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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Puissant commutateur FET, 20 ampères. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Horloges, temporisateurs, relais, interrupteurs de charge Les transistors à effet de champ clés modernes de haute puissance se caractérisent par une très faible résistance de canal à l'état ouvert, souvent même inférieure à la résistance des contacts fermés d'un relais électromagnétique ou d'un interrupteur mécanique, car la résistance des contacts mécaniques est affectée par la corrosion. , contamination et brûlure. Le transistor clé à effet de champ ne présente pas ces inconvénients. De plus, la faible résistance du canal ouvert, même avec un courant important et une puissance de charge élevée, rend la dissipation de puissance sur le transistor minimale. Par conséquent, souvent, pour commuter des charges en kilowatts, un transistor à effet de champ clé ne nécessite même pas le radiateur le plus simple. Voici un schéma d'un interrupteur électronique pour deux charges avec une tension d'alimentation de 5 à 20 V avec un courant allant jusqu'à 20 A. Le circuit est basé sur deux transistors à effet de champ clés APM2556NU, dont la résistance à canal ouvert ne dépasse pas 0,006 Ohm. Cela signifie qu'à une tension de 20 V et un courant de charge de 20 A (c'est-à-dire avec une puissance de charge de 400 W), la puissance sur le canal ouvert du transistor ne dépassera pas 2...4 W. L'interrupteur est contrôlé par deux boutons quasi-tactiles (non verrouillables), en appuyant brièvement sur lesquels vous pouvez commuter les charges. Les charges ne peuvent pas être allumées en même temps ; même si les deux boutons sont enfoncés simultanément, les deux charges sont éteintes. Il y a une entrée de blocage d'urgence, lorsqu'une tension lui est appliquée depuis la tension d'alimentation jusqu'à 50 V, les deux charges sont éteintes. Cette entrée peut être utilisée dans divers circuits de protection lorsque vous devez éteindre de toute urgence l'une des charges incluses, et la possibilité de les allumer peut être bloquée à l'aide de boutons. Les charges sont connectées entre le plus de puissance et la sortie correspondante du circuit. L'état du commutateur est indiqué par deux LED. Le schéma de circuit est représenté sur la figure.
Le dispositif de contrôle est un déclencheur RS sur la puce D1. Les broches 2 et 12 sont utilisées pour changer les états stables du déclencheur. Ces bornes sont tirées à zéro via les résistances R1 et R3. La résistance des résistances est considérée comme relativement faible (on utilise généralement dans de tels circuits des résistances de dizaines à centaines de kilo-ohms). Dans la première version, il y avait des résistances de 56 kOhm, mais il s'est avéré plus tard qu'au moment où la charge puissante est allumée, une impulsion de bruit apparaît, qui réinitialise le déclencheur et fait passer le circuit en mode auto-oscillant. Pour éviter que cela ne se produise, la résistance des entrées de déclenchement a dû être réduite en abaissant la résistance des résistances de rappel, ainsi que des condensateurs supplémentaires C2 et C3, qui augmentent la stabilité du déclencheur dans des conditions de bruit impulsionnel. En appuyant sur le bouton S2, un logique apparaît sur la broche 13. Le transistor VT2 s'ouvre et allume la charge 2. En même temps, la broche 1 est nulle, donc VT1 est éteint et la charge 1, en conséquence, est également éteinte . Lorsque vous appuyez sur le bouton S1, une unité apparaît sur la broche 1 de D1 et le transistor VT1 s'ouvre, la charge 1 s'allume et un zéro apparaît sur la broche 13, donc la charge 2 s'éteint. Les résistances R6 et R7 sont nécessaires pour réduire l'influence de la capacité de grille du transistor à effet de champ sur la sortie du microcircuit. La capacité de grille est assez élevée, donc lorsque la tension à ses bornes change fortement, un courant de charge assez important se produit pour cette capacité. Les résistances limitent ce courant à un niveau sans danger pour le microcircuit. Les diodes VD3 et VD4 aident à décharger la capacité de grille lorsque le transistor se bloque. Les broches 3 et 11 reliées entre elles sont utilisées pour créer un point de blocage. Ces broches sont tirées à zéro par la résistance R2, donc tant qu'il n'y a pas de tension à l'entrée de blocage (ou que cette tension est faible), elles n'affectent pas le fonctionnement du déclencheur. Mais lorsqu'une tension logique à un niveau leur est appliquée, les deux éléments D1.1 et D1.2 sont forcés de passer à un état logique zéro en sortie. Autrement dit, lorsqu'à un moment donné l'unité logique est désactivée, les deux charges sont éteintes, quel que soit l'état précédent. La tension fournie à l'entrée de verrouillage peut provenir d'une sorte de circuit ou de système de verrouillage. L'amplitude de cette tension ne doit de préférence pas être supérieure à la tension d'alimentation du circuit. Cependant, la présence d'une diode Zener VD1 et d'une résistance R4 permet d'utiliser une tension allant jusqu'à 50 V inclus pour le blocage (plus est possible, mais il y a un risque d'endommager la diode Zener, et par la suite le microcircuit). La tension d'alimentation de la charge peut être comprise entre 5 et 20 V. Dans ce cas, la tension d'alimentation du microcircuit ne doit pas dépasser 15 V. Pour réduire la tension d'alimentation maximale D1, le circuit R5-VD2 est installé. Ce circuit, lorsqu'il est alimenté par une source de plus de 15 V, fonctionne comme un stabilisateur paramétrique et empêche le dépassement de la tension sur le microcircuit. Lorsqu'il est alimenté avec une tension inférieure à 15 V, le circuit ne fonctionne pas comme stabilisateur, puisque la diode Zener est fermée, mais uniquement avec C1 comme circuit RC bloquant le long du circuit d'alimentation. Il est impossible de réduire la tension en dessous de 5 V, car dans ce cas la tension à la grille du transistor ouvert sera insuffisante pour l'ouvrir complètement. Le canal du transistor ne s'ouvrira pas complètement, c'est-à-dire qu'il aura une résistance plus élevée, ce qui entraînera une forte augmentation de la puissance dissipée, ce qui peut endommager le transistor. Lors de l'installation, il est nécessaire d'assurer une largeur suffisante des pistes allant au drain et à la source des transistors depuis la charge et depuis l'alimentation moins. Les conducteurs d'installation doivent également être suffisamment épais. Les conducteurs du circuit de commande sur D1 peuvent être fins, c'est-à-dire de toute épaisseur raisonnable, car le courant y est faible. Les transistors APM2556NU peuvent être remplacés par d'autres ayant des caractéristiques similaires. Si vous ne trouvez pas de transistors avec une résistance à canal ouvert aussi faible, mais qu'il existe des transistors avec une résistance deux fois supérieure, vous pouvez en utiliser deux connectés en parallèle au lieu d'un transistor. Utilisez soit un courant maximum inférieur, soit utilisez un dissipateur thermique pour dissiper l'excès de chaleur. Les diodes Zener BZV55C15 peuvent être remplacées par 1N4744A, KS215, KS515, D814D. En principe, vous pouvez utiliser n'importe quelle diode Zener avec une tension d'au moins 10 V et d'au plus 15 V. Le microcircuit K561LE6 peut être remplacé par un microcircuit analogique CD4002 ou un microcircuit K561LE10 (CD4025 analogique). Le microcircuit K561LE10 diffère en ce qu'il comporte trois éléments OU-NON à trois entrées. Deux sont utilisés dans ce schéma et un supplémentaire est laissé libre. Pour éviter qu'il ne soit endommagé par l'électricité statique, les entrées de l'élément libre doivent être connectées à la broche 7 ou 14 du microcircuit. Tous les éléments du microcircuit sont physiquement interconnectés, de sorte que même un endommagement d'un élément inutile peut affecter négativement les autres éléments du microcircuit. Vous pouvez également utiliser le microcircuit K561LP4, il possède deux éléments OR-NOT à trois entrées et un inverseur à une entrée, il reste libre (connectez son entrée à la broche 7 ou 14). Les diodes 1N4148 peuvent être remplacées par presque toutes les diodes à impulsions de faible puissance, par exemple KD522. La varistance FNR05K220 peut être remplacée par n'importe quelle varistance avec une tension d'environ 20 V. LED - n'importe quel indicateur. Un appareil assemblé sans erreurs, si toutes les pièces sont en bon état de fonctionnement, ne nécessite aucun réglage. Auteur : Lyzhin R.
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