интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике. Ограничитель тока на полевом транзисторе схема


Ограничитель тока на транзисторе от коротких замыканий

Ограничитель тока на транзисторе — защита выхода от коротких замыканий

Ограничитель тока на транзисторе-1Ограничитель тока на транзисторе-1

Ограничитель тока на транзисторе — для питания внешних устройств или подсистем многим изделиям требуется дополнительный выход постоянного напряжения. Если такие подсистемы рассчитаны на горячее подключение, дополнительный выход должен быть защищен от коротких замыканий. Схемы, в которых используются предохранители, медленны, а падающее на предохранителях напряжение может влиять на основную систему. Очень дешевая схема, обеспечивающая импульсное ограничение тока, показана на Рисунке 1. Схема может реагировать на кратковременные или постоянные короткие замыкания выхода.

Ограничитель тока на транзисторе-2Ограничитель тока на транзисторе-2

Основные элементы примененные в схеме

Единственный побочный эффект, создаваемый схемой на входной шине, — небольшой провал напряжения (сотни милливольт в течение сотен микросекунд). Основные элементы, использованные в устройстве — это инвертор с триггером Шмитта U1 (74НС14), транзисторный ключ Q2 и токоизмерительный резистор Rsense. Напряжение питания VIN этой схемы равно 12 В, а расчетный максимальный ток нагрузки — 0.6 А. В нормальном режиме работы, когда ток нагрузки не превышает 500 мА, транзистор Q1 закрыт. Напряжение в точках V1 и V2 равно нулю, С1 разряжен, а напряжение в узле V3 равно 5 В. Транзисторы Q3 и Q2 включены, и выходное напряжение VOUT= 12B.

Если ток нагрузки превысит 0.6 А, транзистор Q1 включится, напряжение V1 увеличится, и конденсатор С1 будет заряжаться через диод D1 с небольшой постоянной времени C1хR1. Когда напряжение V2 превысит верхний порог переключения 74НС14, напряжение в точке V3 упадет практически до нуля, транзистор Q3 закроется и выключит Q2, в результате чего протекание тока через нагрузку прекратится. Вслед за ним выключится транзистор Q1, напряжение в узле V1 станет низким, и конденсатор С1 начнет заряжаться с большой постоянной времени, равной С1хR2. По истечении промежутка времени, зависящего от С1 и R2, напряжение в узле V2 станет низким, в узле V3 — высоким, и проходной транзистор Q2 откроется.

Принцип работы устройства

В случае продолжительного замыкания выхода этот процесс периодического импульсного включения и выключения продолжится. При больших токах нагрузки ограничитель тока на транзисторе может получить проблемы, связанные с большой мощностью, рассеиваемой на резисторе Rsense. В связи с этим Q1 можно заменить монитором тока верхнего плеча (таким, например, как ZXCT1021) и внести соответствующие изменения в схему. D2 выполняет защитную функцию, разряжая конденсатор С1 при выключении питания. Транзистор Q2 должен выдерживать достаточный ток (желательно от 4 до 5 А). Разработчики также должны не забывать о разбросе пороговых напряжений триггера Шмитта.

Уменьшение падения напряжения

Для снижения прямого падения напряжения Q2 можно заменить р-канальным MOSFET. При более высоких напряжениях (например, 24 В) необходимо обеспечить защиту промежутка затвор-исток MOSFET: это напряжение не должно превышать пробивного напряжения стабилитрона. Когда выход был закорочен резистором 1 Ом, напряжение в точке V2 начало изменяться по пилообразному закону между пиковыми значениями 2 В и 3.2 В с временем нарастания 500 мкс и временем спада 1 с. Амплитуда импульса выходного тока была равна примерно 1.5 А при длительности 500 мкс, а провал входного напряжения составлял 0.2 В в течение тех же 500 мкс. Чтобы сократить длительность импульса тока короткого замыкания, емкость конденсатора С1 можно уменьшить (скажем, до 0.47 mkO).

usilitelstabo.ru

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике › Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока [страница - 22] | Самоучители по инженерным программам

Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного тока

Ощутимым недостатком плавких предохранителей является их одноразовость, необходимость последующей ручной замены на другой предохранитель, рассчитанный на тот же ток защиты. Зачастую, когда под рукой нет подходящего, используют предохранители на другой ток или более того, ставят самодельные (суррогатные) предохранители или просто массивные перемычки, что крайне негативно отражается на надежности работы аппаратуры и небезопасно в пожарном отношении.

