|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Przełączniki tranzystorowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia Głównym celem przełączników tranzystorowych, których obwody są prezentowane czytelnikom, jest włączanie i wyłączanie obciążenia prądu stałego. Dodatkowo może pełnić dodatkowe funkcje np. wskazywać jego stan, automatycznie wyłączać obciążenie w przypadku rozładowania akumulatora do maksymalnie dopuszczalnej wartości lub na podstawie sygnału z czujników temperatury, światła itp. Wyłącznik można wykonać w oparciu o na kilku przełącznikach. Przełączanie prądu odbywa się za pomocą tranzystora, a sterowanie odbywa się za pomocą jednego prostego przycisku ze stykiem zwierającym. Każde naciśnięcie przycisku powoduje zmianę stanu przełącznika na przeciwny. Opis podobnego przełącznika podano w [1], ale tam do sterowania służą dwa przyciski. Zaletami proponowanych przełączników są bezstykowe podłączenie obciążenia, praktycznie brak poboru prądu w stanie wyłączonym, dostępność elementów oraz możliwość zastosowania niewielkiego przycisku, który zajmuje niewiele miejsca na panelu urządzenia. Wady - własny pobór prądu (kilka miliamperów) w stanie włączenia, spadek napięcia na tranzystorze (ułamki wolta), konieczność podjęcia działań w celu ochrony niezawodnego styku w obwodzie wejściowym przed szumem impulsowym (może samoistnie wyłączyć się, jeśli kontakt zostanie na krótko zerwany). Schemat obwodu przełącznika pokazano na ryc. 1. Zasada jego działania polega na tym, że otwarty tranzystor krzemowy ma napięcie na złączu baza-emiter tranzystora wynoszące 0,5...0,7 V, a napięcie nasycenia kolektor-emiter może wynosić 0,2...0,3 Q Zasadniczo urządzenie to jest wyzwalaczem tranzystorów o różnej budowie, sterowanym jednym przyciskiem. Po podaniu napięcia zasilającego oba tranzystory zostają zwarte, a kondensator C1 rozładowany. Po naciśnięciu przycisku SB1 prąd ładowania kondensatora C1 otwiera tranzystor VT1, a po nim otwiera się tranzystor VT2. Po zwolnieniu przycisku tranzystory pozostają włączone, napięcie zasilania (minus spadek napięcia na tranzystorze VT1) jest dostarczane do obciążenia, a kondensator C1 kontynuuje ładowanie. Będzie ładował się do napięcia nieco większego niż napięcie bazy tego tranzystora, ponieważ napięcie nasycenia kolektor-emiter jest mniejsze niż napięcie baza-emiter.
Dlatego przy następnym naciśnięciu przycisku napięcie baza-emiter na tranzystorze VT1 będzie niewystarczające, aby utrzymać go w stanie otwartym i zamknie się. Następnie tranzystor VT2 zamknie się, a obciążenie zostanie odłączone od zasilania. Kondensator C1 rozładuje się przez obciążenie i rezystory R3-R5, a przełącznik powróci do pierwotnego stanu. Maksymalny prąd kolektora tranzystora VT1 Iк zależy od aktualnego współczynnika przenikania h21E i prąd bazowy Iб: Iк = Iб · H21E. Dla wartości znamionowych i typów elementów wskazanych na schemacie prąd ten wynosi 100...150 mA. Aby przełącznik działał prawidłowo, prąd pobierany przez obciążenie musi być mniejszy od tej wartości. Przełącznik ten ma dwie funkcje. Jeżeli na wyjściu wyłącznika nastąpi zwarcie, to po krótkim naciśnięciu przycisku SB1 tranzystory na