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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Commutateur puissant sur le transistor MIS. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Horloges, temporisateurs, relais, interrupteurs de charge Sur la fig. 1 montre un schéma de l'une des options d'un relais électronique puissant conçu pour commuter un courant de charge jusqu'à 20 A à une tension de 5 ... grille-source 20 V ou pas plus de 2556 mΩ à 5,7 V. Un tel la faible résistance du canal ouvert permet à cet appareil de commuter un courant important, et l'installation d'un transistor sur un dissipateur thermique à basse fréquence de commutation (unités - dizaines de kilohertz) n'est généralement pas nécessaire. L'appareil peut être utilisé, par exemple, comme commutateur de tension de sortie électronique dans une alimentation électrique puissante, comme sources lumineuses puissantes dans des lampes de poche rechargeables, des moteurs électriques basse tension, des électroaimants de traction et pour de nombreuses autres applications. L'utilisation d'un transistor MIS puissant comme élément de commutation principal par rapport à un relais électromagnétique permet d'obtenir une résistance plus faible des "contacts fermés", l'absence de leur épuisement et des interférences d'étincelles, et une vitesse plus élevée (avec commande électronique). De plus, un tel interrupteur électronique aura des dimensions et un poids inférieurs à ceux des relais électromagnétiques pour un courant de 10 ... 20 A, ainsi qu'un courant consommé par les circuits de commande nettement inférieur. L'interrupteur électronique peut être commandé par deux boutons sans verrouillage de petite taille, par exemple un roseau, une membrane ou un caoutchouc avec un revêtement conducteur.
Sur la fig. 2 à titre de comparaison des dimensions montre le relais électromagnétique G7L-2A-P d'Omron, dont les contacts sont conçus pour un courant de commutation de 20 A, et la disposition du relais électronique sur le transistor MIS. L'unité électronique, même avec une installation relativement spacieuse, occupe un quart du volume (les boutons et la LED sont montés à l'extérieur du tableau) et est beaucoup plus légère.
Lorsqu'une tension est appliquée à l'entrée de l'appareil, le transistor à effet de champ VT2 reste fermé, la charge connectée à la sortie est désexcitée, la LED HL1 est éteinte. Pour appliquer une tension à la charge, vous devez appuyer brièvement sur le bouton SB1. Cela ouvrira le transistor VT1 suivi du transistor VT2. La LED HL1 allumée informera sur la tension fournie à la charge. Les condensateurs C3 et C4, ainsi que C1, C2, C5, C6 éliminent l'impact possible sur l'état des transistors de diverses interférences. Les diodes VD2-VD5 sont conçues pour forcer l'appareil à s'éteindre lorsque la tension d'entrée chute à environ 3 V, ce qui protège le transistor à effet de champ VT2 de la surchauffe. Le fait est qu'une diminution aussi profonde de la tension grille-source du transistor VT2 augmente fortement la résistance du canal et, par conséquent, la puissance thermique qui y est libérée, en particulier à un courant de charge élevé. Afin de protéger le transistor à effet de champ contre la surchauffe, un circuit R5VD2-VD5 est fourni qui ferme les deux transistors. La varistance RU1 et la diode zener VD1 protègent le transistor à effet de champ relativement basse tension des surtensions, par exemple, de la FEM d'auto-induction d'un moteur électrique connecté à l'entrée ou à la sortie de l'appareil, ou, par exemple, d'accidentel dommages par électricité statique lorsque la grille du transistor VT2 est touchée avec un tournevis (ou d'autres objets métalliques) . Pour éteindre l'appareil, une fermeture de courte durée des contacts du bouton SB2 suffit. Vous pouvez contrôler l'état du transistor VT2 non seulement avec des boutons miniatures à faible puissance, mais également, par exemple, avec deux optocoupleurs ou des relais Reed à faible