دائرة التبديل الإلكترونية ذات زر واحد. دوائر مفاتيح الطاقة الإلكترونية للدوائر على وحدات التحكم الدقيقة. مخطط دائرة التبديل
يبدو أن الأمر لا يمكن أن يكون أسهل، لقد قمت بتشغيل الطاقة وبدأ الجهاز الذي يحتوي على MK في العمل. ومع ذلك، في الممارسة العملية، هناك حالات عندما يكون مفتاح التبديل الميكانيكي التقليدي غير مناسب لهذه الأغراض. أمثلة توضيحية:
- يتناسب المفتاح الصغير جيدًا مع التصميم، ولكنه مصمم لتيار التبديل المنخفض، ويستهلك الجهاز حجمًا أكبر؛
- من الضروري تشغيل/إيقاف الطاقة عن بعد باستخدام إشارة المستوى المنطقي؛
- مفتاح الطاقة مصنوع على شكل زر يعمل باللمس (شبه اللمس) ؛
- يلزم تشغيل/إيقاف تشغيل الطاقة "الزناد" عن طريق الضغط بشكل متكرر على نفس الزر.
لمثل هذه الأغراض، هناك حاجة إلى حلول دوائر خاصة، تعتمد على استخدام مفاتيح الترانزستور الإلكترونية (الشكل 6.23، أ...م).
أرز. 6.23. دوائر إمداد الطاقة الإلكترونية (البداية):
أ) SI هو مفتاح "سري" يستخدم لتقييد الوصول غير المصرح به إلى جهاز الكمبيوتر. يقوم مفتاح تبديل الطاقة المنخفضة بفتح/إغلاق ترانزستور التأثير الميداني VT1، الذي يزود الطاقة للجهاز الذي يحتوي على MK. عندما يكون جهد الإدخال أعلى من +5.25 فولت، فمن الضروري تثبيت مثبت إضافي أمام MK؛
ب) تشغيل / إيقاف تشغيل مصدر الطاقة +4.9 فولت بإشارة تشغيل وإيقاف رقمية من خلال عنصر منطق DDI وتبديل الترانزستور VT1
ج) يعمل زر "شبه اللمس" منخفض الطاقة SB1 على تشغيل/إيقاف مصدر الطاقة +3 فولت من خلال شريحة DDL. يعمل المكثف C1 على تقليل "ارتداد" الاتصال. يشير مؤشر HL1 LED إلى تدفق التيار عبر الترانزستور الرئيسي VTL، وميزة الدائرة هي استهلاكها المنخفض جدًا للتيار الذاتي في حالة إيقاف التشغيل؛
أرز. 6.23. دوائر إمداد الطاقة الإلكترونية (تابع):
د) جهد الإمداد +4.8 فولت مع زر SBI منخفض الطاقة (بدون إعادة الضبط الذاتي). يجب أن يتمتع مصدر طاقة الإدخال +5 فولت بحماية حالية حتى لا يفشل ترانزستور VTI في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة في الحمل؛
هـ) تشغيل الجهد +4.6 فولت باستخدام إشارة خارجية جنيه استرليني/بوصة. يتم توفير العزل الجلفاني في optocoupler VU1. تعتمد مقاومة المقاوم RI على السعة £/in؛
ه) يجب أن تكون أزرار SBI، SB2 ذاتية العودة، ويتم الضغط عليها بدورها. التيار الأولي الذي يمر عبر جهات اتصال زر SB2 يساوي تيار الحمل الكامل في دائرة +5 فولت ؛
ز) مخطط L. كويل. يتم فتح ترانزستور VTI تلقائيًا عند توصيل قابس XP1 بمقبس XS1 (بسبب توصيل المقاومات R1 وR3 على التوالي). في الوقت نفسه، يتم توفير إشارة صوتية من مكبر الصوت إلى الجهاز الرئيسي من خلال العناصر C2، R4. قد لا يتم تثبيت المقاوم RI إذا كانت المقاومة النشطة لقناة "الصوت" منخفضة؛
ح) كما في الشكل. 6.23، v، ولكن مع مفتاح على ترانزستور التأثير الميداني VT1. يتيح لك هذا تقليل استهلاكك الحالي في حالة إيقاف التشغيل وفي حالة التشغيل؛
أرز. 6.23. دوائر إمداد الطاقة الإلكترونية (النهاية):
ط) مخطط تفعيل MK لفترة زمنية محددة بدقة. عندما يتم إغلاق جهات الاتصال للمفتاح S1، يبدأ المكثف C5 في الشحن من خلال المقاوم R2، ويفتح الترانزستور VTI، ويتم تشغيل MK. بمجرد انخفاض الجهد عند بوابة الترانزستور VT1 إلى حد القطع، يتم إيقاف تشغيل MK. لتشغيله مرة أخرى، تحتاج إلى فتح جهات الاتصال 57، وانتظر وقفة قصيرة (اعتمادا على R، C5) ثم أغلقها مرة أخرى؛
