Leistungsstarker AC-Leistungsschalter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Diverse Elektrogeräte

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Für verschiedene Zwecke ist manchmal ein Gerät erforderlich, bei dem es sich um ein Netzwerk mit zwei Anschlüssen handelt, das die Versorgungsspannung einer Last, die in einem 220-V-Netzwerk betrieben wird, regelmäßig abschaltet. In diesem Fall beträgt der Widerstand des „geschlossenen Schlüssels“ beim Einschalten. sollte minimal sein. Mit modernen Hochleistungs-MOSFETs lässt sich dieses Problem relativ einfach lösen.

Ein Gerät, das während des Betriebs keine Störungen verursacht (Abb. 1), kann an eine Unterbrechung in einem der Stromkabel angeschlossen werden, was sehr praktisch ist, wenn keine Änderungen an der Stromverkabelung vorgenommen werden können. In der obigen Schaltungsvariante wird als Last eine Glühlampe EL1 verwendet. Das Gerät kann mit einer Lastleistung von 12 bis 1200 W betrieben werden und ermöglicht je nach Bedarf eine diskrete Änderung des Verhältnisses von Leuchtzeit und Pause in der Lampe.

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Das Design kann zur Beleuchtung, in Sicherheitssystemen, bei Heizungen, zur Durchführung verschiedener Experimente oder für andere Zwecke verwendet werden.

Als Hauptoszillator wird eine blinkende LED [1-3] verwendet, was eine Anpassung der Frequenz seiner Schwingungen unmöglich macht, die Schaltung jedoch erheblich vereinfacht. Dem Zähleingang CN der DD1-Mikroschaltung werden Impulse mit nahezu rechteckiger Form zugeführt. Die Umschaltung des Dezimalzähler-Decoders K561IE8 (importiertes Analogon von CD4017) erfolgt entsprechend der Abnahme der Impulse negativer Polarität, die an Pin 14 von DD1 ankommen. Beim Anlegen der Versorgungsspannung wird der Dezimalzähler-Decoder durch einen Reset-Impuls positiver Polarität am R-Eingang (Pin 15) von DD1 auf Null zurückgesetzt. In diesem Fall wird am Ausgang „0“ (Pin 3) der Pegel auf log „1“ gesetzt, an den restlichen Ausgängen (Pins 1-9) des IC liegt log „0“ an.

Um große Gate-Source-Kapazitäten der parallel geschalteten Feldeffekttransistoren VT3, VT4 schnell zu laden und zu entladen, ist in diesem Fall eine ausreichend leistungsstarke Steuerkaskade erforderlich, die als Push-Pull-Emitter-Folger auf den Bipolartransistoren VT1, VT2 implementiert ist. Wenn mit dem Eintreffen des nächsten Zählimpulses eine Spannung von 2...6 V an die Gates der Feldeffekttransistoren angelegt wird, über den geöffneten Bipolartransistor VT1 an die Gates der Feldeffekttransistoren, die führen bis zur vollständigen Eröffnung. Offene Feldeffekttransistoren mit ihrem geringen Widerstand der Source-Drain-Kanäle überbrücken den Ausgang der Diodenbrücke VD1, wodurch die EL12-Lampe bei voller Hitze zündet.

In diesem Moment lädt sich der Oxidkondensator C4 nicht wieder auf, der Strom durch die in Reihe geschaltete Zenerdiode VD1 und LED HL2 stoppt, die LED erlischt und die Spannung an den Kondensatoren C3, C4 beginnt langsam abzunehmen. Die Diode VD7 verhindert, dass sich C4 über R4-R6 entlädt.

Für den Fall, dass log „1“ am Pin des IC DD1 erscheint, an den keine der Entkopplungsdioden VD2-VD6 angeschlossen ist, liegt die Spannung an den Basen VT1, VT2 relativ zum gemeinsamen Draht nahe bei Null, entsprechend „0“. " wird auch an den Gates VT3, VT4 sein, die Feldeffekttransistoren werden geschlossen, die Lampe erlischt. Über die Widerstände R4-R6 und die Diode VD7 wird der Speicherkondensator C4 schnell aufgeladen, im Stromkreis VD1, HL2 entsteht ein Strom und die LED leuchtet auf. Aufgrund des geringen Betriebsstroms sind die Blitze der Blink-LED HL1 praktisch unsichtbar. Der Kondensator C2 eliminiert hochfrequentes „Rauschen“ am Eingang der Mikroschaltung, wodurch ein klares Schalten bei jeder Änderung des Spannungspegels am Anodenausgang der blinkenden LED gewährleistet wird.

Der Widerstandswert und die Leistung der Widerstände R4-R6 wurden auf der Grundlage der Tatsache ausgewählt, dass eine schnelle Aufladung des Kondensators C4 gewährleistet werden muss und die Fähigkeit des Geräts gewährleistet ist, über einen weiten Bereich von Versorgungsspannungen zu arbeiten. Der Varistor R7 schützt geschlossene Feldeffekttransistoren vor Durchschlägen bei Spannungsspitzen im Netz, beispielsweise beim Ein- oder Ausschalten einer starken induktiven Last (Kühlschrank) oder bei Gewitter.

Einzelheiten. Sie können beliebige Dauerwiderstände verwenden: C1-4, C2-23, C2-33, MLT. Geeignet ist ein Varistor vom Typ FNR-14K431, FNR-20K431, FNR-10K471 oder der bei Funkamateuren übliche heimische CH1-1 560 V.

Importierter Oxidkondensator C4 (analog zu K50-35, K50-24) mit einer Kapazität von 1000...2200 μF, vorzugsweise mit möglichst geringem Leckstrom. VD2VD7-Dioden können in alle Serien KD102, KD510, KD521, KD522, D223 und 1N4148 eingebaut werden. Die Zenerdiode VD1 kann in D814D, KS207V, KS212ZH, KS508A, KS512A, 1N4742, BZX/BZV55C12 eingebaut werden. Die HL1-Blink-LED ist für die rote Farbe L36BID, L36BSRD/B, L56BID, L796BID, BR34D, L.R3330 oder eine andere der genannten Serien geeignet.

Die HL2-LED kann durch jede ähnliche ersetzt werden, zum Beispiel durch die Serien L383SRWT, L1503SGT, L1503SRD, L934SGC, L934SRD., L63YD, AL307, KIPD21, KIPD35.

Die importierte 8-Ampere-Diodenbrücke KBU08M wird durch KBU8J, KBU8K, RS806 und die leistungsstärkeren KBPC1006, BR106, KBPC1010, BR1010 ersetzt. Bei einem Laststrom von 6 A muss es auf einem Kühlkörper mit einer Fläche von mindestens 100 cm2 installiert werden. Die Gleichrichterbrücke kann auch aus 4 Dioden der Typen 8EWS08S, H.A08TB60, D247A, D248A, D233A bestehen. Der KT315G-Transistor kann durch jeden der Serien KT3102, KT503, KT6111, KT645, SS9013, SS9014, 2SC1008, 2SD1020 ersetzt werden; KT361G wird durch KT3107, KT502, SS9015, 2SA642, 2SA1150, 2SB1116 ersetzt. Es empfiehlt sich, n-Kanal-Feldeffekttransistoren mit möglichst geringem Leerlaufwiderstand zu verwenden, für eine maximale Drain-Source-Spannung von mindestens 400 V. Die im BUZ210-Gerät verwendeten haben einen Drain-Source-Widerstand von maximal 0,6 Ohm im offenen Zustand. Bei einer Parallelschaltung zweier solcher Transistoren und einer spezifizierten maximalen Lastleistung von 1200 W beträgt der Spannungsabfall am offenen Leistungsschalter etwa 3,6 V und die Verlustleistung etwa 20 W. In einer solchen Situation werden die Transistoren auf einem gemeinsamen Aluminiumkühlkörper mit einer Fläche von mindestens 200 cm2 installiert.

