Elektronische Leistungsschalter-Sicherung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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Das vorgeschlagene Gerät dient zum Ein- (Ausschalten) und Schutz vor Überstrom verschiedener funkelektronischer Geräte, Beleuchtungsgeräte und anderer Geräte mit Netzstrom. Als Schaltelement kommt ein leistungsstarker Feldschalttransistor zum Einsatz.

Derzeit verfügt ein Teil der elektronischen Geräte – Fernseher, DVD-Player, einige Geräte für Computer – über keinen speziellen Netzschalter und ist ständig mit dem Netzwerk verbunden, obwohl dies nicht notwendig ist. Zusammen mit der Tatsache, dass in diesem Fall Strom verschwendet wird, steigt die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls aufgrund von Notsituationen im Netz. Das vorgeschlagene Gerät kann nicht nur zum Einschalten solcher Geräte, sondern auch zum Schutz vor Überstrom verwendet werden.

Die Last wird durch einen leistungsstarken Feldschalttransistor VT3 geschaltet, der in der Diagonale der Diodengleichrichterbrücke VD4 enthalten ist. Im Quellkreis sind Widerstände R13, R14 eingebaut, die als Stromsensor fungieren. Die Dioden VD6, VD7 begrenzen die Spannung an ihnen und der Kondensator C6 unterdrückt Impulsrauschen. Der Varistor RU1 schützt den Transistor VT3 vor dem Ausfall durch Spannungsstöße, die beim Schalten einer induktiven Last im Netzwerk auftreten. Die Schalttransistor-Steuereinheit besteht aus den Transistoren VT1, VT2 und einem D-Trigger DD1.1, der als Frequenzteiler durch zwei geschaltet ist. Der Knoten wird von einem Gleichrichter an den Dioden VD1, VD3 mit Löschwiderständen R1, R2 und einem parametrischen Spannungsstabilisator an einer Zenerdiode VD2 gespeist, der Kondensator C1 glättet.

Die LED HL1 zeigt an, dass am Eingang des Gerätes Netzspannung anliegt. Wenn die Last ausgeschaltet wird, erhöht sich der Strom durch die HL1-LED, sodass die Helligkeit ihres Leuchtens zunimmt. Die Last ist in Reihe mit der Diodenbrücke VD4 geschaltet und wird wie das Gerät selbst durch den Schmelzeinsatz FU1 vor Überlastung geschützt. Die LED HL2 zeigt an, dass am Verbraucher Netzspannung anliegt. Der Widerstand R12, der die HL2-LED überbrückt, eliminiert deren schwaches Leuchten, das aufgrund des Rückstroms des Feldeffekttransistors VT3 und des Stroms durch den Varistor RU1 auftreten kann. Nach Anlegen der Netzspannung an das D-Flip-Flop DD1.1 wird die Versorgungsspannung zugeführt. Der Kondensator C5 soll einen Impuls erzeugen, um das D-Flip-Flop DD1.1 in den Nullzustand zu versetzen – mit einer niedrigen Logikpegelspannung am Direktausgang (Pin 1 DD1.1). Es passiert so. Im Moment des Anlegens der Versorgungsspannung wird der Kondensator C5 aufgeladen, der Transistor VT1 öffnet und ein High-Pegel an den Eingang R (Pin 4) des D-Flip-Flops angelegt.

Der Feldeffekttransistor VT3 ist geschlossen und die Netzspannung wird nicht an die Last angelegt. Durch kurzes Drücken der SB1-Taste wird ein hoher Spannungspegel an den Zähleingang C des D-Flip-Flops gelegt und am Direktausgang in einen Zustand mit hohem Pegel geschaltet. Der Kanalwiderstand des Transistors VT3 verringert sich auf Bruchteile eines Ohms und die Versorgungsspannung wird an die Last angelegt. Durch anschließendes Drücken der SB1-Taste wechselt das D-Flip-Flop in einen Low-Pegel-Zustand am Direktausgang, der Transistor VT3 schließt und die Last wird stromlos. Mit einem Anstieg des von der Last verbrauchten Stroms steigt die Spannung an den Widerständen R13, R14, und wenn sie 0,55 ... 0,6 V erreicht, beginnt der Transistor VT2, gefolgt von VT1, zu öffnen, einen hohen Pegel und Am Direktausgang wechselt er in einen Low-Pegel-Zustand, sodass der Transistor VT3 schließt und die Last stromlos wird.

