ТРАНЗИСТОР ВМЕСТО РЕЛЕ

Транзисторы работающие как реле в ключевом режиме

Если нужно использовать транзистор в качестве «реле», то есть чтоб он или был полностью открыт, или полностью закрыт (не проводил ток совсем), лучше всего подключить его в конфигурации с общим эмиттером (если это биполярный транзистор) или с общим истоком, если используем полевой МОП-транзистор. В зависимости от того как требуется управлять нагрузкой и надо выбрать соответствующий транзистор:

  • NPN (биполярный) или с каналом N-типа (MOSFET), если отрицательный кабель должен быть отключен, а положительный — подключен постоянно,
  • PNP (биполярный) или с каналом P-типа (MOSFET), если положительный кабель должен быть отключен, а отрицательный подключен постоянно.

Все четыре варианта включения показаны на схемах ниже:

Чтобы включить такой транзистор, на его базу или затвор должно подаваться напряжение:

  • выше, чем на эмиттер или исток (для транзисторов NPN или с каналом N)
  • ниже, чем на эмиттер или исток (для транзисторов PNP или с каналом P).

Напряжение может поступать от микроконтроллера, оптрона или другой схемы управления, например компаратора. Вот как это делается на практике.

В случае биполярных транзисторов надо установить соответствующий высокий базовый ток. Только тогда транзистор может насыщаться и нормально функционировать как реле. А двухпозиционное транзисторное управление ограничит потери рассеиваемой мощности.

Если нужно использовать MOSFET, значение этого управляющего напряжения должно превышать пороговое напряжение UGSth транзистора в несколько раз. Затвор полевого МОП-транзистора не потребляет ток, когда он полностью открыт. Для перезарядки пропускной способности затвора требуется протекание тока. Также обратите внимание на максимальное напряжение затвор-исток, которое обычно составляет 12 — 20 В — подробности в даташите для данного транзистора. Превышение этого значения может привести к выходу из строя радиоэлемента.

Транзистор выключается путем приведения его напряжения база-эмиттер (или затвор-исток) к нулю. Самый простой способ сделать это — подключить управляющий вход к линии, к которой подключен эмиттер (или исток). Остерегайтесь PNP или P-канальных транзисторов — если схема управления запитана от напряжения ниже чем транзистор, его нельзя будет выключить. Тут необходимо использовать дополнительную схему управления или брать транзистор типа NPN (или с каналом N).

Резисторы R1 в каждом из решений отключают транзистор, когда управляющий сигнал не подан. Его сопротивление не критично, обычно принимают в пределах 10 — 100 кОм. Резисторы R2 ограничивают ток, протекающий через базы биполярных транзисторов, и их сопротивление можно рассчитать по формуле:

R2 = ((USTER — UBE) · bMIN) / (Icmax · k)

  • Icmax — максимальный ток, который может потреблять нагрузка.
  • bMIN — минимальное значение коэффициента усиления по току данного транзистора.
  • USTER — базовое управляющее напряжение от цепи управления.
  • UBE — напряжение в открытом состоянии база-эмиттер (около 0,7 В для обычных биполярных транзисторов, около 1,5 В для транзисторов Дарлингтона).
  • k — коэффициент ограничения, определяющий степень насыщения транзистора. Предполагается, что должен быть 2 и более.

Резисторы R3 играют аналогичную роль — ограничивают ток затвора. Однако их значение не так критично, потому что они ограничивают ток только при переключении транзистора. Обычно можно использовать тоже 10 — 100 Ом.

Биполярный транзистор или полевой

Когда следует выбирать биполярный транзистор, а когда — полевой МОП-транзистор? В подавляющем большинстве устройств MOSFET победит — у него низкие потери мощности. Биполярный же транзистор стоит рассмотреть при низком управляющем напряжении (например, 1,8 В).

В схемах с биполярными транзисторами резисторы R1 подключались непосредственно рядом с управляющим выходом, а в случае полевых МОП-транзисторов — между затвором и истоком. В связи с этим они не принимают базовый ток биполярных транзисторов, необходимый для их надлежащего насыщения. С другой стороны, в случае полевых МОП-транзисторов резисторы R1 не оказывают такого большого влияния на их работу, потому что сопротивления R1 и R3 существенно различаются, R1 больше R3.

Далее приведены 4 примера управления Arduino нагрузкой, потребляющей ток до 0,5 А. Все питаются от 5 В.

Если данная нагрузка включает в себя катушку или двигатель, соответствующий защитный диод должен быть обязательно подключен параллельно к ней. Это защитит транзистор от повреждения во время его выключения при возникновении перенапряжения на индуктивности.

Управление полевым транзистором от микроконтроллера

При управлении полевыми МОП-транзисторами непосредственно с выхода микроконтроллера следует помнить о нескольких вещах: пороговое напряжение транзистора UGSth, входная емкость транзистора, уровень напряжения, если стоит P-канальный.

Резистор R2 (схема выше) удерживает транзистор закрытым при выключении микроконтроллера. Его сопротивление не критично, обычно его принимают в пределах 10 кОм — 100 кОм. С другой стороны, резистор R1 снижает ток потребляемый с выхода микроконтроллера, при изменении логического состояния. Точное значение определить сложно, поэтому оно может быть в диапазоне от 10 Ом до 100 Ом. Схема для MOSFET-P будет работать только тогда, когда напряжение питания микроконтроллера и схемы, управляемой транзистором, одинаковы.

Для полного открытия полевого МОП-транзистора требуется напряжение затвор-исток, в 2 — 3 раза превышающее пороговое напряжение. Если производитель указывает, что например у BUZ11, пороговое напряжение UGSth не более 4 В, то полное открытие произойдет при UGS = 8 — 12 В. Так что управление им с микроконтроллера на 5 В точно будет некорректным. Понадобится использовать транзистор с более низким пороговым напряжением, например IRLML0030, где максимальное UGSth = 2,3 В.

Входная емкость полевого МОП-транзистора составляет от нескольких сотен пикофарад до нескольких нанофарад. Выход микроконтроллера может проводить ток в несколько десятков миллиампер. Это означает, что время перезарядки затвора значительно. Например, току 20 мА требуется 1 мкс, чтобы перезарядить емкость 4 нФ на 5 В.

