Индикатори DC и тяхното използване

Н. Taranov, София

Развитието на различни електронни устройства, съществува проблемът за контролиране на наличието на ток в техните схеми. Готови измервателни уреди често липсват, пътища или неудобен за използване. В такива случаи се използват вградените блокове за управление. За AC проблем е решен сравнително просто посредством токови трансформатори, индукционни magnetosensitive елементи, и така нататък. D. За DC като Обикновено, тази задача по-трудно. В статията се описва някои от съществуващите устройства за контрол в присъствието на DC верига (по-нататък наричана DC показатели, съкратено - IPT), техните предимства и недостатъци, прекъсвачи и за предложените решения за подобряване на характеристиките на тези устройства.

IPT обикновено са включени в контролирано разликата верига. Някои IPT може да отговори на магнитното поле, генерирано от тоководещия елементи на контролирана верига [1], но при ниски контролирани токове са сложни и в тази статия не се разглеждат. IPT може да се характеризира със следните основни параметри и характеристики:
1) deltaU - напрежението през IPT контролирано през целия диапазон на токове. За да се сведе до минимум въздействието на IPT в областта на контролираното веригата и да се намали загубата на енергия, се стреми да сведе до минимум deltaU;
2) Inom операционен ток (ако приемем, средната стойност на контролирано ток);
3) Imin, Imax - граница контролирано ток диапазон вариант, който надеждно показва факта на присъствието си;
4) естеството на изходния сигнал индикация (LED нива подгряващи TTL, и т.н.) ...
5) в присъствието или отсъствието на допълнителни източници на енергия за IPT;
6) в присъствието или отсъствието на галванично свързване IPT изходен сигнал с контролирана верига.

Като се позовава на текущата смисъл елемент - датчик на ток (DT) са разпознати;
- IPT със сериен верига товар;
- IPT полупроводникови DT (сензори magnitodiodami, magnetoresistors, и т.н. ...);
- IPT magnitokontaktnye (на магнитния на текущата реле);
- IPT с magnitonasyschayuschimisya елементи.

IPT Принцип на действие в съответствие с натоварването във веригата (фиг. 1)

Това е, че разликата контролирано верига включва елемент натоварване (NE), в която спад на напрежението, когато текущата потоци в контролирана верига. Тя се подава към преобразувател на сигнала (PS), където се превръща в сигнал, показващ наличието на ток в електрическата верига.

Очевидно е, че за този тип deltaU IPT зависи от стойността на контролираното ток и чувствителността на MS. Колкото по-чувствителен СС, по-малка е устойчивостта на NE може да се прилага, и следователно ще бъде по-малко deltaU.

В най-простия случай NE - резистор. Предимството на тази NE - простота, ниска цена. Недостатъци - загуби на мощност ще бъде страхотно при ниска чувствителност при SS NE, особено в областта на контрола на големи токове, AU зависимост от големината на ток, преминаващ през IPT. Това стеснява обхвата на контролирания текущата промяна (това недостатък е незначителен, когато контролната тока в тесен диапазон от стойността си). Като практически пример, помислете IPT верига от този тип. Фиг. 2 е схематично индикация дали зарядния ток за батерията. Като действа NE резистор R1, както и PS - верига R2, HL1.

резистор баласт R2 има съпротивление от 100 ома, на LED HL1 има номинален ток от 10 mA (например, тип AL307B) и съпротивлението на резистор R1 ще зависи от големината на тока за зареждане контролирано.

Когато стабилизираната ток за зареждане на 10 mA (например батерия 7D-01), резистор R1 може да се пропусне. На ток зареждане на 1 A резистор R1 ще бъде около 3.5 ома. Напрежение да го пуснете и в двата случая ще бъде равна на 3,5 V. загуба на мощност на ток от 1A е 3,5 вата. Очевидно е, че тази схема не е приемливо за големи токове за таксуване. Няколко намали загубата на енергия в IPT може да бъде, ако се намали съпротивлението на баластния резистор R2. Но този начин не е желателно, тъй като случайната хвърля на зареждане течения може да повреди HL1 светодиоди.

Ако приложим НП до нелинейна зависимост на спад на напрежението на захранващия ток може значително да подобри характеристиките на IPT. Например, добри резултати се получават чрез заместване на резистор R1 до верига от четири диоди, свързани в посока напред, както е показано на фиг. 3.

Както диодите VD1-VD4 могат да кандидатстват всички силициев токоизправител диоди с допустима работна ток не по-малко от стойността на контролиран ток. (За много видове светодиоди е достатъчна верига от три диоди). Резистор R2 може в този случай намалява до стойност от 30 ома.