chwilę się rozłączą, a następnie po naładowaniu kondensatora C1 zamkną się. Gdy napięcie wyjściowe spadnie do około 1 V (w zależności od rezystancji rezystorów R3 i R4), tranzystory również się zamkną, czyli obciążenie zostanie odłączone od zasilania. Drugą właściwość przełącznika można wykorzystać do zbudowania urządzenia rozładowującego pojedyncze akumulatory Ni-Cd lub Ni-Mh do 1 V przed połączeniem ich w akumulator i dalszym ogólnym ładowaniem. Schemat urządzenia pokazano na ryc. 2. Przełącznik na tranzystorach VT1, VT2 łączy rezystor rozładowujący R6 z akumulatorem, równolegle do którego podłączony jest przetwornik napięcia [2], zamontowany na tranzystorach VT3, VT4, który zasila diodę LED HL1. Dioda LED sygnalizuje stan procesu rozładowania i stanowi dodatkowe obciążenie akumulatora. Rezystor R8 może zmieniać jasność diody LED, w wyniku czego zmienia się pobierany przez nią prąd. W ten sposób można regulować prąd rozładowania. W miarę rozładowywania akumulatora napięcie na wejściu przełącznika maleje, a także na bazie tranzystora VT2. Rezystory dzielnika w obwodzie bazowym tego tranzystora są dobrane w taki sposób, że przy napięciu wejściowym 1 V napięcie na bazie spadnie tak bardzo, że tranzystor VT2 zamknie się, a następnie tranzystor VT1 - wyładowanie ustanie. Dla wartości znamionowych elementów wskazanych na schemacie, zakres regulacji prądu rozładowania wynosi 40...90 mA. Jeśli wykluczymy rezystor R6, prąd rozładowania można zmieniać w zakresie od 10 do 50 mA. W przypadku zastosowania super jasnej diody LED, urządzenie to można wykorzystać do zbudowania latarki z zabezpieczeniem akumulatora przed głębokim rozładowaniem.
Na ryc. Rysunek 3 przedstawia inne zastosowanie wyłącznika – timer. Użyłem go w urządzeniu przenośnym - testerze kondensatorów tlenkowych. W obwodzie znajduje się również dioda LED HL1, która sygnalizuje stan urządzenia. Po włączeniu dioda LED zapala się i kondensator C2 zaczyna ładować prądem wstecznym diody VD1. Przy pewnym napięciu otworzy się na nim tranzystor VT3, co spowoduje zwarcie złącza emitera tranzystora VT2, co wyłączy urządzenie (dioda LED zgaśnie). Kondensator C2 szybko rozładuje się przez diodę VD1, rezystory R3, R4, a przełącznik powróci do stanu pierwotnego. Czas utrzymywania zależy od pojemności kondensatora C2 i prądu wstecznego diody. Przy elementach wskazanych na schemacie jest to około 2 minuty. Jeśli zamiast kondensatora C2 zainstalujemy fotorezystor, termistor (lub inny czujnik), a zamiast diody - rezystor, otrzymamy urządzenie, które wyłączy się, gdy zmieni się światło, temperatura itp.
Jeśli obciążenie zawiera duże kondensatory, przełącznik może się nie włączyć (zależy to od ich pojemności). Schemat urządzenia nie posiadającego tej wady pokazano na ryc. 4. Dodano kolejny tranzystor VT1, który pełni funkcję klucza, a dwa inne tranzystory sterują tym kluczem, co eliminuje wpływ obciążenia na działanie przełącznika. Ale w tym przypadku właściwość nie włączania się w przypadku zwarcia w obwodzie obciążenia zostanie utracona. Dioda LED pełni podobną funkcję. Przy wartościach znamionowych komponentów wskazanych na schemacie prąd bazowy tranzystora VT1 wynosi około 3 mA.