Ещё одна проблема возникнет только с транзисторами с каналом P-типа. Для их выключения необходимо довести напряжение затвор-исток до нуля, что предполагает уравнивание потенциала затвора с потенциалом истока. Следовательно, в такой схеме транзисторный исток может быть подключен к тому же напряжению, от которого запитан микроконтроллер, то есть 5 В. Управление транзистором (отключение) будет некорректным, если напряжение затвор-исток слишком сильно отличается от нуля.

Так что если: транзистор с высоким пороговым напряжением UGSth должен быть активирован, напряжение питания микроконтроллера очень низкое (например 1,8 В), сигнал ШИМ имеет высокую частоту, или транзистор с каналом P подключен к гораздо более высокому напряжение (например, 24 В), тогда необходимо использовать драйвер MOSFET. На рынке есть множество таких типов микросхем. Они обеспечат соответствующую скорость переключения и регулируют уровни напряжения. Пример — TC4426. Он работает с напряжением до 18 В и хорошо поддерживает выходы микроконтроллеров даже от 3,3 В.

Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники.

Изучение принципа действия и параметров кварцевого генератора, выбор КГ для различных устройств.

Ещё один самодельный стереоусилитель на TDA2030, TDA2050, TDA2040 или LM1875T, с возможностью мостового включения.

ТРАНЗИСТОР ВМЕСТО РЕЛЕ

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

Группа: Cоучастник
Сообщений: 895
Пользователь №: 57791
Регистрация: 21-December 09
Место жительства: Владивосток

Группа: Автор
Сообщений: 3758
Пользователь №: 39917
Регистрация: 30-November 08
Место жительства: Архангельская область

через резистор к МК, либо через драйвер

Это сообщение отредактировал Zlodey — Dec 19 2013, 06:55 AM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 3978
Пользователь №: 96868
Регистрация: 3-December 12
Место жительства: Украина

QUOTE (molotoff @ Dec 19 2013, 01:41 AM)
Здравствуйте.
Делаю сигнализацию на atmega16. От автомобильных реле (40 А) решил отказаться из-за их больших габаритов. Надумал использовать MOSFET транзистор NTD80N02. Маленький, мощный (24В, 80А).
Хотелось бы узнать у профессионалов, могу я подключить этот транзистор сразу на ногу микроконтроллера или же, например, через ULN2003 ? Хватит ли 5 вольт для открытия транзистора?
Спасибо.

Группа: Cоучастник
Сообщений: 271
Пользователь №: 87890
Регистрация: 17-December 11
Место жительства: Санкт-Петербург, Красногвардейский р-н

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

QUOTE (sas_75 @ Dec 19 2013, 04:47 AM)
В даташите указано, что при 10В питания и 5В на затворе сопротивление канала 5,2 миллиОма, поэтому в принципе можно и напрямую управлять им, но между затвором и выводом МК надо бы включить токоограничивающий резистор примерно на 100 Ом. Но лучше развязать, например, через оптопару и открывать транзистор бОльшим напряжением. В этом случае, если вдруг что-то произойдет в нагрузке, МК останется живым.

Группа: Автор
Сообщений: 3758
Пользователь №: 39917
Регистрация: 30-November 08
Место жительства: Архангельская область

Группа: Cоучастник
Сообщений: 239
Пользователь №: 96976
Регистрация: 7-December 12

В предположении что сигнализация для автомобиля, следует заметить что практически все минусом сидит на массе и лучше коммутировать по плюсу. Для этого надо MОSFET с P каналом, например IRF9540.

Это сообщение отредактировал 2n2222 — Dec 19 2013, 11:32 PM

Присоединённое изображение

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

QUOTE (2n2222 @ Dec 20 2013, 12:31 AM)
В предположении что сигнализация для автомобиля, следует заметить что практически все минусом сидит на массе и лучше коммутировать по плюсу. Для этого надо MОSFET с P каналом, например IRF9540.

Чем такой вариант плох?

Группа: Автор
Сообщений: 12811
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

QUOTE (molotoff @ Dec 20 2013, 08:03 PM)
Чем такой вариант плох?
QUOTE (2n2222 @ Dec 20 2013, 12:31 AM)
Для этого надо MОSFET с P каналом, например IRF9540.
QUOTE
0.200 Ohm, P-Channel
QUOTE
N−Channel (5.0 mOm)

Т.е. подведя итоги — 5мОм против 200мОм. Именно поэтому в автомобилях пользуются спросом N-полевики, пусть и в не стандартном включении (с подпиткой)
Вот, например, свечи накала подключены корпусом к минусу, но это не мешает пользовать N-тип

Это сообщение отредактировал Ferrum-1827 — Dec 20 2013, 08:18 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

QUOTE (Ferrum-1827 @ Dec 20 2013, 09:11 PM)
Сравнительный анализ переходного сопротивления N и P полевиков в открытом состоянии вам даст ответ

Группа: Автор
Сообщений: 12811
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

QUOTE (Ferrum-1827 @ Dec 20 2013, 09:28 PM)
Абсолютно верно сказано в данном случае (Р-тип 80А пользуется на 4А).

Группа: Автор
Сообщений: 12811
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Так не прокатит. Либо P с нужным включением, либо N с нужным включением. Гибрида не получится (греться всё будет)

Это сообщение отредактировал Ferrum-1827 — Dec 20 2013, 08:37 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 152
Пользователь №: 80346
Регистрация: 4-May 11

QUOTE (Ferrum-1827 @ Dec 20 2013, 09:37 PM)
Так не прокатит. Либо P с нужным включением, либо N с нужным включением. Гибрида не получится (греться всё будет)

А так прокатит? Теоретически. Примерно.

image

Группа: Автор
Сообщений: 12811
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Вот схема из ДШ. Характеристики читайте. Думаю, видна 5В раскачка (как раз для пик/авр).

Это сообщение отредактировал Ferrum-1827 — Dec 20 2013, 10:10 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Группа: Cоучастник
Сообщений: 1212
Пользователь №: 38679
Регистрация: 2-November 08
Место жительства: Винница

QUOTE
А так прокатит?

Ромашка какая-то "прокатит — не прокатит". Все зависит от частоты требуемой коммутации и вида нагрузки, а мосфит — это прежде всего емкость.
Мосфит с буквой L прекрасно и чисто откроется от логического уровня 3.3 вольта, но, если частота относительно высокая, лучше подстраховаться эмиттерным повторителем.
В том случае, если управляем движком, использовать лучше специализированную микросхему (hip какой-нить) и развязаться от силовой земли оптронами.
Ваш капитан очевидность, однако

Это сообщение отредактировал urry — Dec 20 2013, 10:47 PM

Присоединённое изображение

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Полевой транзистор в автомобиле

Посетители сайта продолжают делиться своими знаниями. На этот раз статью о полевом транзисторе прислал завсегдатай разных форумов по электронике и электрике — ДимаНН.

Начнем с того, что полевой транзистор это далеко не тот, который в поле транзистует, и, вообще, этот термин к сельскому хозяйству никакого отношения не имеет. На самом деле, это не смешно и это определение на полном серьезе и с полным непониманием было услышано от главного в бригаде установщиков доп.оборудования в одном из крутейших дилерских центров Н. Новгорода, который торгует очень даже недешевыми иномарками. Скорее всего, таким людям в связи с дальнейшим развитием автомобильной техники придется поискать другую работу.

Читайте также  СХЕМА ИНДУКЦИОННОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Итак, что же такое полевой транзистор? Попросту говоря это активный полупроводниковый прибор, который может коммутировать ток в неких электрических цепях, при этом управление этой коммутацией производится электрическим полем, а оно, в свою очередь, определяется двумя вещами — напряжением между некими точками внутри этого транзистора и расстоянием между ними. Последнее жестко задано конструкцией транзистора, а вот для первого на нем выведены ноги наружу для подключения.

Короче говоря, ток через этот транзистор напрямую зависит от напряжения на его управляющем электроде — этот электрод называется затвор (по буржуйски GATE), кроме него транзистор имеет еще два вывода: общий провод — исток (по буржуйски SOURSE), и управляемый выход — сток (по буржуйски DRAIN).

Вы скажете: «Короче, Склифосовский, зачем нам это все. ». Так вот, что Вы будете делать, например, если в автомобиле есть «положительный» концевик капота или багажника, а сигнализация имеет только «отрицательный» вход? Или захочется, например, на этот концевик навесить лампочку/линейку светодиодов? Правильно — поставите реле, но не тут то оно было — сразу же загорелась гнусная лампочка на панели приборов. Тогда лезем за мультимарочником/едем на диагностику — ошибка: «Замыкание цепи концевика на +12В», что делать? Вы скажете: «Поставить диод» — правильно, ставим (кстати это тоже не всегда помогает), сбрасываем ошибку, все довольны, клиент уезжает. но через полгода приезжает обратно, сильно ругается матами и т.д. – концевику-то конец, ну не рассчитали производители авто, что на него будут вешать реле, потребляющее несколько десятков миллиампер. Что делать?

Вот тут мы и подошли к главному преимуществу полевого транзистора — он управляется напряжением (а не током, в отличие от реле и своих биполярных собратьев), и почти не потребляет тока из управляющей цепи, то есть, он оказывает гораздо меньшее влияние на нее. Таким образом, если мы подключим вход этого транзистора к нашему концевику, штатная электроника его попросту «не заметит», да и дополнительная нагрузка на концевик будет минимальна.

Это еще не все, совсем забыл. вместо огромной, щелкающей релюшки у нас будет маленькая, почти незаметная плата в термоусадке, аккуратно вмотанная в жгут, да и +12В уже не надо искать/тащить, поскольку даже если в управляющей цепи будет положительный потенциал не 12В, а скажем 5В или даже 3,3В с нагрузочной способностью не менее 20-100КОм (сопротивление мультиметра) нам этого хватит. Опять же потребление снижается, аккумулятор дольше стоит. Согласитесь, преимущества очевидны.

Какие же бывают полевые транзисторы? Их огромное количество видов, различаются по структуре, устройству, технологии изготовления, мощности, коммутируемому току, напряжению, скорости и т.д. Нас, как установщиков доп. оборудования будут интересовать наиболее подходящие нам, и наиболее простые в применении N- и Р — канальные MOSFET транзисторы.

Управляющие и коммутируемые напряжения должны быть не более 20-30В, коммутируемый ток около 10А (этого достаточно не только для подачи сигналов на сигнализацию, но и, например, для управления лампочками указателей поворотов, светодиодными линейками, входами ACC большинства магнитол и т.д.). Для управления входами сигнализаций можно использовать менее мощные транзисторы, но я этим не заморачивался, да к тому же они, как правило, имеют более мелкий и труднопаяемый корпус.

В отдельных случаях могут потребоваться более мощные транзисторы, но, прочитав статью и разобравшись с примерами, читатель сможет самостоятельно подобрать и применить их. Цена подходящих нам транзисторов составляет 10-25 руб. на радиорынке, что даже дешевле автомобильных реле.

Итак, вернемся к нашему концевику (такая система используется, например, на автомобилях Ford). Для этого случая подходит N-канальный MOSFET транзистор фирмы International Rectifier IRF7201 – он имеет следующие параметры:
напряжение сток — исток: не более 30В
напряжение исток — затвор: не более +/-20В
максимальный ток стока (коммутируемый ток): 7А
корпус: SOIC – 8.

При подаче положительного напряжения на затвор этого транзистора относительно истока он «открывается» и «замыкает» сток на исток, его сопротивление (сток-исток) зависит от управляющего напряжения. Рассмотрим его работу на нашем примере с концевиком:

Полевой транзистор в автомобиле

Когда багажник закрыт, провод концевика замкнут на «массу» самим концевиком, на затворе транзистора относительно истока (он подключен к массе) 0В, сток с истоком разомкнуты и на стоке присутствует +12В, приходящие через блок сигнализации. Как только багажник открывается, концевик размыкается и на его проводе появляется +12В, но они «не жесткие», они подаются через резистор в блоке электропакета.

Тока на управление реле не хватит (поэтому второй конец обмотки релюшки вешают на «+», и оно срабатывает когда замкнут концевик, поэтому все время, пока закрыт багажник, жрет в 2-3 раза больше самой сиги), а нашему транзистору ток не нужен (кстати резистор 100 ком не обязателен, так от ложных срабатываний, я его чаще всего не ставлю (надо по ситуации смотреть)). Он открывается этим напряжением и сток замыкается на исток, т. е. на «массу» — сигнализация сработала — её «отрицательный» вход, как и положено, замкнулся на массу.

На выход транзистора можно подключить контрольку (она на рисунке пунктиром) или другую лампочку (например, подсветку сделать) — она будет загораться, как только откроешь багажник. Такие транзисторы есть сдвоенные, например IRF7103.