ي) تشغيل/إيقاف تشغيل مصدر الطاقة +4.9 فولت معزول غلفانيًا باستخدام إشارات من منفذ COM بالكمبيوتر. يحافظ المقاوم R3 على الحالة المغلقة للترانزستور VT1 عندما تكون وحدة optocoupler VUI في وضع "إيقاف"؛
ك) تشغيل/إيقاف مثبت الجهد المتكامل DA 1 (منتجات Maxim المتكاملة) عن بعد عبر منفذ COM بالكمبيوتر. يمكن تقليل مصدر +9 V إلى +5.5 V، ولكن في هذه الحالة من الضروري زيادة مقاومة المقاوم R2 بحيث يصبح الجهد عند الطرف 1 من شريحة DA I أكبر من الطرف 4؛
ل) مثبت الجهد DA1 (Micrel) لديه مدخل تشغيل EN، والذي يتم التحكم فيه بواسطة مستوى منطقي عالي. هناك حاجة إلى المقاوم RI حتى لا "يعلق الطرف 1 من شريحة DAI في الهواء"، على سبيل المثال، في الحالة Z لشريحة CMOS أو عندما يكون الموصل غير متصل.
هو جهاز إلكتروني تم تجميعه باستخدام ترانزستورات MOSFET ذات التأثير الميداني القوية، والتي تعد واحدة من أهم عناصر التبديل في المعدات الإلكترونية المنزلية والمهنية الحديثة. تُستخدم هذه المفاتيح بشكل أساسي في تلك الأجهزة التي تحتوي على أحمال كبيرة للتيار المستمر ويمكن أن تحل محل جهاز تبديل عالي الدقة مع القدرة على إطفاء القوس الكهربائي، نظرًا لأن هذه الأجهزة غالبًا ما تحرق وسادات الاتصال بسبب التيارات العالية وتصبح غير صالحة للاستعمال. المحول الإلكتروني الذي يستخدم ترانزستورات MOSFET ليس عرضة لمثل هذه الظواهر ويقوم بعمل ممتاز في تبديل الأحمال عند التيارات والفولتية العالية في دوائر الطاقة المختلفة.
ظهرت هنا مخططلديه القدرة على التحكم بسهولة في تبديل أحمال التيار المستمر الكبيرة، وذلك باستخدام قيم جهد نبضي منخفض يبلغ 5 فولت فقط. مثبت في الدائرة موسفيت- تم تصميم الترانزستورات NTP6411 للعمل بجهد 100 فولت وتيار 75 أمبير، وتبلغ قوة هذه المكونات الإلكترونية حوالي 200 وات، وتسمح معلمات ترانزستورات الطاقة هذه باستخدام المفتاح الإلكتروني هذا بشكل فعال في مكونات السيارة بدلاً من المرحل القياسي. لتنشيط ترانزستورات الجهاز، يتم استخدام كل من المفتاح العادي وإدخال النبض، ويتم تحديد طريقة الإدخال عن طريق تثبيت وصلة عبور من قطعة من السلك المعزول إلى أطراف الموصل المقابلة.
من الناحية العملية، المدخلات الأكثر كفاءة وفائدة هي مدخلات جهد النبض، حيث أنها تحتوي على قيم جهد تحكم منخفضة. تم تصميم الدائرة للعمل بجهد ثابت قدره 24 فولت، ولكن يمكن استخدامها بنجاح كبير عند الفولتية الأخرى، وعند اختبارها عند 12 فولت، أظهرت أفضل أداء لها، بالإضافة إلى ذلك، يمكن استبدال MOSFET-NTP6411 المثبت بأخرى N - مجال القناة الترانزستوراتالخصائص الكهربائية المقابلة. يؤدي الصمام الثنائي D1 المثبت في الدائرة وظائف وقائية، وبالتالي يمنع ارتفاع الجهد الناتج عن الأحمال الحثية. تتيح مصابيح LED المدمجة في اللوحة إمكانية مراقبة حالة ترانزستورات التأثير الميداني بصريًا، كما توفر المحطات اللولبية الاتصال إلكترونيالتبديل إلى وحدات مختلفة. عند الانتهاء من تجميع مفتاح MOSFET، اجتاز اختبارًا لمدة 24 ساعة، مما يوفر تشغيل صمام الملف اللولبي بجهد إمداد يبلغ 24 فولت وتيار نصف أمبير، بينما كانت ترانزستورات التأثير الميداني في حالة باردة تمامًا بشكل عام، أثبتت الدائرة أنها جهاز موثوق به، قادر على العمل في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك إلكترونيات السيارات بدلاً من المرحلات أو العمل كجهاز تحكم في إضاءة LED.
تم النظر في 6 مخططات أساسية للمفاتيح الإلكترونية محلية الصنع ومرحلات الوقت المصنوعة على أساس الدوائر الدقيقة K561TM2 وCD4060، وتم وصف إمكانيات تشغيلها وتطبيقها. حاليًا، تستخدم المعدات الإلكترونية الراديوية بشكل أساسي المفاتيح الإلكترونية، أو الإلكترونية والميكانيكية معًا.
عادة ما يتم التحكم في المفتاح الإلكتروني بواسطة زر واحد - ضغطة واحدة ويتم تشغيل الجهاز، والضغطة التالية تقوم بإيقاف تشغيله. في كثير من الأحيان يكون لديهم زرين - أحدهما للتشغيل والثاني لإيقاف التشغيل.
في الغالبية العظمى من الحالات، يكون المفتاح الإلكتروني في المعدات الإلكترونية الراديوية جزءًا من وحدة التحكم التي تتحكم في الوظائف الأخرى للجهاز.
ولكن، إذا كنت بحاجة إلى تجهيز بعض الأجهزة بمفتاح إلكتروني، محلي الصنع أو لا يحتوي على مفتاح إلكتروني، فيمكن القيام بذلك باستخدام إحدى الدوائر الواردة هنا، استنادًا إلى شريحة منطقية CMOS وتأثير ميداني قوي تبديل الترانزستور.
مفتاح بزر واحد
يظهر الشكل 1 الرسم التخطيطي الأول لمفتاح بسيط يتم التحكم فيه بواسطة زر واحد. يؤدي ترانزستور التأثير الميداني القوي VT1 وظائف المفتاح الإلكتروني، ويتم التحكم فيه بواسطة مشغل D للدائرة الدقيقة K561TM2.
تستهلك هذه الدائرة، مثل جميع الدوائر اللاحقة، الحد الأدنى من التيار، الذي يتم قياسه بوحدات الميكروأمبير، وبالتالي ليس لها أي تأثير تقريبًا على استهلاك مصدر الطاقة.
أرز. 1. رسم تخطيطي لمفتاح إلكتروني بسيط يتم التحكم فيه بواسطة زر واحد.
أي أن ناتجها المباشر واحد. في هذه الحالة، سيكون الجهد بين المصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا - ولا يتم توفير أي طاقة للحمل.
في هذه الحالة، فإن الخرج العكسي للمشغل سيكون له جهد منطقي صفر. من خلال المقاوم R3، مع تأخير بسيط، يدخل المدخل "D" للمشغل.
الآن، عندما تضغط على الزر S1، يتم استقبال نبضة من مدخل المشغل "C" ويتم ضبط المشغل على الحالة التي تحدث عند مدخله "D"، أي في الوقت الحالي على الصفر المنطقي.
الآن الناتج العكسي للمشغل هو واحد. يتم تغذية هذه الوحدة مع تأخير بسيط إلى مدخل الزناد "D" من خلال المقاوم R3.
الآن، في المرة التالية التي تضغط فيها على الزر S1، يتم استقبال نبضة من مدخل المشغل "C" ويتم ضبط المشغل على الحالة التي تحدث عند إدخاله "D"، أي في الوقت الحالي على واحد. تتسبب الوحدة الموجودة على بوابة VT1 في انخفاض الجهد بين المصدر وبوابة VT1 إلى قيمة غير كافية لفتح ترانزستور التأثير الميداني VT1. تم إيقاف الحمل.
مفتاح الحمل المزدوج الإلكتروني
لكن التبديل ليس مطلوبًا دائمًا، ففي بعض الأحيان يكون التبديل ضروريًا. يوضح الشكل 2 مخطط الدائرة للمفتاح الإلكتروني بين حمولتين. يتمثل الاختلاف الرئيسي عن الدائرة في الشكل 1 في وجود ترانزستورات قوية ذات تأثير ميداني.
