08.04.21

[Домашняя]

Для обеспечения кратковременного характера работы электронного узла после подачи на него питания с автоматическим отключением по прошествии заданного временного интервала удобно использовать микросхемы серии К561. Кроме простоты схемы, она имеет отличие в виде управляющего нагрузкой мощного полевого транзистора. Когда требуется управлять устройствами нагрузки большой мощности, поможет простая схема задержки выключения, представленная на рис. 1.

При включении питания оксидный конденсатор С1 (представляющий в первый момент времени малое сопротивление электрическому току) начинает заряжаться через резисторы R2 и R3 от источника питания. На входе элемента DD1.1 микросхемы К561ТЛ1 - высокий логический уровень. Поскольку элементы микросхемы включены как инверторы, то на выходе элемента DD1.2 - также высокий уровень напряжения. Мощный полевой транзистор VT1 открыт, и напряжение поступает на устройство нагрузки. По мере зарядки оксидного конденсатора С1 на выводах 1 и 2 элемента DD1.1 напряжение постепенно уменьшается (относительно общего провода). Достигнув порога переключения логического элемента с передаточной характеристикой триггера Шмитта, на выходе DD1.1 напряжение изменяется на противоположное, то есть на высокий логический уровень. После инвертирования элементом DD1.2 на его выводе 4 присутствует низкий уровень. Транзистор закрыт, устройство нагрузки обесточено. При указанных на схеме значениях элементов C1, R2, R3 время задержки выключения составит 8 мин (при минимальном сопротивлении переменного резистора R3) и около 110 мин при максимальном сопротивлении R3. Если необходима фиксированная выдержка времени, то после настройки узла переменный резистор заменяют постоянным соответствующего сопротивления. Если требуется выдержка времени, рассчитанная на единицы и десятки минут, применять оксидный конденсатор большой емкости нецелесообразно, достаточно емкости в 47-200 мкФ. Для того чтобы снова активировать узел, кратковременно замыкают контакты кнопки SA1 (любой подходящей), специально разряжая конденсатор и запуская цикл его зарядки сначала. Устройство начинает свой цикл отсчета времени каждый раз заново и при каждом новом включении. Оксидный конденсатор С1 применяют с минимально возможным током утечки, например К53-18. Постоянные резисторы используют типа МЛТ-0,25 или другие подходящие. Переменный резистор R3 - типа СПО-1 или аналогичный. Транзистор VT1 выполняет роль усилителя тока. Выходной ток одного элемента микросхемы К561ТЛ1 (в зависимости от напряжения источника питания 5-15 В) пропорционально изменяется от 1,5 до 7 мА. Этого недостаточно для обеспечения нормального питания даже обычного светодиода, тем более значительной нагрузки в виде пьезоэлектрического капсюля со встроенным генератором ЗЧ (НА1) и других. Как один из вариантов усиления тока в нагрузке, еще два свободных элемента микросхемы К561ТЛ1 соединяют параллельно элементу DD1.2 - теперь ток нагрузки может достигать 12 мА. Однако и такой ток для большинства узлов нагрузки недопустимо мал. Например, слаботочные электромеханические реле не смогут работать с таким узлом. Для этого в качестве усилительного элемента применяют транзисторы соответствующей мощности. Причем, если нужен большой коэффициент усиления по току (более 1000) > применяют пару транзисторов одной проводимости, включенных по схеме Дарлингтона (составной транзистор). Как правило, коэффициент усиления по току пары транзисторов в схеме Дарлингтона равен произведению коэффициентов усиления h21 каждого из них. Для питания мощной нагрузки с током до 3-10 А в оконечном узле применяют полевые транзисторы средней и большой мощности. Вместо КП540А применяют КП922А1 - КП922Б1, КП743А - КП743В. Из зарубежных: IRF540, BUZ11, IRF511, IRF640, IRF720. Для питания нагрузки малой и средней мощности (с током до 1 А) применяют КП501, КП7138, КП707, КП7131, КП504 с любым буквенным индексом. Если требуется очень большой ток в нагрузке, в качестве VT1 без изменения схемы применяют IRG4PC50F с мощностью до 200 Вт. Устройство не требует наладки. Подбором емкости С1 и сопротивления R3 устанавливают нужный интервал времени задержки. Эта схема имеет универсальный характер. Предположим, необходимо отсрочить включение какого-либо электронного узла не несколько минут после подачи на устройство питания. Часто такой вопрос приходится решать при конструировании устройств охранной сигнализации. Чтобы человеку выйти из помещения и закрыть за собой двери, требуется некоторое время, когда сигнализация еще не должна реагировать на разорванный шлейф охраны, а по прошествии автоматически заданного времени самостоятельно включаться в режим сканирования своих шлейфов (соответствующих датчиков). Для этого достаточно поменять местами (с соблюдением полярности С1) элементы R2, R3 и С1. Кнопка SA1 и резистор R1 включаются также параллельно времязадающему конденсатору С1. При ненадобности эту цепь из схемы исключают. Теперь при включении питания нагрузка будет обесточена до тех пор, пока не зарядится С1. Для достижения обратного эффекта  также допустимо включить в разрыв DD1.1 и DD1.2 еще один инвертор или, при использовании в схеме реле К1, подключать устройство нагрузки к контактам К1.1 на размыкание. Источник питания - стабилизированный с постоянным напряжением в диапазоне 5-15 В. Ток потребления узла определяется характером нагрузки. Звуковой капсюль НА1 со встроенным генератором - любой подходящий, например FMQ:2015B, 1212FXP. Светодиод HL1, резистор R5 и реле К1 показаны в схеме как возможные варианты устройств нагрузки, которых (в соответствии с мощностью приме­няемого усилителя тока на VT1) может быть сколь угодно много. Предполагается, что реле К1 - любое подходящее устройство, уверенно срабатывающее при подключении непосредственно к выводам источника питания, и с коммутационными возможностями, соответствующими характеру нагрузки.