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:

Картофель фри и риск диабета 11.09.2026

Картофель давно стал одним из наиболее распространенных продуктов питания в мире, однако отношение к нему со стороны специалистов по питанию остается неоднозначным. Сам овощ содержит полезные питательные вещества, но его воздействие на организм во многом определяется тем, что происходит с ним во время приготовления. Новое крупное исследование Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана показывает, что особенно заметную роль в этом вопросе может играть способ термической обработки. Картофель занимает важное место и в рационе жителей США: в среднем один американец съедает около 22 килограммов этого овоща в год. Исследователи решили выяснить, одинаково ли различные блюда из картофеля связаны с риском развития заболеваний. Результаты работы были опубликованы в научном журнале BMJ и показали существенную разницу между привычными способами приготовления одного и того же продукта. Наиболее неблагоприятный результат специалисты обнаружили для картофеля фри. У людей, которые уп ...>>

Барабанная дождевальная машина eco ProRain 11.09.2026

Орошение сельскохозяйственных угодий требует не только достаточной производительности техники, но и точного контроля расхода воды. При этом для многих хозяйств важны простота обслуживания, надежность оборудования и разумная стоимость. Компания Bauer представила новую барабанную дождевальную машину eco ProRain, в которой эти требования сочетаются с современными электронными средствами управления поливом. Новая модель стала дополнением существующей линейки дождевальной техники Bauer. При ее разработке специалисты ориентировались прежде всего на практические потребности пользователей, учитывая полученные от них отзывы. В результате производитель сделал акцент на удобстве эксплуатации и долговечности конструкции, стремясь сохранить при этом доступную цену и не отказываться от автоматизированных функций управления. eco ProRain предлагается в трех базовых исполнениях - F30, F40 и F50. Для каждой из них предусмотрено по 30 вариантов комплектации, различающихся диаметром используемой тру ...>>

Не вся растительная пища полезна для психики 10.09.2026

Растительная пища традиционно считается одной из основ здорового рациона, поэтому специалисты по питанию обычно рекомендуют чаще включать в меню овощи, фрукты, цельнозерновые продукты и другие продукты растительного происхождения. Однако важна не только принадлежность пищи к растительной категории, но и способ ее обработки, количество сахара и другие характеристики рациона. Исследование иранских ученых показывает, что разные варианты растительного питания могут по-разному отражаться на психологическом состоянии человека. К такому выводу пришли исследователи из Исфаханского университета медицинских наук. Они изучали взаимосвязь между характером питания и эмоциональным состоянием взрослых людей, уделяя особое внимание симптомам депрессии и тревожности. Результаты работы были опубликованы в научном журнале PLOS One. При этом специалисты не утверждали, что отдельные продукты непосредственно вызывают депрессию: речь шла о статистической связи между определенными пищевыми привычками и сос ...>>

Случайная новость из Архива 14-нанометровая память DRAM DDR5 12.10.2021 Компания Samsung Electronics объявила о начале массового производства 14-нанометровой памяти DRAM с применением фотолитографии в жестком ультрафиолетовом диапазоне (EUV). В марте прошлого года компания поставила первую в отрасли память EUV DRAM. С тех пор количество слоев, формируемых с помощью EUV, увеличено до пяти. По словам производителя, это наиболее передовой техпроцесс в отрасли. Он обеспечивает максимальную на сегодняшний день плотность хранения, позволяя получить с одной пластины примерно на 20% больший объем памяти. Кроме того, 14-нанометровый техпроцесс может помочь снизить энергопотребление почти на 20% по сравнению с предыдущим поколением. Новая память поможет получить "беспрецедентные скорости" до 7,2 Гбит/с, более чем вдвое превышающие максимальную скорость DDR4, равную 3,2 Гбит/с. Samsung планирует выпускать новую память DDR5 для центров обработки данных, суперкомпьютеров и корпоративных серверов. Кроме того, запланировано увеличение плотности кристаллов до 24 Гбит.

Другие интересные новости:

▪ Шагомер XXI века

▪ Ноутбуки Samsung Galaxy Book3 Pro, 360 и Pro 360

▪ Эмоциональный интеллект помогает людям больше зарабатывать

▪ Беспроводная зарядка через Wi-Fi

▪ Бытовая серия автоматических выключателей 5SL от SIEMENS

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Цыпленок тоже хочет жить. Крылатое выражение

▪ статья Что такое лейкемия? Подробный ответ

▪ статья Водитель автопогрузчика. Должностная инструкция

▪ статья Пассивные солнечные системы. Теплоизоляция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Уменьшающийся карточный веер. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026