puissance. Il est à noter qu'à l'état bloqué, l'interrupteur ne consomme pratiquement pas d'énergie. Un échantillon expérimental de l'appareil a été monté sur une plaque de montage aux dimensions de 46x27 mm en fibre de verre par montage en surface. Les circuits à haute intensité sont réalisés avec de courts morceaux de fil de montage d'une section d'au moins 1,2 mm. Le transistor miniature T2556 APM0252NU permet une tension drain-source maximale de 25 V. Avec un courant de drain de 40 A et une tension grille-source de 10 V ou 20 A à une tension grille-source de 4,5 V , la valeur typique de la résistance du canal ouvert ne dépasse pas 4,5 et 7,5 mΩ respectivement. Le courant continu maximal admissible du drain du transistor à une température de boîtier de 25 ° C est de 60 A. Le transistor doit être soudé à un dissipateur thermique d'une surface utile d'au moins 7 cm2 en cas de fonctionnement à basse tension d'alimentation avec un courant de charge élevé. Lors du montage du transistor, il est nécessaire de prendre des mesures pour le protéger des claquages par l'électricité statique. Les transistors APM2556NU, conçus pour fonctionner dans des régulateurs de tension à découpage abaisseurs, sont désormais largement utilisés dans les cartes vidéo modernes hautes performances et les cartes mères d'ordinateurs. Ce transistor peut être remplacé par deux transistors miniatures connectés en parallèle, mais ayant deux fois la résistance du canal ouvert, des transistors APM2510NU (8,5 MΩ 10 V) ou d'autres transistors commandés grille-source basse tension similaires. Lorsque vous utilisez des transistors avec une résistance de canal plus élevée que l'APM2556NU, pour maintenir la résistance de l'élément de commutation à un niveau bas, vous pouvez activer plusieurs transistors à effet de champ du même type connectés en parallèle. Nous pouvons remplacer le transistor 2SA733B par n'importe laquelle des séries 2SA733, 2SA992, SS9015, KT3107, KT6112. Au lieu de BZV55C15, une diode Zener 1 N4744A, TZMC-15, 2S215Zh, KS215ZhA convient, et au lieu de 1N4148, la diode 1 N914 (ou l'une des séries KD522, KD521). LED - toute application générale, de préférence avec un rendement lumineux accru, par exemple, de la série KIPD40, KIPD66. Pour chaque tension spécifique sur la charge, la résistance R6 doit être sélectionnée de manière à ne pas dépasser le courant nominal de la LED. Condensateurs à oxyde - K50-68, K53-19 ou importés. Le reste - K10-17, K10-50. La varistance FNR-05K220 peut être remplacée par n'importe quelle varistance 18...22 V de faible puissance, telle que la FNR-05K180. Assemblé avec précision à partir de pièces réparables, l'appareil ne nécessite aucun réglage. Selon les spécificités de l'application, l'interrupteur proposé pour la répétition peut être simplifié ou amélioré. Par exemple, si les surtensions de la source d'alimentation ou de la charge connectée sont exclues, vous pouvez vous passer de la varistance RU1. Vous pouvez également refuser la diode zener de protection VD1 si la tension de la source d'alimentation ne dépasse pas 15 V et que tout contact avec la borne de grille du transistor VT2 est exclu. Si l'enroulement d'un relais Reed auto-fabriqué est inséré en série dans le circuit de charge, dont les contacts ouverts sont connectés en parallèle avec les contacts du bouton SB2, l'alimentation de charge sera automatiquement coupée lorsque le courant consommé par il augmente au-dessus de celui spécifié. Pour fabriquer un tel relais, il est nécessaire d'enrouler plusieurs tours d'un fil de bobinage épais (0,7 ... 1,2 mm de diamètre) sur le cylindre de l'interrupteur à lames KEMZ. Ainsi, par exemple, avec une bobine de sept tours de fil PEV-2 0,68, le relais fonctionnera à un courant d'environ 5 A. Le nombre de tours requis pour le courant de fonctionnement de protection souhaité pour un interrupteur Reed particulier est déterminé expérimentalement. Auteur : A. Butov
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