Обеспечить автоматическую многоразовую защиту устройства и одновременно повысить ее быстродействие можно за счет использования электронных предохранителей. Эти устройства можно подразделить на два основных класса: первые из них самовосстанавливают цепь питания после устранения причин аварии, вторые – только после вмешательства человека. Известны также устройства с пассивной защитой – при аварийном режиме они только индицируют световым или звуковым сигналом о наличии опасной ситуации.

Для защиты радиоэлектронных устройств от перегрузок по току обычно используют резистивные или полупроводниковые датчики тока, включенные последовательно в цепь нагрузки. Как только падение напряжения на датчике тока превысит заданный уровень, срабатывает защитное устройство, отключающее нагрузку от источника питания. Преимуществом такого способа защиты является то, что величину тока срабатывания защиты можно легко изменять. Чаще всего этого достигают с помощью датчика тока.

Другим эффективным методом защиты нагрузки является ограничение величины предельного тока через нее. Даже при наличии в цепи нагрузки короткого замыкания ток ни при каких обстоятельствах не сможет превысить заданный уровень и повредить нагрузку. Для ограничения предельного тока нагрузки используют генераторы стабильного тока.

Схемы простой автоматической защиты радиоэлектронных устройств от перегрузок по току представлены на рис. 5.1 и 5.2 [5.1]. Работа устройств такого типа (стабилизатор тока на основе полевого транзистора) подробно рассматривалась ранее в главе 5 (книга 2). Ток нагрузки при использовании такого ограничителя не сможет превысить начального тока стока полевого транзистора. Величину этого тока можно задавать подбором типа транзистора, например, для приведенного на схеме транзистора типа КП302В максимальный ток через нагрузку не превысит значения 30…50 мА. Увеличить значение этого тока можно параллельным включением нескольких транзисторов.

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике › Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного токаРис. 5.1. Ограничение предельного тока нагрузки при помощи полевого транзистора

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике › Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного токаРис. 5.2. Транзисторный ограничитель предельного тока через нагрузку

В ограничителе тока нагрузки (рис. 5.2) работают обычные биполярные транзисторы с коэффициентом передачи по току не менее 80… 100. Входное напряжение через резистор R1 поступает на базу транзистора VT1 и открывает его. Транзистор работает в режиме насыщения, поэтому большая часть входного напряжения поступает на выход источника питания. При токе меньше порогового транзистор VT2 закрыт, и светодиод HL1 не горит. Резистор R3 выполняет роль датчика тока. Как только падение напряжения на нем превысит порог открывания транзистора VT2, он откроется, включится светодиод HL1, а транзистор VT1, напротив, начнет закрываться, и ток через нагрузку ограничится.

При указанных на схеме номиналах элементов ток короткого замыкания равен (0.7 В)/(3.6 Ом)=0.2…0.23 А.

Иллюстрированный самоучитель по схемотехнике › Электронные предохранители и ограничители постоянного и переменного токаРис. 5.3. Схема электронного предохранителя на полевом транзисторе VT1

samoychiteli.ru

Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 20 сентября, 2014

     Всем известно, что глубокая разрядка аккумуляторных батарей резко уменьшает срок эксплуатации последних. Для того чтобы исключить такой режим работы аккумуляторов применяют различные схемы – ограничители разрядки. С появлением микросхем и мощных полевых переключательных транзисторов такие схемы стали иметь небольшие габариты, стали более экономичными.

Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи, shema1

     Схема ограничителя, ставшая уже классической, показана на рисунке 1, ее можно встретить во многих схемах радиолюбителей. Устройство предназначено для работы в составе бесперебойного источника питании домашнего инкубатора. Полевой транзистор VT1 – IRF4905 в данной схеме выполняет функцию ключа, а микросхема КР142ЕН19 является компаратором напряжения.

     При замыкании контактов К1, это контакты реле, которые подключают аккумулятор при отсутствии напряжения сети 220В, на схему подается напряжение с аккумуляторной батареи GB1, но так как сам по себе транзисторный ключ открыться не может, то для его запуска введены два дополнительных элемента – С1 и R2. И так, при появлении напряжения на входе, начинает заряжать конденсатор С1. В первый момент начала его заряда затвор транзистора оказывается зашунтирован этим конденсатором на общий провод схемы. Транзистор открывается и если напряжение на аккумуляторной батарее находится выше установленного на компараторе порога, он остается открытым и далее, если же напряжение ниже…, то транзистор сразу же закрывается. Порог отключения аккумулятора от нагрузки устанавливается резистором R3. Компаратор работает следующим образом. По мере разряда аккумуляторной батареи напряжение на выводе 1 микросхемы DA1 КР142ЕН19 будет уменьшаться и как только оно приблизится к опорному напряжению данной микросхемы -2,5В, начнет увеличиваться напряжение на ее выводе 3, что соответствует уменьшению напряжения на участке исток-затвор транзистора VT1. Транзистор начнет закрываться, что приведет к еще большему уменьшению напряжению на выводе 1 DA1. Возникает лавинообразный процесс закрывания VT1. В результате этого нагрузка будет отсоединена от аккумулятора. Ток нагрузки, коммутируемый данным транзистором, может быть увеличен в разы при условии соблюдения теплового режима транзистора. Я имею в виду установку его на радиатор, но не забывайте, что при температуре кристалла 100°С, максимальный ток стока уменьшается до 52А. Мощность стока транзистора 200Вт дана в справочнике для температуры 25°С.

     Резистор R1 нужен для создания необходимого тока через микросхему, который должен быть не менее одного миллиампера. Конденсаторы С1 и С3 блокировочные. R4 это сопротивление нагрузки. Если последовательно с нагрузкой включить диод, лучше с барьером Шоттки, то можно ввести в данную схему индикатор перехода работы на аккумуляторную батарею – светодиод HL1. Для экономии энергии батареи в качестве индикатора лучше взять сверхъяркий светодиод и подобрать номинал резистора R по нужной яркости.

Рисунок печатной платы ограничителя разряда аккумулятора скачать можно здесь.

Скачать “Ограничитель разрядки аккумуляторной батареи” Ogran-zaryda-akkum.rar – Загружено 1 раз – 6 KB

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

Просмотров:10 213

www.kondratev-v.ru

Транзисторный ключ с защитой по току

Опубликовал admin | Дата 19 августа, 2017

Ключи на полевых транзисторах широко используются для коммутации различных нагрузок, как маломощных с низким питающим напряжением, так и потребляющих десятки ампер от сети в сотни вольт. В связи с этим возникает необходимость защиты, как самого ключа, так и схемы его управления от аварийных ситуаций.

На сайте уже были статьи, посвященные транзисторным ключам, например, «Транзисторный ключ переменного тока». Этот ключ предназначен для коммутации активной нагрузки в цепи переменного тока. Он имеет оптическую развязку с управляющей схемой, и его схема содержит два КМОП транзистора. Еще одна статья, это «Транзисторный ключ с оптической разрядкой», ключ так же имеет оптическую развязку, собран на биполярных транзисторах и имеет защиту самого ключа от коротких замыканий в цепи нагрузки.

На рисунке 1 приведена схема ключа постоянного тока на КМОП транзисторе с гальванической развязкой и защитой от превышения тока нагрузки.

Ключ для управления мощной нагрузкой с защитой по току

Гальваническая развязка между схемой управления и самим ключом осуществляется с помощью транзисторного оптрона U1. В качестве этого оптрона можно применить PC817, TLP521, РС120 и т.д.

В качестве переключающего транзистора используется полевой транзистор с n-каналом. Его тип зависит от нужного вам максимального тока и рабочего напряжения нагрузки. Подобрать необходимый транзистор можно из таблицы, размещенной в статье «Полевые транзисторы International Rectifier.»

