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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de corrente de carga de baixa tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga O disjuntor de corrente proposto abaixo se distingue de dispositivos similares de finalidade semelhante pela baixa queda de tensão no elemento de comutação aberto e pelo baixo consumo de corrente inerente durante aquela parte do período de operação quando este elemento está fechado. O disjuntor é capaz de operar em uma ampla faixa de corrente de carga - de unidades de miliamperes a dezenas de amperes em uma frequência de frações de hertz a dezenas de quilohertz. Uma lâmpada incandescente, um LED com um resistor limitador de corrente, uma cabeça dinâmica, uma sirene de carro, um enrolamento de um relé ou transformador e outros consumidores de corrente podem ser usados como carga.
O diagrama esquemático do interruptor é mostrado na fig. 1. No transistor de efeito de campo VT1 e nos elementos lógicos DD1.1, DD1.2, é construído um gerador de pulso retangular. Sua taxa de repetição é definida pelo resistor R3 e capacitor C2, e o resistor R4 e o diodo VD1 fornecem um ciclo de trabalho de pulso igual a dois. O resistor R5 forma um circuito OS positivo, o que aumenta a velocidade de comutação dos elementos do chip DD1. Essa construção do gerador reduz significativamente a corrente consumida pelo chip DD1, pois apenas o transistor VT1 opera de modo linear. Além disso, simplifica bastante o circuito de ajuste de frequência. O nó nos transistores VT2, VT3 bloqueia a operação do disjuntor quando a tensão de alimentação cai abaixo de 8 V. Isso é necessário para evitar o superaquecimento do poderoso transistor de efeito de campo VT4 devido à sua abertura incompleta e baixa tensão de alimentação. Quando a tensão de alimentação diminui, a junção emissor do transistor VT3, que funciona como um diodo zener, fecha, seguido pelo transistor VT2. O nível alto na entrada inferior do elemento DD1.2 de acordo com o circuito é substituído por um nível baixo, como resultado do qual a operação do gerador pára em uma posição onde a saída dos elementos DD1.3, DD1.4. 4 é baixo. O transistor VTXNUMX está fechado, a corrente não flui através da carga. O resistor R9 melhora a partida do gerador com um aumento suave da tensão de alimentação. Os capacitores C4, C5 protegem a unidade de controle do gerador contra interferências. Os nós do disjuntor de baixa corrente são alimentados por um estabilizador paramétrico montado nos elementos R11, VD2, VD3. O diodo VD4 protege o dispositivo da inversão de polaridade de emergência da tensão de alimentação. Quando a carga RH é desenergizada, o capacitor C4 acumula a energia necessária para manter a tensão porta-fonte do transistor VT10 em um nível de pelo menos XNUMX V durante os intervalos de tempo em que está aberto e a tensão de alimentação do disjuntor está fechada para zero. Na tensão de alimentação nominal, os diodos zener VD2, VD3 são fechados e não aumentam a corrente consumida pela ampola, que não ultrapassa 300 μA durante as pausas quando não há alimentação da carga. O Varistor RU1 protege o transistor de efeito de campo VT4 de surtos de tensão criados pelo componente indutivo da carga (por exemplo, o enrolamento do transformador elevador do conversor de tensão para uma lâmpada fluorescente ou um lustre Chizhevsky). O inserto fusível FU1 protege o transistor VT4 de sobrecarga com corrente excessivamente alta. O dispositivo é montado com dobradiças em uma placa de circuito de 64x45 mm. Todos os resistores - MLT, C1 -4 ou importados. Capacitor SZ - importado, C2 - qualquer filme de pequeno porte, por exemplo K73-17, o resto - qualquer. Em vez de diodos 1N4148, qualquer uma das séries KD521, KD522, KD103 servirá. Os diodos Zener KS168A podem ser substituídos por KS407D, 1N4736A. Substituiremos o transistor de efeito de campo KP501A por qualquer uma das séries KP501, KP502, KP504 ou ZVN2120 importado, BSS88. Em vez de 2SA933, qualquer transistor p-n-p da série B89012, KT3107 servirá. O transistor KT645B pode ser substituído por qualquer uma das séries KT645, KT315. Eles geralmente têm uma tensão de ruptura de avalanche da junção do emissor de cerca de 7 V, enquanto os transistores da série KT3102 são de cerca de 8 V e, por exemplo, os importados 2SC3330, 2SC1740 são de cerca de 9 ... 10 V. Quanto menor essa tensão, quanto menor a tensão de alimentação vai parar o gerador de trabalho. Ao substituir os transistores, não se deve esquecer as diferenças em sua pinagem. O transistor de efeito de campo IRFZ30 tem uma resistência de canal aberto não superior a 0,05 ohms, é projetado para uma tensão de dreno de 50 V, uma corrente de dreno máxima de 30 A e pode dissipar potência de até 90 W. Pode ser substituído por IRFZ34, IRFZ42. A pinagem desses transistores é a mesma. Em vez de CNR07D470K, são adequados os varistores FNR-05K470, FNR-07K470. Com as classificações dos elementos C2, R3, R4 indicadas no diagrama, a frequência de comutação do disjuntor é de cerca de 1 Hz, o que é adequado, por exemplo, para sua operação no sistema de alarme do carro, indicadores de direção, na iluminação de Ano Novo . Com um capacitor C2 com capacidade de 470 pF, a frequência do gerador aumentará para 2 kHz e, em uma tensão de alimentação de 12 V, a ampola pode ser carregada com o enrolamento secundário do transformador de som TV-ZSh (sua circuito deve ser completamente desmontado e remontado, colocando as placas “sobrepostas”) de um tubo-semicondutor de TV, e uma lâmpada incandescente com potência de 15...25 W para uma tensão de 20 V ligada ao enrolamento primário deste transformador brilhará com calor total. Nesta capacidade, o interruptor pode ser usado como conversor de tensão, por exemplo, para alimentar um ferro de solda elétrico de baixa tensão e baixa potência.
O dispositivo descrito também pode operar com uma tensão de alimentação superior a 12 V, você só precisa selecionar um resistor R11 de tal resistência que a corrente através dos diodos zener VD2, VD3 esteja próxima do valor nominal. Assim, por exemplo, em uma tensão de alimentação de 24 V, a resistência desse resistor deve ser igual a 3,6 kOhm e a potência de dissipação deve ser de pelo menos 1 W. Quanto maior a frequência de operação do chopper, maior a perda de potência para chavear o transistor VT4. Isso exigirá sua instalação em um dissipador de calor com uma superfície de dissipador de calor maior.
Uma foto de uma das opções para o design da ampola atual é mostrada na fig. 2. Literatura
Autor: A.Butov, aldeia de Kurba, região de Yaroslavl; Publicação: radioradar.net
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