wersja mobilna | kontakt z nami

Przekaźnik zasilany szerokim zakresem napięcia

Numer: Październik/2017

Przekaźniki elektromagnetyczne wymagają zasilenia cewki prądem o parametrach żądanych przez producenta. Jest to problematyczne, gdy napięcie zasilające całe urządzenie zmienia się w szerokim zakresie, co może zdarzyć się np. w urządzeniach przemysłowych.

Pobierz PDF

rys1Schemat źródła prądowego przeznaczonego do zasilania cewki przekaźnika prądem o stałym, kontrolowanym natężeniu pokazano na rysunku 1. Cewkę przekaźnika włączono szeregowo z drenem tranzystora T1. Kiedy tranzystor zacznie przewodzić, przez cewkę popłynie prąd i styki przełączą się. Równolegle do cewki dołączono szybką diodę D2, która chroni tranzystor przed przepięciem w chwili wyłączania przekaźnika.

Tranzystory T1 i T2 tworzą układ źródła prądowego. Prąd źródła tranzystora T1 przepływa przez rezystor R2, na którym odkłada się napięcie. To napięcie polaryzuje złącze baza-emiter tranzystor T2. Jeżeli przepływający przez rezystor R2 prąd ma dostatecznie duże natężenie, tranzystor T2 otworzy się, przez co jego kolektor pobierze nieco prądu z rezystora R1. To spowoduje spadek potencjału bramki T1, a w efekcie zmniejszenie natężenia płynącego prądu.

Między tranzystorami zachodzi typowe ujemne sprzężenie zwrotne: tranzystor T2 tak steruje tranzystorem T1, aby przez polaryzujący jego bazę rezystor R2 płynął prąd o określonym natężeniu. Ten układ może pracować w bardzo szerokim zakresie napięcia zasilającego, który jest ograniczony wyłącznie napięciem przebicia rezystora R1 i tranzystora T1. Ponadto, charakteryzuje się małym minimalnym spadkiem napięcia – ok. 1,4 V, czyli tyle, co suma napięcia baza-emiter otwartego tranzystora T2 oraz napięcie przewodzenia diody D1. Spadek napięcia dren-źródło w tranzystorze T1 można zaniedbać, gdyż w pełni otwarty przedstawia sobą rezystancję rzędu kilku omów.

Dioda Zenera D3 zapobiega przebiciu izolacji bramka-źródło tranzystora T1, ponieważ układ można zasilać napięciem znacznie wyższym od dopuszczalnej dla niego wartości 20 V. Ogranicza również napięcie kolektor-emiter T2 do 15 V, przez co nie musi to być tranzystor wysokonapięciowy. Jednocześnie, jest to napięcie na tyle duże, że można w pełni otworzyć tranzystor T1, jeżeli zaszłaby taka potrzeba. Rezystor R3 polaryzuje diodę Zenera prądem o niewielkim natężeniu. Jego wartość nie ma większego znaczenia, musi być jedynie znacząco większy od zerowego prądu kolektora tranzystora T2. Wielką zaletą tego układu, w porównaniu do użycia w jego miejsce przetwornicy impulsowej typu step-down, jest brak emisji zaburzeń EMI oraz bezzwłoczne działanie. W układzie nie ma znaczących pojemności, więc czas reakcji elektroniki jest wielokrotnie szybszy od czasu reakcji przekaźnika.

rys2Płytka drukowana ma wymiary 25 mm×62 mm. Przewidziano na niej miejsce dla przekaźnika JQC, który może przewodzić prąd o natężeniu do 12 A oraz solidne złącze ARK3/7,5 mm. Widok schematu montażowego przedstawia rysunek 2.

Poprawnie zmontowany układ nie wymaga dodatkowych czynności uruchomieniowych i jest od razu gotowy do pracy. Gdyby moc tracona na tranzystorze T1 okazała się zbyt duża, należy dodać do niego radiator. Jeżeli minimalne napięcie zasilające będzie zbliżone do znamionowego napięcia pracy przekaźnika, można usunąć diodę D1 zastępując ją zworą, co zmniejszy minimalny spadek napięcia do ok. 0,7 V. Ścieżki łączące wyprowadzenia styków przekaźnika ze złączem mają szerokość 4,5 mm. Gdyby zaszła konieczność przewodzenia prądu o natężeniu powyżej ok. 8 A, można je dodatkowo pogrubić. Dla ułatwienia usunięto z nich maskę lutowniczą.

Urządzenie prototypowe współpracuje z przekaźnikiem na napięcie 24 V DC, który pobiera prąd ok. 15 mA. Można zastosować inny, lecz należy dobrać rezystor R2 zgodnie ze wzorem R2= 0,65 [V]/Icewki [A].

Michał Kurzela, EP

Pozostałe artykuły

Przedwzmacniacz z eliminowaniem składowej stałej

Numer: Listopad/2017

Składowa stała w sygnale audio zwykle jest zjawiskiem niepożądanym. Najprostszą metodą jej wyeliminowania jest włączenie kondensatora w przewodzie sygnałowym. Według niektórych taki komponent pogarsza jakość dźwięku, co motywują między innymi, przesunięciem fazowym wprowadzanym przez taki element oraz szumami. Opisany przedwzmacniacz nie zawiera kondensatorów w torze sygnału audio. Ponadto, jego wzmocnienie można zmieniać.

Korektor barwy dźwięku

Numer: Listopad/2017

Korektor charakterystyki jest podstawowym elementem toru "domowego" studia lub systemu nagłośnienia. Umożliwia on kształtowanie charakterystyki częstotliwościowej sygnału. Opisywany moduł jest zmodyfikowaną wersją słynnego korektora Pultec PEQ "odpowiedzialnego" za brzmienie płyt nagrywanych od początku lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku.

Generator sygnału sinusoidalnego audio

Numer: Listopad/2017

W artykule przedstawiono kieszonkowy generator przebiegu prostokątnego i sinusoidalnego o częstotliwości z zakresu pasma akustycznego, zasilany z powerbanku. Wykorzystuje nietypową metodę generowania sinusoidy - filtrowanie harmonicznych z sygnału prostokątnego za pomocą filtru ósmego stopnia z przełączanymi pojemnościami MAX297.

Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz mocy

Numer: Październik/2017

Moduł jest kompletną "cyfrową" końcówką audio o średniej mocy, pracującą w klasie D. Wzmacniacz może posłużyć do realizacji mobilnych systemów nagłośnieniowych, pracować samodzielnie np. pełniąc funkcję wzmacniacza do PC lub zamiennika uszkodzonych, niedostępnych układów końcówek mocy w sprzęcie RTV.

Miniaturowy przedwzmacniacz mikrofonowy z układem SSM2167

Numer: Wrzesień/2017

Miniaturowy przedwzmacniacz mikrofonowy, przewidziany do aplikacji przenośnych, współpracujący z wkładkami pojemnościowymi i mikrofonami MEMS. Dzięki zastosowaniu specjalizowanego układu SSM2167 firmy Analog Devices, pomimo niewielkich wymiarów, przedwzmacniacz ma kompresor dynamiki i bramkę szumów.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym