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:

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Робот LG CLOiD 06.01.2026

LG представила своего нового работа CLOiD. Его возможности выходят за рамки простого выполнения команд - он способен адаптироваться к образу жизни владельца и управлять подключенными бытовыми приборами. LG CLOiD объединяет два ключевых направления корейской компании: платформу роботизированной помощи LG Q9 и экосистему умного дома LG ThinQ. На демонстрации робот показал, что умеет готовить завтрак: доставать молоко из холодильника, помещать круассан в духовку и выполнять другие кулинарные задачи. Кроме того, CLOiD может самостоятельно запускать стирку, после сушки складывать одежду и раскладывать ее по шкафу. Таким образом, робот подстраивается под повседневные привычки хозяев и может управлять всеми совместимыми устройствами, подключенными к сети. Конструкция LG CLOiD специально адаптирована для работы в жилых помещениях. Основной блок робота соединен с телом, оснащенным двумя шарнирными руками-манипуляторами, а базируется он на колесной платформе с функцией автономной навигации ...>>

Твердотельные батареи без потерь от замерзания ионов 05.01.2026

Энергетика и электроника сегодня все больше зависят от надежных и безопасных источников энергии. Твердотельные батареи рассматриваются как ключ к следующему этапу развития портативных и стационарных устройств, однако традиционные подходы сталкиваются с фундаментальной проблемой: при затвердевании электролита движение ионов замедляется или полностью останавливается. Новое исследование ученых из Оксфордского университета и их партнеров может изменить это представление и открыть путь к созданию безопасных и эффективных твердых аккумуляторов. В своей работе исследователи разработали новый класс органических электролитов, которые сохраняют высокую ионную проводимость независимо от состояния - жидкого, жидкокристаллического или твердого. Такие материалы получили название "электролиты, независимые от состояния" (state-independent electrolytes, SIE). Аспирантка Джульетт Барклай, первый автор исследования, отмечает, что это доказывает возможность проектировать органические молекулы так, чтоб ...>>

Случайная новость из Архива Животные видят человеческую злость 21.02.2016 Любители собак часто говорят, что их питомцы буквально понимают чувства хозяев. Конечно, способностью читать мысли собаки вряд ли обладают, а вот считывать эмоции они могут вполне. Собаки способны различать разные эмоции: на нейтральное выражение лица они смотрят иначе, чем на злое лицо или на лицо, выражающее удовольствие. Зоологи также заметили, что на угрозу животные реагировали по-разному, в зависимости о того, исходила ли она от собаки же или от человека. Если угроза исходила от другого пса, то тот, кто смотрел на него, продолжал смотреть и дальше, а вот если животному показывали человеческое лицо, выражение которого не предвещало ничего хорошего, то собака быстро отводила взгляд. Вероятно, долгое сожительство с человеком научило псов считывать наши эмоции и заранее демонстрировать покорность, пытаясь успокоить заведомо более развитого и сильного противника. Но не только собаки, оказывается, распознают человеческие эмоции (о приматах мы сейчас не говорим). Карен Маккомб (Karen McComb) и ее коллеги из Университета Сассекса установили, что и лошади тоже видят, в каком настроении мы к ним пришли. Эксперимент проводили так: животным показывали фото двух непохожих друг на друга мужчин, у которых на лицах было написано счастье или злость. Лошадей к тесту никак не подготавливали, исследователей интересовала их спонтанная реакция. Сами экспериментаторы тоже не видели, что они показывают - они узнавали это только после того, как лошадь отреагировала на фотографию (делалось так, чтобы человек нечаянно своим поведением не спровоцировал животное на какую-нибудь реакцию и не исказил получаемые результаты). Результаты же оказались следующие: лошади к "злым" фото поворачивались левой стороной головы, у них сразу же учащалось сердцебиение и вообще они вели себя как при стрессе. Известно, что многие животные смотрят на опасность именно левым глазом, потому что мозговые центры, отвечающие за анализ угрозы и поиск возможных выходов из ситуации, располагаются в правом полушарии (а информация от глаз, как известно, идет по перекрещивающимся нервным путям слева направо и справа налево). Собаки, например, тоже предпочитают рассматривать "отрицательное выражение лица" именно левым глазом. Кстати, на счастливые фотографии лошади реагировали вообще более равнодушно, что в общем, можно легко объяснить: наше счастье лошадям ни к чему, человек со злым лицом явно несет угрозу, а счастливый - ну, радуется и радуется. Однако несомненно то, что они в принципе были способны отличить одно выражение лица от другого - это несколько неожиданно для животных, которые состоят с нами все-таки не в таких близких отношениях, как те же собаки. Возможно, что такое умение лошади приобретают в течение жизни, общаясь с людьми с рождения. Хотя может быть и иначе - что их собственная система распознавания эмоций, необходимая для общения друг с другом, в ходе эволюции научилась анализировать не только лошадиные "лица", но и физиономии Homo sapiens.

Другие интересные новости:

▪ Наушники с датчиком сердечного ритма

▪ Пчел можно дрессировать

▪ Портативное зарядное устройство для электромобилей

▪ Твердотельный оптический нанодвигатель

▪ КМОП-сенсор изображения 2 мегапикселя толщиной 6 мм

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья И один в поле воин. Крылатое выражение

▪ статья Под какое религиозное строение замаскирована бывшая табачная фабрика в Дрездене? Подробный ответ

▪ статья Помощь при шоке, поражении электрическим током, утоплении. Медицинская помощь

▪ статья Автомат отключения насоса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Экспериментальный приемник коротковолновика-наблюдателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026