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:

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 Бетон, работающий как аккумулятор 21.06.2024 Ученые из Кембриджа разработали инновационную технологию, превращающую обычный бетон в мощный аккумулятор, способный изменить будущее строительства. Этот материал обещает превратить здания в огромные батареи, способные хранить и расходовать энергию. На исследовательском столе в Кембридже лежат цилиндры черного бетона, наполненные жидкостью и оборудованные кабелями. Включение светодиода показывает, как эти блоки способны питать электронику, что демонстрирует потенциал новой технологии. Современные батареи, основанные на литии, сталкиваются с ограниченностью ресурсов и экологическими проблемами. В отличие от них, углеродно-цементные суперконденсаторы обладают высокой эффективностью зарядки и длительным сроком службы без значительной потери производительности. Это делает их идеальными для использования в различных экологически чистых технологиях. Один из потенциальных применений новой технологии - создание дорог, способных собирать солнечную энергию и использовать ее для беспроводной зарядки электромобилей в движении. Быстрое высвобождение энергии из суперконденсаторов позволит значительно ускорить процесс зарядки батарей транспортных средств. На данный момент углеродно-цементные суперконденсаторы способны хранить около 300 ватт-часов на кубический метр, что достаточно для поддержания светодиодной лампы мощностью 10 ватт в течение 30 часов. Этот показатель может существенно увеличиться с развитием технологии и оптимизацией материалов. Благодаря уникальной электропроводности сажи, объединенной с цементом и водой, создается материал с ветвистой структурой, способной проводить электрический ток. Это открывает новые возможности для интеграции энергосберегающих технологий непосредственно в строительные конструкции. Исследования в этой области продолжаются, и ученые надеются расширить применение бетонных суперконденсаторов, делая их ключевым элементом будущего устойчивого строительства и инфраструктуры.

Другие интересные новости:

▪ Проектор TLP-T71U от Toshiba

▪ Процессоры Intel Haswell с поддержкой DirectX 11.1

▪ Платформа AMD AM1 (Kabini)

▪ Лампочки становятся беспроводными

▪ Датчик в постели следит за пожилым человеком

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Белеет парус одинокий. Крылатое выражение

▪ статья Какая страна и по какому поводу отчеканила более миллиона однотипных, но именных наград? Подробный ответ

▪ статья Мята луговая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Генератор качающейся частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Уменьшающиеся карты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026