Другой пример (встречается реже) — нужно что-нибудь включить слаботочным «отрицательным» сигналом. Тогда понадобится P-канальный MOSFET. С ним все наоборот – исток подключается к «+» бортсети, а открывается он, когда на его затвор подается «масса». Схема следующая:

Полевой транзистор в автомобиле

Точно также, если замкнуть вход схемы на массу, то на верхнем выводе лампочки появится +12В, и она загорится. Подходящий транзистор IRF7424, сдвоенный IRF7306.

Объединив два вышеописанных каскада можно получить повторитель — умощнитель. В принципе если применить транзисторы помощнее, то можно и моторчиками с помощью их управлять. А в слаботочных цепях их применение гораздо более выгодно по сравнению с реле.

двухканальный инвертор сигналов концевиков для Ford Fosus 2 Ghia – капот и багажник

На фото двухканальный инвертор сигналов концевиков для Ford Fosus 2 Ghia – капот и багажник. Клиент наотрез отказался ставить CAN–модуль, что же, это его право, хотя и считаю, что на этой машине он уместен — все делает (даже стекла поднимает), а доводчик стекла на нее поставить не такое уж и легкое дело.

На каких полевиках собрать замену эл. реле на 10A?

Мы тут не телепаты (надоело это повторять, но приходится), потому спрошу о том, о чём вы умолчали:
1. Нагрузочная цепь 12 вольт — переменный или постоянный ток?
2. Напряжение питания релюшек управления — сколько вольт?
3. 12-вольтовые нагрузки абсолютно разделены, или могут иметь общий минус/плюс?
4. Реле управления абсолютно разделены, или могут иметь общий плюс/минус?

Как вы понимаете, на эти вопросы можно ответить по-разному, и схемы с учётом этих уточнений тоже будут сугубо разные. Так что без них не обойтись. Кстати, лучшим способом будет дополнить ваш вопрос принципиальной схемой — той, как у вас сделано сейчас.
После этих ваших уточнений можно приступать и к ответу на ваши вопросы.

1. Постоянный ток.
2. 12 вольт
3. И общий и минус и плюс.
4. Так же общий минус и плюс.

Линия питания 12в одна на все. И на реле и на устройства. На текущий момент мне нужен пример коммутации одного устройства. Допустим это моторчик мощный. Сейчас звпускается по тумблеру через реле. А надо по тумблеру через транзистор.

  • Facebook
  • Вконтакте
  • Twitter

И правильным ли будет его включение как на картинке:
5eec992816593924364554.jpeg

Про диод вот так вы имели ввиду?
5eeca625bd874466294881.jpeg

И на счет сопротивления возле сток-исток можно по подробней пожалуйста? Или подсказать как я сам могу расчитать, на что и какие данные из даташита упираться?

P.S. В интернете нет разъяснений толком, еще и много противоречивых данных. Я долгое время обходил стороной транзисторы в радиоэлектронике, просто опасаясь их как тьму. Я хочу понять их.

Григорий Боев, Спасибо, это помогло и я собрал неведому фиговину и она кажется работает)
5eece8c55d746437543937.jpeg

Правдо резисторы местами пришлось поменять, что бы нормально разомкнуто было.

20strannik08, ну это же совершенно очевидно! Вот посмотрите на эту картинку — тут всё наглядно показано:
bo9P2.png
Здесь видна и разница в полярностях питания и управления, и отлично показано, почему при включении нагрузки в цепь истока, ключ полностью не открывается, а на нагрузку попадает только часть Uпит. Ваша схема идентична левой части этой картинки, только сделана на транзисторе другого типа.
Если и по этой картинке непонятно, придётся свою рисовать, а мне лень. Объяснять на словах — это сюжет не для Тостера, придётся писанину разводить не менее чем на страницу. А я и так тут много чего написал.
Собственно, короткий ответ заключается в том, что делать ключ надо не так, как вы договорились с Григорий Боев, а так, как нарисовано в правой части моей картинки. А это та же схема, которую я уже постил в своём ответе:
alt=»24517.jpg» />Только перевёрнутая, о чём я в своём ответе тоже упоминал.
Что-то она не открывается в Тостере. Ну откройте её в отдельной вкладке браузера.
И ещё, в чём неправ Григорий Боев — это в том, что рекомендовал транзистор со слишком большим сопротивлением открытого канала (0,02 Ом). Надо брать с сопротивлением в единицы миллиом, о чём я опять-таки тоже упоминал.

Виктор, несовсем понял вашу мысль. Поэксперементировал по разному, и в итоге вот так работает:
5eee58f303af3030716440.jpeg
Вы про такой вариант включения имели ввиду? Я поразному его включал, он только так работает.

Полевик как оказалось грелся из за того что импульнсый ток через него проходил. Поставил куда надо, на выровненое питание и он стал работать как надо. При нагрузке в 6A все же чуток греется, пришлось поставить маленький радиатор навсякий случай.

P.S. По поводу милиомов на канале у P канального полевика. У нас в городе более или менее с богатым выбором это ЧИП и ДИП, но и там выбор не особо богатый. Взял что было.

20strannik08, я не понимаю, как то, что тут нарисовано, может нормально работать. Разберём по косточкам. Я прошу вас каждый мой отдельный тезис подтверждать или опровергать.
Судя по направлению стрелки, это P-канал, верно или нет?
S — обозначение истока (source), верно?
Для P-канального транзистора на исток должен подаваться плюс, на сток — минус. Если перепутать полярность (вот как на вашей картинке), то транзистор работать не будет, вдобавок встроенный диод откроется и его закоротит, т.е. ключ будет неуправляем и постоянно открыт. Вы по-прежнему утверждаете, что на картинке всё правильно?
Нет, раз уж у вас там что-то работает, то спрошу по-другому — то, что нарисовано на вашей схеме, действительно соответствует тому, что спаяно в устройстве, или всё-таки там сделано по-другому?

И это далеко не все мои вопросы, это только начало.

Виктор, Я еще раз сверился с даташитом и чет тупанул. Я все неверно нарисовал. Вот схема того, как это все сейчас подключено, прошу прощения.
1. G(Gate) Затвор
2. D(Drain) Сток
3. S(Source) Исток

— Резистор на 200к подобрал экспериментально, это максимальное сопротивление возможное при котором полевик не залипает в открытом состоянии когда на него питание перестает поступать.
— На счет неверной подачи питания через сток-исток, да я уже заметил что просто на кз пропускает все.
5eeee3f5708af663658922.jpeg
P.S. Я уже оптрон подключил к транзистору, и все тоже успешно работает. Но по даташиту я так и не нашел сколько подавать на светодиод. В даташите только написано что max-50ma. И при 12в я поставил резистор на 360om, что примерно соответствует 25ma. Скажите это нормально или много для оптрона? Я пробовал батарейку маленькую от часов на 1.5в подавать, и оптрон этот так же открывает свой транзистор, но при этом потребил 40ma, возможно светодиодик там на 1.2v но это предположение. Я боюсь не многовато ли 25ma? И если я подам меньше(1-7ma) не будет ли хуже работать оптрон?

Читайте также  СХЕМА MP3 ПЛЕЕРА

А что сюда еще было бы правильным добавить или изменить на ваш взгляд?

Ок тыкну на 20к

Мне так проще через контакт. Что бы потом не путаться во всем этом. На самом деле от релешки одной я уже отказался и полностью заменил на полевик, но с оптроном. Термостат в оптрон подает свои 12в. Прозвонив цепь. Ненащупал связи ни на плюсе ни на минусе с общим питанием, хотя запитывается все от одного ситочника. Навсякий отпрон прилепил.
5eef5a8d1d8d3629035647.jpeg
Не знаю парвильно ли я его пририсовал. Но на плате стоит как надо.

С остальными реле все просто, там различные цепи включаются по кнопочному переключателю, которые коммутируют релешки. Нагрузка различная от 2 до 5а. Сам переключатель такую нагрузку не вывезет.

Правильную схему я уже давал, вставлю её ещё раз:
21fkygt0kk.PNGКак видите, никакой разницы с вашей схемой, кроме резистора R2. Он служит для снижения тока перезаряда затворной ёмкости, это позволяет ослабить некоторые неприятные нюансы работы полевого ключа (он ведь очень скоростной, и R2 чуток замедляет его работу). Ещё один полезный элемент, устраняющий опасные режимы ключа, который не отображён на моей схеме — это 15-вольтовый стабилитрон параллельно резистору R1. Он защитит от пробоя затворную изоляцию ключа (она очень тонкая и пробивается при 20. 25 вольт даже от статического электричества при прикосновении к схеме пальцем, а стабилитрон не даёт затворному напряжению подняться до такой величины).

На моей схеме применён N-канальный ключ, на вашей — P-канальный. Разницей это не считается, поскольку принцип совершенно одинаковый и одна превращается в другую заменой N<->P и сменой полярности питания на обратную. Но есть парочка нюансов. Во-первых, у N-ключей лучше ключевые свойства (меньше сопротивление открытого канала, чем у P, поэтому они меньше греются), из-за чего они чаще применяются, производятся в большем количестве типов и поэтому доступнее в выборе. Я не понимаю, с чего вам взбрендило делать полевой ключ именно на P-канальном транзисторе. Впрочем, одна догадка у меня есть — видимо, вам обязательно надо, чтобы один из концов нагрузки был заземлён, а при применении N-ключа нагрузка была бы подключена не к земле (-12), а к +12. Я угадал?
Ну и последнее: если схема управления ключом и нагрузочная цепь питаются от общего 12-вольтового источника, то ни реле, ни оптрон в ней не нужны, и управляющий сигнал можно без этих лишних элементов подавать сразу на затвор (желательно через резистор R2). Я уже упоминал про это, и считаю полезным повторить.

Да, все завязано и все связано с минусом. Там очень много нюансов, но в целом, завязка на минусе наиболее целеобразное решение. Это многосоставное устройство, в целом нечто среднее между чпу и автоматикой.
Но вот еще хотел спросить, если запаралелить два идиентичных полевика, это уменьшит сопротивление и тепловыделение?

UPD.
Уже неактуально. Подобрал резисторы на затвор так что бы там было как можно ближе к 12в. Ключ теперь полностью открывается и вообще перестал греться. Все же радиатор для него лишний оказался. В реальных условиях его нагрузка это 6а. 10а это теоретический запас что бы было.

В любом случае спасибо за развернутые ответы, они очень сильно помогли.

Если цепь нагрузки допускает общий провод с цепью управления (а ещё лучше — и общее питание), то вам годится вот такая схема:
alt=»24517.jpg» />
Но тут есть нюанс — обратите внимание, что в исходной схеме с реле с общим проводом соединён минус нагрузки, а в схеме с полевым N-канальным транзистором — плюс. Датчик, создающий управляющий сигнал, тоже перевёрнут аналогичным образом. Если ваша система позволяет так переключить нагрузку и датчик, то так и используйте. Если не позволяет — тогда вместо N-канального транзистора в ней придётся применить P-канальный (схема при этом переворачивается, не меняясь по принципу, и плюс меняется на минус).

Теперь про вариант, когда общий провод у цепей нагрузки и управления не допускается. Тогда придётся воспользоваться оптроном :
21fkygt0kk.PNG

Ну и насчёт мощного полевика, который выдержит ток более 10 ампер. Сопротивление полевого ключа в открытом состоянии очень маленькое — сотые доли ома, а то и миллиомы. Если задать это сопротивление равным 10 миллиом, то при токе 10 ампер на транзисторе будет рассеиваться тепловая мощность 0,01*10=0,1 Вт, одна десятая ватта. Такую мощность полевик рассеет без перегрева, даже если его не снабдить радиатором, за счёт одного только собственного корпуса и выводов.
Какой же это полевик? Есть специальные сервисы по подбору электронных компонентов по их параметрам. Я взял первый попавшийся, завёл туда сопротивление канала менее 10 миллиом, максимальное напряжение стока не менее 100 вольт, максимальный ток стока более 25 ампер, канал N-типа, и получил вот такой список:

IRFS150
IRFS540
SSH60N10
SSH60N10A
IRFP251
SSH40N15
SSH40N15A
BUZ900X4S
MNT-LB32N16
MNT-LB32N16-C4
KMB050N60P
KF50N06P
IPB009N03L
FDMS2506SDC
2SK3811
NP110N03PUG I
RLB3034
IRLB3034PBF
IRFP4004
RJK0406JPE

Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 1

О какой нагрузке идет речь? Да о любой — релюшки, лампочки, соленоиды, двигатели, сразу несколько светодиодов или сверхмощный силовой светодиод-прожектор. Короче, все что потребляет больше 15мА и/или требует напряжения питания больше 5 вольт.

Вот взять, например, реле. Пусть это будет BS-115C. Ток обмотки порядка 80мА, напряжение обмотки 12 вольт. Максимальное напряжение контактов 250В и 10А.

Подключение реле к микроконтроллеру это задача которая возникала практически у каждого. Одна проблема — микроконтроллер не может обеспечить мощность необходимую для нормальной работы катушки. Максимальный ток который может пропустить через себя выход контроллера редко превышает 20мА и это еще считается круто — мощный выход. Обычно не более 10мА. Да напряжение у нас тут не выше 5 вольт, а релюшке требуется целых 12. Бывают, конечно, реле и на пять вольт, но тока жрут больше раза в два. В общем, куда реле не целуй — везде жопа. Что делать?

Первое что приходит на ум — поставить транзистор. Верное решение — транзистор можно подобрать на сотни миллиампер, а то и на амперы. Если не хватает одного транзистора, то их можно включать каскадами, когда слабый открывает более сильный.

Поскольку у нас принято, что 1 это включено, а 0 выключено (это логично, хотя и противоречит моей давней привычке, пришедшей еще с архитектуры AT89C51), то 1 у нас будет подавать питание, а 0 снимать нагрузку. Возьмем биполярный транзистор. Реле требуется 80мА, поэтому ищем транзистор с коллекторным током более 80мА. В импортных даташитах этот параметр называется Ic, в наших Iк. Первое что пришло на ум — КТ315 — шедевральный совковый транзистор который применялся практически везде :) Оранжевенький такой. Стоит не более одного рубля. Также прокатит КТ3107 с любым буквенным индексом или импортный BC546 (а также BC547, BC548, BC549). У транзистора, в первую очередь, надо определить назначение выводов. Где у него коллектор, где база, а где эмиттер. Сделать это лучше всего по даташиту или справочнику. Вот, например, кусок из даташита:

Обратите внимание на коллекторный ток — Ic = 100мА (Нам подоходит!) и маркировку выводов.

Цоколевка нашего КТ315 определяется так

Если смотреть на его лицевую сторону, та что с надписями, и держать ножками вниз, то выводы, слева направо: Эмиттер, Колектор, База.

Берем транзистор и подключаем его по такой схеме:

Коллектор к нагрузке, эмиттер, тот что со стрелочкой, на землю. А базу на выход контроллера.

Транзистор это усилитель тока, то есть если мы пропустим через цепь База-Эмиттер ток, то через цепь Колектор-Эмиттер сможет пройти ток равный входному, помноженному на коэффициент усиления hfe.
hfe для этого транзистора составляет несколько сотен. Что то около 300, точно не помню.

Максимальное напряжение вывода микроконтроллера при подаче в порт единицы = 5 вольт (падением напряжения в 0.7 вольт на База-Эмиттерном переходе тут можно пренебречь). Сопротивление в базовой цепи равно 10000 Ом. Значит ток, по закону Ома, будет равен 5/10000=0.0005А или 0.5мА — совершенно незначительный ток от которого контроллер даже не вспотеет. А на выходе в этот момент времени будет Ic=Ibe*hfe=0.0005*300 = 0.150А. 150мА больше чем чем 100мА, но это всего лишь означает, что транзистор откроется нараспашку и выдаст максимум что может. А значит наша релюха получит питание сполна.

Все счастливы, все довольны? А вот нет, есть тут западло. В реле же в качестве исполнительного элемента используется катушка. А катушка имеет неслабую индуктивность, так что резко оборвать ток в ней невозможно. Если это попытаться сделать, то потенциальная энергия, накопленная в электромагнитом поле, вылезет в другом месте. При нулевом токе обрыва, этим местом будет напряжение — при резком прерывании тока, на катушке будет мощный всплеск напряжения, в сотни вольт. Если ток обрывается механическим контактом, то будет воздушный пробой — искра. А если обрывать транзистором, то его просто напросто угробит.

Надо что то делать, куда то девать энергию катушки. Не проблема, замкнм ее на себя же, поставив диод. При нормальной работе диод включен встречно напряжению и ток через него не идет. А при выключении напряжение на индуктивности будет уже в другую сторону и пройдет через диод.

Правда эти игры с бросками напряжения гадским образом сказываются на стабильности питающей сети устройства, поэтому имеет смысл возле катушек между плюсом и минусом питания вкрутить электролитический конденсатор на сотню другую микрофарад. Он примет на себя большую часть пульсации.

Красота! Но можно сделать еще лучше — снизить потребление. У реле довольно большой ток срывания с места, а вот ток удержания якоря меньше раза в три. Кому как, а меня давит жаба кормить катушку больше чем она того заслуживает. Это ведь и нагрев и энергозатраты и много еще чего. Берем и вставляем в цепь еще и полярный конденсатор на десяток другой микрофарад с резистором. Что теперь получается:

При открытии транзистора конденсатор С2 еще не заряжен, а значит в момент его заряда он представляет собой почти короткое замыкание и ток через катушку идет без ограничений. Недолго, но этого хватает для срыва якоря реле с места. Потом конденсатор зарядится и превратится в обрыв. А реле будет питаться через резистор ограничивающий ток. Резистор и конденсатор следует подбирать таким образом, чтобы реле четко срабатывало.
После закрытия транзистора конденсатор разряжается через резистор. Из этого следует встречное западло — если сразу же попытаться реле включить, когда конденсатор еще не разрядился, то тока на рывок может и не хватить. Так что тут надо думать с какой скоростью у нас будет щелкать реле. Кондер, конечно, разрядится за доли секунды, но иногда и этого много.

Добавим еще один апгрейд.
При размыкании реле энергия магнитного поля стравливается через диод, только вот при этом в катушке продолжает течь ток, а значит она продолжает держать якорь. Увеличивается время между снятием сигнала управления и отпаданием контактной группы. Западло. Надо сделать препятствие протеканию тока, но такое, чтобы не убило транзистор. Воткнем стабилитрон с напряжением открывания ниже предельного напряжения пробоя транзистора.
Из куска даташита видно, что предельное напряжение Коллектор-База (Collector-Base voltage) для BC549 составляет 30 вольт. Вкручиваем стабилитрон на 27 вольт — Profit!

В итоге, мы обеспечиваем бросок напряжения на катушке, но он контроллируемый и ниже критической точки пробоя. Тем самым мы значительно (в разы!) снижаем задержку на выключение.

Вот теперь можно довольно потянуться и начать мучительно чесать репу на предмет того как же весь этот хлам разместить на печатной плате… Приходится искать компромиссы и оставлять только то, что нужно в данной схеме. Но это уже инженерное чутье и приходит с опытом.

Разумеется вместо реле можно воткнуть и лампочку и соленоид и даже моторчик, если по току проходит. Реле взято как пример. Ну и, естественно, для лампочки не потребуется весь диодно-конденсаторный обвес.

Читайте также  Схема подключения греющего кабеля теплого пола

Пока хватит. В следующий раз расскажу про Дарлингтоновские сборки и MOSFET ключи.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

186 thoughts on “Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 1”

Полевики , щас сам сижу над IRF540 издеваюсь от скуки , блин при частоте 36 кHZ просто работает как электроплита на нём можно яйца варить , и никакой радиатор не помогает, а хотя ток коммутации 0.2 А , а при постоянном состоянии замкнут так до двух ампер гонял и ни фига ему ни делается.

Эм-м-м.. А почему «постоянного тока»? Контактам реле какая разница то? =)

Реле и есть та самая мощная нагрузка :)

А.. Точно =) а то я глянул по диагонали =) И решил что ты собрался не меньше как ТЭНами рулить =)

Контактам нет, катушке — да

извиняюсь на 1 мег , у мя была частота он грелся , а 36 кило , негрелся

Ну дык. 1мег, что ты хочешь от мосфета. Он на такой частоте не успевал ни открыться ни закрыться толком. Был где то посредине и грелся, т.к. превращался в обычную активную нагрузку с сопротивлением.

третьего дня у меня закончился запас кт315 (протерял остатки в своём бардаке)))

пошёл по паре радиомагазах в округе. мне говорят — «запасы кт315 иссякли, новых не будет, берите кт3102» (

Транзисторные ключи: схема, принцип работы и особенности

Микроконтроллерами можно производить управление мощными устройствами – лампами накаливания, нагревательными ТЭНами, даже электроприводами. Для этого используются транзисторные ключи – устройства для коммутации цепи. Это универсальные приборы, которые можно применить буквально в любой сфере деятельности – как в быту, так и в автомобильной технике.

Что такое электронный ключ?

транзисторные ключи

Ключ – это, если упростить, обыкновенный выключатель. С его помощью замыкается и размыкается электрическая цепь. У биполярного транзистора имеется три вывода:

  1. Коллектор.
  2. Эмиттер.
  3. База.

На биполярных полупроводниках строятся электронные ключи – конструкция простая, не требует наличия большого количества элементов. При помощи переключателя осуществляется замыкание и размыкание участка цепи. Происходит это с помощью сигнала управления (который вырабатывает микроконтроллер), подаваемого на базу транзистора.

Коммутация нагрузки

Простыми схемами на транзисторных ключах можно производить коммутацию токов в интервале 0,15. 14 А, напряжений 50. 500 В. Все зависит от конкретного типа транзистора. Ключ может производить коммутацию нагрузки 5-7 кВт при помощи управляющего сигнала, мощность которого не превышает сотни милливатт.

транзисторные ключи схема

Можно применять вместо транзисторных ключей простые электромагнитные реле. У них имеется достоинство – при работе не происходит нагрев. Но вот частота циклов включения и отключения ограничена, поэтому использовать в инверторах или импульсных блоках питания для создания синусоиды их нельзя. Но в общем принцип действия ключа на полупроводниковом транзисторе и электромагнитного реле одинаков.

Электромагнитное реле

Реле – это электромагнит, которым производится управление группой контактов. Можно провести аналогию с обычным кнопочным выключателем. Только в случае с реле усилие берется не от руки, а от магнитного поля, которое находится вокруг катушки возбуждения. Контактами можно коммутировать очень большую нагрузку – все зависит от типа электромагнитного реле. Очень большое распространение эти устройства получили в автомобильной технике – с их помощью производится включение всех мощных потребителей электроэнергии.

транзисторные ключи принцип работы

Это позволяет разделить все электрооборудование автомобиля на силовую часть и управляющую. Ток потребления у обмотки возбуждения реле очень маленький. А силовые контакты имеют напыление из драгоценных или полудрагоценных металлов, что исключает вероятность появления дуги. Схемы транзисторных ключей на 12 вольт можно применять вместо реле. При этом улучшается функциональность устройства – включение бесшумное, контакты не щелкают.

Выводы электромагнитного реле

Обычно в электромагнитных реле имеется 5 выводов:

  1. Два контакта, предназначенных для управления. К ним подключается обмотка возбуждения.
  2. Три контакта, предназначенных для коммутации. Один общий контакт, который нормально замкнут и нормально разомкнут с остальными.

В зависимости от того, какая схема коммутации применяется, используются группы контактов. Полевой транзисторный ключ имеет 3-4 контакта, но функционирование происходит таким же примерно образом.

Как работает электромагнитное реле

расчет транзисторного ключа

Принцип работы электромагнитного реле довольно простой:

  1. Обмотка через кнопку соединяется с питанием.
  2. В разрыв цепи питания потребителя включаются силовые контакты реле.
  3. При нажатии на кнопку подается питание на обмотку, происходит притягивание пластины и замыкание группы контактов.
  4. Подается ток на потребителя.

Примерно по такой же схеме транзисторные ключи работают – нет только группы контактов. Их функции выполняет кристалл полупроводника.

Проводимость транзисторов

Один из режимов работы транзистора – ключевой. По сути, он выполняет функции выключателя. Затрагивать схемы усилительных каскадов нет смысла, они не относятся к этому режиму работы. Полупроводниковые триоды применяются во всех типах устройств – в автомобильной технике, в быту, в промышленности. Все биполярные транзисторы могут иметь такой тип проводимости:

  1. P-N-P.
  2. N-P-N.

К первому типу относятся полупроводники, изготовленные на основе германия. Эти элементы получили широкое распространение более полувека назад. Чуть позже в качестве активного элемента начали использовать кремний, у которого проводимость обратная – n-p-n.

транзисторный ключ 12 Вольт схема

Принцип работы у приборов одинаков, отличаются они только лишь полярностью питающего напряжения, а также отдельными параметрами. Популярность у кремниевых полупроводников на данный момент выше, они почти полностью вытеснили германиевые. И большая часть устройств, включая транзисторные ключи, изготавливаются на биполярных кремниевых элементах с проводимостью n-p-n.

Транзистор в режиме ключа

Транзистор в режиме ключа выполняет те же функции, что и электромагнитное реле или выключатель. Ток управления протекает следующим образом:

  1. От микроконтроллера через переход «база — эмиттер».
  2. При этом канал «коллектор — эмиттер» открывается.
  3. Через канал «коллектор — эмиттер» можно пропустить ток, величина которого в сотни раз больше, нежели базового.

управление транзисторным ключом

Особенность транзисторных переключателей в том, что частота коммутации намного выше, нежели у реле. Кристалл полупроводника способен за одну секунду совершить тысячи переходов из открытого состояния в закрытое и обратно. Так, скорость переключения у самых простых биполярных транзисторов — около 1 млн раз в секунду. По этой причине транзисторы используют в инверторах для создания синусоиды.

Принцип работы транзистора

Элемент работает точно так же, как и в режиме усилителя мощности. По сути, к входу подается небольшой ток управления, который усиливается в несколько сотен раз за счет того, что изменяется сопротивление между эмиттером и коллектором. Причем это сопротивление зависит от величины тока, протекающего между эмиттером и базой.

В зависимости от типа транзистора меняется цоколевка. Поэтому, если вам нужно определить выводы элемента, нужно обратиться к справочнику или даташиту. Если нет возможности обратиться к литературе, можно воспользоваться справочниками для определения выводов. Еще есть особенность у транзисторов – они могут не полностью открываться. Реле, например, могут находиться в двух состояниях – замкнутом и разомкнутом. А вот у транзистора сопротивление канала «эмиттер — коллектор» может меняться в больших пределах.

Пример работы транзистора в режиме ключа

Коэффициент усиления – это одна из основных характеристик транзистора. Именно этот параметр показывает, во сколько раз ток, протекающий по каналу «эмиттер — коллектор», выше базового. Допустим, коэффициент равен 100 (обозначается этот параметр h21Э). Значит, если в цепь управления подается ток 1 мА (ток базы), то на переходе «коллектор — эмиттер» он будет 100 мА. Следовательно, произошло усиление входящего тока (сигнала).

работа транзисторного ключа

При работе транзистор нагревается, поэтому он нуждается в пассивном или активном охлаждении – радиаторах и кулерах. Но нагрев происходит только в том случае, когда проход «коллектор — эмиттер» открывается не полностью. В этом случае большая мощность рассеивается – ее нужно куда-то девать, приходится «жертвовать» КПД и выпускать ее в виде тепла. Нагрев будет минимальным только в тех случаях, когда транзистор закрыт или открыт полностью.

Режим насыщения

У всех транзисторов имеется определенный порог входного значения тока. Как только произойдет достижение этого значения, коэффициент усиления перестает играть большую роль. При этом выходной ток не изменяется вообще. Напряжение на контактах «база — эмиттер» может быть выше, нежели между коллектором и эмиттером. Это состояние насыщения, транзистор открывается полностью. Режим ключа говорит о том, что транзистор работает в двух режимах – либо он полностью открыт, либо же закрыт. Когда полностью перекрывается подача тока управления, транзистор закрывается и перестает пропускать ток.

Практические конструкции

транзисторный ключ полевой

Практических схем использования транзисторов в режиме ключа очень много. Нередко их используют для включения и отключения светодиодов с целью создания спецэффектов. Принцип работы транзисторных ключей позволяет не только делать «игрушки», но и реализовывать сложные схемы управления. Но обязательно в конструкциях необходимо использовать резисторы для ограничения тока (они устанавливаются между источником управляющего сигнала и базой транзистора). А вот источником сигнала может быть что угодно – датчик, кнопочный выключатель, микроконтроллер и т. д.

Работа с микроконтроллерами

При расчете транзисторного ключа нужно учитывать все особенности работы элемента. Для того чтобы работала система управления на микроконтроллере, используются усилительные каскады на транзисторах. Проблема в том, что выходной сигнал у контроллера очень слабый, его не хватит для того, чтобы включить питание на обмотку электромагнитного реле (или же открыть переход очень мощного силового ключа). Лучше применить биполярный транзисторный ключ, которым произвести управление MOSFET-элементом.

Применяются несложные конструкции, состоящие из таких элементов:

  1. Биполярный транзистор.
  2. Резистор для ограничения входного тока.
  3. Электромагнитное реле.
  4. Источник питания 12 вольт.

Диод устанавливается параллельно обмотке реле, он необходим для того, чтобы предотвратить пробой транзистора импульсом с высоким ЭДС, который появляется в момент отключения обмотки.

Сигнал управления вырабатывается микроконтроллером, поступает на базу транзистора и усиливается. При этом происходит подача питания на обмотку электромагнитного реле – канал «коллектор — эмиттер» открывается. При замыкании силовых контактов происходит включение нагрузки. Управление транзисторным ключом происходит в полностью автоматическом режиме – участие человека практически не требуется. Главное – правильно запрограммировать микроконтроллер и подключить к нему датчики, кнопки, исполнительные устройства.

Использование транзисторов в конструкциях

Нужно изучать все требования к полупроводникам, которые собираетесь использовать в конструкции. Если планируете проводить управление обмоткой электромагнитного реле, то нужно обращать внимание на его мощность. Если она высокая, то использовать миниатюрные транзисторы типа КТ315 вряд ли получится: они не смогут обеспечить ток, необходимый для питания обмотки. Поэтому рекомендуется в силовой технике применять мощные полевые транзисторы или сборки. Ток на входе у них очень маленький, зато коэффициент усиления большой.

биполярный транзисторный ключ

Не стоит применять для коммутации слабых нагрузок мощные реле: это неразумно. Обязательно используйте качественные источники питания, старайтесь напряжение выбирать таким, чтобы реле работало в нормальном режиме. Если напряжение окажется слишком низким, то контакты не притянутся и не произойдет включение: величина магнитного поля окажется маленькой. Но если применить источник с большим напряжением, обмотка начнет греться, а может и вовсе выйти из строя.

Обязательно используйте в качестве буферов транзисторы малой и средней мощности при работе с микроконтроллерами, если необходимо включать мощные нагрузки. В качестве силовых устройств лучше применять MOSFET-элементы. Схема подключения к микроконтроллеру такая же, как и у биполярного элемента, но имеются небольшие отличия. Работа транзисторного ключа с использованием MOSFET-транзисторов происходит так же, как и на биполярных: сопротивление перехода может изменяться плавно, переводя элемент из открытого состояния в закрытое и обратно.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: