Все своими руками » Транзисторный ключ переменного тока






Транзисторный ключ переменного тока

Рубрика: Коммутаторы

     

Силовые ключи на полевых транзисторах

     Для коммутации нагрузок в цепях переменного тока в последнее время все чаще стали применяться схемы с использованием мощных полевых транзисторов. Этот класс приборов представлен двумя группами. К первой отнесены биполярные транзисторы с изолированным затвором – БТИЗ. Западная аббревиатура – IGBT.

Во вторую, самую многочисленную вошли традиционные полевые (канальные) транзисторы. К этой группе относятся и транзисторы КП707 (см. таблицу 1), на которых и собран коммутатор нагрузки для сети 220 вольт.

КП707 характеристики, Ключ на полевом транзисторе, tranzistor

Первична сеть переменного тока очень опасная вещь во всех отношениях. Поэтому существует много схемных решений, позволяющих избежать управления нагрузками в сети напрямую. Ранее для этих целей использовались разделительные трансформаторы, в настоящее время им на смену пришли разнообразные оптроны.

Транзисторный ключ с оптической развязкой

     Схема, ставшая уже типовой, показана на рисунке 1.
Ключ на полевом транзисторе,shema2
Данная схема позволяет гальванически развязать управляющие цепи и цепь первичной сети 220 вольт. В качестве развязывающего элемента применен оптрон TLP521. Можно применить и другие импортные или отечественные транзисторные оптроны. Схема простая и работает следующим образом. Кода напряжение на входных клеммах равно нулю, светодиод оптрона не светится, транзистор оптрона закрыт и не шунтирует затвор мощных коммутирующих транзисторов. Таким образом, на их затворах присутствует открывающее напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона VD1. В этом случае транзисторы открыты и работают по очереди, в зависимости от полярности напряжения в данный момент времени. Допусти, на выходном выводе схемы 4 присутствует плюс, а на клемме 3 – минус. Тогда ток нагрузки потечет от клеммы 3 к клемме 5, через нагрузку к клемме 6, далее через внутренний защитный диод транзистора VT2, через открытый транзистор VT1 к клемме 4. При смене полярности питающего напряжения, ток нагрузки потечет уже через диод транзистора VT1 и открытый транзистор VT2. Элементы схемы R3, R3, C1 и VD1 не что иное, как безтрансформаторный источник питания. Номинал резистора R1 соответствует входному напряжению пять вольт и может быть изменен при необходимости.

Вся схема выполнена в виде функционально законченного блочка. Элементы схемы установлены на небольшой П-образной печатной плате, показанной на рисунке 2.
Печатная плата, мощный транзисторный ключ,plata
Сама плата одним винтом крепится к пластине из алюминия с размерами 56×43х6 мм, являющейся первичным теплоотводом. К ней же через теплопроводную пасту и слюдяные изолирующие прокладки с помощью винтов с втулками крепятся и мощные транзисторы VT1 и VT2. Угловые отверстия сверятся и в плате и в пластине и служат, при необходимости, для крепления блока к другому более мощному теплоотводу.

Скачать рисунок печатной платы.

Просмотров:28 028
9 комментариев




9 комментариев к “Транзисторный ключ переменного тока”

  • Масяня
    25 марта, 2018, 20:36

    Когда ключ открыт, диод тоже зашунтирован!!! То есть 220 идёт не через диоды с падением напряжения 0,5В и соответственно с нагревом, а уже через открытый канал транзистора, а там Омы или микроомы!!!

    Проверьте тестером транзистор в обе стороны. Кроной затвор откройте и убедитесь.

    Короче, в описании ошибка, что 220 идёт через диоды. Оно идёт впрямую.

    Схема гениальна! Я долго думал как это сделать, но у меня всё получалось через диоды и нагрев с падением! А тут прямо озарение!

    Спасибо Вам за эту схему!!!

  • Масяня
    25 марта, 2018, 20:40

    Через диоды ключей в схеме питается только блок питания, что заряжает конденсатор C1. Туда минус проходит.

  • Иван
    21 октября, 2018, 13:36

    У меня нагрузка не коммутируется, постоянна. VT1-2 взял аналоги buz91a , VD1 C12ph , U1 u9 pc123 . Напряжение обкладок конденсатора 4.5 В

    Что я сделал не так ?

  • admin
    22 октября, 2018, 20:32

    Привет, Иван. Есть подозрение, что стабилитрон не на 12 вольт.

  • Butylochnik
    25 декабря, 2020, 23:19

    К сожалению для задач коммутации сетевого напряжения на большую нагрузку схема мала подходит. Вся проблема в сопротивлении канала открытого транзистора, которое для высоковольтных транзистором (Uси > 400 В) обычно более десятых долей ома. А это значит, что на транзисторе с сопротивлением канала во включенном состоянии 0.2 Ома на 10 А будет падать 2В! Естественно, ток нагрузки в этом случае пойдет не через транзистор, а через диод. Но даже не в этом проблема. На втором транзисторе, который включен последовательно, по-прежнему будет падать 2В, т.е. суммарное падение составит 2.6В. При этом на симисторе с таким же допустимым напряжением и максимальным током в открытом состоянии будет падать всего 1.6В! Можно, конечно, поискать МОПы и с меньшим сопротивлением, но это будут уже изделия более высокого ценового диапазона и схема на них будет в десятки раз дороже аналогичной на самом дешевом симисторе.

  • Дмитрий
    24 февраля, 2021, 0:07

    Тут у вас получается ключ переменного тока , через внутренние диоды ток не течет, так как напряжение прикладывается к катодам диодов.

  • Дмитрий
    24 февраля, 2021, 0:13

    Все хорошо на симисторах, только для малых токов они не подходят, не включаются.

  • admin
    25 февраля, 2021, 12:13

    Привет, Дмитрий. Течет, При «+» на 6 контакте и открытом VT2 ток течет через диод транзистора VT1, при «-» на 6 контакте и открытом VT1 — через диод VT2.

  • сергей
    14 июня, 2023, 21:42

    не понятно, зачем использовать 2транзистора, лучше включить 1 в диагональ моста . Да, будет падение 1.6в на диодах-копеечных, но ведь напряжение сети гуляет гораздо в более широком диапазоне а нагревом диодов, например 1n4007 при токе 1А можно пренебречь, а при больших токах темболее стоит экономить на дорогих транзисторах...

Оставить комментарий