Мощный прерыватель переменного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Разные электроустройства

 Комментарии к статье

Для различных целей иногда требуется устройство, представляющее собой двухполюсник, периодически отключающий напряжение питания нагрузки, работающей в сети 220 В. При этом во включенном состоянии сопротивление "замкнутого ключа" должно быть минимальным. Используя современные мощные полевые МОП-транзисторы, поставленную задачу можно решить относительно просто.

Устройство, не создающее во время работы помех (рис.1), можно включить в разрыв любого из проводов питания, что очень удобно, если нет возможности вносить изменения в разводку силовой электропроводки. В приведенном варианте схемы в качестве нагрузки используется лампа накаливания EL1. Устройство способно работать с нагрузкой мощностью от 12 до 1200 Вт и в зависимости от ваших требований позволяет дискретно изменять соотношения времени свечения и паузы в работе лампы.

(нажмите для увеличения)

Конструкция может использоваться для иллюминации, в охранных системах, с нагревателями, для проведения различных экспериментов или для других целей.

В качестве задающего генератора использован мигающий светодиод [1-3], что делает невозможным регулировку частоты его колебаний, но значительно упрощает схему. Импульсы с близкой к прямоугольной формой поступают на счетный вход CN микросхемы DD1. Переключение десятичного счетчика-дешифратора К561ИЕ8 (импортный аналог CD4017) происходит по спадам импульсов отрицательной полярности, поступающих на вывод 14 DD1. В момент подачи напряжения питания десятичный счетчик-дешифратор обнуляется импульсом сброса положительной полярности, поступающим на вход R (вывод 15) DD1. При этом на выходе "0" (вывод 3) устанавливается уровень лог."1", на остальных выходах (выводы 1-9) ИМС будет лог."0".

Для быстрой зарядки и разрядки больших емкостей затвор-исток параллельно включенных полевых транзисторов VT3, VT4 в данном случае требуется достаточно мощный управляющий каскад, реализованный как двухтактный эмиттерный повторитель на биполярных транзисторах VT1, VT2. Когда с приходом очередного счетного импульса на том выходе микросхемы, к которому присоединен один из диодов VD2-VD6, установится лог."1", через открывшийся биполярный транзистор VT1 на затворы полевых транзисторов поступит напряжение 12...13 В, что приведет к их полному открыванию. Открытые полевые транзисторы своим малым сопротивлением каналов исток-сток зашунтируют выход диодного моста VD8, что приведет к зажиганию лампы EL1 в полный накал.

В этот момент подзарядка оксидного конденсатора С4 не происходит, ток через последовательно включенные стабилитрон VD1 и светодиод HL2 прекратится, светодиод погаснет, напряжение на конденсаторах С3, С4 начнет медленно снижаться. Диод VD7 препятствует разрядке С4 через R4-R6.

В случае, когда лог."1" появится на том выводе ИМС DD1, к которому не подключен ни один из развязывающих диодов VD2-VD6, на базах VT1, VT2 относительно общего провода напряжение будет близко к нулю, соответственно "0" будет и на затворах VT3, VT4, полевые транзисторы закроются, лампа погаснет. Через резисторы R4-R6 и диод VD7 быстро подзарядится накопительный конденсатор С4, появится ток в цепи VD1, HL2, светодиод засветится. Вспышки мигающего светодиода HL1 из-за его малого рабочего тока практически не видны. Конденсатор С2 устраняет высокочастотный "шум" на входе микросхемы, что обеспечивает ее четкое переключение с каждым перепадом уровня напряжения на выводе анода мигающего светодиода.

Сопротивление и мощность резисторов R4-R6 выбраны исходя из того, что надо обеспечить быструю зарядку конденсатора С4 и обеспечить возможность работы устройства в широком интервале питающих напряжений. Варистор R7 защищает закрытые полевые транзисторы от пробоя при всплесках сетевого напряжения питания, например, при включении или выключении мощной индуктивной нагрузки (холодильник) или во время грозы.

Детали. Постоянные резисторы можно взять любые: С1-4, С2-23, С2-33, МЛТ. Варистор подойдет типа FNR-14K431, FNR-20K431, FNR-10K471 или распространенный у радиолюбителей отечественный СН1-1 на 560 В.

Оксидный конденсатор С4 импортный (аналог К50-35, К50-24) емкостью 1000...2200 мкФ, желательно с возможно меньшим током утечки. Диоды VD2VD7 можно установить любые из серий КД102, КД510, КД521, КД522, Д223, 1N4148. Стабилитрон VD1 можно установить Д814Д, КС207В, КС212Ж, КС508А, КС512А, 1N4742, BZX/BZV55C12. Мигающий светодиод HL1 подойдет красного цвета свечения L36BID, L36BSRD/B, L56BID, L796BID, BR34D, L.R3330 или другой из упомянутых серий.

Светодиод HL2 заменяется любым аналогичным, например, L383SRWT, L1503SGT, L1503SRD, L934SGC, L934SRD., L63YD, серий АЛ307, КИПД21, КИПД35.

Импортный 8-амперный диодный мост KBU08M заменяется KBU8J, KBU8K, RS806, более мощными KBPC1006, BR106, KBPC1010, BR1010. При токе нагрузки в 6 А он обязательно устанавливается на теплоотвод с площадью не менее 100 см2. Выпрямительный мост можно составить и из 4 диодов типов 8EWS08S, H.A08TB60, Д247А, Д248А, Д233А. Транзистор КТ315Г заменяется любым из серий КТ3102, КТ503, КТ6111, КТ645, SS9013, SS9014, 2SC1008, 2SD1020; КТ361Г заменяется КТ3107, КТ502, SS9015, 2SA642, 2SA1150, 2SB1116. Полевые n-канальные МОПтранзисторы желательно взять с возможно меньшим сопротивлением открытого канала, на максимальное напряжение сток-исток не менее 400 В. Использованные в устройстве BUZ210 имеют в открытом состоянии сопротивление сток-исток не более 0,6 Ом. При параллельном включении двух таких транзисторов и при указанной максимальной мощности нагрузки 1200 Вт падение напряжения на открытом силовом ключе будет около 3,6 В и рассеиваемая мощность около 20 Вт. В такой ситуации транзисторы устанавливают на общий алюминиевый теплоотвод площадью не менее 200 см2.

Вместо BUZ210 можно применить BUZ213, BUZ216, 2SK1723, 2SK899, IR.P450, КП779А. Для снижения потерь мощности и для уменьшения размеров теплоотвода можно использовать большое число параллельно включенных однотипных полевых транзисторов. При максимальной мощности нагрузки до 100 Вт можно установить один полевой транзистор без теплоотвода. Цоколевка полевых транзисторов, выполненных в стандартном пластмассовом корпусе ТО220, дана на рис.2.

Если устройство немного усложнить, например, как показано на рис.3, то напряжение питания на нагрузку будет автоматически подаваться только с наступлением темноты. Чувствительность узла фотореле зависит от сопротивления резистора R9. Маломощный р-канальный полевой транзистор с изолированным затвором может быть любым из серии КП301 или КП304А, 2П304А. Фотодиод можно взять типа ФД252, ФД256, ФД265. Можно установить и подходящий по параметрам фоторезистор СФ3-2Б, СФ3-7А, СФ3-16.

"Программу" зажигания лампы EL1 можно задать изменением подключения диодов VD2-VD6 к выходам DD1. В варианте, данном на схеме рис.1, за один цикл работы ИМС лампа работает в режиме 2П-1В-2П-3В-2П-1В, где "В" включено, "П" - пауза. Выход "0" микросхемы (вывод 3) в любых вариантах подключения развязывающих диодов обязательно должен оставаться свободным. Во время работы устройства напряжение на конденсаторе С4 не должно падать ниже 11 В. Перед установкой светодиода HL2 обязательно уточняют его цоколевку.

Приведенный схемотехнический вариант исполнения устройства мощного прерывателя, работающего в цепи переменного тока, не обязательно повторять в точном соответствии со схемами рис.1 и 3. Например, генератор на мигающем светодиоде можно заменить микромощным генератором на КМОП-версии таймера 555 (КР1006ВИ1), например, ICL7555. При работе с маломощной нагрузкой можно увеличить в 1,5-2 раза сопротивление резисторов R4-R6. Можно вносить и другие изменения, руководствуясь вашим опытом и реальной необходимостью в дальнейшем совершенствовании предлагаемого устройства.

Литература:

1. Рюмик С. Все о мигающих светодиодах//Радиохобби. - 2002. - №1. С.31-34.
2. Бутов А. Прерыватель тока//Схемотехника. - 2002. - №8. - С.45.
3. Бутов А. Генераторы-сигнализаторы//Радио. - 2002. - №7. - С.59-60.
4. Зарубежные выпрямительные диоды и мосты//Радио. - 1998. - №10. - С.8284.
5. Стабилитроны//Электрик. - 2002. №10. - С.18-19.
6. Варисторы Panasonic фирмы Matsushita//Радіоаматор. - 2002. - №3. С.34.

Автор: А.Л. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Разные электроустройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Парковка и чистый воздух 19.07.2011 Автомобили, ровно припаркованные вдоль обочины, защищают прохожих от автомобильных выхлопов. К такому выводу пришли сотрудники Тринити-колледжа в Дублине (Ирландия), изучавшие воздушные потоки на улицах города. На улице с двусторонним движением и стоящими параллельно тротуару машинами прохожие вдыхают на треть меньше выхлопов, чем на такой же улице со столь же интенсивным автомобильным движением, но без стоящих машин. Они образуют как бы стену, задерживающую распространение загрязнений. А вот парковка под углом действует совершенно наоборот: когда ветер дует вдоль такой улицы, прохожие на тротуаре получают почти в четыре раза больше вредных веществ, чем на улице без припаркованных автомобилей.

Другие интересные новости:

▪ Твердотельные диски 3-bit NAND от Samsung

▪ Средство для очистки стен от граффити

▪ Модифицированный пероксид водорода вместо антибиотиков

▪ Распознавание лиц для кредитования в Сбербанке

▪ Гиперзвуковой самолет Stratolaunch TA-1

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Последний довод королей. Крылатое выражение

▪ статья Чему равен верхний предел температуры, при которой способны жить микроорганизмы? Подробный ответ

▪ статья Свекла столовая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электронный коридорный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Маломощный двухполярный стабилизатор, 220 вольт 200 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026