Назначение
Включение/выключение мощной нагрузки в электрических цепях предполагает использование соответствующих коммутационных аппаратов. Они получаются довольно громоздкими, чтобы выдержать нагрузочный ток. К тому же использование контактного метода коммутации ведёт к постепенному износу контактов устройства и может быть причиной искрообразования.
Использование электронного бесконтактного метода для коммутации нагрузки позволяет избежать таких недостатков. Применение в качестве коммутационного элемента МОП-транзисторов, позволяет свести к минимуму потери связанные с падением напряжения на сопротивлении перехода.
В статье описывается устройство бесконтактного электронного выключателя, в котором органом управления служит миниатюрная не фиксируемая кнопка, а коммутационным элементом – n-канальный mosfet-транзистор.
Устройство предназначено для работы в цепях постоянного тока с напряжением от 5 до 40 В. Коммутационный ток, при этом, ограничен лишь конструкцией самого устройства, поскольку применённый транзистор IRFB7430PBF рассчитан на большие токи, которые в радиолюбительской практике не используются.
Кнопку можно использовать любую без фиксации, здесь уже выбор чисто эстетический для выноса на переднюю панель корпуса изделия.
Схема электрическая
Плюсовая шина питания подключается на прямую к нагрузке, а в разрыв минусовой включён МОП-транзистор VT2 IRFB7430PBF.
В исходном состоянии оба транзистора VT1 и VT2 закрыты. VT1 заперт при помощи резисторов R1R5, а затвор транзистора VT2 подключен через резисторы R4R3 к минусу входного напряжения. При этом происходит постепенный заряд конденсатора C1 через R2R5 практически до напряжения питания схемы.
При кратковременном нажатии кнопки SB1, накопленное напряжение с конденсатора C1 поступает на затвор транзистора VT2 и тот открывается.
Одновременно с этим через R1 отпирается и транзистор VT1, и далее уже напряжение с его коллектора через стабилизатор R3VD1 поддерживает транзистор VT2 в открытом состоянии.
Конденсатор C1 этим временем разряжается. Таким образом происходит подключение нагрузки к источнику питания.
При повторном кратковременном нажатии кнопки SB1 происходит шунтирование конденсатором С1 затвора транзистора VT2, что переводит его обратно в запертое состояние и отключает нагрузку от источника питания.
Конструкция
Чертёж печатной платы показан на рисунке выше.
Полевой транзистор работает в этой схеме в ключевом режиме. При токе нагрузки 5 А и напряжении питания 24 В, где я использовал эту схему, транзистор VT2 оставался холодным и использование радиатора для отвода тепла не потребовалось.