Ошибка базы данных WordPress: [Table './meandr_base/anzpz_usermeta' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed]
SELECT user_id, meta_key, meta_value FROM anzpz_usermeta WHERE user_id IN (1) ORDER BY umeta_id ASC

Электронный ключ с гальванической развязкой — Меандр — занимательная электроника
Site icon Меандр — занимательная электроника

Электронный ключ с гальванической развязкой

В статье описывается силовой электронный ключ на мощных полевых транзисторах, предназначенный для коммутации мощных нагрузок с гальванической развязкой силовой цепи от цепи управления. Коммутируемый ток и напряжение определяются типом примененного полевого транзистора и могут изменятся от 1 до 1000 А, и от 10 до 500 В.1

Напряжение гальванической развязки определяется ти­пом применённого оптрона и может составлять единицы ки­ловольт. Данный ключ является аналогом электромагнитно­го реле с контактами на замыкание, но превосходящий ана­лог по числу коммутаций, быстродействию, надежности и, кроме того, совместим по управлению с логическими мик­росхемами.

Работа устройства

На микросхеме DA1 выполнен автогенератор (это драй­вер полумоста для управления мощными полевыми транзи­сторами). В данном случае этот драйвер включен в качест­ве мостового инвертора. Напряжение питания этой микро­схемы 10-15 В, поскольку в ней между выв. 1 и выв. 4 включен стабилитрон на напряжение 15,6 В, то напряжение превышающее эту величину должно быть подано на выводы 1 и 8 ИМС через токоограничивающий резистор (см. рису­нок). Если напряжение питания будет ниже 10 В, то микро­схема DA1 выключается.

Нагрузочная способность микросхемы DA1 составляет 250 мА. Управление работой автогенератора можно осуще­ствить по выв. 3. Подавая низкий уровень напряжения (ло­гический 0), работу автогенератора останавливают. Выход­ной сигнал представляет собой меандр (скважность 2). Для предотвращения сквозного тока имеется защитная пауза 1,2 мкс. При подаче переменного напряжения на трансформа­тор TV1 на его вторичной обмотке наводится напряжение, которое после выпрямления мостом VD1 и сглаживания кон­денсатором С2 питает инвертирующий триггер DA2. Исполь­зование интегрального таймера DA2 в качестве инвертиру­ющего триггера Шмидта позволяет также улучшить работу схемы. Как видно из рисунка, затворы транзисторов подключены к выводу 7 ИМС DA2. В результате, при выключении ключа, затворы напрямую подключаются к общему проводу, что позволяет быстро разряжать входную емкость транзис­торов VT1, VT2, и улучшает помехоустойчивость. Да и сама ИМС DA2 имеет гистерезис входных напряжений в 1/3 и 2/3 от величины напряжения питания.

Управление инвертирующим триггером осуществляется по выводу 4 микросхемы DA2. Пороговое напряжение на этом выводе около 0,45 В. Установить уровень входного напря­жения на выв. 4 можно с помощью подстроенного резисто­ра R3. Превышение входным напряжением порогового на­пряжения, включает инвертирующий триггер, а снижение вход­ного напряжения ниже порогового — отключает триггер. Ес­ли триггер DA2 получает питание и его уровень достаточный для превышения порогового напряжения, то вследствие то­го, что на выводах 2 и 6 инвертирующего триггера DA2 низ­кий уровень напряжения, а выходе 3 высокий уровень на­пряжения, который открывает полевые транзисторы VT1, VT2 и нагрузка получает питание.

Если же напряжение питания триггера DA2 мало (нет пре­вышения порогового значения), то на его выходе нет управ­ляющего напряжения для полевых транзисторов VT1, VT2 и они закрыты (нагрузка ключа не получает питания). Таким образом, обеспечиваются крутые фронт и спад управляюще­го сигнала для полевых транзисторов.

Светодиод VD2 отображает работу электронного ключа. Если он светится, то ключ включен и нагрузка под напряже­нием. В противном случае ключ выключен. Ток нагрузки проходит через открытый канал транзистора VT1, открытый канал транзистора VT2 и его защитный диод (для случая ког­да на фазе А положительная полуволна сетевого напряже­ния). При отрицательной полуволне на фазе А ток нагрузки проходит через открытый канал транзистора VT1 и его защит­ный диод, открытый канал транзистора VT2 (защитный диод закрыт). При исполь­зовании устройства совместно с индук­тивной нагрузкой, между стоками тран­зисторов VT1-VT2 необходимо устано­вить VD3 типа 1,5КЕ440СА, защи­щающий их от вспле­сков напряжения, возникающих на ин­дуктивной нагрузке при её коммутации. Данный электронный ключ способен коммутировать как постоянный, так и пере­менный ток. Качество гальванической развязки между цепя­ми управления и силовой зависит от импульсного трансфор­матора TV1. Хорошие результаты показывают трансформато­ры серии МИТ.

Потребляемый DA1 ток составляет 9 мА. Печатная плата имеет размеры 52×50 мм. Трансформатор TV1 можно намо­тать на ферритовом кольце К16х8х6 мм. Первичная обмотка имеет 35 витков, а вторичная 50 витков провода МГТФ — 0,07. Резистор R2 мнопооборотный типа СП3-39А, он поставлен на плату вертикально.

Автор: Вячеслав Калашник, г. Воронеж

Exit mobile version