На рис. 1 показана схема электронного предохранителя на микросхеме MAX869L. Кроме нее, в устройстве имеется триггер на транзисторах VT1 и VT2, который устанавливают нажатием кнопки SB1 в исходное состояние: VT1 — закрыт, VT2 — открыт.
Пока ток нагрузки не превышает заданного с помощью подстроечного резистора R7 порогового значения, транзистор внутри микросхемы (его сток соединен с выводом 10) закрыт и не шунтирует участок база—эмиттер транзистора VT2.
Логический уровень на выводе 7 DA1 — низкий, на нагрузку через замкнутый ключ поступает напряжение питания. Светящийся светодиод HL2 сигнализирует о нормальном режиме работы, а светодиод HL1 погашен.
Как только протекающий через ключ ток превысит Iогр, база транзистора VT2 через открывшийся внутренний транзистор микросхемы будет соединена с общим проводом, в результате транзистор VT2 закроется, светодиод HL2 погаснет. Одновременно откроется транзистор VT1 и, сигнализируя об аварии, зажжется светодиод HL1. Высокий логический уровень на коллекторе транзистора VT2 и на выводе 7 DA1 останется неизменным, и после устранения перегрузки, удерживая ключ разомкнутым. Вновь включают нагрузку нажатием на кнопку SB1, возвращающим триггер в исходное состояние.
Следует отметить, что если причина аварии не устранена, длительное время поддерживать низкий логический уровень на выводе 7 микросхемы DA1 нельзя, так как в этом случае микросхема находится в режиме ограничения тока, рассеивая мощность до 1,4 Iorp ΔU, где AU — разность напряжений между входом и выходом ключа. Допустимое значение рассеиваемой мощности — 667 мВт. В рассматриваемом устройстве продолжительность возможной перегрузки ограничена длительностью зарядки конденсатора С2 через резистор R5 и светодиод HL2. Резистор R3 служит для разрядки конденсатора в интервалах между нажатиями кнопки.
Рис.2.
Предохранитель можно собрать на печатной плате размерами 19x14 мм из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, изображенной на рис. 2 в масштабе 2:1.
Она рассчитана на поверхностный монтаж большинства элементов, располагаемых на обеих сторонах платы.
Выводы деталей и соединительные провода, вставляемые в отверстия платы, следует припаять к контактным площадкам с обеих сторон.
В оставшиеся не занятыми переходные отверстия следует вставить короткие отрезки неизолированного провода, также припаяв их с двух сторон.
Постоянные резисторы — Р1-12, подстроенный — RVG или POZ, конденсаторы С1 и СЗ — К10-17 или аналогичные импортные. В случае применения транзисторов серии КТ315, резисторов МЛТ и других деталей больших размеров габариты платы придется увеличить.
Рис.3.
На микросхеме MAX869L по схеме, показанной на рис. 3, можно собрать таймер, отключающий нагрузку через некоторое время после подачи напряжения питания.
В начальный момент конденсатор С2 разряжен, на входе 7 микросхемы DA1 — низкий логический уровень, поэтому ключ открыт и на нагрузку поступает питающее напряжение.
Как только конденсатор зарядится через резистор R1, ключ будет закрыт, нагрузка — обесточена. Испытания макета таймера показали, что при напряжении питания 5,5В выключение происходит скачком, как только напряжение на конденсаторе С2 превысит 2 В.
Длительность выдержки при указанных на схеме номиналах элементов R1 и С2 — приблизительно 4,5 мин.
После срабатывания таймера потребляемый им ток — 15... 17 мкА и уменьшается еще в несколько раз после полной зарядки конденсатора. Разрядив конденсатор нажатием на кнопку SB1, вновь включают нагрузку на заданное время.
Если необходима задержка включения, а не выключения нагрузки, достаточно поменять местами резистор R1 и конденсатор С2 (вместе с кнопкой SB1). Резистор R2 указанного на схеме номинала ограничивает ток нагрузки до 2,2...2,4 А.
Рис.4.
Еще одно устройство, которое можно собрать на микросхеме MAX869L, — простой, но мощный генератор импульсов. Достаточно, как показано на рис. 4, между управляющим входом (выводом 7) и выходом ключа установить интегрирующую цепь R1R3C2.
В результате на нагрузке вырабатываются импульсы напряжения с частотой, определяемой параметрами этой цепи, и скважностью приблизительно 3.
Следует отметить, что без нагрузки генератор не работает, так как цепь разрядки конденсатора С2 разорвана. Суммарное сопротивление резисторов R1 и R3 должно быть в несколько раз больше сопротивления нагрузки. Ток нагрузки (импульсный) может достигать 2 А. Частоту генерации F определяют по формуле
(частота — кГц, сопротивление — кОм, емкость — мкФ). Максимальная частота — 20 кГц. Длительность фронта импульсов (на нагрузке 10 Ом) — приблизительно 10 мкс, спада — 5 мкс.
Если цепи зарядки и разрядки конденсатора С2 сделать раздельными, как на рис. 5, получим генератор импульсов изменяемой скважности, который может служить регулятором средней мощности, отдаваемой в нагрузку, например, лампу накаливания.
Рис.5.
Если нагрузка — электродвигатель или другое устройство со значительной индуктивной составляющей сопротивления, в моменты коммутации (при выключении тока) на ней возникают выбросы ЭДС самоиндукции, которые могут вывести микросхему из строя.
Ее защищают с помощью диодов VD3, VD4, показанных на рис. 5 штриховыми линиями.
Аналогичные устройства можно построить на микросхемах MAX893L (максимальный ток 1,2 A), MAX890L (1 А), MAX891L, MAX894L (0,5 А), MAX892L, MAX895L (0,25 А), причем микросхемы MAX894L, MAX895L содержат по два одинаковых ключа с независимыми управлением и установкой порога срабатывания токовой защиты.
Корпусы этих микросхем — восьмивыводные с шагом выводов 1,27 и 0,65 мм.
И. Нечаев
|
Материал подготовил А. Кищин (UA9XJK).
|