Работа схемы ключа

В исходном состоянии, когда на входе оптрона отсутствует напряжение управления, светодиод не включен, транзистор оптрона закрыт. При таких условия ключевой транзистор VT3 будет открыт, так как на его затворе будет присутствовать положительное напряжение, поступающее с +Uпит через резистор R2. Стабилитрон VD1 необходим в тех случаях, если напряжение пинания Uпит более 20В. Двадцать вольт, это максимально допустимое напряжение затвор-исток большинства полевых транзисторов. Естественно, что если Uпит менее двадцати вольт, то этот стабилитрон из схемы можно исключить. Транзисторы VT1 и VT2, это не что иное, как аналог тиристора. Пока ток нагрузки находится в нужных пределах, эти транзисторы закрыты и не оказывают на работу ключа никакого значения. Как только ток, протекающий через ключевой транзистор VT3 и Rдт – датчик тока, будет возрастать, будет увеличиваться и падение напряжения на датчике тока Rдт. А это приведет к возникновению открывающего тока через переход база – эмиттер n-p-n транзистора VT1. Это приведет к возникновению тока коллектора этого транзистора, часть которого начнет протекать через переход база – эмиттер p-n-p транзистора VT2. Значит, начнет открываться и транзистор VT2. Большая часть тока коллектора этого транзистора начнет протекать через переход база-эмиттер, уже открывающегося транзистора VT1. Таким образом, возникает лавинообразный процесс открывания обоих транзисторов, обеспечивающий быстрое закрывание ключевого транзистора, путем шунтирования его затвора с истоком. В таком состояния схема может находиться сколько угодно долго. Вывести ее в рабочее состояние можно выключением напряжения питания или замыканием на короткое время эмиттеров транзисторов VT1 и VT2, при условии, что была устранена причина возникновения аварии. Так обеспечивается защита ключевого транзистора. Величину тока срабатывания защиты устанавливают с помощью резистора Rдт. Чем меньше величина этого резистора, чем выше значение тока срабатывания защиты.

Номинал этого резистора можно приблизительно рассчитать по формуле:Rдт = 0,65/Iз ; где Iз – величина тока защиты. 0,65 – это приблизительно пороговое напряжение открывания биполярных кремниевых транзисторов.

Например, при токе защиты 6,5А, величина резистора датчика тока будет примерно равна 0,65/6,5 = 0,1 Ом. Здесь не учитывается падение напряжения на резисторе R4.

Скачать статью

Скачать “moshhnyj-klyuch-postoyannogo-toka-na-polevom-tranzistore” moshhnyj-klyuch-postoyannogo-toka-na-polevom-tranzistore.rar – Загружено 176 раз – 26 KB

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

Просмотров:723

www.kondratev-v.ru

Применение полевого транзистора

Применение полевого транзистора

Полевые транзисторы используют как аналоговые выключатели. Применение их как выключателей в аналоговых схемах является прямым следствием их способа работы. Это обусловлено тем обстоятельством, что когда напряжение на затворе-источнике, VGS равно нулю, n-канал транзистора будет работать в области насыщения и будет действовать почти как небольшая схема.

Таким образом, напряжение на выходе будет равно нулю (Рисунок 1). С другой стороны, если отрицательное напряжение находится между выводами затвора и источника i.e., если VGS отрицательно, то транзистор работает в области выключения или в области отсечки.

Это означает, что в данном случае полевой транзистор действует как открытая схема и ток стока, ID будет равен нулю. Вследствие этого, напряжение через загрузочное сопротивление RD будет равно нулю, что порождает то обстоятельство, что VDD похоже на V0.

Применение полевого транзистора

Рисунок 1 Полевой транзистор как аналоговый выключатель

Это свойство вести себя как выключатель может быть использовано для проектирования аналогового мультиплексора, как показано на рисунке 2.

Применение полевого транзистора

Рисунок 2 n-к-1 Мультиплексор, использующий полевые транзисторы.

Тут каждый из сигналов на входе (сигнал 1, сигнал 2, … сигнал n) проходит через выделенный полевой транзистор с управляющим p-n-переходом (T1, T2, … Tn) перед контактом с выводом выхода, V0. Тут лишь один сигнал среди множества сигналов на входе возникает на выводе выхода, в зависимости от напряжения VGS на выводах затвора.

К примеру, если VGS2 отрицательное, в то время как все остальные VGS равны нулю, то сигнал на выходе будет Сигналом 2. Более того, способность к выключению у биполярных транзисторов с изолированным затвором используется в двигателе внутреннего сгорания, а именно в обмотках, ответственных за возгорание, которые требуют быстрого выключения и возможностей блокировки напряжения.

Усилители

Переход в полевых транзисторах используется на стадии усиления. Он изолирует предыдущую стадию от следующей стадии и, таким образом, действует как буферные усилители (Рисунок 3). Это обусловлено тем, что такие транзисторы имеют очень высокое полное сопротивление на входе, в силу чего предыдущая стадия будет слегка загружена, вызывая полный выход Стадии 1, возникая на входе буфера.

Можно сделать так, что весь выход буфера будет возникать на входе в Стадии 2, используя данные транзисторы в конфигурации общего стока, благодаря низкому полному сопротивлению на выходе. Это даже значит, что буферные усилители способны к управлению большими нагрузками или сопротивлениями с небольшой нагрузкой.

Применение полевого транзистора

Рисунок 3 Полевой транзистор как буферный усилитель

Полевые транзисторы являются устройствами, которые издают мало шума, по крайней мере, если сравнивать их с биполярными плоскостными транзисторами. Это делает их полезными компонентами для использования в качестве усилителя на приёмниках с внешним интерфейсом, ведь они нуждаются в минимальном уровне шума на выходе в итоге.

Стоит также отметить, что полевые транзисторы являются устройствами с контролируемым напряжением, что делает их идеальными для использования в качестве усилителей для радио частот. Причина этого в том, что за исключением усилителя для радио частот откликаются достаточно хорошо, даже когда антенны в конце приёмника принимают недельные сигналы (сигналы с очень низким током).

Полевой транзистор как усилитель в конфигурации общего источника может быть использован для управления другим полевым транзистором (усилителем) в конфигурации общего затвора, формируя каскадный усилитель, как показано на рисунке 4.

Хотя коэффициент усиления каскадного усилителя такой же, как и у усилителя в конфигурации с общим источником, его ёмкостное сопротивление на входе весьма низкое, если сравнивать с ним же у усилителя в конфигурации с общим источником. Более того, каскадный усилитель даёт очень высокое сопротивление на входе.

Применение полевого транзистора

Генератор с фазовращателем

Полевой транзистор даёт высокое полное сопротивление на своих выводах входа, которое уменьшает эффект нагрузки. Также они могут использоваться как для усиления, так и для функций обратной связи. Эта особенность полевых транзисторов делает их подходящими для использования в схемах генераторов с фазовращателем, как показано на рисунке 5.

Применение полевого транзистора

Рисунок 5 Полевой транзистор как генератор с фазовращателем

Модулятор

Полевой транзистор, действующий как выключатель, может быть использован как модулятор (Рисунок 6), где напряжение постоянного тока, VDS преобразуется в напряжение переменного тока с таким же уровнем амплитуды, VAC. Это вытекает из того, что квадратная форма волны напряжения используется как VGS, в результате чего транзистор действует в области выключения и в области насыщения, попеременно. Такие схемы модулятора помогают преодолеть проблему смещения, которая существует в случае усилителей с непосредственной связью.

Применение полевого транзистора

Рисунок 6 Полевой транзистор как модулятор

Ограничитель тока

N-канальный полевой транзистор, чей терминал затвора укорочен вместе с выводом источника, действует как ограничитель тока. Это означает, что в этом размещении, полевой транзистор даёт току проходить через них, чтобы достигнуть только определённого уровня, после чего, он становится удерживаемой постоянной, безотносительной к колебаниям уровня напряжения. Эти ограничители тока из интегральной части не изменяющегося постоянного тока или стабилизирующих диодов.

Применение полевого транзистора

Рисунок 6 Полевой транзистор как ограничитель тока

Полевые транзисторы широко используются в интегрированных схемах из-за их компактного размера. Они используются в схемах микшеров для телевизоров и радиоприемников из-за низких модуляционных искажений. Более того, полевые транзисторы также применяют в резисторах с переменным напряжением в операционных усилителях, схемах контроля звука, ведь они обеспечивают большую изоляцию между их выводами затвора и стока. Полевые транзисторы применяются в таких областях как цифровая электроника и оптоволоконные системы.

Пора подвести итоги: полевой транзистор может использоваться как аналоговый выключатель, как усилитель, как генератор с фазовращателем, как модулятор и как ограничитель тока. Каждый вариант имеет свои особенности, делающие его действительно значимым.

Вряд ли можно переоценить роль полевого транзистора в повседневной жизни. Все перечисленные пять способов его применения имеют очень существенное значение в наши дни. Сложно выделить какое-то наиболее значимое использование среди названных, ведь каждое может оказаться где-то просто незаменимым.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

 

elektronchic.ru

Простой стабилизатор тока – диодный ограничитель

e153_Источники тока делятся на две категории: ограничители и стабилизаторы. Самый простой, недорогой способ задать ток в цепи это применить специальный двухконтактный прибор, ограничивающий проходящий сквозь него постоянный ток. Здесь поясняется как устроен и как он работает. Это продолжение статьи http://radio-technica.ru/transformatory/istochnik-fiksirovannogo-toka-ot-teorii-k-praktike.html Различные схемы включения, типы будут рассмотрены в другой статье.

Ограничитель тока соединяется с потребителем. Он позволяет задать ток в цепи, не меняющийся из-за колебаний напряжения питания схемы и изменений характеристик компонентов. Стабилизатор тока – электрический прибор, имеющий два контакта соединения с нагрузкой. В совокупности с обычным блоком питания диодный ограничитель тока образует простой стабилизатор тока. Название сформировалось под влиянием внешнего сходства с диодом.

 fonar grafik
Батарейка – источник медленно понижающегося  напряжения. Два параллельно соединенных диодных ограничителя фиксируют ток светодиода. Стабилизация тока стабилизирует силу света.
Если на диодном ограничителе напряжение выше 1,73 B, то ток в его цепи ограничивается и остается постоянным до 100 B, здесь произойдет пробой ограничителя. Номинальное отклонение величины тока ограничения 5 %.

 

Рисунок показывает, как устроить надежное питание светодиода от батарейки. Эта схема лучше, чем схема с применением интегрального стабилизатора напряжения. Важнейшая электрическая характеристика светодиода – номинальный ток, а не напряжение. Поэтому питание стабильным током обеспечивает правильный режим светодиода.

Также следует обратить внимание на важное преимущество. КПД этой схемы выше, а со снижением напряжения батареи устройство прослужит дольше. В отличие от схемы с интегральным стабилизатором напряжения здесь  отсутствует падение напряжения на регулирующем элементе.

График вольт-амперной характеристики полупроводникового прибора подтверждает название диодный ограничитель. Ток ограничивается только при протекании в одном направлении. Ток сквозь диодный ограничитель в обратном направлении у большинства типов допустим до 50 мА и не ограничивается. Это свойство иногда может быть полезным. Существуют типы приборов с погрешностью величины ограничения до 20 %.

Компоненты с током ограничения 10–30 мА имеют с возрастанием напряжения более заметную погрешность ограничения тока чем ограничители, рассчитанные на малые токи. Электрическая цепь из двух параллельно соединенных ограничителей, устанавливающих ток по 6 мА каждый, даст ток точнее, чем один компонент, рассчитанный на 12 мА. При использовании двух штук на 6 мА вместо одного на 12 мА раздвигаются пределы рабочего напряжения, заметно снижается наименьшее напряжение схемы.

Принцип работы диодного ограничителя тока

Ограничитель содержит всего один хорошо знакомый компонент – полевой N канальный транзистор c РN переходом. Зная как работает полевой транзистор легко разобраться в ограничении тока. Затвор и исток у полевика в ограничителе соединены, это один контакт, а сток полевика – другой контакт. Изготовитель проверяет начальный ток стока, являющийся величиной тока ограничения. В зависимости от тока ограничения присваивается тип прибора.

kp312

Характеристика транзистора 2П312. Соединение затвора и истока создает условия для протекания по каналу полевика начального тока стока, это изображено на верхних графиках. На остальных кривых стабилизация тока при имеющейся разности потенциалов между стоком и истоком.

t1Схема ограничителя тока.

Принцип работы ограничителя тока помогают понять графики характеристик полевика в различных режимах. На рисунке представлены характеристики  2П312А и 2П312АБ. Ограничителю требуется напряжение  от величины насыщения транзистора и более по модулю. Различные полевики при такой схеме включения могут ограничивать ток при минимуме напряжения от 0,9 до 2,8 B. При смене полюсов напряжения ток течет через PN переход. Ограничитель тока работает как диод, пропускающий прямой ток.

Ограничитель тока из полевого транзистора 2П312

t2Резистор между истоком и затвором.

Увеличение разности потенциалов затвора и истока с помощью резистора снижает напряжение насыщения как изображено на графиках характеристик полевика 2П312. При этом снижается ток ограничения, возрастает динамическое сопротивление. Для установки требуемого тока можно сделать ограничитель из полевого транзистора 2П312. По характеристике 2П312 видно, как изменяется ток ограничения с  изменением напряжения между затвором и истоком. Резистор позволяет снизить ток ограничения.

