47 (159)

merserwis www.merserwis.pl

APARATURA KONTROLNO POMIAROWA: mierniki parametrów instalacji elektrycznych, jakości energii elektrycznej, badań środowiskowych, testery maszyn i urządzeń

ELEMENTY I SYSTEMY AUTOMATYKI: regulatory i czujniki temperatury SERWIS I KALIBRACJA APARATURY, NARZĘDZIA I AKCESORIA DLA ELEKTRYKÓW I ELEKTRONIKÓW

Ale to nie wszystko.

Duża część uczestników Rys. M

vcc

Rys. N

vcc

Rys. O

dodać cztery diody, jak w klasycznym mostku - rysunek O.

Ale być może tak prosty układ nie jest wart aż tak obszernych rozważań. Może sterowanie przekaźnikiem bistabilnym jednocewkowym należałoby zrealizować zupełnie inaczej, na przykład według idei z rysunku P, jak zaproponował jeden z kolegów? Niekoniecznie trzeba stosować do sterowania dwie kostki 555, co zasugerował jeden z uczestników, może wystarczy jakiś prościutki układzik, dający po naciśnięciu przycisku tylko krótki impuls.

Rzeczywiście, warto to rozważyć, a możliwości jest wiele. Ja jednak chciałem powrócić do oryginalnego układu z rysunku B. Otóż pomijając kwestię przepięć i diod według rysunku O, można stwierdzić, że... w układzie nie trzeba nic zmieniać. Wystarczy zastosować

Sponsorem nagród (programatorów) jest firma BTC Korporacja

vcc

ści wykorzystania tranzystorów Tl, T2 typu MOSFET z kanałem N oraz T5, T6 typu MOSFET P. Owszem, można też wykorzystać tranzystory MOSFET, co byłoby uzasadniony przy sterowaniu silnika, ale nie małego przekaźnika. Ponadto zaproponowane przez jednego z uczestników proste rozwiązanie bez rezystorów z rysunku H najprawdopodobniej się nie sprawdzi. Po pierwsze, po zwarciu przycisku, przewodzący tranzystor T3 lub T4 być może w bardzo sprzyjających okolicznościach nawet otworzy tranzystory MOSFET (na pewno otworzy dolny, gorzej z górnym). Jednak po zaniku prądu bazy MOSFET-y pozostaną otwarte. Gdy ich pojemności wejściowe (Cgs) pozostaną naładowane, to nie będą się miały jak rozładować, jak pokazuje rysunek J. Pojemności bramek staną się elementami pamiętającymi. Dodanie rezystorów według rysunku K poprawi sytuację, pod warunkiem że napięcie Vcc jest wystarczająco duże do otwarcia tranzystorów, a rezystory są tak dobrane, by po naciśnięciu przycisku napięcia otwierające oba tranzystory były w miarę równe (R1=R2 » R3=R4=R5=R6).

drugi problem: mianowicie rozwiązanie kwestii prądu sterującego, płynącego przez T3, T4, nie rozwiązuje problemu do końca. Otóż jeśli SI, S2 miałyby być dwoma oddzielnymi, niezależnymi przyciskami, to możliwe, prawdopodobne, a wręcz pewne jest, że kiedyś oba omyłkowo zostaną naciśnięte jednocześnie. I wtedy pojawi się drugi problem.

No tak, po naciśnięciu obu przycisków jednocześnie zostaną otwarte wszystkie tranzystory i szyny zasilania zostaną ze sobą zwarte. Jeden z uczestników słusznie zwrócił uwagę, że tego rodzaju układy często są zasilane z baterii lub akumulatorów, a akumulatory generalnie mają mały opór wewnętrzny, co grozi przepływem dużego prądu. Problem ten występuje z całą mocą przy sterowaniu silników za pomocą tego rodzaju mostka H, zwłaszcza w wersji z tranzystorami MOSFET. W każdym razie gratuluję tym wszystkim, którzy zwrócili uwagę, że jednoczesne naciśniecie SI, S2 nawet jeśli nie uszkodzi akumulatora, grozi spaleniem (przegrzaniem) tranzystorów, a w najlepszym przypadku oznacza niepotrzebne zużywanie baterii.

Należałoby dodać obwody zabezpieczenia, żeby jednoczesne naciśnięcie przycisków nie spowodowało zwarcia szyn zasilania. Gdyby do dyspozycji były przyciski, mające też obwody rozwieme, można byłoby wykorzystać sposób z rysunku L. Jeśli sterowany

przekaźnik REL miałby niewykorzystywaną parę styków, można zastosować sposób z rysunku M.

W innych przypadkach być może należałoby rozbudować układ sterujący.

A teraz kolejny problem. Tylko trzech uczestników zwróciło uwagę na fakt, że w zaproponowanym układzie aktualny jest także problem przepięć, występujących w chwilach przerywania prądu płynącego przez cewkę. W klasycznych zastosowaniach, równolegle z cewką przekaźnika włącza się diodę gaszącą przepięcia. Jednak pomysł jednego z młodych uczestników, pokazany w uproszczeniu na rysunku N, jest oczywiście błędny. Należy

rezystoiy Rl, R2 o dostatecznie dużej wartości. Nikt nie nadesłał takiego spostrzeżenia, a warto rozważyć także i taką możliwość.

Otóż faktem jest, że już na pierwszy rzut oka schemat budzi wątpliwości, a nawet przekonanie, że trzeba dodać rezystory ograniczające. Ale niekoniecznie. Nie ma pewności, że brak rezystorów będzie problemem. O wielkości prądu płynącego przez T3 zadecydują:

- wartość rezystora Rl,

- wzmocnienie prądowe T3.

Na rysunku B nie ma żadnych informacji o wartości rezystorów Rl, R2, ale załóżmy, że ich rezystancja jest bardzo duża. Możemy tak dobrać wartość Rl, R2, żeby prąd tranzystorów T3, T4 był mały. Mało tego: prąd ten może być bardzo mały i mały może być też dla tranzystorów Tl, T2, T5, T5. Wtedy nawet gdyby naciśnięte były jednocześnie dwa przyciski, to też nie zdarzy się katastrofa, bo po prostu prądy płynące przez tranzystory będą niewielkie, wyznaczone przez wartości R1, R2 i wzmocnienie prądowe tranzystorów.

Ale bliższą analizę zacznijmy może z drugiej strony: od przekaźnika. Załóżmy, że prąd nominalny cewki przekaźnika to na przykład 20mA. W następnej kolejności interesuje nas wzmocnienie prądowe tranzystorów BC327/337, które może wynosić od kilkudziesięciu do kilkuset. Według katalogu wzmocnienie prądowe wynosi 100...630 przy prądzie kolektora Ic = lOOmA. Spodziewany rozrzut wzmocnienia wśród nieselekcjono-wanych tranzystorów BC327/337 jest duży. Dlatego w tym przypadku należałoby wykorzystać tranzystory selekcjonowane, o podobnej wartości wzmocnienia. Na przykład tran-

WNT WKŁ BTC

Helion J wiele innych

do 25% taniej!

margines©

księgarnia I# U

naukowo-techniczna

Elektronika dla Wszystkich Marzec 2010 47