Зависимое включение электроприборов

June 15, 2010 by admin Комментировать »

Часто бывает необходимо при включении одного устройства одновременно с ним вкпючить какое-либо другое или даже не­сколько. Самые распространенные в быту варианты: телевизор -блок питания антенного усилителя, телевизор – видеоплеер, тюнер НТВ, компьютер – внешний модем. Чтобы избежать излишних ма­нипуляций, желательно иметь такое устройство, которое при вклю­чении питания одного прибора автоматически включало бы другие вспомогательные устройства.

Предлагается несложное устройство (рис. 5.32), предназначен­ное для автоматического зависимого включения электро- и радио­приборов, в котором в качестве силового ключа используются рас­пространенные мощные п-канальные вьюоковольтные полевые транзисторы обогащенного типа. Устройство не создает помех по цепям питания и может управлять нагрузкой мощностью от долей ватта до 150 Вт и более. К нему в любом сочетании могут подклю­

clip_image002

Рис. 5.32

чаться нагрузки как потребляющие ток в течение всего сетевого периода (лампы накаливания, электронагревательные приборы, электродвигатели), так и потребляющие максимум тока на пиках амплитуды сетевого напряжения (телевизоры, мониторы, освети­тельные приборы с тиристорными регуляторами мощности и т. п.).

На рис. 5.32 приведена функциональная схема устройства. Ве­дущий прибор мощностью более 30 Вт подключается к гнезду на­грузки 1. При включении его питания на первичной обмотке транс­форматора Т1 наводится ЭДС более 60 мВ. Диоды VD2, VD3 пред­назначены для ограничения амплитуды напряжения на обмотке I трансформатора до 0,6… 1 В. Так как трансформатор является по­вышающим, то на выходе диодного моста, выполненного на мало­мощных точечных германиевых диодах VD4-VD7, формируется постоянное напряжение, максимальное значение которого ограни­чено стабилитроном VD8. Роль токоограничительного резистора выполняет сопротивление провода вторичной обмотки.

Когда напряжение на конденсаторе С1 превысит 5…7 В, поле­вые транзисторы VT1, VT2 полностью откроются и зашунтируют открытым каналом исток-сток выход диодного моста VDI. Следо­вательно, на ведомый прибор (нагрузка 2) поступит почти полное напряжение питания. Емкости конденсатора С1 достаточно, чтобы транзисторы оставались открытыми в течение нескольких перио­дов сетевого напряжения после пропадания тока в цепи питания нагрузки 1. Это позволяет в качестве ведущего использовать элек­тро- или радиоприбор любого типа, максимальная мощность кото­рого ограничена лишь типом примененных диодов VD2, VD3 и ти­пом провода первичной обмотки повышающего трансформатора.

Варистор R1 гасит высоковольтные импульсы напряжения, ко­торые по различным причинам могут появиться в питающей сети и привести к выходу из строя закрытых полевых транзисторов сило­вого ключа.

Не следует применять конденсатор С1 емкостью большей, чем указана на схеме, иначе процесс отключения нагрузки 2 может рас­тянуться на довольно длительное время, а это, в свою очередь, может привести к локальным перегревам кристаллов транзисторов.

На месте диодов VD2, VD3 могут быть любые выпрямительные диоды, выдерживающие максимальный ток, который могут потреб­лять ведущие приборы. Для абсолютного большинства случаев подойдут двухамперные диоды КД226, RL201, RL202, трехампер-ные IN5401, BY251. Диоды VD4-VD7 – маломощные германиевые из серий Д9, Д18, Д20. Диодный мост VD1 на 3 А, 1000 В можно заменить на любой другой, рассчитанный на напряжение не менее 400 В и выдерживающий потребляемый ведомой нагрузкой ток, например, BR34, BR36, КВРС106, KBL04. Стабилитрон можно взять любой маломощный на 10… 12 В, к примеру, КС508А, КС210Б, КС207Б, КС512А, Д814В, 1N5349, 1N4742A. Варистор – FNR-14К471, FNR-20K471 или аналогичный.