Der Schutzbetriebsstrom kann durch den Widerstand R14 im Bereich von 0,08 ... 0,36 A eingestellt werden. Da die Transistoren VT1, VT2 im eingeschwungenen Zustand geschlossen sind und der D-Trigger einen kleinen Strom verbraucht, nachdem die Netzspannung anliegt Wenn der Kondensator C1 ausgeschaltet ist, kann er die Ladung für lange Zeit aufrechterhalten. Zur Entladung dient der Widerstand R3. Dies kann nützlich sein, wenn es erforderlich ist, dass die Last während eines längeren (minutigen oder längeren) Ausfalls der Netzspannung abgeschaltet wird. Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie platziert, deren Zeichnung in der Abbildung dargestellt ist.

Es ist für die Verwendung von Festwiderständen MLT, S1-4, S2-23 (der variable Drahtwiderstand PPB-Za wird an der Wand eines Kunststoffgehäuses installiert), Oxidkondensatoren K50-35 oder importiert, der Rest - K10-17, ausgelegt . Wir werden den Varistor TNR10G471K durch FNR-10K471, FNR-07K471, die Zenerdiode KS213B durch KS213A, 1N4743A, die Diodenbrücke RS407 durch KBL08, KBL10 und die Dioden 1N4006 durch 1N4007 ersetzen. Es können LEDs mit konstanter, aber unterschiedlicher Leuchtfarbe (HL1 - grün, HL2 - rot) der Serien L-53, KIPD40 verwendet werden. Der Transistor KT3107A kann durch jeden der Serien KT3107, KT361, KT349, der Transistor KT3102A durch jeden der Serien KT315, KI3102, KT342 ersetzt werden, Sie müssen jedoch auf den Unterschied in der Pinbelegung der Transistoren achten. Der Feldeffekttransistor SPP20N60S5 hat einen offenen Kanalwiderstand von 0,19 Ohm, eine maximale Drain-Source-Spannung von 600 V, einen maximalen Drain-Strom von 20 A und einen gepulsten von bis zu 40 A. Seine nächsten Analoga sind IRFP460, STW20NB50, Sie können aber auch ein leistungsstärkeres Gerät installieren – SPW47N60C3 mit einem offenen Kanalwiderstand von 0,07 Ohm und einem maximalen Drainstrom von 47 A.

Für die Durchführung von Experimenten oder den Betrieb eines Geräts mit geringer Leistungslast eignen sich Transistoren IRF840 oder die Serien KP707, KP753. Knopf SB1 – jeder kleine Knopf mit einem langen Kunststoffdrücker, zum Beispiel TD06-XEX, TD06-XBT. Mit den im Diagramm angegebenen Werten der Widerstände R13, R14 kann eine Last mit einer Leistung von bis zu 75 W an das Gerät angeschlossen werden. Wenn Sie also beispielsweise eine Glühlampe mit einer Leistung von 100 ... 150 W an das Gerät anschließen, funktioniert der Stromschutz und verhindert das Einschalten.

Um eine stärkere Last zu steuern, muss der Widerstandswert des Widerstands R13 verringert werden. Der Amplitudenwert des Schutzbetriebsstroms kann aus dem Ausdruck Ia = (0,55...0,6)/(R13+R14) ermittelt werden. Die meisten Elektro- und Funkgeräte verbrauchen beim Anschluss an das Netz den sogenannten Anlaufstrom, der um ein Vielfaches höher ist als der Nennstrom. Damit der Stromschutz nicht funktioniert, muss parallel zum Emitterübergang des Transistors VT1 ein Oxidkondensator (mit positivem Anschluss zum Emitter) mit einer Kapazität von 47 ... 100 μF installiert werden. Auf der Platine ist ein Platz für diesen Kondensator vorgesehen.

Der Anlaufstrom von Geräten mit Schaltnetzteilen, die am Eingang Hochleistungskondensatoren haben, kann reduziert werden, indem ein Drahtwiderstand mit einem Widerstandswert von 3,3 ... 5,6 Ohm und einer Leistung von 5-10 W in Reihe mit der Last geschaltet wird. zum Beispiel C5-37, C5-16. Geschieht dies nicht, können relativ stromarme Feldeffekttransistoren (IRF840 usw.) bereits beim ersten Einschalten der Last (Fernseher, Drucker, Monitor) beschädigt werden.

Autor: A. L. Butow, S. Kurba, Gebiet Jaroslawl; Veröffentlichung: cxem.net

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