저전압 부하 전류 차단기. 계획, 설명

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아래에 제안된 전류 차단기는 개방형 스위칭 소자 전체의 낮은 전압 강하와 이 소자가 닫혀 있는 작동 기간 동안의 고유 전류 소비가 낮다는 점에서 유사한 목적을 가진 유사한 장치와 구별됩니다.

차단기는 몇 Hz에서 수십 킬로헤르츠에 이르는 주파수에서 밀리암페어에서 수십 암페어에 이르는 광범위한 부하 전류에서 작동할 수 있습니다. 백열등, 전류 제한 저항이 있는 LED, 동적 헤드, 자동차 사이렌, 릴레이 또는 변압기 권선 및 기타 전류 소비자를 부하로 사용할 수 있습니다.

저전압 부하 전류 차단기
그림. 1

인터럽터의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 1. 전계 효과 트랜지스터 VT1.1 및 논리 소자 DD1.2, DD3에는 직사각형 펄스 발생기가 내장되어 있습니다. 반복 속도는 저항 R2 및 커패시터 C4에 의해 설정되고 저항 R1 및 다이오드 VD5은 1와 동일한 펄스 듀티 사이클을 제공합니다. 저항 RXNUMX는 DDXNUMX 칩 요소의 스위칭 속도를 증가시키는 양의 OS 회로를 형성합니다.

이 생성기 구성은 VT1 트랜지스터만 선형 모드에서 작동하기 때문에 DD1 칩에서 소비하는 전류를 크게 줄입니다. 또한 주파수 설정 회로를 크게 단순화합니다.

트랜지스터 VT2, VT3의 노드는 공급 전압이 8V 미만으로 감소하면 차단기 작동을 차단합니다. 이는 불완전한 개방 및 낮은 공급 전압으로 인해 강력한 전계 효과 트랜지스터 VT4의 과열을 방지하는 데 필요합니다.

공급 전압이 감소하면 제너 다이오드로 작동하는 VT3 트랜지스터의 이미 터 접합이 닫히고 VT2 트랜지스터가 닫힙니다. 회로에 따라 DD1.2 요소의 낮은 입력에서 하이 레벨은 로우 레벨로 대체되며, 그 결과 DD1.3, DD1.4 요소의 출력이 발생하는 위치에서 발전기 작동이 중지됩니다. 4 낮습니다. 트랜지스터 VTXNUMX가 닫히고 전류가 부하를 통해 흐르지 않습니다.

저항 R9는 공급 전압의 원활한 증가로 발전기의 시작을 향상시킵니다. 커패시터 C4, C5는 발전기 제어 장치를 간섭으로부터 보호합니다.

저전류 차단기 노드는 요소 R11, VD2, VD3에 조립된 파라메트릭 안정기에 의해 전원이 공급됩니다. 다이오드 VD4는 공급 전압의 비상 극성 반전으로부터 장치를 보호합니다. 부하 RH의 전원이 차단되면 커패시터 C4은 트랜지스터 VT10의 게이트-소스 전압을 트랜지스터 VTXNUMX가 개방되고 차단기 공급 전압이 폐쇄되는 시간 간격 동안 XNUMXV 이상의 레벨로 유지하는 데 필요한 에너지를 축적합니다. 제로.

정격 공급 전압에서 제너 다이오드 VD2, VD3은 닫히고 전원이 부하에 공급되지 않을 때 일시 중지 중에 300μA를 초과하지 않는 차단기에 의해 소비되는 전류를 증가시키지 않습니다. 배리스터 RU1은 전계 효과 트랜지스터 VT4를 부하의 유도 구성 요소에 의해 생성된 전압 서지로부터 보호합니다(예: 형광등 또는 Chizhevsky 샹들리에용 전압 변환기의 승압 변압기 권선). 가용성 인서트 FU1은 과도하게 높은 전류로 인한 과부하로부터 트랜지스터 VT4를 보호합니다.

이 장치는 64x45mm 크기의 회로 기판에 힌지 조립되어 있습니다. 모든 저항 - MLT, C1 -4 또는 수입. 커패시터 SZ - 수입, C2 - 모든 소형 필름(예: K73-17, 나머지) - 모두.

1N4148 다이오드 대신 KD521, KD522, KD103 시리즈가 사용됩니다. 제너 다이오드 KS168A는 KS407D, 1N4736A로 교체할 수 있습니다. KP501A 전계 효과 트랜지스터를 KP501, KP502, KP504 시리즈 또는 수입 ZVN2120, BSS88로 교체합니다. 2SA933 대신 B89012, KT3107 시리즈의 모든 p-n-p 트랜지스터가 작동합니다. KT645B 트랜지스터는 KT645, KT315 시리즈 중 하나로 대체할 수 있습니다. 그들은 일반적으로 이미 터 접합의 애벌랜치 항복 전압이 약 7V이고 KT3102 시리즈의 트랜지스터는 약 8V이며 예를 들어 수입 2SC3330, 2SC1740은 약 9 ... 10V입니다. 이 전압이 낮을수록 공급 전압이 낮을수록 발전기 작동이 중지됩니다. 트랜지스터를 교체할 때 핀아웃의 차이를 잊어서는 안됩니다.

IRFZ30 전계 효과 트랜지스터는 0,05옴 이하의 개방 채널 저항을 가지며 50V의 드레인-소스 전압, 30A의 최대 드레인 전류용으로 설계되었으며 최대 90W의 전력을 소비할 수 있습니다. IRFZ34, IRFZ42로 대체할 수 있습니다. 이 트랜지스터의 핀아웃은 동일합니다.

CNR07D470K 대신 배리스터 FNR-05K470, FNR-07K470이 적합합니다.

다이어그램에 표시된 요소 C2, R3, R4의 정격으로 차단기의 스위칭 주파수는 약 1Hz이며, 예를 들어 자동차 경보 시스템, 방향 표시기, 새해 조명에서의 작동에 적합합니다. . 용량이 2pF인 커패시터 C470를 사용하면 발전기 주파수가 2kHz로 증가하고 12V의 공급 전압에서 차단기에 TV-ZSh 사운드 트랜스포머의 15차 권선(자기 회로는 튜브 반도체 TV에서 플레이트를 "겹쳐") 배치하고이 변압기의 25 차 권선에 연결된 20V 전압에 대해 XNUMX ... XNUMXW의 전력을 가진 백열 램프를 완전히 분해 및 재조립해야합니다. 완전한 열로 빛날 것입니다. 이 용량에서 인터럽터는 예를 들어 저전압 저전력 전기 납땜 인두에 전원을 공급하는 전압 변환기로 사용될 수 있습니다.
어떤 이유로든 발생기 펄스의 듀티 사이클을 변경해야 하는 경우 저항 R4를 선택하여 구현할 수 있습니다.

설명 된 장치는 12V보다 큰 공급 전압에서도 작동 할 수 있으므로 제너 다이오드 VD11, VD2을 통과하는 전류가 공칭 값에 가깝도록 저항 R3 만 선택하면됩니다. 예를 들어, 24V의 공급 전압에서 이 저항의 저항은 3,6kOhm과 같아야 하고 손실 전력은 1W 이상이어야 합니다.

초퍼의 작동 주파수가 클수록 스위칭 트랜지스터 VT4의 전력 손실이 커집니다. 이렇게 하려면 방열판 표면이 더 큰 방열판에 설치해야 합니다.

저전압 부하 전류 차단기

전류 차단기 설계 옵션 중 하나의 사진이 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.

문학

Kozhurov A. 부하 스위치. - 라디오, 1991, 7번, p. 37-39.
Chudnov V., Dialectov V. 저전류 부하로 스위치 작동. - 라디오, 1997, 11번, p. 53.

저자: A.Butov, Yaroslavl 지역 Kurba 마을; 발행: radioradar.net

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