في هذه الحالة، سيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا، ولا يتم توفير أي طاقة للتحميل 1. وسيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT2 كافياً لفتحه، وسيفتح الترانزستور، وسيتم توفير الطاقة للتحميل 2.
أرز. 2. مخطط لمفتاح إلكتروني بسيط محلي الصنع لحمولتين.
في هذه الحالة، يتم توفير الصفر من الخرج العكسي للمشغل عبر المقاوم R3، مع تأخير بسيط، إلى دخل المشغل "D". الآن، عندما تضغط على الزر S1، يتم استقبال نبضة من مدخل المشغل "C" ويتم ضبط المشغل على الحالة التي تحدث عند مدخله "D"، أي في الوقت الحالي على الصفر المنطقي.
يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT1 إلى حقيقة أن الجهد بين المصدر وبوابة VT 1 يزيد إلى قيمة كافية لفتح ترانزستور التأثير الميداني VT1. الحمل 1 يتلقى الطاقة.
لكن الترانزستور VT2 يغلق ويتم إيقاف التحميل 2. وهكذا، في كل مرة يتم الضغط على زر S1، يتم تبديل الأحمال.
بضع كلمات حول الغرض من الدائرة C2-R3 في المخططات في الشكل 1 والشكل 2. الحقيقة هي أن الزر عبارة عن جهات اتصال ميكانيكية متصلة ميكانيكيًا، وهنا يكاد يكون من المستحيل تجنب ثرثرة جهات الاتصال. وكلما زاد تآكل الزر، زاد وضوح ثرثرة جهات الاتصال الخاصة به.
لذلك، عند الضغط على الزر، وعند تحريره، لا يمكن إنشاء نبضة واحدة، ولكن سلسلة كاملة من النبضات القصيرة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى التبديل المتكرر للمشغل، ونتيجة لذلك، ضبطه على حالة تعسفية. لمنع حدوث ذلك، هناك سلسلة C2-R3.
إنه يؤخر قليلاً وصول المستوى المنطقي من الخرج العكسي للمشغل إلى مدخله "D". لذلك، بينما يستمر ارتداد الاتصال، لا يتغير الجهد عند الإدخال "D"، ولا تؤثر نبضات الارتداد على حالة الزناد.
التبديل مع زرين
كما هو مذكور أعلاه، تأتي المفاتيح الإلكترونية مع زر واحد أو زرين - أحدهما للتشغيل والآخر لإيقاف التشغيل. يوضح الشكل 3 مخطط دائرة المفتاح.
أرز. 3. مخطط مفتاح التحميل الإلكتروني بزرين.
هنا، بنفس الطريقة تمامًا، يؤدي ترانزستور التأثير الميداني القوي VT1 وظائف المفتاح الإلكتروني، ويتم التحكم فيه بواسطة مشغل الدائرة الدقيقة K561TM2. فقط إنه لا يعمل كمشغل D، ولكن كمشغل RS. للقيام بذلك، يتم توصيل مدخلاته "C" و"D" بالسالب المشترك لمصدر الطاقة (أي أنها دائمًا أصفار منطقية).
لمنع الحمل من التشغيل من تلقاء نفسه عند توصيل مصدر الطاقة، توجد دائرة C1-R2 هنا، والتي تضبط الزناد على الحالة الفردية عند تطبيق الطاقة.
أي أن ناتجها المباشر واحد. في هذه الحالة، سيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا - ولا يتم توفير أي طاقة للحمل.
لتشغيل التحميل، استخدم الزر S1. عند الضغط عليه، يتحول المشغل إلى الوضع "R"، أي يتم تعيين صفر منطقي عند مخرجه المباشر.
يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT1 إلى زيادة الجهد بين المصدر وبوابة VT1 إلى قيمة كافية لتشغيل ترانزستور التأثير الميداني VT1.
يتم تزويد الحمل بالطاقة. من أجل إيقاف التحميل تحتاج إلى الضغط على الزر S2. عند الضغط عليه، يتحول المشغل إلى الوضع "S"، أي أنه يتم ضبط الوضع المنطقي عند إخراجه المباشر.
تتسبب الوحدة الموجودة عند بوابة VT1 في انخفاض الجهد بين المصدر وبوابة VT1 إلى قيمة غير كافية لفتح ترانزستور التأثير الميداني VT1. تم إيقاف الحمل.
زرين وتحميلتين
يعمل المفتاح الإلكتروني الذي يحتوي على زرين بشكل أكثر منطقية من المفتاح الذي يحتوي على زر واحد، وعلى أي حال، فمن الواضح أن زرًا واحدًا يعمل على تحميل واحد، والآخر يعمل على حمل آخر. يوضح الشكل 4 رسمًا تخطيطيًا لمفتاح إلكتروني ثنائي الزر بين حمولتين.
أرز. 4. مخطط دائرة لمفتاح إلكتروني مزود بزرين لحملتين.
لكي يتم تثبيت الدائرة في موضع واحد معروف في لحظة توصيل مصدر الطاقة، أي في هذه الحالة يكون الحمل 1 متوقفًا، والحمل 2 قيد التشغيل، وهناك دائرة C1-R2، التي تضبط الزناد إلى حالة واحدة عند تطبيق السلطة. أي أنه عند مخرجه المباشر يوجد واحد، وعند مخرجه العكسي يكون صفرًا.
في هذه الحالة، سيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا - لا يتم توفير أي طاقة للتحميل 1.
وسيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT2 كافيًا لفتحه، وسيفتح الترانزستور، وسيتم توفير الطاقة للتحميل 2. لتشغيل التحميل 1، استخدم الزر 51. عند الضغط عليه، يتحول المشغل إلى الوضع الموضع "R" ، أي عند مخرجاته المباشرة يتم تعيين صفر منطقي.
يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT1 إلى زيادة الجهد بين المصدر وبوابة VT1 إلى قيمة كافية لتشغيل ترانزستور التأثير الميداني VT1. يتم تزويد الحمل بالطاقة.
وفي الوقت نفسه، يوجد مخرج منطقي عند الخرج العكسي للمشغل. سيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT2 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا - لا يتم توفير الطاقة للتحميل 2.
لتشغيل التحميل 2، استخدم الزر 52. عند الضغط عليه، يتحول المشغل إلى الموضع "S"، أي أنه يتم تعيين الصفر المنطقي عند مخرجاته العكسية. يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT2 إلى زيادة الجهد بين المصدر وبوابة VT2 إلى قيمة كافية لتشغيل ترانزستور التأثير الميداني VT2.
تحميل 2 يتلقى الطاقة. وفي الوقت نفسه، يوجد مخرج منطقي عند الإخراج المباشر للمشغل. سيكون الجهد بين مصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، ويظل الترانزستور مغلقًا - لا يتم توفير أي طاقة للتحميل 1.
تتابع الوقت الإلكتروني
لكنك قد لا تحتاج إلى مفاتيح ومحولات فحسب، بل قد تحتاج أيضًا إلى مرحلات زمنية. يوضح الشكل 5 رسمًا تخطيطيًا لمرحل الوقت الإلكتروني، الذي يقوم بتشغيل الحمل عند الضغط على الزر S1، وإيقاف تشغيله بعد حوالي 30 ثانية.
أرز. 5. دائرة مرحل زمني إلكتروني لتشغيل الحمل عند الضغط على الزر وإيقافه بعد 30 ثانية.
يبدأ تتابع الوقت بواسطة الزر S1. عند الضغط عليه، يتحول المشغل إلى الوضع "R"، أي يتم تعيين صفر منطقي عند مخرجه المباشر.
يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT1 إلى حقيقة أن الجهد بين المصدر وبوابة VT 1 يزيد إلى قيمة كافية لفتح ترانزستور التأثير الميداني VT1. يتم تزويد الحمل بالطاقة.
في نفس الوقت، تبدأ الوحدة المنطقية من الخرج العكسي بشحن المكثف C1 ببطء عبر المقاومة R2. ينتهي وقت تشغيل الحمل عندما يتم شحن المكثف C1 بجهد ستفهمه الدائرة الدقيقة كوحدة منطقية. ثم سيتم ضبط المشغل على الحالة "S".
أي أن ناتجها المباشر واحد. في هذه الحالة، سيكون الجهد بين المصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، وسيتم إغلاق الترانزستور، وسيتم إيقاف تشغيل الحمل. يعتمد الحمل في الوقت المحدد على الدائرة C1-R2.
الساعة الثامنة صباحا تتابع
ومن خلال تغيير مكونات هذه الدائرة، يمكن تغيير هذه المرة على نطاق واسع، ولكن من الصعب تحقيق فترة احتجاز طويلة جدًا. يوضح الشكل 6 دائرة ترحيل زمنية على دائرة رقمية دقيقة، ويبلغ الحمل في الوقت المحدد حوالي 8 ساعات.
أرز. 6. رسم تخطيطي لمرحل زمني على شريحة رقمية يتضمن حملاً لمدة 8 ساعات.
يبدأ تتابع الوقت بواسطة الزر S1. عند الضغط عليه، يتحول عداد شريحة D1 إلى حالة الصفر، أي أنه يتم تعيين صفر منطقي في جميع مخرجاته، بما في ذلك أعلى إخراج D14. من أين تأتي إلى بوابة VT1.
يؤدي الصفر المنطقي عند بوابة VT1 إلى زيادة الجهد بين المصدر وبوابة VT1 إلى قيمة كافية لفتح ترانزستور التأثير الميداني VT1. يتم تزويد الحمل بالطاقة.
بعد ذلك، يبدأ العداد في العد التنازلي للوقت، مع حساب النبضات الناتجة عن الهزاز المتعدد المدمج. بعد فترة زمنية محددة، يتم ضبط الدبوس 3 على دبوس منطقي. في هذه الحالة، سيكون الجهد بين المصدر وبوابة الترانزستور VT1 منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن فتحه، وسيتم إغلاق الترانزستور، وسيتم إيقاف تشغيل الحمل.
في الوقت نفسه، يتم توفير وحدة منطقية من خلال الصمام الثنائي VD3 إلى الدبوس 11 من D1 وتمنع الهزاز المتعدد الداخلي للدائرة الدقيقة. توقف توليد النبض. تستخدم جميع الدوائر ترانزستورات IRFR5505 لتزويد الحمل بالطاقة. هذا ترانزستور رئيسي ذو تأثير ميداني مع تيار مجمع مسموح به يبلغ 18 أمبير ومقاومة مفتوحة تبلغ 0.1 أوت.
يفتح الترانزستور عندما لا يقل جهد البوابة عن 4.25 فولت. لذلك، يشار إلى الحد الأدنى لجهد الإمداد في الدوائر بـ 5 فولت، إذا جاز التعبير، بحيث يكون كافيًا بالتأكيد. ولكن مع وجود جهد إمداد للدائرة يصل إلى 7 فولت وتيار حمل كبير، لا يزال الترانزستور غير مفتوح بالكامل.
ومقاومة قناتها أكبر بكثير من 0.1 أوم، لذلك عند تشغيلها بأقل من 7 فولت، يجب ألا يتجاوز تيار الحمل 5 أمبير. عند تشغيله بجهد أعلى، يمكن أن يصل التيار إلى 18 أمبير. تحتاج أيضًا إلى مراعاة أنه مع تيار حمل يزيد عن 4A، سيحتاج الترانزستور إلى مشعاع لإزالة الحرارة. إحدى خصائص هذه الترانزستورات هي سعة البوابة الكبيرة نسبيًا.
وهذا هو بالضبط ما تخاف منه رقائق CMOS - سعة إخراج كبيرة نسبيًا. لأنه على الرغم من أن المقاومة الساكنة للبوابة تميل إلى اللانهاية، إلا أنه عندما يتغير الجهد على البوابة، يحدث تدفق كبير للتيار لشحن/تفريغ سعتها.
في حالات نادرة جدًا، يؤدي ذلك إلى إتلاف الشريحة، وفي أغلب الأحيان يؤدي إلى خلل في الشريحة، خاصة الشباشب والعدادات. لمنع حدوث هذه الأعطال بين مخرجات الدوائر الدقيقة وبوابات الترانزستورات، يتم تضمين مقاومات الحد الحالي في هذه الدوائر، على سبيل المثال، R4 في الدائرة في الشكل 1. بالإضافة إلى اثنين من الثنائيات التي تعمل على تسريع عملية الشحن/التفريغ لسعة البوابة.
ليتوفكين إس إن RK-08-17.
الأدب: آي.نيشيف. - التبديل الإلكتروني. ر-02-2004.
حاليا، غالبا ما تستخدم المفاتيح الإلكترونية في المعدات الإلكترونية، حيث يمكن استخدام زر واحد لتشغيلها وإيقاف تشغيلها. يمكنك جعل مثل هذا المفتاح قويًا واقتصاديًا وصغير الحجم باستخدام ترانزستور تبديل ذو تأثير ميداني وشريحة CMOS رقمية.
