Transistor-Leistungsschalter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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

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Die meisten kleinen Geräte mit geringem Stromverbrauch, die mit 220 V Wechselstrom betrieben werden (sogenannte Netzteile, DVD-Player, Ladegeräte usw.), verfügen nicht über einen Netzschalter, der sie vollständig vom Stromnetz trennt. Dies führt nicht nur zu einem nutzlosen, wenn auch geringen Stromverbrauch, sondern erhöht auch die Wahrscheinlichkeit eines Geräteausfalls.

Wenn es nicht möglich ist, in ein solches Gerät einen mechanischen Netzschalter einzubauen (z. B. aufgrund von Platzmangel oder mangelnder Bereitschaft, das Design des fertigzustellenden Geräts wesentlich zu ändern), kann es mit einem einfachen elektronischen Schalter ausgestattet werden. Befestigung über zwei Tasten gesteuert.

Fig. 1

Ein schematisches Diagramm einer möglichen Variante eines solchen Schalters ist in Abb. dargestellt. 1. Es besteht aus drei Hochspannungstransistoren, von denen zwei (VT2, VT3) einen Verbundtransistor bilden und alle drei ein Analogon eines sperrbaren Trinistors mit niedrigen Steuer- und Halteströmen sind. Nach dem Anlegen von 220 V an das Gerät Die an der XS1-Buchse angeschlossene Last bleibt stromlos, da der Kondensator C1 entladen wird und alle Transistoren geschlossen sind. Wenn die Kontakte der Taste SB1 geschlossen sind, wird dieser Kondensator auf eine Spannung von etwa 2,5 V aufgeladen und die Transistoren VT2, VT3 und danach VT1 öffnen. Dadurch wird die Diagonale der Gleichrichterbrücke an den Dioden VD1-VD4, an der der Verbundtransistor und die Dioden VD5-VD7 angeschlossen sind, geschlossen und die Versorgungsspannung an die Last angelegt. Aufgrund des Spannungsabfalls an den Dioden und dem offenen Transistor VT3 liegt er um einige Volt unter dem Netz, was jedoch keinen Einfluss auf die Leistung der Last hat. Die Dioden VD5-VD7 begrenzen die Spannung am Widerstand R6 und schützen dadurch den Emitterübergang des Transistors VT1 vor Überlastung.

Um die Last stromlos zu schalten, genügt ein kurzer Druck auf die Taste SB2. In diesem Fall wird der Kondensator C1 sofort entladen, die Transistoren geschlossen und die Last vom Netz getrennt.

Das Gerät kann mit jeder Last bis zu 40 Watt betrieben werden. Der effektive Spannungswert bei einer Last von 16 W (Glühlampe) liegt etwa 4 V unter der Netzspannung, bei einer Last von 40 W - um 8 V. Im ersten Fall gibt es praktisch keine Erwärmung des VT3-Transistorgehäuses , und im zweiten steigt seine Temperatur auf 50 ... 60 °C (bei einer Umgebungstemperatur von 22 °C).

Bei einem kurzen Stromausfall wird die Last abgeschaltet und bleibt bei Wiederkehr stromlos. Um es wieder mit dem Netzwerk zu verbinden, müssen Sie die SB1-Taste drücken.

Fig. 2

Das Gerät ist auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2. Es enthält alle Details bis auf die Schaltflächen. Widerstände und Dioden werden senkrecht zur Platine montiert. Widerstände – MLT, C1-4, C1-14, C2-23, Kondensator – Oxid jeglicher Art, inländisch oder importiert. Die Tasten SB1, SB2 sind kleine Membrantasten mit einem mindestens 10 mm langen Kunststoffdrücker, zum Beispiel SDTG-644/648, SDTX644/648, SDTA644. (Beim Einbau des Schalters in ein Gerät mit Metallgehäuse müssen deren metallische Montageteile davon elektrisch isoliert sein). Schmelzeinsatz FU1 - beliebig klein. Verfügt das zu modifizierende Gerät über einen eigenen Schmelzeinsatz im 220-V-Stromkreis, kann der im Diagramm dargestellte weggelassen werden.

Dioden 1N4007 sind durch alle anderen mit einem Durchlassstrom von mindestens 1 A und einer zulässigen Sperrspannung von mindestens 400 V austauschbar (1 N4005,1 N4006, UF4005-UF4007, 1 N4936, 1N4937, KD243G, KD243D, KD247G).

Möglicher Ersatz des Transistors 2SB1011 - 2SB1074, 2N6520,

2SA1625K und Transistor MJE13003 (VT2) - MJE13001, 2N6517. Als VT3 können Sie anstelle von MJE13003 (die maximale Kollektor-Emitter-Spannung beträgt 400 V, der maximale Kollektorstrom beträgt 1,5 A, die maximale Verlustleistung am Kollektor beträgt 40 W) leistungsstärkere Modelle verwenden, beispielsweise MJE13005 (bzw 400 V, 4 A, 75 W), MJE13007 (400 V, 8 A, 80 W), MJF13007 (400 V, 8 A, 40 W). Der Einsatz dieser Transistoren empfiehlt sich beim Betrieb eines Gerätes mit einer Last, die mit einem Schaltnetzteil ausgestattet ist. Wenn das Transistorgehäuse über 50 °C erhitzt wird, muss es mit einem kleinen Kühlkörper versehen werden. Dies sollte auch dann durchgeführt werden, wenn sich die Struktur, in der der beschriebene Schalter eingebaut ist, während des Betriebs merklich erwärmt. Beim Austausch von Transistoren ist zu beachten, dass deren Pinbelegung von der Pinbelegung der vom Autor verwendeten Transistoren abweichen kann.

Anstelle von zwei Transistoren (VT2, VT3) können Sie einen Verbund verwenden, beispielsweise 2SD1141 (400 V, 6 A, 40 W). Widerstand R7 ist ausgeschlossen.

Wenn der Schalter als Präfix ausgeführt ist, wird die montierte Platine in ein Kunststoffgehäuse mit geeigneten Abmessungen gelegt. An der oberen Wand sind die Tasten SB1, SB2 und an einer der seitlichen die XS1-Buchse angebracht. Aus wartungsfähigen Teilen und ohne Installationsfehler zusammengesetzt, beginnt das Gerät sofort nach dem Anschluss an das Netzwerk zu arbeiten und erfordert keine Anpassung. Da alle Teile des Schalters unter Netzspannung stehen, müssen bei der Überprüfung seiner Funktion und in allen Fällen bei offenem Zugang zur Anlage die elektrischen Sicherheitsvorkehrungen beachtet werden – vermeiden Sie es, nicht isolierte Metallbauteile mit bloßen Händen zu berühren.

Soll der elektronische Schalter in Verbindung mit einem Gerät betrieben werden, das ein Netzwerk-Schaltnetzteil verwendet, ist der Anschluss eines Konstantwiderstandes (vorzugsweise Draht) mit einem Widerstand von 10 ... 1000 Ohm und einer Verlustleistung von 1 erforderlich ... 3 W in Reihe dazu. Sein Widerstand ist so gewählt, dass im Betrieb des Gerätes am Widerstand eine Spannung von 1 V abfällt. Von der Verwendung nicht bedrahteter Widerstände wird abgeraten, da diese schnell ausfallen können.

Autor: A. Butov

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