Электронный сетевой выключатель-предохранитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Предлагаемое устройство предназначено для включения (выключения) и защиты от перегрузки по току различной радиоэлектронной аппаратуры, осветительных и других приборов с сетевым питанием. В качестве коммутирующего элемента применен мощный полевой переключательный транзистор.

В настоящее время часть радиоэлектронной аппаратуры - телевизоры, DVD-плееры, некоторое оборудование для компьютеров - не имеет специального сетевого выключателя питания и оказывается постоянно подключенной к сети, хотя в этом и нет необходимости. Наряду с тем, что при этом бесполезно расходуется электроэнергия, возрастает вероятность выхода ее из строя из-за аварийных ситуаций в сети. Предлагаемое устройство можно применять не только для включения такой аппаратуры, но и защиты от перегрузки по току.

Коммутация нагрузки осуществляется мощным полевым переключательным транзистором VT3, который включен в диагональ диодного выпрямительного моста VD4. В цепи истока установлены резисторы R13, R14, выполняющие функции датчика тока. Диоды VD6, VD7 ограничивают напряжение на них, а конденсатор С6 подавляет импульсные помехи. Варистор RU1 защищает транзистор VT3 от пробоя всплесками напряжения, возникающими в сети при коммутации индуктивной нагрузки. Узел управления переключательным транзистором собран на транзисторах VT1, VT2 и D-триггере DD1.1, который включен как делитель частоты на два. Питание узла осуществляется от выпрямителя на диодах VD1, VD3 с гасящими резисторами R1, R2 и параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне VD2, конденсатор С1 - сглаживающий.

Светодиод HL1 индицирует наличие сетевого напряжения на входе устройства. Если питание нагрузки выключено, ток через светодиод HL1 увеличивается, поэтому яркость его свечения возрастает. Нагрузка включена последовательно с диодным мостом VD4, от перегрузки ее, как и само устройство, защищает плавкая вставка FU1. Светодиод HL2 индицирует наличие сетевого напряжения на нагрузке. Резистор R12, шунтирующий светодиод HL2, устраняет его слабое свечение, которое может возникнуть за счет обратного тока полевого транзистора VT3 и тока через варистор RU1. После подачи сетевого напряжения на D-триггер DD1.1 поступает питающее напряжение. Конденсатор С5 предназначен для формирования импульса установки D-триггера DD1.1 в нулевое состояние - с напряжением низкого логического уровня на прямом выходе (вывод 1 DD1.1). Происходит это так. В момент подачи питающего напряжения заряжается конденсатор С5, транзистор VT1 открывается и на вход R (вывод 4) D-триггера поступает высокий уровень.

Полевой транзистор VT3 закрыт, и сетевое напряжение на нагрузку не поступает. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 высокий уровень напряжения поступит на счетный вход С D-триггера, и он переключится в состояние с высоким уровнем на прямом выходе. Сопротивление канала транзистора VT3 уменьшится до долей ома, и на нагрузку поступит питающее напряжение. Последующее нажатие на кнопку SB1 приведет к переключению D-триггера в состояние с низким уровнем на прямом выходе, транзистор VT3 закроется, и нагрузка будет обесточена. При увеличении тока, потребляемого нагрузкой, возрастает напряжение на резисторах R13, R14, и когда оно достигнет 0,55...0,6 В, транзистор VT2, а вслед за ним и VT1 начнут открываться, на вход R D-триггера поступит высокий уровень, и он переключится в состояние с низким уровнем на прямом выходе, поэтому транзистор VT3 закроется и нагрузка будет обесточена.

Ток срабатывания защиты можно установить резистором R14 в интервале 0,08...0,36 А. Поскольку в установившемся режиме транзисторы VT1, VT2 закрыты, а D-триггер потребляет малый ток, после отключения сетевого напряжения конденсатор С1 может продолжительное время сохранять заряд. Для его разрядки служит резистор R3. Это может оказаться полезным, если необходимо, чтобы при продолжительном (минута и более) пропадании сетевого напряжения нагрузка была отключена. Большинство деталей размещают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рисунке.

Она рассчитана на применение постоянных резисторов МЛТ, С1-4, С2-23 (проволочный переменный резистор ППБ-За устанавливают на стенке пластмассового корпуса), оксидных конденсаторов К50-35 или импортных, остальных - К10-17. Варистор TNR10G471К заменим на FNR-10K471, FNR-07K471, стабилитрон КС213Б - на КС213А, 1N4743A, диодный мост RS407 - на KBL08, KBL10, диоды 1N4006 - на 1N4007. Светодиоды можно применить постоянного, но разного цвета свечения (HL1 - зеленого, HL2 - красного) из серий L-53, КИПД40. Транзистор КТ3107А можно заменить любым из серий КТ3107, КТ361, КТ349, транзистор КТ3102А - любым из серии КТ315, KI3102, КТ342, но необходимо обратить внимание на различие в цоколевках транзисторов. Полевой транзистор SPP20N60S5 имеет сопротивление открытого канала 0,19 Ом, максимальное напряжение сток-исток 600 В, максимальный ток стока 20 А, а импульсный - до 40 А. Его ближайшие аналоги - IRFP460, STW20NB50, но можно установить и более мощный - SPW47N60C3, имеющий сопротивление открытого канала 0,07 Ом и максимальный ток стока 47 А.

