Elektronischer Schalter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Heutzutage werden in elektronischen Geräten häufig elektronische Schalter verwendet, bei denen eine Taste zum Ein- und Ausschalten verwendet werden kann. Es ist möglich, einen solchen Schalter leistungsstark, wirtschaftlich und klein zu machen, wenn ein Feldschalttransistor und eine digitale CMOS-Mikroschaltung verwendet werden.

Ein Diagramm eines einfachen Schalters ist in Abb. dargestellt. 1. Der Transistor VT1 übernimmt die Funktionen eines elektronischen Schlüssels und der Trigger DD1 steuert ihn. Das Gerät ist ständig an die Stromquelle angeschlossen und verbraucht einen kleinen Strom – Einheiten oder mehrere zehn Mikroampere.

Wenn der direkte Ausgang des Triggers einen hohen Logikpegel hat, ist der Transistor geschlossen, die Last ist stromlos. Wenn die Kontakte der SB1-Taste geschlossen sind, wechselt der Auslöser in den entgegengesetzten Zustand, an seinem Ausgang erscheint ein niedriger Logikpegel. Der Transistor VT1 öffnet und die Spannung geht an die Last. Das Gerät bleibt in diesem Zustand, bis die Tastenkontakte wieder geschlossen werden. Dann schließt der Transistor, die Last wird stromlos.

Der im Diagramm angegebene Transistor hat einen Kanalwiderstand von 0,11 Ohm und der maximale Drain-Strom kann 18 A erreichen. Es ist zu beachten, dass die Gate-Drain-Spannung, bei der der Transistor öffnet, 4 ... 4,5 V beträgt Bei einer Versorgungsspannung von 5...7 V darf der Laststrom 5 A nicht überschreiten, da sonst der Spannungsabfall am Transistor 1 V überschreiten kann. Bei einer höheren Versorgungsspannung kann der Laststrom 10...12 A erreichen .

Wenn der Laststrom 4A nicht überschreitet, kann der Transistor ohne Kühlkörper verwendet werden. Ist der Strom größer, ist ein Kühlkörper erforderlich oder es sollte ein Transistor mit geringerem Kanalwiderstand verwendet werden. Die Auswahl ist anhand der Referenztabelle im Artikel „Leistungsstarke Schalttransistoren von International Rektifier“ in Radio, 2001, Nr. 5, S. 45, nicht schwierig. XNUMX.

Einem solchen Schalter können weitere Funktionen zugewiesen werden, beispielsweise die automatische Abschaltung der Last, wenn die Versorgungsspannung abfällt oder einen vorgegebenen Wert überschreitet. Im ersten Fall kann dies bei der Stromversorgung des Geräts über einen Akku erforderlich sein, um dessen übermäßige Entladung zu verhindern, im zweiten Fall, um das Gerät vor Überspannung zu schützen.

Das Diagramm eines elektronischen Schalters mit Abschaltfunktion bei Spannungsabfall ist in Abb. 2 dargestellt. 2. Darin sind zusätzlich der Transistor VT4, eine Zenerdiode, ein Kondensator und Widerstände eingebaut, von denen einer geschaltet ist (RXNUMX).

Wenn Sie die Taste SB 1 drücken, öffnet der Feldeffekttransistor VT1 und die Last wird mit Spannung versorgt. Aufgrund der Aufladung des Kondensators C1 wird die Spannung am Kollektor des Transistors im ersten Moment 0,7 V nicht überschreiten, d.h. wird logisch niedrig sein. Wenn die Spannung an der Last den durch den Trimmerwiderstand eingestellten Wert übersteigt, wird der Basis des Transistors eine zum Öffnen ausreichende Spannung zugeführt. In diesem Fall bleibt der Eingang „S“ des Triggers auf einem niedrigen Logikpegel und die Taste kann die Last ein- und ausschalten.

Sobald die Spannung unter den eingestellten Wert fällt, reicht die Spannung am Trimmwiderstandsmotor nicht mehr aus, um den Transistor VT2 zu öffnen – er schließt. In diesem Fall steigt die Spannung am Kollektor des Transistors auf einen hohen Logikpegel, der zum Eingang „S“ des Triggers gelangt. Am Triggerausgang erscheint ebenfalls ein High-Pegel, der zum Schließen des Feldeffekttransistors führt. Die Last wird stromlos. Das Drücken der Taste führt in diesem Fall nur zu einem kurzzeitigen Zuschalten der Last und deren anschließender Abschaltung.

Um einen Schutz vor Überspannung zu gewährleisten, sollte die Maschine mit einem Transistor VT3, einer Zenerdiode VD2 und Widerständen R5, R6 ergänzt werden. In diesem Fall funktioniert das Gerät auf die gleiche Weise wie oben beschrieben, aber wenn die Spannung über einen bestimmten Wert ansteigt, öffnet sich der Transistor VT3, was zum Schließen von VT2 und zum Auftreten eines hohen Pegels am Eingang führt. S" des Triggers und das Schließen des Feldeffekttransistors VT1.

Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen kann das Gerät den K561TM2-Chip, die Bipolartransistoren KT342A-KT342V, KT3102A-KT3102E und eine KS156G-Zenerdiode verwenden. Festwiderstände - MLT, S2-33, R1-4, abgestimmt - SPZ-3, SPZ-19, Kondensator - K10 17, Knopf - beliebig klein mit Selbstrückführung.

Bei Verwendung von Teilen für die Oberflächenmontage (CD4013-Mikroschaltung, Bipolartransistoren KT3130A-9 - KT3130G-9, Zenerdiode BZX84C4V7, Festwiderstände P1-I2, Kondensator K10-17V) können diese auf einer Leiterplatte platziert werden (Abb. 3). aus einseitiger Glasfaserfolie mit den Maßen 20x20 mm. Das Aussehen der montierten Platine ist in Abb. dargestellt. 4.

Die Einrichtung der Maschine beschränkt sich auf die Einstellung der Spannungen des Gerätebetriebs mit abgestimmten Widerständen. Möglicherweise muss die Kapazität von C1 erhöht werden – sie sollte so sein, dass die Transienten im mit Strom versorgten Gerät abgeschlossen sind, bevor der Kondensator auf einen hohen Logikpegel aufgeladen wird.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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