Назначение
Публикация посвящена схеме устройства, когда необходимо при включении одной нагрузки в сеть одновременно с ним включить одно или даже несколько других устройств.
Как пример это может быть, например системный блок компьютера – периферийные устройства или телевизор – домашний кинотеатр.
Т.е. схема устройства позволяет без излишних манипуляций при включении питания одного прибора автоматически включать другие вспомогательные устройства.
В этой схеме в качестве силового ключа используются распространенные мощные n-канальные высоковольтные МОП-транзисторы обогащенного типа.
Схема устройства не создает помех по цепям питания и может управлять нагрузкой мощностью от долей ватта до 150 Вт и более.
Устройство может использоваться как с нагрузками, потребляющими ток в течение всего сетевого периода (лампы накаливания, электронагревательные приборы, электродвигатели), так и потребляющие максимум тока на пиках амплитуды сетевого напряжения (телевизоры, мониторы, осветительные приборы с тиристорными регуляторами мощности и т. п.).
Схема электрическая
Ведущий прибор (нагрузка) должен быть мощностью более 30 Вт, показан на схеме как Rн1.
При подаче питания на Rн1 на первичной обмотке трансформатора Т1 наводится ЭДС величиной больше 60 мВ. Назначение диодов VD3 и VD4 – ограничить амплитуду напряжения на обмотке I Т1до величины 0,6...1 В.
Трансформатор повышающий. На выходе диодного моста VD2 действует постоянное напряжение, максимальная величина которого ограничена стабилитроном VD5. Роль токоограничительного резистора выполняет сопротивление провода вторичной обмотки.
Когда напряжение на конденсаторе С1 превысит 5...7 В, транзисторы VT1, VT2 полностью отопрутся и зашунтируют открытым каналом исток-сток выход диодного моста VD1 и на ведомую нагрузку (Rн2) поступит напряжение питания.
Емкости конденсатора С1 достаточно, чтобы транзисторы оставались отпертыми в течение нескольких периодов сетевого напряжения после пропадания тока в цепи питания Rн1. Это позволяет в качестве ведущей нагрузки использовать электро- или радиоприбор любого типа, максимальная мощность которого ограничена лишь типом примененных диодов VD3, VD4 и типом провода первичной обмотки повышающего трансформатора.
Варистор RU1 гасит высоковольтные импульсы напряжения, которые по различным причинам могут появиться в питающей сети и привести к выходу из строя закрытых полевых транзисторов силового ключа.
Детали
VD3 и VD4 – любые выпрямительные диоды, выдерживающие максимальный ток, которая потребляет ведущая нагрузка. Например, это могут быть двухамперные КД226, RL201, RL202, трехамперные 1N5401, BY251.
Трёхамперный диодный мост VD1 заменим на любой другой, рассчитанный на напряжение не менее 400 В и выдерживающий потребляемый ведомой нагрузкой ток, например, BR310, BR34, BR36, KBL04.
Стабилитрон можно взять любой на 10...12 В.
Вместо МОП-транзисторов, указанных на схеме, можно использовать пары BUZ90, BUZ90AF, IRF830, IRF832, КП726, КП070, КП753. Лучшие результаты будут получены, если вместо двух использовать один транзистор, гарантированно имеющий сопротивление открытого канала сток-исток менее 0,5 Ом (IRFP450, IRFP350, КП79А, КП81А).
Трансформатор может быть выполнен на стальном магнитопроводе с площадью сердечника 1…2 см^2. Первой наматывается вторичная обмотка. Она содержит 5500 витков обмоточного провода диаметром 0,06 мм. После наматывается первичная обмотка, которая содержит 45 витков провода диаметром 0,56 мм. Между обмотками прокладывается от двух до четырех слоев тонкой фторопластовой пленки.
Если мощность ведомого прибора не превышает 40 Вт, то достаточно установить один МОП-транзистор указанного на схеме типа.
При выборе размеров теплоотвода следует стремиться к тому, чтобы при длительной работе устройства в нормальном режиме температура корпусов транзисторов не превышала 45°С. Для мощности Rн2, равной 150 Вт, достаточно оба транзистора установить на общий дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 50 см^2.
Настройка
Наладка заключается в определении минимальной мощности ведущего прибора, которая необходима для нормального функционирования схемы.
Для этого при отключенной Rн2 на схему подается напряжения питания, и подключается Rн1, в качестве которой удобно использовать лампы накаливания мощностью 16, 25, 40 и 60 Вт. Измеряется напряжение на конденсаторе С1. Минимально допустимой мощностью ведущего прибора считается та, при которой напряжение на конденсаторе превысит 7 В.