В такава схема контролиран течения на IPT гама се разширява и се простира от 10 mA до Imax, където Imax - това е максималното работно ток от диоди. HL1 LED яркост луминисценция е почти постоянна през целия диапазон на контролирани токове.

Това устройство IC KR1401UD2B удобно в изграждането на четири IPT, например, под контрола на отделни зареждане четири батерии едновременно. В този пристрастие схема R1, R2, и точка А - общ за всички четири канала.

Устройството може да контролира и високи токове. За тази цел е необходимо да се намали съпротивлението на резистор R3 и да се преизчисли си разход на енергия. Експериментите бяха проведени, използвайки като R3 опашка NDV 2. Когато диаметърът на тел от 1 mm и дължина 10 см надеждно показват течения в обхвата от 200 mA. 10 А (ако увеличаване на дължината на тел, долната граница на обхвата се премества по-слаб ток). Така deltaU не превишава 0,1 V.

Когато малък завършване устройство се превръща в IPT с регулируем праг изключване (фиг. 5).

Такова IPT може да се прилага успешно в различни системи за защита на устройства за ток, като основа за контролирано електронен предпазител и т. D.

Резистор R4 е коригирана праг IPT пикап. Както R4 е удобно да се използва многооборотен резистор, например, видове SP5-2, СПТ-39 и т. D.

Ако е необходимо галванично разделяне между веригата за управление и контролирани устройства (CC) е удобен за използване оптрони. Достатъчно вместо HL1 оптрон светодиоди свързани, например, както е показано на фиг. 6.

За да съответства на изходния сигнал от цифрови устройства за контрол, приложима Шмит спусъка IPT. Фиг. 7 е схема IPT съгласувано с МС в TTL-логика. Ето 5 V CC - Наказателния кодекс на захранващото напрежение на цифрови схеми.

IPT полупроводникови РТР описани в литературата. За шунки на интерес към използването на магнитно IPT K1116KP1 тип чип [2] (този чип широко използвани в някои клавиатурата на компютъра съветски производство). IPT схема на това е показано на фиг. 8.

L1 на рулони се поставя на магнитната верига на магнитно мека стомана (за предпочитане пермалой), която играе ролята на магнитна концентратор. Типичната форма и размер магнитен концентратор е показано на фиг. 9.

DA1 верига поставя в магнитна междина концентратора на. В производството му е необходимо да се стремят да намалят разликата. Експерименти с различни магнитни ядра са проведени по-специално приложни пръстени, изрязани от конвенционалните водни тръби, обработени ядра динамични глави отбелязани цели на трансформатор стомана.

Най-евтини и прости за производство (в любителски условия) оказа пръстени нарязани от водни тръби 1/2 и 3/4 инча. Пръстени бяха отрязани от тръбите, така че дължината на пръстен еднакъв диаметър. След това тези пръстени е желателно да се загрява до температура от 800 ° С и бавно се охлажда на въздух (до отгряване). Такива пръстени имат почти никакъв остатъчен магнетизъм и работят добре в IPT.

Експерименталната проба има магнитна верига на вода тръба 3/4 инча в диаметър. Намотъчен проводник се навива NDV диаметър 2 1 мм. В 10 намотки Imin = 8 ампера при 50 превръща Imin = 2 А. Трябва да се отбележи, че чувствителността на IPT зависи от положението на чипа в магнитното празнината. Този факт може да се използва за регулиране на чувствителността на IPT.

Най-ефективни са пръстени от ядра на магнитни глави динамични системи, но тяхното производство в аматьорски условия трудно.

За радио безспорен интерес представляват електромагнитни IPT на магнитния и настоящи релета. IPT на тръстиковите ключове са надеждни и евтини. Принципът на работа на IPT е илюстрирано на фиг. 10, с.

Много радиолюбители вероятно да намерят една стара клавиатура от компютъра на съветско производство тръстиковите превключвателите. Тези тръстиковите ключове са идеални за изпълнение на IPT. IPT чувствителност зависи от:
- броят на завъртанията на намотка (увеличаване на броя на завъртанията се увеличава и чувствителност);
- навиване конфигурация (оптимално навиване, чиято дължина е приблизително равна на дължината на луковицата тръстика);
- съотношението на външния диаметър на превключвателя тръстика и вътрешния диаметър на намотката (колкото по-близо е 1, чувствителността ще бъде по-висока IPT).

IPT Схема даден на фиг. 11, б.

Намотката на L1 - екстра - основни, L2 ликвидация. Ако включите L1 и L2 според намотката, резистор R1 тунинг е възможно да се увеличи чувствителността на много пъти IPT в сравнение с възможността за IPT, DT като без допълнителни намотки. Ако изключите L1 и L2 ликвидация брояч, за адаптиране на резистор R може да намали чувствителността на много пъти IPT. Проведен е експеримент с тази схема в parametpax неговите елементи:
- навиване L1 - 200 навивки от жица NDV 2 диаметър 0.06 mm; навита директно на тръстика ключ тип СЕМ-2;
- навиване L2 - 10 навивки от жица SEW-2 0.8 mm в диаметър над раната L1 на рулони.

Следните стойности на Imin:
- когато съгласно включване 0.1 намотки. 2;
- при включване на тезгяха -2 намотки. 5 А.

Можете да се обърнете към [4] Ако е необходимо настоящите изчисления релейни.

IPT Схематична диаграма на този тип е показан на фиг. 12.

Са от голям интерес за всички IPT magnitonasyschayuschimisya елементи. Те са използвали собственост на феромагнитни сърцевини промяна пропускливост, когато са изложени на външно магнитно поле. В най-простия случай този тип IPT е AC трансформатор с допълнителна намотка, както е показано на фиг. 13.

Тук променливо напрежение се трансформира от L2 L3 до бобина намотка. Напрежението от ликвидация L3 и диод VD1 открива такси кондензатор C1. Следваща се доставя праг елемент. При липса на ток в намотка L1 напрежение генерирани на кондензатор С1 е достатъчно да се задейства праг елемент. При преминаване през бобината L1 DC магнитно наситен. Това води до намаляване на променливото напрежение на намотката коефициент предаване L2 L3 в намотката и намаляване на напрежението в кондензатор С1. Когато достигне определена стойност изключва праг елемент. Дросел L4 елиминира проникване на схема за измерване на променливо напрежение в контролирана и елиминира измерване верига маневриране верига контролирано проводимости.

Чувствителността на устройството може да се регулира:
- избор на броя на завъртанията на намотките L1, L2, L3;
- избор на вида на магнитни трансформатори;
- коригиране на праг на превключване на прага елемент.

Предимства на устройството - лекотата на изпълнението, липсата на механични контакти.

Значителна това недостатък - проникването на променливото напрежение на IPT в контролирана верига (Въпреки това, в повечето приложения с контролирано верига са байпас кондензатори, което намалява този ефект). Проникването на променливо напрежение с контролирано верига намалява с увеличаване на съотношението на броя на намотките L2 и L3 на броя на завъртанията на намотки L1 и L4 се увеличава индуктивност дросел.

Значително по-добри параметри IPT има този вид схема е показано на фиг. 14.

Тук магнитопровода на трансформатора се състои от две феритни сърцевини, намотки L1 и L3 са навити на двата пръстена, и намотката L1 и L4 - различни пръстени, така че те са взаимно индуцирани компенсира напрежение. магнитна схема дизайн е илюстриран на Фиг. 15.

За яснота, сърцевините се разделят в действителната дизайн, те се притискат заедно.

В този тип IPT практически не проникване на променливото напрежение на измервателната верига в контролирана верига и практически не измерване шунт верига контролирани проводимости. Експериментален модел е произведен IPT е показано схематично на фиг. 16.

На инвертори D1.1-D1.3 сглобени високо мито импулсен генератор цикъл (прилагане на такива импулси значително намалява консумацията на енергия IPT). При липса на възбуждане в проводник, свързващ щифтове 2, 3 чипове с резистори R1, R2 и кондензатор С1, следва да включва резистор 10 100 ома.

Елементи С2, СЗ, VD2, VD3 образуват токоизправител удвоител на напрежение. D1.4 инвертор заедно с LED HL1 осигурява прагови наличност индикаторни импулси на изхода трансформатора (L3 ликвидация).

Този знак се използва IPT BT ферит пръстен (използван в клетките на паметта на компютъра), измерване 8x4x2 mm. Намотки L2 и L3 са 20 навивки от жица PEL-2 диаметър от 0.1 mm, за намотаване L1 и L4 - 20 навивки от жица PEL-2 0.3 mm в диаметър.

Тази проба показва уверени, че ток се контролира във веригата в интервала от 40 mA. 1 А. на напрежението в IPT на ток от 1 A контролирана верига не надвишава 0.1V. Резистор R4 може да бъде коригирана праг, което позволява използване като активен елемент в устройството за защита IPT верига от претоварване.

3. Устройството за превключване на електронно оборудване. Ед. G. Ya. Rybina. - М. Радио и съобщенията, 1985.

4. Ступел F. Изчисляване и проектиране на електромагнитни релета. - М. Gosenergoizdat, 1950._