Elektronischer Schalter auf Feldeffekttransistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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In der August-Ausgabe 2002 des Radio-Magazins, S. 60 erschienen Artikel von V. Polyakov über den elektronischen Schalter, das in der Lage ist, die Stromversorgung der Last abzuschalten, wenn die Batteriespannung unter den zulässigen Wert fällt.

Ich interessierte mich für diese Idee und baute meine eigene Version eines solchen Schalters. Der Unterschied zum Prototyp besteht darin, dass kurz vor der automatischen Abschaltung der Last eine blinkende LED zu blinken beginnt und damit anzeigt, dass die Last bald stromlos wird. Das Gerät basiert auf billigen Feldeffekttransistoren und Mikroschaltungen, was seine Belastung und ergonomische Leistung verbessert. An einen elektronischen Schalter kann eine Last mit einer Gleichstromaufnahme von bis zu 0,4 A angeschlossen werden, durch den Einsatz eines leistungsstärkeren n-Kanal-MOS-Transistors anstelle von Mikroschaltungs-Stromschaltern kann der Strom der angeschlossenen Last jedoch auf mehrere Ampere erhöht werden wird weiter unten besprochen.

Das Schema des Geräts ist in Abb. vier.

Bei geschlossenen Kontakten des SB2-Tasters liegt die volle Versorgungsspannung an der Last. Über den Widerstand R3 wird dem Gate des p-Kanal-MOSFET VT1 eine Öffnungsspannung zugeführt. Der Transistor öffnet, daher wird den Gates der Transistoren der Mikroschaltungen (Pins 1,8 DA1-DA3) eine Spannung mit hohem Pegel zugeführt. Die Tasten der Mikroschaltungen DA1 - DA3, bei denen es sich jeweils um einen Hochspannungs-n-Kanal-MOSFET mit einer schützenden Zwei-Anoden-Zenerdiode im Gate-Source-Schaltkreis handelt, sind geöffnet. Um die Belastbarkeit zu erhöhen und Leistungs- und Spannungsverluste zu reduzieren, sind alle drei Schalter parallel geschaltet.

Der Widerstandswert des Widerstands R1 ist so gewählt, dass der Transistor VT7 zu schließen beginnt, wenn die Batteriespannung unter 1 V (eine Batterie mit sieben Nickel-Cadmium-Zellen) fällt. Da die Spannung an den Toren DA1 – DA3 noch recht hoch ist, sind diese Tasten noch vollständig geöffnet. Sobald die Source-Drain-Spannung VT1 die Schwellenöffnungsspannung VT2 überschreitet, beginnt dieser Transistor zu öffnen, der Bipolartransistor VT3 öffnet sich ebenfalls, die blinkende HL1-LED blinkt hell.

Bei einem noch stärkeren Abfall der Batteriespannung schließt der Transistor VT1 so stark, dass die Spannung am Widerstand R4 nicht mehr ausreicht, um die Tasten DA1-DA3 im Zustand des minimalen Widerstands des offenen Kanals zu halten, was zu einem Lawinenschließen von führt sowohl VT1 als auch DA1-DA3. Die Last ist stromlos, die LED hört auf zu blinken. Durch kurzes Drücken der Taste SB1 können Sie die Laststromversorgung zwangsweise abschalten.

Der Widerstandswert des Widerstands R2 ist so gewählt, dass wenn die blinkende LED bei einer Batteriespannung von 7 V zu blinken beginnt, die Last vollständig abgeschaltet wird, wenn die Batteriespannung auf 6,9 V absinkt. Aber die Werte davon Die Spannungen können geringfügig abweichen – alles hängt von den Parametern der Feldeffekttransistoren ab. Wenn der Widerstand R2 mit einem Widerstand von 47 kOhm belegt wird, beginnt die LED bei 7,5 V zu blinken und die Lastleistung wird bei 7 V abgeschaltet. Die Keramikkondensatoren C1 und C2 erhöhen die Störfestigkeit des Geräts.

Widerstände können mit jeder kleinen Leistung von 0,05–0,25 W verwendet werden, zum Beispiel C1–4, MLT VS, C2–23. Unpolare Kondensatoren sind für die Typen K10-7, K10-17, KM-6 geeignet; Oxid - K50-35, K50-24. Die blinkende LED kann von jeder der Serien L36B, L56B, L796B, L816B übernommen werden. Um den durchschnittlichen Entladestrom des Akkus beim Einschalten der LED nicht zu sehr zu erhöhen, empfiehlt es sich, den Widerstandswert des Widerstands R5 auf 3 kOhm zu erhöhen und die LED mit erhöhter Helligkeit zu nehmen. Anstelle einer blinkenden LED können Sie unter Beachtung der Polarität einen piezokeramischen Schallgeber mit eingebautem Generator (HPA17AX, HPA24AX) installieren; Ein solcher Austausch wäre angebracht, wenn der elektronische Schalter mit einem „stillen“ Gerät ausgestattet ist: Multimeter, Frequenzmesser, elektronisches Thermometer usw.

Feldeffekttransistoren können durch alle KP301- und KP304-Serien ersetzt werden, vorzugsweise mit der niedrigstmöglichen Schwellenöffnungsspannung. Der Bipolartransistor kann durch jeden der Serien KT3102, KT342, KT645 ersetzt werden. Wenn Sie die Belastbarkeit des Geräts deutlich erhöhen möchten, beispielsweise für den Einsatz mit einem elektrifizierten Selbstfahrer, einem Radiosender, einem tragbaren Radio, dann empfiehlt es sich, die Mikroschaltungen DA1 - DA3 durch eine leistungsstarke n zu ersetzen -Kanal-Feldeffekttransistor, zum Beispiel Typen KP723G, KP727V, KP736G, IRLZ44. Mit einem dieser Transistoren ist es zulässig, ein Gerät mit einer Stromaufnahme von 3 ... 5 A an einen elektronischen Schalter anzuschließen. Die Installation eines Feldeffekttransistors auf einem Kühlkörper ist nicht erforderlich.

Durch Auswahl eines Widerstands R1 kann der Schalter sowohl für eine Nennbetriebsspannung von 9 V – eine Batterie aus sieben Nickel-Cadmium-Batterien – als auch für 12 V – 10 Batterien konfiguriert werden. Wenn das Gerät mit einer Batterie aus zehn solcher Batterien betrieben wird, sollte die Lastleistung abgeschaltet werden, wenn die Batteriespannung auf 9,7 ... 10 V abfällt. Bei p-Kanal-Feldeffekttransistoren mit einer relativ niedrigen Gate-Source-Schwellenspannung , weniger als -3 V, verwendet werden, kann das Gerät durch Auswahl des Widerstands R1 so konfiguriert werden, dass es mit einer niedrigeren Nennspannung arbeitet, jedoch nicht weniger als 4,5 V.

Der elektronische Schalter kann auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie mit den Maßen 80x35 mm montiert werden (Abb. 2).

Die Pinbelegung von Transistoren und Mikroschaltungen ist in Abb. 3 dargestellt. XNUMX.

Autor: A.Butov, Dorf Kurba, Gebiet Jaroslawl

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