Резистор:

FORM_I_T

U си нас. – напряжение насыщения между стоком и истоком из характеристики транзистора,

I стаб – ток ограничения,

I сток нач. – ток стока начальный.

t3Ограничитель тока схема улучшена.

Схема с улучшенными характеристиками сложнее. VT1 стабилизирует потенциал на VT2. Верхний по схеме транзистор должен иметь более высокий I сток нач. по сравнению с VT2. Схемы с применением транзисторов сложнее и дороже, чем с применением диодных ограничителей тока. Полевики не дают точно предсказуемый ограничиваемый ток, по сравнению с отсортированными изготовителем диодными ограничителями тока.

С помощью ограничителей легко обеспечить оптимальный ток для работы элементов электрических цепей. Они входят в электрические схемы, надежно работающие в различных условиях.

Рассказ о различных типах диодных ограничителей массово выпускаемых известными производителями, их применение, описание стабилизаторов на токи порядка ампер в следующих статьях.

Денисов П. К., Симферополь

radio-technica.ru

Защитное устройство на полевом транзисторе - Обмен опытом - Статьи - Принципиальные схемы, статьи, журналы, книги, по электронике

При подключении низковольтных переносных устройств — телевизоров, магнитофонов, электроинструментов, преобразователей напряжения и др. (далее будем их называть нагрузкой) — к источнику питания нередко происходят ошибки в соблюдении полярности. Они, как правило, приводят к выходу из строя либо нагрузки, либо самого источника питания. Наиболее простой и часто применяемый на практике способ защиты от подобных ошибок — включение диода или диодного моста последовательно с нагрузкой. Однако при значительном нагрузочном токе потери мощности на защитных диодах становятся слишком большими. В таком случае для защиты нагрузки эффективнее использовать мощный полевой транзистор. Схема одного из наиболее простых вариантов такого защитного устройства показана на рис. 1. Оно работоспособно при напряжении питания до 20 В и токе до 60 А. При нагрузочном токе в 10 А на транзисторе (на участке исток—сток) падает всего 0,1 В. К затвору транзистора приложено положительное открывающее напряжение, равное входному минус падение напряжения на внутреннем диоде транзистора. В результате транзистор открывается, его рабочая точка располагается на отрицательном участке выходной характеристики (где минусовое напряжение на стоке). При малом стоковом напряжении значения сопротивления канала симметричны относительно нуля [1 ], т. е. при отрицательных значениях напряжения сопротивление будет таким же, как при таких же положительных.Рис.2. При обратной полярности напряжения питания транзистор и его внутренний диод закрыты и ток через нагрузку RH не протекает. Сопротивление канала транзистора IRF3704 — 0,009 Ом при напряжении затвор—исток 10 В, максимальный ток Рис. 2 стока — 64 А, предельное напряжение сток—исток — 20 В, а затвор—исток — ±20 В [2]. Резистор R1 разряжает емкость затвор—исток и защищает транзистор от статического электричества. Этот резистор может быть исключен, если есть возможность перенести выключатель SA1 нагрузки левее по схеме точки подключения затвора транзисто- ра. При токе нагрузки, не превышающем 10 А, теплоотвод для транзистора необязателен. Транзистор IRF3704 можно заменить другим мощным полевым с параметрами, соответствующими реальным требованиям. Необходимо только учесть, что если в процессе работы напряжение питания значительно уменьшается (когда источник — аккумуляторная батарея, например), то оно может приблизиться к пороговому напряжению затвор—исток. Это вызовет увеличение сопротивления канала, а значит, и рассеиваемой на нем мощности. Стало быть, пороговое напряжение транзистора должно быть меньше минимально возможного напряжения источника питания. Если напряжение питания более 12 В, можно воспользоваться схемой защитного устройства, показанной на рис. 2. Это устройство работоспособно при напряжении в пределах 5...50 В и токе нагрузки до 60 А. Стабилитрон — любой, на напряжение стабилизации 12...13 В. ЛИТЕРАТУРА 1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника (Справочное руководство). Пер. с нем. — М.: Мир, 1982. 2. IRF3704,IRF37C4S, IRF3704L HEXFET Power MOSFET. — .

radiotexno.3dn.ru


Каталог товаров
    .