يظهر رسم تخطيطي لمفتاح بسيط في الشكل. 1. يؤدي الترانزستور VT1 وظائف المفتاح الإلكتروني، ويتحكم فيه الزناد DD1. الجهاز متصل باستمرار بمصدر طاقة ويستهلك تيارًا صغيرًا - وحدات أو عشرات الميكروأمبير.
إذا كان الخرج المباشر للمشغل عند مستوى منطقي مرتفع، فسيتم إغلاق الترانزستور ويتم إلغاء تنشيط الحمل. عندما يتم إغلاق جهات الاتصال الخاصة بزر SB1، سيتحول المشغل إلى الحالة المعاكسة، وسيظهر مستوى منطقي منخفض عند إخراجه. سيتم فتح الترانزستور VT1 وسيتم توفير الجهد للحمل. سيظل الجهاز في هذه الحالة حتى يتم إغلاق جهات اتصال الزر مرة أخرى. ثم سيتم إغلاق الترانزستور، وسيتم إلغاء تنشيط الحمل.
يحتوي الترانزستور المشار إليه في الرسم البياني على مقاومة قناة تبلغ 0.11 أوم، ويمكن أن يصل الحد الأقصى لتيار التصريف إلى 18 أ. وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن جهد تصريف البوابة الذي يفتح عنده الترانزستور هو 4...4.5 فولت. جهد إمداد 5. ..7 فولت يجب ألا يتجاوز تيار الحمل 5 أ، وإلا فإن انخفاض الجهد عبر الترانزستور قد يتجاوز 1 فولت. إذا كان جهد الإمداد أعلى، يمكن أن يصل تيار الحمل إلى 10... 12 أ.
عندما لا يتجاوز تيار الحمل 4 أمبير، يمكن استخدام الترانزستور بدون المشتت الحراري. إذا كان التيار أعلى، فمن الضروري استخدام المشتت الحراري، أو يجب استخدام ترانزستور بمقاومة قناة أقل. ليس من الصعب تحديده من الجدول المرجعي الوارد في مقال "تحويل الترانزستورات القوية من Rektifier الدولي" في "الراديو" ، 2001 ، العدد 5 ، ص. 45.
يمكن أيضًا تعيين وظائف أخرى لمثل هذا المفتاح، على سبيل المثال، إيقاف تشغيل الحمل تلقائيًا عندما ينخفض جهد الإمداد أو يتجاوز القيمة المحددة مسبقًا. في الحالة الأولى، قد يكون ذلك ضروريًا عند تشغيل الجهاز من بطارية قابلة لإعادة الشحن، وذلك لمنع تفريغها الزائد، وفي الحالة الثانية، لحماية الجهاز من الجهد الزائد.
يظهر الشكل التخطيطي للمفتاح الإلكتروني مع وظيفة إيقاف التشغيل عند انخفاض الجهد. 2. يحتوي بالإضافة إلى ذلك على ترانزستور VT2 ودايود زينر ومكثف ومقاومات إحداها قابلة للتعديل (R4).
عند الضغط على زر SB 1، يتم فتح ترانزستور التأثير الميداني VT1، ويتم توفير الجهد للحمل. بسبب شحن المكثف C1، فإن الجهد عند مجمع الترانزستور في اللحظة الأولية لن يتجاوز 0.7 فولت، أي. سيكون المنطق منخفضا. إذا أصبح الجهد عند الحمل أكبر من القيمة التي تحددها مقاومة الضبط، فسيتم توفير جهد كافٍ لفتحه إلى قاعدة الترانزستور. في هذه الحالة، سيظل إدخال المشغل "S" عند مستوى منطقي منخفض، ويمكن للزر تشغيل وإيقاف تشغيل الطاقة للحمل.
بمجرد انخفاض الجهد عن القيمة المحددة ، سيصبح الجهد الموجود على محرك المقاوم المتقلب غير كافٍ لفتح الترانزستور VT2 - وسوف يغلق. في هذه الحالة، سيزيد الجهد في مجمع الترانزستور إلى مستوى منطقي مرتفع، والذي سيذهب إلى مدخل "S" للمشغل. سيظهر أيضًا مستوى عالٍ عند خرج الزناد، مما سيؤدي إلى إغلاق ترانزستور التأثير الميداني. سيتم إلغاء تنشيط الحمل. الضغط على الزر في هذه الحالة لن يؤدي إلا إلى اتصال قصير المدى للحمل وفصله لاحقًا.
لتوفير الحماية ضد الجهد الزائد للإمداد، يجب استكمال الماكينة بترانزستور VT3، وصمام ثنائي زينر VD2 ومقاومات R5، R6. في هذه الحالة يعمل الجهاز بشكل مشابه لما تم وصفه أعلاه، ولكن عندما يزيد الجهد عن قيمة معينة، سيتم فتح الترانزستور VT3، مما سيؤدي إلى إغلاق VT2، وظهور مستوى مرتفع عند دخل “S” الزناد وإغلاق ترانزستور التأثير الميداني VT1.
بالإضافة إلى تلك المشار إليها في الرسم التخطيطي، يمكن للجهاز استخدام الدائرة الدقيقة K561TM2 والترانزستورات ثنائية القطب KT342A-KT342V وKT3102A-KT3102E وثنائي زينر KS156G. المقاومات الثابتة - MLT، S2-33، R1-4، المقاومات المضبوطة - SPZ-3، SPZ-19، مكثف - K10 17، زر - أي حجم صغير مع إعادة الضبط الذاتي.
عند استخدام أجزاء للتركيب السطحي (رقاقة CD4013، ترانزستورات ثنائية القطب KT3130A-9 - KT3130G-9، صمام ثنائي زينر BZX84C4V7، مقاومات ثابتة P1-I2، مكثف K10-17v)، يمكن وضعها على لوحة دوائر مطبوعة (الشكل 3) مصنوعة من الألياف الزجاجية ذات الوجه الواحد بأبعاد 20 × 20 مم. يظهر مظهر اللوحة المثبتة في الشكل. 4.
تم تصميم دائرة التبديل الإلكترونية للتحكم في الأحمال عن بعد. سنلقي نظرة على الهيكل الكامل للجهاز مرة أخرى، ولكن في هذه المقالة سنناقش دائرة تبديل إلكترونية بسيطة تعتمد على مؤقت 555 المفضل لدى الجميع.
تتكون الدائرة من الموقت نفسه، وزر بدون تثبيت الترانزستور كمكبر للصوت ومرحل كهرومغناطيسي. في حالتي، تم استخدام مرحل 220 فولت بتيار 10 أمبير، ويمكن العثور عليه في مصادر الطاقة غير المنقطعة.
حرفيًا، يمكن استخدام أي ترانزستورات متوسطة وعالية الطاقة كترانزستور طاقة. تستخدم الدائرة ترانزستور ثنائي القطب عكسي (NPN)، لكنني استخدمت ترانزستورًا مباشرًا (PNP)، لذلك ستحتاج إلى تغيير قطبية اتصال الترانزستور، أي إذا كنت ستستخدم ترانزستورًا أماميًا، فإن علامة الزائد يتم توفير الطاقة إلى باعث الترانزستور، عند استخدام موصلية الترانزستورات العكسية، يتم توفير الطاقة ناقصًا إلى الباعث.
بالنسبة للترانزستورات المباشرة، يمكنك استخدام الترانزستورات KT818، KT837، KT816، KT814 أو سلسلة مماثلة، للترانزستورات العكسية - KT819، KT805، KT817، KT815 وما إلى ذلك.
يعمل المفتاح الإلكتروني في نطاق واسع من جهد الإمداد، شخصيًا يتم إمداده من 6 إلى 16 فولت، كل شيء يعمل بشكل واضح.
يتم تنشيط الدائرة عند الضغط على الزر لفترة وجيزة، في هذه اللحظة يفتح الترانزستور على الفور، مما يؤدي إلى تشغيل التتابع، والأخير، عند إغلاقه، يربط الحمل. يتم إيقاف التحميل فقط عند الضغط عليه مرة أخرى. وبالتالي، تلعب الدائرة دور مفتاح الإغلاق، ولكن على عكس الأخير، فإنه يعمل حصريا على أساس إلكتروني.
في حالتي، يتم استخدام optocoupler بدلاً من الزر، وتغلق الدائرة عند الطلب من لوحة التحكم. والحقيقة هي أن الإشارة إلى optocoupler تأتي من وحدة راديو مأخوذة من سيارة صينية يتم التحكم فيها عن طريق الراديو. يتيح لك هذا النظام التحكم في الأحمال المتعددة من مسافة بعيدة دون صعوبة كبيرة.
تُظهر دائرة التبديل الإلكترونية هذه دائمًا معلمات تشغيل جيدة وتعمل بشكل لا تشوبه شائبة - جربها وانظر بنفسك.