Anstelle von BUZ210 können Sie BUZ213, BUZ216, 2SK1723, 2SK899, IR.P450, KP779A verwenden. Um Leistungsverluste zu reduzieren und die Größe des Kühlkörpers zu verringern, können Sie eine große Anzahl parallel geschalteter Feldeffekttransistoren des gleichen Typs verwenden. Bei einer maximalen Lastleistung von bis zu 100 W können Sie einen Feldeffekttransistor ohne Kühlkörper verbauen. Die Pinbelegung von Feldeffekttransistoren, die in einem Standard-Kunststoffgehäuse TO220 hergestellt werden, ist in Abb. 2 dargestellt.

Wenn das Gerät etwas komplizierter ist, beispielsweise wie in Abb. 3, dann wird die Versorgungsspannung der Last automatisch erst bei Einbruch der Dunkelheit zugeführt. Die Empfindlichkeit der Fotorelaisbaugruppe hängt vom Widerstandswert des Widerstands R9 ab. Ein p-Kanal-Feldeffekttransistor mit geringem Stromverbrauch und isoliertem Gate kann einer der Serien KP301 oder KP304A, 2P304A sein. Die Fotodiode kann wie FD252, FD256, FD265 genommen werden. Sie können auch einen Fotowiderstand SF3-2B, SF3-7A, SF3-16 mit geeigneten Parametern installieren.

Das „Programm“ zum Zünden der Lampe EL1 kann durch Ändern des Anschlusses der Dioden VD2-VD6 an die Ausgänge DD1 eingestellt werden. In der im Diagramm in Abb. 1 dargestellten Version arbeitet die Lampe während eines IC-Betriebszyklus im 2P-1V-2P-3V-2P-1V-Modus, wobei „B“ eingeschaltet ist und „P“ eine Pause darstellt . Der Ausgang „0“ der Mikroschaltung (Pin 3) muss bei allen Anschlussmöglichkeiten für Entkopplungsdioden frei bleiben. Während des Betriebs des Geräts sollte die Spannung am Kondensator C4 11 V nicht unterschreiten. Überprüfen Sie vor dem Einbau der HL2-LED unbedingt deren Pinbelegung.

Die gegebene Schaltungsvariante eines leistungsstarken Leistungsschalters im Wechselstromkreis muss nicht exakt nach den Diagrammen in Abb. 1 und 3 wiederholt werden. Beispielsweise kann ein Generator auf Basis einer blinkenden LED durch einen ersetzt werden Mikrostromgenerator basierend auf einer CMOS-Version des 555-Timers (KR1006VI1), zum Beispiel ICL7555. Wenn Sie mit einer Last mit geringer Leistung arbeiten, können Sie den Widerstand der Widerstände R1,5-R2 um das 4- bis 6-fache erhöhen. Sie können weitere Änderungen vornehmen, abhängig von Ihrer Erfahrung und dem tatsächlichen Bedarf, das vorgeschlagene Gerät weiter zu verbessern.

Литература:

1. Ryumik S. Alles über blinkende LEDs//Radiohobby. - 2002. - Nr. 1. S. 31-34.
2. Butov A. Stromunterbrecher//Schaltungstechnik. - 2002. - Nr. 8. - S.45.
3. Butov A. Signalgeneratoren//Radio. - 2002. - Nr. 7. - S.59-60.
4. Ausländische Gleichrichterdioden und Brücken//Radio. - 1998. - Nr. 10. -S.8284.
5. Zenerdioden//Elektr. - 2002. Nr. 10. - S.18-19.
6. Panasonic-Varistoren von Matsushita//Radioamator. - 2002. - Nr. 3. S.34.

Autor: A. L. Butow

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