Переключение двух ламп 12в на транзисторах схема. Двухпозиционный транзисторный переключатель

В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре часто применяют электронные выключатели, в которых одной кнопкой можно осуществлять как ее включение, так и выключение. Сделать такой выключатель мощным, экономичным и малогабаритным можно, если применить полевой переключательный транзистор и цифровую КМОП микросхему.

Схема простого выключателя приведена на рис. 1. Транзистор VT1 выполняет функции электронного ключа, а триггер DD1 им управляет. Устройство постоянно подключено к источнику питания и потребляет небольшой ток - единицы или десятки микроампер.

Если на прямом выходе триггера высокий логический уровень, то транзистор закрыт, нагрузка обесточена. При замыкании контактов кнопки SB1 триггер переключится в противоположное состояние, на его выходе появится низкий логический уровень. Транзистор VT1 откроется, и напряжение поступит на нагрузку. В таком состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока снова не окажутся замкнутыми контакты кнопки. Тогда транзистор закроется, нагрузка обесточится.

Указанный на схеме транзистор имеет сопротивление канала 0,11 Ом, а максимальный ток стока может достигать 18 А. Следует учитывать, что напряжение затвор-сток, при котором транзистор открывается, составляет 4...4,5 В. При напряжении питания 5...7 В ток нагрузки не должен превышать 5 А, в противном случае падение напряжения на транзисторе может превысить 1 В. Если напряжение питания больше, ток нагрузки может достигать 10... 12 А.

Когда ток нагрузки не превышает 4 А, транзистор можно использовать без теплоотвода. Если ток больше, необходим теплоотвод, либо следует применить транзистор с меньшим сопротивлением канала. Подобрать его нетрудно по справойной таблице, приведенной в статье "Мощные переключательные транзисторы фирмы International Rektifier" в "Радио", 2001, №5, с. 45.

На такой выключатель можно возложить и другие функции, например, автоматическое отключение нагрузки при снижении или превышении питающим напряжением заранее установленного значения. В первом случае это может понадобиться при питании аппаратуры от аккумуляторной батареи, чтобы не допустить ее чрезмерного разряда, во втором - для защиты аппаратуры от завышенного напряжения.

Схема электронного выключателя с функцией отключения при снижении напряжения приведена на рис. 2. В него дополнительно введены транзистор VT2,стабилитрон,конденсатор и резисторы, один из которых - подстроенный (R4).

При нажатии на кнопку SB 1 полевой транзистор VT1 открывается, напряжение поступает на нагрузку. Из-за зарядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора в начальный момент не превысит 0,7 В, т.е. будет иметь низкий логический уровень. Если напряжение на нагрузке станет больше установленного подстроечным резистором значения, на базу транзистора поступит напряжение, достаточное для его открывания. В этом случае на входе "S" триггера останется низкий логический уровень, а кнопкой можно включать и выключать питание нагрузки.

Как только напряжение снизится ниже установленного значения, напряжение на движке подстроечного резистора станет недостаточным для открывания транзистора VT2 - он закроется. При этом на коллекторе транзистора напряжение увеличится до высокого логического уровня, который поступит на вход "S" триггера. На выходе триггера появится также высокий уровень, что приведет к закрыванию полевого транзистора. Нагрузка обесточится. Нажатия на кнопку в этом случае приведут только к кратковременному подключению нагрузки и последующему ее отключению.

Для введения защиты от превышения питающего напряжения автомат следует дополнить транзистором VT3, стабилитроном VD2 и резисторами R5, R6. В этом случае устройство работает аналогично описанному выше, но при увеличении напряжения выше определенного значения транзистор VT3 откроется, что приведет к закрыванию VT2, появлению высокого уровня на входе "S" триггера и закрыванию полевого транзистора VT1.

Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К561ТМ2, биполярные транзисторы КТ342А-КТ342В, КТ3102А-КТ3102Е, стабилитрон КС156Г. Постоянные резисторы - МЛТ, С2-33, Р1-4, подстроенные - СПЗ-3, СПЗ-19, конденсатор - К10 17, кнопка - любая малогабаритная с самовозвратом.

При использовании деталей для поверхностного монтажа (микросхема CD4013, биполярные транзисторы КТ3130А-9 - КТ3130Г-9, стабилитрон BZX84C4V7, постоянные резисторы P1-I2, конденсатор К10-17в) их можно разместить на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 20x20 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 4.

Всем привет! Решил я вот себе сделать мощный выключетель борта на модель. Так как увлекаюсь трофийками и модель часто бывает в воде и грязи, мелкие микрики умирают после пары-тройки покатух.

Идея сделать такой выключатель была давно, а тут наткнулся еще на вот это устройство: и там спрашивали можно ли использовать только выключатель отдельно, вот и пришла мысль себе подобное сварганить))). Спаял все по вышеуказаной схеме. Поставил сначала вот такой самодельный размыкатель из разъема питания:

Контакты у него луженые, поэтому не ржавеет, но все равно открытые контакты со временем могут забиться грязью, и пр. и решил поставить геркон, чтобы исключить открытого контакта. Вот так выглядит окончательный вариант устройства:

На самом регуляторе скорости, соответственно отпаят провода с выключателем и поставил перемычку. К сожалению фотографии платы не сделал, а эта залита эпоксидкой и в термоусадке, но думаю и так все понятно. Если кому все же будет интересно, на работе валяется еще один вариант на более крупном транзисторе - сфотографирую и выложу. Устройство простое и довольно надежное. Если кому нужно комутировать большие токи, то можно поставить более мощный транзистор или включить несколько штук впараллель. Вот видео работы:

Было желание поставить датчик холла, но в моем городе продаются только с замыканием сигнального провода на массу, а у меня нужно, чтоб коммутировался на "+", нужно брать тогда P-канальный мосфет, вобщем я отказался. Но для большей надежности можно конечно сделать и с датчиком холла, особенно кто на вертолетах. В моем случае геркона хватает "с головой".)

Сенсорный включатель – очень простая схема, которая состоит всего их двух транзисторов и нескольких радиоэлементов.

Сенсор – sensor – с англ. яз. – чувствительный или воспринимающий элемент. Данная схема позволяет подавать напряжение в нагрузку, прикоснувшись пальчиком к сенсору. В данном случае сенсором у нас будет проводок, идущий от базы . Итак, рассмотрим схемку:

Рабочее напряжение схемы 4-5 Вольт. Можно чуток и больше.

Схема ну очень простая. На мм макетной плате она будет выглядеть примерно вот так:

Желтый проводок от базы транзистора КТ315, который находится в воздухе, у нас будет сенсором.

Кто не помнит, где эмиттер, коллектор и база, ниже на фото показана цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ361 (слева) и транзистора КТ315 (справа) . КТ361 и КТ315 различаются расположением буквы. У КТ361 эта буква находится посередине, а у КТ315 слева. Какая там буква – без разницы. В данном случае буква “Г” значит используются транзисторы КТ361Г и КТ315Г

В моем же случае я использовал транзисторы КТ315Б (ну что под руку попалось).

Вот видео работы этой схемы:

А что если с помощью такого сенсорного выключателя управлять мощной нагрузкой? Например, лампой накаливания на 220 Вольт? Просто вместо светодиода мы можем поставить ТТР.

В этой схеме я использовал Твердотельное реле (ТТР), хотя можно использовать и электромеханическое реле . При использовании электромеханического реле, не забываем параллельно катушке реле поставить защитный диод

Моя измененная схема на ТТР выглядит вот так:

А вот так она работает:

В интернете эта схема идет на трех транзисторах. Я ее немного упростил. Принцип работы схемы очень простой. При прикосновении пальчиком вывода базы транзистора VT2, на базу поступает синусоидальный сигнал с нашего тела. А откуда он берется? Наводки от сети 220 Вольт. Так вот, этих наводок вполне хватает, чтобы транзистор VT2 открылся, потом сигнал с VT2 поступает на базу VT1 и там усиливается еще больше. Мощности этого сигнала хватает, чтобы зажечь светодиод или подать управляющий сигнал на реле. Все гениально и просто!

Казалось бы, чего проще, включил питание и прибор, содержащий МК, заработал. Однако на практике бывают случаи, когда обычный механический тумблер для этих целей не годится. Показательные примеры:

микропереключатель хорошо вписывается в конструкцию, но он рассчитан на низкий ток коммутации, а устройство потребляет на порядок больше;
необходимо осуществить дистанционное включение/выключение питания сигналом логического уровня;
тумблер питания сделан в виде сенсорной (квазисенсорной) кнопки;
требуется осуществить «триггерное» включение/выключение питания повторным нажатием одной и той же кнопки.

Для таких целей нужны специальные схемные решения, основанные на применении электронных транзисторных ключей (Рис. 6.23, а...м).

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (начало):

а) SI — это выключатель «с секретом», применяемый для ограничения несанкционированного доступа к компьютеру. Маломощный тумблер открывает/закрывает полевой транзистор VT1, который подаёт питание на устройство, содержащее МК. При входном напряжении выше +5.25 В требуется поставить перед М К дополнительный стабилизатор;

б) включение/выключение питания +4.9 В цифровым сигналом ВКЛ-ВЫКЛ через логический элемент DDI и коммутирующий транзистор VT1

в) маломощная «квазисенсорная» кнопка SB1 триггерно включает/выключает питание +3 В через микросхему DDL Конденсатор C1 снижает «дребезг» контактов. Светодиод HL1 индицирует протекание тока через ключевой транзистор VTL Достоинство схемы — очень низкое собственное потребление тока в выключенном состоянии;

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (продолжение):

г) подача напряжения +4.8 В маломощной кнопкой SBI (без самовозврата). Источник входного питания +5 В должен иметь защиту по току, чтобы не вышел из строя транзистор VTI при коротком замыкании в нагрузке;

д) включение напряжения +4.6 В по внешнему сигналу £/вх. Предусмотрена гальваническая развязка на оптопаре VU1. Сопротивление резистора RI зависит от амплитуды £/вх;

е) кнопки SBI, SB2 должны быть с самовозвратом, их нажимают по очереди. Начальный ток, проходящий через контакты кнопки SB2, равен полному току нагрузки в цепи +5 В;

ж) схема Л. Койла. Транзистор VTI автоматически открывается в момент соединения вилки ХР1 с розеткой XS1 (за счёт последовательно включённых резисторов R1, R3). Одновременно в основное устройство подаётся звуковой сигнал от аудиоусилителя через элементы С2, R4. Резистор RI допускается не устанавливать при низком активном сопротивлении канала «Audio»;

з) аналогично Рис. 6.23, в, но с ключом на полевом транзисторе VT1. Это позволяет снизить собственное потребление тока как в выключенном, так и во включённом состоянии;

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (окончание):

и) схема активизации МК на строго фиксированный промежуток времени. При замыкании контактов переключателя S1 конденсатор С5 начинает заряжаться через резистор R2, транзистор VTI открывается, МК включается. Как только напряжение на затворе транзистора VT1 уменьшится до порога отсечки, МК выключается. Для повторного включения надо разомкнуть контакты 57, выдержать небольшую паузу (зависит от R, С5) и затем снова их замкнуть;

к) гальванически изолированное включение/выключение питания +4.9 В при помощи сигналов с СОМ-порта компьютера. Резистор R3 поддерживает закрытое состояние транзистора VT1 при «выключенной» оптопаре VUI;

л) удалённое включение/выключение интегрального стабилизатора напряжения DA 1 (фирма Maxim Integrated Products) через СОМ-порт компьютера. Питание +9 В может быть снижено вплоть до +5.5 В, но при этом надо увеличить сопротивление резистора R2, чтобы напряжение на выводе 1 микросхемы DA I стало больше, чем на выводе 4;

м) стабилизатор напряжения DA1 (фирма Micrel) имеет вход включения питания EN, который управляется ВЫСОКИМ логическим уровнем. Резистор RI нужен, чтобы вывод 1 микросхемы DAI «не висел в воздухе», например, при Z-состоянии КМОП-микросхемы или при расстыковке разъёма.

Союз Советских

Социалистических

Республик

Завиоимое от авт. свидетельства %в

Заявлено 12.Ч.1969 (№ 1331460/26-9) МПК Н 03k 17/60

Н 031 17/!6 с присоединением заявки МвЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

В. И. Котельников, Л. П. Соляник и Ю. А. Замрыка

Заявитель

ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности, к точным компенсационным устройствам электроизмер ительных прибо ров и может быть также.испол ьзова но в радиоиз мерительной технике.

Недо статком известных схем подоб1ного рода устройств является. наличие остаточного напряжения на переходах коллектор-эмиттер транзист,.;ров.

Цель изобретения вЂ” устранить остаточное напряжение между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора. Это достигается лутем включения нараллельно нагрузоч ному резистору цепочки, состоящей из последо вательно соединенных резистора и дополнительного источника питания.

Схезма предлагаемого устройства показана н а ч ер те же.

Д вухпозиционный транзистор ный переключатель состоит из двух транзисторов 1 и 2 типа P вЂ” N вЂ” P проводимост1и, соединенных между собой.коллекторами. Базы этих транзисторов через соответствующие переменные резисторы 8 и 4 подсоединены к управляющему устройству 5, имеющему два выхода. Нагрузочный резистор б включен между эмиттером и коллектором транзистора 2.

Вспомогательный источник 7 и резистор 8 включены параллельно резистору б. Источник

9 коммутирующего на пряжения с указанной лолярностью включен между эмиттерами транзисторов 1 и 2.

Звухпозиционный транзисторный переключатель работает следующим образом.

5 Если к цепи управления транзистором 1 приложено напряжение управляющего сигна;13 отрицательной полярности, тогда и цепи управления транзистором 2 прикладывается напряжение положительной полярности. Тра н10 зистор 1 будет находиться в открытом (насыщенном), а транзистор 2 вЂ” в за крытом состояниии

Напряжение управляющего сигнала отрицательной полярности должно обеспечить

15 пряхьое смещен5ие.перехода база-эхвиттер транзистора 1, а на пряжение управляющего сигнала положительной полярности вЂ” заниранне транзистора 2 (режим отсечками) .

При та ком смещении ток, вытекающий из базы транзистора 1, равен сумме эхтиттерного и коллекторного токов. Ток через переход коллектор вЂ ба этого же транзистора 1 равен сумме токов, лротекаюшнх через резисторы б и 8. Значения этих токов постоянны, ес25 ли напряжение источников 7, 9 стабильны и напряжен;е на переходе коллектор вЂ” эмиттер транзистора 1 отсутствует.

Путем изменения сопротивления переменного резистора 5 можно регулировать ток чеЗ0 рез переход эмиттер-база и добиться компен299028

Предмет изобретения

Составитель Л. Рубинчик

Текред Л. Л. Евдонов Корректор А. П. Васильева

Редактор Э. Н. Шибаева

Заказ 111/460. Изд, № 343. Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий IIpa Совете MHIII3cTpOD СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил, пред, «Патент» сяцип пядония ня п13яжен3!я ня переходе коллектор-эмиттер.

В этом случае напряжение на нагрузке равно напряженгно коммутируемого источника.

Если транзистор 1 закрыт, а тра нзистор 2 открыт, токи через переходы транзистора 2 протекают анялогич-ko, кяк и в транзисторе 1 (для случая открытого состояния) с той лишь разницей, что ток, протекающий через переход коллектор вЂ” база,определяется теперь только и сточни ком 7 и рези с гором 8.

Ток 3миттерно вЂ” оазсзого перехода регулируется аналогично вын!еизложенному для открытого состояния транзистора 1 с помощью переменного резистора 4 до компенсации падения напряжения на переходе коллекторвЂ” эмиттер транзистора 2., 1ля этого случая напряжение на нагрузке равно нулю.

Источник 7 напряжения и резистор 8 предназначены также для устранения дополнительной.погрешности напряжения на нагрузке от различных режимов работы транзисторов в открытом состоянии и повышения стабильности работы переключателя при изменении температуры и при подключении параллельно нескольких таких же переключателей (в naparIлельных делителях напряжения) .

С,помощью этого источника через коллекторно-базовые переходы открытых TpaiH3HcropoI3 !Зропускается до!волнительный ток, величина которого выбирается значительно больше основного тока (тока нагрузки) . Благодаря этому, транзисторы 1 и 2 переключателя работают в одинаковых режимах. При этом изменения тепловых токов значительно снижают свое влняние на состояние переходов открытых транзисторов, а также снижается взаимное влияние переключателей при их подключении, что и обеспечивает стабильность их работы.

Двухпозиционный транзисторный переключатель, образованный двумя последовательно соединенными транзисторами, коллекторы которых объединены и подключены к нагрузке, а базы подключены к выходам управляющего устройства через переменные резисторы, отличаюи1ийся тем, что, с целью устранения остаточного напряжения между коллектором и: эзпиттероз!,насыщенного транзистора, параллельно нагрузочному резистору подключена цепочка, состоящая на последовательно соединенных резистора и дополнительного источника питания.