод HL1 красного свечения с малым рабочим током L-53LSRD. Полевой транзистор VT3 ZVN2120 можно заменить его аналогом КП501А.

Автор: А. Бегиев, г. Волжский, Волгоградская обл.; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Пиксели, которые звучат 05.06.2025 Исследователи из Пхоханского университета науки и технологии (POSTECH) в Южной Корее представили революционную разработку - OLED-дисплей, каждый пиксель которого способен воспроизводить звук. Иными словами, сам экран становится многоканальным звуковым массивом, не нуждающимся в традиционных внешних динамиках. Размер первого прототипа - 13 дюймов, что делает его сравнимым с дисплеями, используемыми в планшетах и ноутбуках. Главная инновация состоит в размещении внутри панели сверхтонких пьезоэлектрических преобразователей. Они встраиваются под светодиодные слои и способны создавать локальные вибрации, тем самым генерируя звук именно в той области экрана, где это необходимо. Эта технология получила название "локальный звук на основе пикселей". Руководил проектом профессор Су Сок Чхве, а одним из ключевых участников стал аспирант Инпе Хонг. Команда провела тонкую настройку конструкции панели: вокруг вибрационных модулей были размещены специальные рамки, позволяющие контролировать распространение акустических волн. Эти рамки формируют четкие границы звуковых зон и минимизируют искажения, возникающие при работе устройства. Это особенно важно для воспроизведения чистого звука в широком частотном диапазоне. Тестирование прототипа показало, что дисплей сохраняет стабильный уровень звукового давления даже при изменениях напряжения на входе или расстояния до слушателя. Звук из одной зоны не "переливается" в другую, что было давней проблемой других технологий, пытавшихся интегрировать звук в панель. Благодаря изоляции между источниками удается избежать перекрестных помех и добиться точной локализации звука. В отличие от прежних попыток соединить дисплей и звук в гибридных системах, где качество страдало ради компактности, разработка POSTECH предлагает оптимальный баланс. Панель остается тонкой, а акустическая составляющая - мощной и четкой. Уже на этапе прототипа стало ясно, что технология может быть внедрена в современные производственные процессы OLED-панелей, в том числе тех, что используются в ноутбуках, мобильных устройствах и автомобильной электронике. Несмотря на техническую готовность, команда пока не раскрывает коммерческих планов. Неясно, когда технология может попасть на рынок и будет ли она вообще принята производителями массово. Однако уже сейчас ясно, что разработка открывает новые горизонты для мультимедийных интерфейсов.

Другие интересные новости:

▪ Усилитель сигнала 4G Wilson Electronics weBoost Drive Sleek

▪ Стиральная машина от Porsche

▪ Занятия музыкой способствуют успехам в учебе

▪ Какао с перцем от майя

▪ Графен помогает проникнуть в мозг

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Цветовые искажения при видеосъемке. Искусство видео

▪ статья Почему радуга имеет форму дуги? Подробный ответ

▪ статья Ручная обработка древесины. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Мыла для удаления пятен. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току, 14-20/12 вольт 0,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026