К сожалению, распространенные типы высоковольтных полевых транзисторов с изолированным затвором имеют относительно вы­сокое сопротивление открытого канала. Поэтому для уменьшения потерь мощности и напряжения использовано параллельное вклю­чение двух однотипных транзисторов. Вместо транзисторов ука­занного на схеме типа можно взять пару BUZ90, BUZ90AF, IRF830, 1RF832, а также транзисторы серий КП726, КП707, КП753. Еще лучшие результаты будут получены, если вместо двух использо­вать один транзистор, гарантированно имеющий сопротивление открытого канала сток-исток менее 0,5 Ом (IRFP450, IRFP350, КП779А, КП781А).

Трансформатор может быть выполнен на стальном магнитопро-воде с площадью сечения сердечника 1…2 см^. Первой наматыва­ют вторичную обмотку. Она содержит 5500 витков обмоточного провода диаметром 0,06…0,07 мм. Затем наматывают первичную обмотку, которая содержит 45 витков провода диаметром 0,56 мм. Между обмотками прокладывают от двух до четырех слоев тонкой фторопластовой или полиэтилентерефталатной пленки.

При мощности ведомой нагрузки до 40 Вт достаточно устано­вить один полевой транзистор указанного на схеме типа. Так как при эксплуатации устройства невозможно предвидеть все ситуа­ции, например, ошибочное включение в гнездо нагрузки 2 более мощной нагрузки или недостаточно полное открывание транзисто­ров, допустим, из-за сильного снижения напряжения сети, то жела­тельно установить транзисторы на небольшой общий теплоотвод. При выборе размеров теплоотвода следует стремиться к тому, чтобы при длительной работе устройства в нормальном режиме температура корпусов транзисторов не превышала 45”С. Для мощ­ности нагрузки 2, равной 150 Вт, достаточно оба транзистора уста­новить на общий дюралюминиевый теплоотвод с площадью охла­ждающей поверхности 50 см^.

После сборки устройства необходимо определить, какая мини­мальная мощность ведущей нагрузки необходима для нормального функционирования устройства. Для этого при отключенной нагруз­ке 2 на устройство подают напряжение питания, и к гнезду нагрузки 1 подключают нагрузку, в качестве которой удобно использовать лампы накаливания мощностью 16, 25, 40 и 60 Вт. Измеряют на­пряжение на конденсаторе С1. Минимально допустимой мощно­стью ведущего прибора считается та, при которой напряжение на конденсаторе превысит 7 В.

При желании и необходимости допустимую мощность подклю­чаемых ведомых приборов можно увеличить до нескольких сотен ватт, применив соответствующие управляемой нагрузке предохра­нитель, диодный мост и полевой транзистор. Естественно, потре­буются соответствующие теплоотводы, в том числе и для диодного моста. Транзистор (или транзисторы) в этом устройстве рекомен­дуется использовать при токе не более чем на 40 % от максималь­ного допустимого тока стока используемых типов транзисторов.

Изменив намоточные данные первичной обмотки трансформа­тора, можно сдвинуть диапазон мощностей ведущей нагрузки в любую сторону. Описанное в этой статье устройство может найти самое различное применение.

Например, холодильник компрессионного типа, у которого цикл «работа/пауза» имеет обычно соотношение 1:5…1:10, может управлять вентилятором кухонной вытяжки.

Применяя для автоматического включения/выключения различ­ных приборов как описанное выше устройство, так и другие подоб­ные, о которых рассказывается в соответствующей технической литературе, можно не только снизить расход электроэнергии и увеличить ресурс подключенных устройств, но и, учитывая то, что многие вспомогательные приборы без всякой надобности работают круглосуточно и часто остаются без присмотра, уменьшить вероят­ность их возгорания.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты