СИЛЬНОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ

С СЕНСОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Автор: И. Нечаев, г. Курск

Эта конструкция предназначена для коммутации различных устройств, потребляющих большой ток (до 30…40 А) и питающихся от источника постоянного тока напряжением от долей вольта. Основа ключа – мощный полевой транзистор IRLR2905 или аналогичный (см. справочный листок «Мощные полевые транзисторы фирмы International Rectifier» в «Радио», 2001,№5, с. 45). Сопротивление его открытого канала не превышает 0,027 Ом, а для управления (открывания) на затвор достаточно подать напряжение более 2 В.

Если питающее напряжение менее 5 В, следует применить вариант устройства, схема которого показана на Рис. 1. Работает оно так. При прикосновении к сенсорному элементу Е1 напряжение наводок через конденсатор С1 поступает на выпрямитель, собранный на стабилитроне VD1. Отрицательная полуволна замыкается на общий провод через стабилитрон, а положительная ограничивается им и через резистор R2 проходит на затвор транзистора VT1. Конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Положительное напряжение на затворе открывает транзистор и через нагрузку Rн протекает ток.

Ключ может работать при напряжении питания до 55 В и коммутировать нагрузку, потребляющую максимальный ток, определяемый используемым транзистором ( в нашем случае 40 А). Если сопротивление нагрузки имеет индуктивный характер, то в устройство желательно ввести диод VD2.

Если напряжение питания более 5 В, его можно использовать для управления транзистором. В этом случае сенсорный элемент выполняют из двух пластин –Е1 и Е2 (Рис. 2), и его сопротивление изменяется при прикосновении к ним обеим. В исходном состоянии сопротивление между пластинами велико, напряжение на затворе транзистора близко к нулю, поэтому он закрыт. При прикосновении к пластинам пальца сопротивление между ними уменьшается , на затворе транзистора будет постоянное напряжение и он откроется.

Диод VD2 и стабилитрон VD1 защищают транзистор от наводок и зарядов статического электричества, а стабилитрон ещё и ограничивает максимальное значение постоянного напряжения на затворе. Как и в первом варианте, ключ будет открыт до тех пор, пока прикасаются к сенсорному элементу.

В устройстве можно применить любой транзистор, выделенный цветом в таблице выше упомянутого справочного листка. При этом, конечно, максимальный ток, коммутируемый таймером, будет определяться типом применённого транзистора. Конденсаторы – К10-17, КЛС, резисторы – МЛТ, С2-33, Р1-4, Р1-12. Стабилитрон – любой маломощный малогабаритный на напряжение стабилизации 5,1…10 В с малым минимальным током стабилизации. Для маломощной индуктивной нагрузки диод VD2 на Рис. 1 – КД102, КД103, КД105 с любым буквенным индексом, а для мощной – КД109А-КД109В, КД212А, КД212Б или аналогичный.

Для первого варианта устройства сенсорный элемент можно выполнить в виде небольшой контактной площадки. Для второго варианта его можно сделать в виде пластины из односторонне фольгированного стеклотекстолита с двумя проводящими площадками и зазором между ними 1…2 мм.

Если ток нагрузки значительный, соединительные провода должны быть соответствующего сечения.

«РАДИО», №6, 2003 г.