Jako klucz przetestowano kilka tranzystorów KT209K i KT209V. Miały podstawowe współczynniki przenikania prądu od 140 do 170. Przy prądzie obciążenia 120 mA spadek napięcia na tranzystorach wyniósł 120...200 mV. Przy prądzie 160 mA - 0,5...2,2 V. Zastosowanie tranzystora kompozytowego KT973B jako przełącznika umożliwiło znaczne zwiększenie dopuszczalnego prądu obciążenia, ale spadek napięcia na nim wynosił 750...850 mV, a przy prądzie 300 mA tranzystor jest słabo rozgrzany. Po wyłączeniu pobór prądu jest tak mały, że nie da się go zmierzyć multimetrem DT830B. W tym przypadku tranzystory nie zostały wstępnie dobrane pod kątem jakichkolwiek parametrów. Na ryc. Rysunek 5 przedstawia schemat trójkanałowego przełącznika zależnego. Łączy w sobie trzy przełączniki, ale w razie potrzeby można zwiększyć ich liczbę. Krótkie naciśnięcie dowolnego przycisku spowoduje włączenie odpowiedniego przełącznika i podłączenie odpowiedniego obciążenia do źródła zasilania. Jeśli naciśniesz jakikolwiek inny przycisk, odpowiedni przełącznik włączy się, a poprzedni wyłączy się. Naciśnięcie kolejnego przycisku spowoduje włączenie kolejnego przełącznika, a poprzedni ponownie się wyłączy. Po ponownym naciśnięciu tego samego przycisku ostatni działający wyłącznik wyłączy się, a urządzenie powróci do stanu pierwotnego - wszystkie obciążenia zostaną odłączone od zasilania. Tryb przełączania zapewnia rezystor R5. Po włączeniu przełącznika napięcie na tym rezystorze wzrasta, co powoduje zamknięcie wcześniej włączonego przełącznika. Rezystancja tego rezystora zależy od prądu pobieranego przez same przełączniki, w tym przypadku jego wartość wynosi około 3 mA. Elementy VD1, R3 i C2 zapewniają przepływ prądu rozładowania kondensatorów C3, C5 i C7. Poprzez rezystor R3 kondensator C2 rozładowuje się w przerwach pomiędzy naciśnięciami przycisków. Jeśli ten obwód zostanie wyeliminowany, pozostaną tylko tryby włączenia i przełączania. Zastępując rezystor R5 zworką drutową otrzymujemy trzy niezależnie działające urządzenia.
Przełącznik miał być zastosowany w przełączniku anten telewizyjnych ze wzmacniaczami, jednak wraz z pojawieniem się telewizji kablowej zapotrzebowanie na niego zniknęło, a projekt nie został wdrożony w praktyce. Przełączniki mogą wykorzystywać różne tranzystory, ale muszą spełniać określone wymagania. Po pierwsze, wszystkie muszą być krzemowe. Po drugie, tranzystory przełączające prąd obciążenia muszą mieć napięcie nasycenia Udo nas nie więcej niż 0,2...0,3 V, maksymalny dopuszczalny prąd kolektora Iк макс musi być kilkakrotnie większy niż prąd przełączany, a współczynnik przenikania prądu h21e wystarczający, aby przy danym prądzie bazowym tranzystor znajdował się w stanie nasycenia. Z tranzystorów, które posiadam, tranzystory serii KT209 i KT502 sprawdziły się dobrze, a nieco gorzej - serie KT3107 i KT361. Rezystancje rezystorów można zmieniać w znacznych granicach. Jeśli wymagana jest większa wydajność i nie ma potrzeby wskazywania stanu przełącznika, dioda LED nie jest instalowana, a rezystor w obwodzie kolektora VT3 (patrz ryc. 4) można zwiększyć do 100 kOhm lub więcej, ale musi należy wziąć pod uwagę, że zmniejszy to prąd bazowy tranzystora VT2 i maksymalny prąd obciążenia. Tranzystor VT3 (patrz ryc. 3) musi mieć współczynnik przenikania prądu h21e więcej niż 100. Rezystancja rezystora R5 w obwodzie ładowania kondensatora C1 (patrz rys. 1) i podobnych w pozostałych obwodach może wynosić 100...470 kOhm. Kondensator C1 (patrz rys. 1) i podobne w innych obwodach powinny charakteryzować się niskim prądem upływowym, wskazane jest stosowanie półprzewodników tlenkowych serii K53, ale można również zastosować półprzewodniki tlenkowe, a rezystancja rezystora R5 nie powinna przekraczać 100 kiloomów. Jeśli pojemność tego kondensatora wzrośnie, wydajność spadnie (czas, po którym urządzenie będzie można wyłączyć po włączeniu), a jeśli zostanie zmniejszona, zmniejszy się przejrzystość działania. Kondensator C2 (patrz ryc. 3) jest tylko półprzewodnikiem tlenkowym. Guziki - dowolne małe z możliwością samopowrotu. Cewka L1 przetwornika (patrz rys. 2) wykorzystywana jest z regulatora liniowości linii telewizora czarno-białego, przetwornik dobrze współpracuje także z dławikiem na obwodzie magnetycznym w kształcie litery W ze świetlówki kompaktowej. Można także skorzystać z zaleceń podanych w [2]. Dioda VD1 (patrz ryc. 5) może być dowolną diodą małej mocy, krzemową lub germanową. Dioda VD1 (patrz ryc. 3) musi być germanowa. Do montażu wymagane są urządzenia, których schematy przedstawiono na ryc. 2 i rys. 5, reszta nie wymaga regulacji, jeśli nie ma specjalnych wymagań i wszystkie części są sprawne. Aby skonfigurować urządzenie rozładowujące (patrz rys. 2), potrzebne będzie źródło zasilania z regulowanym napięciem wyjściowym. Przede wszystkim zamiast rezystora R4 tymczasowo instaluje się rezystor zmienny o rezystancji 4,7 kOhm (przy maksymalnej rezystancji). Podłącz źródło prądu, uprzednio ustawiając napięcie na jego wyjściu na 1,25 V. Włącz urządzenie rozładowujące naciskając przycisk i ustaw wymagany prąd rozładowania za pomocą rezystora R8. Następnie na wyjściu źródła zasilania ustawia się napięcie 1 V, a za pomocą dodatkowego rezystora zmiennego urządzenie wyłącza się. Następnie należy kilkakrotnie sprawdzić napięcie wyłączenia. Aby to zrobić, należy zwiększyć napięcie na wyjściu źródła zasilania do 1,25 V, włączyć urządzenie, następnie płynnie zmniejszyć napięcie do 1 V, obserwując moment jego wyłączenia. Następnie zmierz wprowadzoną część dodatkowego rezystora zmiennego i zastąp go stałym o tej samej rezystancji. Wszystkie inne urządzenia mogą również realizować podobną funkcję wyłączania, gdy napięcie wejściowe spadnie. Konfiguracja odbywa się w ten sam sposób. W tym przypadku faktem jest, że w pobliżu punktu wyłączenia tranzystory zaczynają się płynnie zamykać, a prąd w obciążeniu również będzie stopniowo spadał. Jeśli jako obciążenie znajduje się odbiornik radiowy, objawi się to zmniejszeniem głośności. Być może zalecenia opisane w [1] pomogą rozwiązać ten problem. Ustawienie przełącznika (patrz rys. 5) sprowadza się do tymczasowej wymiany stałych rezystorów R3 i R5 na zmienne o rezystancji 2...3 razy większej. Sukcesywne wciskanie przycisków przy użyciu rezystora R5 zapewnia niezawodną pracę. Następnie, wielokrotnie naciskając ten sam przycisk za pomocą rezystora R3, uzyskuje się niezawodne wyłączenie. Następnie rezystory zmienne są zastępowane stałymi, jak wspomniano powyżej. Aby zwiększyć odporność na zakłócenia, kondensatory ceramiczne o pojemności kilku nanofaradów należy zainstalować równolegle z rezystorami R7, R13 i R19. literatura
Autor: W. Bułatow
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Pole siłowe do ochrony pojazdów ▪ Drukarnia ze zrównoważonych biomateriałów ▪ Robotyczna konserwacja radioteleskopu
▪ część witryny Standardowe instrukcje bezpieczeństwa i higieny pracy (TOI). Wybór artykułów ▪ artykuł Idę po ciebie. Popularne wyrażenie ▪ Dlaczego mosiężne klamki są lepsze niż stalowe? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Mistrz w naprawie pojazdów. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Wybór systemu monitoringu telewizyjnego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Ekstrakcja jodu benzyną. Doświadczenie chemiczne
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony