Interruptor-fusível eletrônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O dispositivo proposto foi projetado para ligar (desligar) e proteger contra sobrecarga de corrente diversos equipamentos eletrônicos, iluminação e outros dispositivos alimentados pela rede elétrica. Um poderoso transistor de comutação de efeito de campo é usado como elemento de comutação.

Atualmente, alguns equipamentos eletrônicos - televisores, DVD players, alguns equipamentos de informática - não possuem interruptor especial e estão constantemente conectados à rede, embora isso não seja necessário. Juntamente com o facto de neste caso se desperdiçar energia eléctrica, aumenta a probabilidade da sua falha devido a situações de emergência na rede. O dispositivo proposto pode ser utilizado não apenas para ligar tais equipamentos, mas também para proteção contra sobrecorrente.

A comutação de carga é realizada por um poderoso transistor de comutação de efeito de campo VT3, que está incluído na diagonal da ponte retificadora de diodo VD4. Os resistores R13, R14 são instalados no circuito fonte, desempenhando as funções de sensor de corrente. Os diodos VD6, VD7 limitam a tensão entre eles e o capacitor C6 suprime o ruído de impulso. O varistor RU1 protege o transistor VT3 contra quebra por surtos de tensão que ocorrem na rede ao comutar uma carga indutiva. A unidade de controle do transistor chaveador é montada nos transistores VT1, VT2 e no D-trigger DD1.1, que é incluído como divisor de frequência por dois. A unidade é alimentada por um retificador usando diodos VD1, VD3 com resistores de extinção R1, R2 e um estabilizador de tensão paramétrico no diodo zener VD2, o capacitor C1 é de suavização.

O LED HL1 indica a presença de tensão de rede na entrada do dispositivo. Se a alimentação da carga for desligada, a corrente através do LED HL1 aumenta, aumentando seu brilho. A carga é conectada em série com a ponte de diodos VD4; ela, assim como o próprio dispositivo, é protegida contra sobrecarga pelo fusível FU1. O LED HL2 indica a presença de tensão de rede na carga. O resistor R12, que desvia o LED HL2, elimina seu brilho fraco, que pode surgir devido à corrente reversa do transistor de efeito de campo VT3 e à corrente através do varistor RU1. Depois de fornecer a tensão de rede, o D-trigger DD1.1 recebe a tensão de alimentação. O capacitor C5 é projetado para gerar um pulso para colocar o flip-flop D DD1.1 no estado zero - com uma tensão de nível lógico baixo na saída direta (pino 1 de DD1.1). Acontece assim. No momento em que a tensão de alimentação é aplicada, o capacitor C5 é carregado, o transistor VT1 abre e um nível alto é fornecido à entrada R (pino 4) do flip-flop D.

O transistor de efeito de campo VT3 está fechado e a tensão da rede não é fornecida à carga. Quando você pressiona brevemente o botão SB1, um nível de alta tensão irá para a entrada de contagem C do flip-flop D e mudará para um estado de alto nível na saída direta. A resistência do canal do transistor VT3 diminuirá para uma fração de ohm e a carga receberá tensão de alimentação. Um pressionamento subsequente do botão SB1 mudará o flip-flop D para um estado de baixo nível na saída direta, o transistor VT3 fechará e a carga será desenergizada. À medida que a corrente consumida pela carga aumenta, a tensão nos resistores R13, R14 aumenta, e quando atingir 0,55...0,6 V, o transistor VT2, e depois dele VT1, começará a abrir, e um sinal alto será enviado para a entrada R do nível de disparo D, e ele mudará para um estado de baixo nível na saída direta, então o transistor VT3 fechará e a carga será desenergizada.

A corrente de resposta da proteção pode ser ajustada com o resistor R14 na faixa de 0,08...0,36 A. Como em estado estacionário os transistores VT1, VT2 estão fechados e o gatilho D consome baixa corrente, após desligar a tensão da rede, o capacitor C1 pode reter a carga por muito tempo. Para descarregá-lo, é usado o resistor R3. Isto pode ser útil se for necessário que, no caso de uma perda prolongada (um minuto ou mais) de tensão da rede, a carga seja desligada. A maioria das peças é colocada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro unilateral, cujo desenho é mostrado na figura.

Ele é projetado para usar resistores fixos MLT, S1-4, S2-23 (o resistor de fio variável PPB-Za é instalado na parede de uma caixa de plástico), capacitores de óxido K50-35 ou importados, o restante - K10-17 . Substituiremos o varistor TNR10G471K por FNR-10K471, FNR-07K471, o diodo zener KS213B por KS213A, 1N4743A, a ponte de diodo RS407 por diodos KBL08, KBL10, 1N4006 por 1N4007. Os LEDs podem ser usados ​​com uma cor de brilho constante, mas diferente (HL1 - verde, HL2 - vermelho) das séries L-53, KIPD40. O transistor KT3107A pode ser substituído por qualquer uma das séries KT3107, KT361, KT349, o transistor KT3102A pode ser substituído por qualquer uma das séries KT315, KI3102, KT342, mas é necessário atentar para a diferença nas pinagens dos transistores . O transistor de efeito de campo SPP20N60S5 tem uma resistência de canal aberto de 0,19 Ohm, uma tensão máxima de fonte de dreno de 600 V, uma corrente de dreno máxima de 20 A e uma corrente de pulso de até 40 A. Seus análogos mais próximos são IRFP460, STW20NB50 , mas você pode instalar um mais potente - SPW47N60C3, com resistência de canal aberto de 0,07 Ohm e corrente de drenagem máxima de 47 A.

Ao realizar experimentos ou para operar um dispositivo com carga de baixa potência, os transistores IRF840 ou as séries KP707, KP753 são adequados. Botão SB1 - qualquer tamanho pequeno com empurrador de plástico longo, por exemplo, TD06-XEX, TD06-XBT. Com os valores dos resistores R13, R14 indicados no diagrama, uma carga com potência de até 75 W pode ser conectada ao dispositivo. Portanto, ao conectar a um dispositivo, por exemplo, uma lâmpada incandescente com potência de 100...150 W, a proteção de corrente funcionará e não permitirá seu acendimento.

Para controlar uma carga mais potente, é necessário reduzir a resistência do resistor R13. O valor da amplitude da corrente de operação da proteção pode ser encontrado na expressão Ia = (0,55...0,6)/(R13+R14). A maioria dos dispositivos elétricos e de rádio, quando conectados à rede, consomem a chamada corrente de partida, que excede várias vezes a corrente nominal. Para evitar o disparo da proteção de corrente, é necessário instalar um capacitor de óxido (terminal positivo do emissor) com capacidade de 1...47 µF em paralelo com a junção do emissor do transistor VT100. Um assento para este capacitor é fornecido na placa.

A corrente de partida de dispositivos com fontes chaveadas que possuem capacitores de alta capacidade na entrada pode ser reduzida conectando um resistor de fio enrolado com resistência de 3,3...5,6 Ohms e potência de 5-10 W em série com a carga, por exemplo, C5-37, C5-16. Se isso não for feito, os transistores de efeito de campo de corrente relativamente baixa (IRF840, etc.) podem ser danificados mesmo quando a carga é ligada pela primeira vez (TV, impressora, monitor)

Autor: A. L. Butov, pág. Kurba, região de Yaroslavl; Publicação: cxem.net

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