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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Interruptor de corriente de carga de baja tensión. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Relojes, temporizadores, relés, interruptores de carga El interruptor de corriente que se propone a continuación se diferencia de dispositivos similares de propósito similar por una pequeña caída de voltaje a través de un elemento de conmutación abierto y un pequeño consumo de corriente intrínseco durante la parte del período de operación cuando este elemento está cerrado. El interruptor es capaz de operar en un amplio rango de corriente de carga, desde unos pocos miliamperios hasta decenas de amperios a una frecuencia que va desde fracciones de hercio hasta decenas de kilohercio. Se puede utilizar como carga una lámpara incandescente, un LED con una resistencia limitadora de corriente, un cabezal dinámico, una sirena de automóvil, un devanado de un relé o un transformador y otros consumidores de corriente.
El diagrama esquemático del interruptor se muestra en la fig. 1. En el transistor de efecto de campo VT1 y los elementos lógicos DD1.1, DD1.2, se construye un generador de pulso rectangular. Su tasa de repetición la establece la resistencia R3 y el capacitor C2, y la resistencia R4 y el diodo VD1 proporcionan un ciclo de trabajo de pulso igual a dos. La resistencia R5 forma un circuito OS positivo, lo que aumenta la velocidad de conmutación de los elementos del chip DD1. Esta construcción del generador reduce significativamente la corriente consumida por el chip DD1, ya que solo el transistor VT1 opera en modo lineal. Además, simplifica enormemente el circuito de ajuste de frecuencia. El nodo de los transistores VT2, VT3 bloquea el funcionamiento del interruptor cuando la tensión de alimentación cae por debajo de 8 V. Esto es necesario para evitar el sobrecalentamiento del potente transistor de efecto de campo VT4 debido a su apertura incompleta y baja tensión de alimentación. Cuando la tensión de alimentación disminuye, la unión del emisor del transistor VT3, que funciona como un diodo zener, se cierra, seguida por el transistor VT2. El nivel alto en la entrada inferior del elemento DD1.2 según el circuito se reemplaza por un nivel bajo, como resultado de lo cual el generador se detiene en una posición donde la salida de los elementos DD1.3, DD1.4 es baja. . El transistor VT4 está cerrado, la corriente no fluye a través de la carga. La resistencia R9 mejora el arranque del generador con un aumento suave en el voltaje de suministro. Los condensadores C4, C5 protegen la unidad de control del generador de interferencias. Los nodos interruptores de baja corriente son alimentados por un estabilizador paramétrico ensamblado en los elementos R11, VD2, VD3. El diodo VD4 protege el dispositivo de la inversión de polaridad de emergencia de la tensión de alimentación. Cuando la carga RH está desenergizada, el capacitor C4 acumula la energía necesaria para mantener el voltaje de fuente de compuerta del transistor VT10 a un nivel de al menos XNUMX V durante esos intervalos de tiempo cuando está abierto y el voltaje de suministro del interruptor está cerrado. a cero. A la tensión nominal de alimentación, los diodos zener VD2, VD3 están cerrados y no aumentan la corriente consumida por el interruptor, que en las pausas, cuando no se alimenta la carga, no supera los 300 μA. El varistor RU1 protege el transistor de efecto de campo VT4 de las sobretensiones creadas por el componente inductivo de la carga (por ejemplo, el devanado del transformador elevador del convertidor de voltaje para una lámpara fluorescente o una lámpara de araña Chizhevsky). El inserto fusible FU1 protege el transistor VT4 de la sobrecarga con una corriente excesivamente alta. El dispositivo está ensamblado con bisagras en una placa de circuito que mide 64x45 mm. Todas las resistencias - MLT, C1 -4 o importadas. Condensador SZ - importado, C2 - cualquier película de tamaño pequeño, por ejemplo K73-17, el resto - cualquiera. En lugar de diodos 1N4148, cualquiera de las series KD521, KD522, KD103 servirá. Los diodos Zener KS168A se pueden reemplazar por KS407D, 1N4736A. Reemplazaremos el transistor de efecto de campo KP501A con cualquiera de las series KP501, KP502, KP504 o ZVN2120, BSS88 importados. En lugar de 2SA933, cualquier transistor p-n-p de la serie B89012, KT3107 servirá. El transistor KT645B puede ser reemplazado por cualquiera de las series KT645, KT315. Por lo general, tienen un voltaje de ruptura de avalancha de la unión del emisor de aproximadamente 7 V, mientras que los transistores de la serie KT3102 son de aproximadamente 8 V y, por ejemplo, los 2SC3330, 2SC1740 importados son de aproximadamente 9 ... 10 V. Cuanto menor sea este voltaje, cuanto menor sea la tensión de alimentación dejará de funcionar el generador. Al reemplazar los transistores, no se deben olvidar las diferencias en su distribución de pines. El transistor de efecto de campo IRFZ30 tiene una resistencia de canal abierto de no más de 0,05 ohmios, está diseñado para un voltaje de fuente de drenaje de 50 V, una corriente de drenaje máxima de 30 A y puede disipar energía hasta 90 W. Puede ser reemplazado por IRFZ34, IRFZ42. El pinout de estos transistores es el mismo. En lugar de CNR07D470K, son adecuados los varistores FNR-05K470, FNR-07K470. Con las clasificaciones de los elementos C2, R3, R4 indicadas en el diagrama, la frecuencia de conmutación del interruptor es de aproximadamente 1 Hz, lo que es adecuado, por ejemplo, para su funcionamiento en el sistema de alarma del automóvil, indicadores de dirección, en la iluminación de Año Nuevo. . Con un condensador C2 con una capacidad de 470 pF, la frecuencia del generador aumentará a 2 kHz, y luego, a una tensión de alimentación de 12 V, el interruptor se puede cargar con el devanado secundario del transformador de sonido TV-ZSh (su magnético circuito debe ser completamente desmontado y vuelto a montar, colocando las placas "superpuestas") de un televisor de tubo-semiconductor , y una lámpara incandescente con una potencia de 15 ... 25 W para un voltaje de 20 V conectado al devanado primario de este transformador brillará con pleno calor. En esta capacidad, el interruptor se puede usar como un convertidor de voltaje, por ejemplo, para alimentar un soldador eléctrico de bajo voltaje y baja potencia.
El dispositivo descrito también puede funcionar con una tensión de alimentación superior a 12 V, solo necesita seleccionar una resistencia R11 de tal resistencia que la corriente a través de los diodos zener VD2, VD3 esté cerca del valor nominal. Entonces, por ejemplo, con una tensión de alimentación de 24 V, la resistencia de esta resistencia debe ser igual a 3,6 kOhm y la potencia de disipación debe ser de al menos 1 W. Cuanto mayor sea la frecuencia de funcionamiento del chopper, mayor será la pérdida de potencia para el transistor de conmutación VT4. Esto requerirá su instalación en un disipador de calor con una superficie de disipador de calor más grande.
Una foto de una de las opciones para el diseño del interruptor actual se muestra en la fig. 2. Literatura
Autor: A.Butov, pueblo de Kurba, región de Yaroslavl; Publicación: radioradar.net
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