При проведении экспериментов или для работы устройства с маломощной нагрузкой подойдут транзисторы IRF840 или серий КП707, КП753. Кнопка SB1 - любая малогабаритная с длинным пластмассовым толкателем, например, TD06-XEX, TD06-XBT. При указанных на схеме номиналах резисторов R13, R14 к устройству можно подключать нагрузку мощностью до 75 Вт. Поэтому при подключении к устройству, например, лампы накаливания мощностью 100... 150 Вт, защита по току сработает и не даст ее включить.

Чтобы управлять более мощной нагрузкой, необходимо уменьшить сопротивление резистора R13. Амплитудное значение тока срабатывания защиты можно найти из выражения Ia = (0,55...0,6)/(R13+R14). Большинство электро- и радиоприборов при своем включении в сеть потребляют так называемый пусковой ток, превышающий номинальный в несколько раз. Чтобы при этом защита по току не срабатывала, параллельно эмиттерному переходу транзистора VT1 необходимо установить оксидный конденсатор (плюсовым выводом к эмиттеру) емкостью 47...100 мкФ. Посадочное место для этого конденсатора на плате предусмотрено.

Пусковой ток устройств с импульсными блоками питания, имеющими на входе конденсаторы большой емкости, можно уменьшить, включив последовательно с нагрузкой проволочный резистор сопротивлением 3,3...5,6 Ом и мощностью 5-10 Вт, например, С5-37, С5-16. Если этого не сделать, то относительно слаботочные полевые транзисторы (IRF840 и т. п.) могут оказаться поврежденными уже при первом включении нагрузки (телевизор, принтер, монитор)

Автор: А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская 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:

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 Искусственная Луна для экспериментов с гравитацией 21.01.2022 Ученые из КНР построили исследовательский центр, который позволит создать модель среды с низкой гравитацией, используя эффекты магнетизма. Научная лаборатория, открытие которой намечено на текущий год, будет использовать мощные магнитные поля. Конструкция представляет собой вакуумную камеру диаметром 60 см, в которой гравитацию можно заставить "исчезнуть". На подобное решение исследователей вдохновил эксперимент, в котором магниты использовались для того, чтобы заставить левитировать лягушку. По словам инженера-геотехника Ли Руйлиня (Li Ruilin) из Китайского горно-технического университета, камера будет заполнена камнями и пылью для имитации лунной поверхности - она является "первой в своем роде" в мире и может имитировать условия пониженной гравитации "настолько долго, насколько это необходимо". Ученые намерены использовать центр для тестирования технологий в средах с пониженной гравитацией до того, как разработки будут отправлены на Луну, где сила гравитации составляет примерно 1/6 земной. Это позволит избежать технических неполадок на месте, а также проверить, смогут ли некие "определенные структуры" существовать на лунной поверхности и косвенно оценить жизнеспособность человеческого поселения на спутнике Земли. По словам ученых на некоторые эксперименты уходят в симуляторе секунды, на другие - несколько дней. В частности, речь идет о контроле деформации материалов под воздействием постоянных температур и нагрузки. Источником вдохновения для работ стали изыскания физика Андре Гейма (Andre Geim, он же Андрей Константинович Гейм) из Манчестерского университета Великобритании, в 2000 году получившего "Шнобелевскую премию" за разработку эксперимента, благодаря которому лягушка смогла левитировать под воздействием электромагнитов. Добавим, что в 2010 году получил Гейм уже получил Нобелевскую премию по физике за создание метода получения графена. В случае с лягушкой и китайской камерой используется один и тот же эффект "диамагнитной левитации". В норме крайне слабые разнонаправленные магнитные поля всех атомов, идет ли речь о капле воды или лягушке, не демонстрируют сколько-нибудь значимых эффектов, но приложение к объектам внешнего магнитного поля позволяет добиться интересных результатов. Тесты в вакуумной камере будут использоваться при подготовке очередных этапов программы лунных исследований Чанъэ, названной в честь древней китайской богини Луны. КНР уже успешно завершила ряд миссий в рамках лунной программы и намерена построить исследовательскую станцию на южном полюсе спутника к 2029 году.

Другие интересные новости:

▪ Полупрозрачные солнечные панели на основе вольфрама

▪ Стволовые клетки помогут вылечить алкоголизм

▪ SSD 7,68 ТБ от Kingston Technology

▪ Парализованных крыс излечили

▪ Мегабатарея Tesla Megapack на 1,5 МВт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Солнце всходит и заходит. Крылатое выражение

▪ статья Почему возникли, а затем исчезли проекты переброски северных рек в Волгу? Подробный ответ

▪ статья Машинист, занятый на строительстве и содержании лесовозных дорог. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Бытовая электроника. Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Справочник

▪ статья Приготовление стеарина из мыла. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026