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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Intel: прорыв в фотонике 25.01.2009 Компания Intel опубликовала в журнале Nature Photonics статью, описывающую разработки по созданию кремниевых фотодетекторов, позволяющих снизить стоимость оптических коммуникаций в несколько раз, при этом сильно увеличив их производительность. Кроме дешевизны, к преимуществам нового метода относится и более высокая чувствительность сенсоров, обеспечивающая передачу сигналов на значительные расстояния. По заявлению Intel, разработанные компанией элементы уже сейчас могут передавать данные со скоростью 40 Гб/с.

Другие интересные новости:

▪ Ultra HD 3D-экрану Toshiba не нужны очки

▪ Аноды из кремниевых нанотрубок в 3 раза увеличили емкость литий-ионных аккумуляторов

▪ Разработан чип, выдерживающий космический холод

▪ Биоразлагаемый пластырь

▪ Беспроводные наушники iQOO TWS 1e

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Принцесса на горошине. Крылатое выражение

▪ статья В каких странах участие в выборах обязательно? Подробный ответ

▪ статья Ананасная трава. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Преобразователь, 12/220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Портативная система звукоусиления с универсальным питанием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026