강력한 FET 스위치, 20A. 계획, 설명

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현대의 고전력 키 전계 효과 트랜지스터는 개방 상태에서 매우 낮은 채널 저항을 특징으로 하며, 기계적 접점의 저항은 부식의 영향을 받기 때문에 종종 전자기 릴레이 또는 기계적 스위치의 닫힌 접점의 저항보다 낮습니다. , 오염 및 연소. 주요 전계 효과 트랜지스터에는 이러한 단점이 없습니다. 또한, 상당한 전류와 높은 부하 전력에서도 개방형 채널의 낮은 저항으로 인해 트랜지스터의 전력 손실이 최소화됩니다. 따라서 킬로와트 부하를 전환하기 위해 주요 전계 효과 트랜지스터에는 가장 간단한 라디에이터도 필요하지 않은 경우가 많습니다.

다음은 최대 5A의 전류에서 20~20V의 공급 전압을 갖는 두 개의 부하에 대한 전자 스위치 다이어그램입니다. 이 회로는 개방 채널 저항이 2556을 초과하지 않는 두 개의 APM0,006NU 주요 전계 효과 트랜지스터를 기반으로 합니다. 옴. 이는 20V의 전압과 20A의 부하 전류(즉, 400W의 부하 전력)에서 트랜지스터 개방 채널의 전력이 2...4W를 초과하지 않음을 의미합니다.

스위치는 두 개의 준터치(비래칭) 버튼으로 제어되며, 짧게 누르면 부하를 전환할 수 있습니다. 부하를 동시에 켤 수 없으며 두 버튼을 동시에 눌러도 두 부하가 모두 꺼집니다. 비상 차단 입력이 있으며 공급 전압에서 50V까지 전압이 가해지면 두 부하가 모두 꺼집니다. 이 입력은 포함된 부하를 긴급하게 꺼야 할 때 다양한 보호 회로에 사용할 수 있으며 버튼을 사용하여 켜는 기능을 차단할 수 있습니다.

부하는 전원 플러스와 회로의 해당 출력 사이에 연결됩니다. 스위치 상태는 두 개의 LED로 표시됩니다.

회로도가 그림에 나와 있습니다.

강력한 FET 스위치, 20A

제어 장치는 D1 칩의 RS 트리거입니다. 핀 2와 12는 트리거의 안정적인 상태를 전환하는 데 사용됩니다. 이 단자는 저항 R1 및 R3을 통해 56으로 당겨집니다. 저항의 저항은 상대적으로 작은 것으로 간주됩니다(일반적으로 이러한 회로에서는 수십에서 수백 킬로옴의 저항이 사용됩니다). 첫 번째 버전에는 2kOhm 저항이 있었지만 나중에 강력한 부하가 켜지는 순간 노이즈 펄스가 나타나 트리거를 재설정하고 회로를 자체 발진 모드로 전환하는 것으로 나타났습니다. 이를 방지하려면 풀업 저항의 저항을 낮추어 트리거 입력의 저항을 낮추고 펄스 노이즈 조건에서 트리거의 안정성을 높이는 커패시터 C3 및 CXNUMX을 추가로 설치해야 했습니다.

S2 버튼을 누르면 핀 13에 논리 버튼이 나타납니다. 트랜지스터 VT2가 열리고 부하 2가 켜집니다. 동시에 핀 1이 1이므로 VT1이 꺼지고 그에 따라 부하 1도 꺼집니다. . S1 버튼을 누르면 D1의 핀 1에 장치가 나타나고 트랜지스터 VT1이 열리고 부하 13이 켜지고 핀 2에 6이 나타나므로 부하 7가 꺼집니다. 전계 효과 트랜지스터의 게이트 커패시턴스가 마이크로 회로의 출력에 미치는 영향을 줄이기 위해서는 저항 R3 및 R4이 필요합니다. 게이트 커패시턴스는 상당히 높기 때문에 게이트 양단의 전압이 급격하게 변할 때 이 커패시턴스에 대해 상당히 큰 충전 전류가 발생합니다. 저항은 이 전류를 마이크로 회로에 안전한 수준으로 제한합니다. 다이오드 VDXNUMX 및 VDXNUMX는 트랜지스터가 꺼질 때 게이트 커패시턴스를 방전하는 데 도움이 됩니다.

함께 연결된 핀 3과 11은 차단 지점을 만드는 데 사용됩니다. 이 핀은 저항 R2에 의해 1.1으로 당겨지므로 차단 입력에 전압이 없거나 이 전압이 낮은 한 트리거 작동에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 논리적 1.2레벨 전압이 적용되면 DXNUMX과 DXNUMX 요소 모두 출력에서 논리적 XNUMX 상태로 강제 전환됩니다. 즉, 특정 지점에서 논리 장치가 모두 꺼지면 이전 상태에 관계없이 두 로드가 모두 꺼집니다.

인터록 입력에 공급되는 전압은 일종의 인터록 회로나 시스템에서 나올 수 있습니다. 이 전압의 크기는 바람직하게는 회로의 공급 전압보다 크지 않아야 합니다. 그러나 제너 다이오드 VD1과 저항 R4가 있으면 차단에 최대 50V의 전압을 사용할 수 있습니다(더 많은 것도 가능하지만 제너 다이오드와 그에 따른 미세 회로가 손상될 위험이 있습니다).

부하 공급 전압은 5 ~ 20V입니다. 이 경우 미세 회로의 공급 전압은 15V를 초과해서는 안됩니다. 최대 공급 전압 D1을 줄이기 위해 R5-VD2 회로가 설치됩니다. 이 회로는 15V 이상의 소스에서 전원을 공급받을 때 파라메트릭 안정 장치로 작동하여 마이크로 회로의 전압이 초과되는 것을 방지합니다. 15V 미만의 전압으로 전원을 공급하면 제너 다이오드가 닫혀 있기 때문에 회로는 안정기로 작동하지 않지만 전원 공급 장치 회로를 따라 차단 RC 회로로 C1과 함께만 작동합니다.

이 경우 개방형 트랜지스터의 게이트 전압이 완전히 열리기에는 충분하지 않기 때문에 전압을 5V 미만으로 낮추는 것은 불가능합니다. 트랜지스터 채널은 완전히 열리지 않습니다. 즉, 저항이 더 높아서 소비되는 전력이 급격히 증가하여 트랜지스터가 손상될 수 있습니다.

설치하는 동안 부하 및 전원 공급 장치 마이너스에서 트랜지스터의 드레인 및 소스로 연결되는 트랙의 충분한 폭을 보장해야 합니다. 설치 도체도 충분히 두꺼워야 합니다. D1의 제어 회로 도체는 전류가 작기 때문에 얇을 수 있습니다. 즉, 적절한 두께를 가질 수 있습니다.

APM2556NU 트랜지스터는 유사한 특성을 가진 다른 트랜지스터로 교체할 수 있습니다. 이렇게 낮은 오픈 채널 저항을 갖는 트랜지스터를 찾을 수 없지만 저항이 두 배인 트랜지스터가 있는 경우 하나의 트랜지스터 대신 병렬로 연결된 두 개를 사용할 수 있습니다. 더 낮은 최대 전류에서 실행하거나 방열판을 사용하여 과도한 열을 방출하십시오.

제너 다이오드 BZV55C15는 1N4744A, KS215, KS515, D814D로 교체할 수 있습니다. 원칙적으로 전압이 10V 이상 15V 이하인 모든 제너 다이오드를 사용할 수 있습니다.

K561LE6 마이크로 회로는 아날로그 CD4002 또는 K561LE10 마이크로 회로(아날로그 CD4025)로 교체할 수 있습니다. K561LE10 마이크로 회로는 7개의 14입력 OR-NOT 요소가 있다는 점에서 다릅니다. 이 구성표에서는 두 개가 사용되며 추가로 한 개는 무료로 남습니다. 정전기로 인한 손상을 방지하려면 자유 요소의 입력을 마이크로 회로의 핀 561 또는 4에 연결해야 합니다. 초소형 회로의 모든 요소는 물리적으로 서로 연결되어 있으므로 불필요한 요소가 손상되더라도 초소형 회로의 다른 요소에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. K7LP14 마이크로 회로를 사용할 수도 있습니다. 여기에는 XNUMX개의 XNUMX입력 OR-NOT 요소와 XNUMX개의 단일 입력 인버터가 있으며 무료로 유지됩니다(입력을 핀 XNUMX 또는 XNUMX에 연결).

1N4148 다이오드는 KD522와 같은 거의 모든 저전력 펄스 다이오드로 교체할 수 있습니다.

FNR05K220 바리스터는 전압이 약 20V인 모든 바리스터로 교체할 수 있습니다.

LED - 모든 표시기.

오류 없이 조립된 장치는 모든 부품이 제대로 작동하면 조정이 필요하지 않습니다.

저자: 리진 R.

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