Низковольтный прерыватель тока нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Предлагаемый ниже прерыватель тока отличает от подобных устройства аналогичного назначения малое падение напряжения на открытом коммутирующем элементе и малый собственный потребляемый ток в течение той части периода работы, когда этот элемент закрыт.

Прерыватель способен работать в широком интервале тока нагрузки - от единиц миллиампер до десятков ампер на частоте от долей герц до десятков килогерц. В качестве нагрузки может быть использована лампа накаливания, светодиод с токоограничительным резистором, динамическая головка, автомобильная сирена, обмотка рвле или трансформатора и другие потребители тока.

Рис. 1

Принципиальная схема прерывателя показана на рис. 1. На полевом транзисторе VT1 и логических элементах DD1.1, DD1.2 построен генератор прямоугольных импульсов. Частота их следования задана резистором R3 и конденсатором С2, а резистор R4 и диод VD1 обеспечивают скважность импульсов, равную двум. Резистор R5 образует цепь положительной ОС, увеличивающей скорость переключения элементов микросхемы DD1.

Такое построение генератора значительно снижает ток, потребляемый микросхемой DD1, поскольку в линейном режиме работает только транзистор VT1. Кроме этого, оно существенно упрощает частотозадающую цепь.

Узел на транзисторах VT2, VT3 блокирует работу прерывателя при уменьшении напряжения питания ниже 8 В. Это необходимо, чтобы предотвратить перегревание мощного полевого транзистора VT4 из-за его неполного открывания пои пониженном напряжении питания.

При снижении напряжения питания эмиттерный переход транзистора VT3, работающий как стабилитрон, закрывается, следом за ним закрывается транзистор VT2. Высокий уровень на нижнем по схеме входе элемента DD1.2 сменяется низким, в результате чего работа генератора останавливается в положении, когда на выходе элементов DD1.3, DD1.4 низкий уровень. Транзистор VT4 при этом закрыт, ток через нагрузку не протекает.

Резистор R9 улучшает запуск генератора при плавном повышении напряжения питания. Конденсаторы С4, С5 защищают узел управления работой генератора от помех.

Слаботочные узлы прерывателя получают питание от параметрического стабилизатора, собранного на элементах R11, VD2, VD3. Диод VD4 защищает устройство от аварийной перемены полярности напряжения питания. Когда нагрузка RH обесточена, конденсатор СЗ накапливает энергию, необходимую для поддержания напряжения затвор-исток транзистора VT4 на уровне не ниже 10 В в те интервалы времени, когда он открыт и напряжение питания прерывателя близко к нулю.

При номинальном напряжении питания стабилитроны VD2, VD3 закрыты и не увеличивают потребляемый прерывателем ток, который в паузах, когда питание на нагрузку не подается, не превышает 300 мкА. Варистор RU1 защищает полевой транзистор VT4 от всплесков напряжения, создаваемых индуктивной составляющей нагрузки (например, обмоткой повышающего трансформатора преобразователя напряжения для лампы дневного света или люстры Чижевского). Плавкая вставка FU1 защищает транзистор VT4 от перегрузки чрезмерно большим током.

Устройство собрано навесным способом на монтажной плате размерами 64x45 мм. Все резисторы - МЛТ, С1 -4 или импортные. Конденсатор СЗ - импортный, С2 - любой малогабаритный пленочный, например К73-17, остальные - любые.

Вместо диодов 1N4148 подойдут любые из серий КД521, КД522, КД103. Стабилитроны КС168А можно заменить на КС407Д, 1N4736A. Полевой транзистор КП501А заменим любым из серий КП501, КП502, КП504 или импортным ZVN2120, BSS88. Вместо 2SA933 подойдет любой р-п-р транзистор из серийБ89012, КТ3107. Транзистор КТ645Б можно заменить любым из серий КТ645, КТ315. Они обычно имеют напряжение лавинного пробоя эмиттерного перехода около 7 В, транзисторы же серии КТ3102 - около 8 В, а, например, импортные 2SC3330, 2SC1740 - около 9...10 В. Чем меньше это напряжение, тем при меньшем напряжении питания прекратит работу генератор. При замене транзисторов не следует забывать о различиях в их цоколевке.

Полевой транзистор IRFZ30 имеет сопротивление открытого канала не более 0,05 Ом, рассчитан на напряжение сток исток 50 В, максимальный ток стока 30 А и может рассеивать мощность до 90 Вт. Его можно заменить на IRFZ34, IRFZ42. Цоколевка этих транзисторов одинакова.

Вместо CNR07D470K подойдут варисторы FNR-05K470, FNR-07K470.

С указанными на схеме номиналами элементов С2, R3, R4 частота переключения прерывателя около 1 Гц, что подходит, например, для его работы в системе аварийной автомобильной сигнализации, указателей поворота, в новогодней иллюминации. С конденсатором С2 емкостью 470 пФ частота генератора повысится до 2 кГц и тогда при напряжении питания 12 В прерыватель можно нагрузить вторичной обмоткой звукового трансформатора ТВ-ЗШ (его магнитопровод следует полностью разобрать и собрать заново, разместив пластины "вперекрышку") от лампово-полупроводникового телевизора, а подключенная к первичной обмотке этого трансформатора лампа накаливания мощностью 15...25 Вт на напряжение 20 В будет светить полным накалом. В таком качестве прерыватель можно использовать как преобразователь напряжения, например, для питания низковольтного маломощного электропаяльника.
Если необходимо по тем или иным причинам изменить скважность импульсов генератора, это можно реализовать подборкой резистора R4.

Описанное устройство может работать и при напряжении питания, большем 12 В, требуется только выбрать резистор R11 такого сопротивления, чтобы ток через стабилитроны VD2, VD3 был близок к номинальному. Так, например, при напряжении питания 24 В сопротивление этого резистора должно быть равным 3,6 кОм, а мощность рассеяния - не менее 1 Вт.

Чем больше рабочая частота прерывателя, тем больше потери мощности на переключение транзистора VT4. Это потребует его установки на теплоотвод с большей теплоотводящей поверхностью.

Фото одного из вариантов конструкции прерывателя тока показано на рис. 2.

Литература

1. Кожуров А. Коммутатор нагрузки. - Радио, 1991, № 7, с. 37- 39.
2. Чуднов В., Диалектов В. Работа коммутатора со слаботочной нагрузкой. - Радио, 1997, № 11, с. 53.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.; Публикация: radioradar.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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Гипоаллергийный тополь 24.12.2022 Исследователи отредактировали гены деревьев, чтобы весной они производили только "безволосые" семена, которые не вызывают аллергию. Селекционное разведение растений очень широко и направлено на то, чтобы дать им новые полезные черты или усилить определенные качества. К примеру, ученые меняют размер, внешний вид, питательную ценность, урожайность, устойчивость к вредителям, жары, холода, засоления или засухи. Как правило, подобная работа проводится посредством отбора и скрещивания отдельных растений, обладающих необходимыми свойствами. Однако работа трудоемкая и обычно требует определенного времени ожидания, пока растения созреют. Если репродуктивный цикл овощных растений составляет всего несколько месяцев, то для деревьев этот период может включать несколько лет - это очень длительный цикл, который существенно замедляет работу ученых. Но, похоже, в новом исследовании ученые из Университета Джорджии решили сразу две главные задачи - во-первых, сократили репродуктивный цикл тополей, во-вторых, сделали их семена "голыми", а следовательно гипоаллергенными. В ходе исследования ученые обратились в систему редактирования генов CRISPR, чтобы попытаться ускорить процесс. Для своего эксперимента ученые выбрали тополь, имеющий длительный ювенильный период - от 7 до 10 лет. Ранее в подобных исследованиях ученые обычно сосредотачивались на генорегуляторах, непосредственно влияющих на развитие растения. Но, к сожалению, успех в исследованиях тополя казался неоднородным. В новом исследовании ученые полностью изменили подход и исключили негативное влияние. Используя систему редактирования генов CRISPR, ученые исключили ген CENTRORADIALIS (CEN), подавляющий инициацию цветения у молодых растений. По словам соавтора исследования Си Джей Цая, им с коллегами удалось сократить время цветения тополя с не менее 7 лет до 3-4 месяцев, а годовой период развития органов и вовсе до нескольких дней. Ученые считают, что этот прорыв в дальнейшем позволит ученым ускорить процесс выведения новых полезных черт у растений. Кстати, исследователи уже воспользовались этим "ускорителем" процесса - в ходе исследования они смогли отредактировать еще один ген тополя, чтобы уменьшить количество хлопковидных прикреплений семян, вызывающих аллергию у тысяч человек. По словам Цая, исследование оказалось успешным, и теперь ученые обеспечили молекулярную основу для выращивания "лысых" семян, которые в дальнейшем смогут уменьшить количество переносимых аллергенов.

Другие интересные новости:

▪ Прототип видеокамеры с поддержкой 8K

▪ Создана самая сильная кислота

▪ Смартфон управляется жестами

▪ Photoshop для смартфонов

▪ Глаз-протез с ночным видением

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Улица полна неожиданностей. Крылатое выражение

▪ статья Что представляют собой вспышки на Солнце? Подробный ответ

▪ статья Нож. Советы туристу

▪ статья Система управления микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Соревнование двух карандашей. Физический эксперимент

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026