Сильноточный электронный ключ с сенсорным управлением

Эта конструкция предназначена для коммутации различных устройств, потребляющих большой ток (до 30...40 А) и питающихся от источника постоянного тока напряжением от долей вольта. Основа ключа — мощный полевой переключательный транзистор IRLR2905 или аналогичный (см. справочный листок "Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier" в "Радио", 2001, ╧ 5, с. 45). Сопротивление его открытого канала не превышает 0,027 Ом, а для управления (открывания) на затвор достаточно подать напряжение более 2 В.

Если питающее напряжение менее 5 В, следует применить вариант устройства, схема которого показана на рис. 1. Работает оно так. При прикосновении к сенсорному элементу Е1 напряжение наводок через конденсатор С1 поступает на выпрямитель, собранный на стабилитроне VD1. Отрицательная полуволна замыкается на общий провод через стабилитрон, а положительная ограничивается им и через резистор R2 проходит на затвор транзистора VT1. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Положительное напряжение на затворе открывает транзистор, и через нагрузку RH протекает ток.

Ключ может работать при напряжении питания до 55 В и коммутировать нагрузку, потребляющую максимальный ток, определяемый используемым транзистором (в нашем случае 40 А). Если сопротивление нагрузки имеет индуктивный характер, то в устройство желательно ввести диод VD2.

Если напряжение питания более 5 В, его можно использовать для управления транзистором. В этом случае сенсорный элемент выполняют из двух пластин — Е1 и Е2 (рис. 2), и его сопротивление изменяется при прикосновении к ним обеим. В исходном состоянии сопротивление между пластинами велико, напряжение на затворе транзистора близко к нулю, поэтому он закрыт. При прикосновении к пластинам пальца сопротивление между ними уменьшается, на затворе транзистора будет постоянное напряжение и он откроется.

Диод VD2 и стабилитрон VD1 защищают транзистор от наводок и зарядов статического электричества, а стабилитрон еще и ограничивает максимальное значение постоянного напряжения на затворе. Как и в первом варианте, ключ будет открыт до тех пор, пока прикасаются к сенсорному элементу.

В устройстве можно применить любой транзистор, выделенный цветом в таблице выше упомянутого справочного листка. При этом, конечно, максимальный ток, коммутируемый таймером, будет определяться типом примененного транзистора. Конденсаторы — К10 - 17, КЛС, резисторы — МЛТ, С2 - 33, Р1 - 4, Р1 - 12. Стабилитрон — любой маломощный малогабаритный на напряжение стабилизации 5,1...10 В с малым минимальным током стабилизации. Для маломощной индуктивной нагрузки диод VD2 на рис. 1 — КД102, КД103, КД105 с любым буквенным индексом, а для мощной — КД109А — КД109В, КД212А, КД212Б или аналогичный.

Для первого варианта устройства сенсорный элемент можно выполнить в виде небольшой контактной площадки. Для второго варианта его можно сделать в виде пластины из односторонне фоль-гированного стеклотекстолита с двумя проводящими площадками и зазором между ними 1 ...2 мм.

Если ток нагрузки значительный, соединительные провода должны быть соответствующего сечения.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 2003 год