Клод Галле - Как проектировать электронные схемы

Для стабилизации и регулировки более значительных токов можно использовать устройства на базе стабилизатора напряжения. В данном случае задача состоит в том, чтобы преобразовать ток в соответствующее ему напряжение и приложить его к тому входу стабилизатора, который обычно используется для измерения выходного напряжения. Для получения нужного напряжения в цепь потребляемого тока включаются один или несколько резисторов (рис. 2.75).

Иногда возникает необходимость усилить это напряжение, чтобы довести его до уровня, требуемого стабилизатору.

Основой устройства является популярная микросхема импульсного стабилизатора типа SG3524 (или LM3524). Эта схема может работать непосредственно на сравнительно маломощную нагрузку или, как показано на рисунке, управлять коммутатором повышенной мощности (в том числе переключателем на МОП транзисторах). Стабилизация основана на модуляции длительности импульсов, следующих с постоянной частотой. Имеющийся в микросхеме дифференциальный усилитель постоянно сравнивает сигнал, в данном случае пропорциональный регулируемому току (на выводе 1 ), с установленным опорным уровнем (на выводе 2), который должен находиться в диапазоне 1–4 В. В этом же диапазоне находится и напряжение, пропорциональное току. Следует выбирать измерительные резисторы с учетом рассеиваемой ими мощности, которая иногда достигает значительной величины.

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЛЕ

Защита управляющего транзистора

Для управления реле обычно используются дискретные транзисторы или компоненты микросхемы, содержащей матрицу транзисторов (см. раздел « Транзисторные матрицы »). Параллельно обмотке реле всегда включается защитный диод (рис. 2.76).

При протекании тока управления через обмотку в ней накапливается энергия, которая препятствует прекращению тока при выключении транзистора.

Если не принять меры предосторожности, это явление может вызвать импульс напряжения, опасный для управляющего транзистора. Диод обеспечивает путь протекания индуктивного тока при выключении реле, что предохраняет транзистор от перегрузки.

Реле с самоблокировкой

В электротехнике широко используется реле с самоблокировкой, у которого питание обмотки осуществляется через один из контактов. Такая схема имеет ряд достоинств. В частности, она позволяет избежать ситуации, когда управляемое устройство, отключившееся из-за снятия напряжения питания, неожиданно включается снова при возобновлении питания. Также имеется возможность выполнять включение и выключение с помощью двух независимых кнопок. Для этого требуется реле, имеющее по крайней мере два нормально разомкнутых контакта.

На схемах, приведенных на рис, 2.77 а, б , показаны два упомянутых варианта применения реле с самоблокировкой. Кроме этого, представлена схема включения индикатора отсутствия напряжения сети (рис. 2.77 в ).

Индикаторный светодиод подключен к батарейке или аккумулятору через нормально замкнутый контакт реле, катушка которого питается сетевым напряжением 220 В. Нажатие на кнопку (она должна быть рассчитана на напряжение сети) вызывает срабатывание реле, которое остается включенным после отпускания кнопки благодаря наличию параллельного ей замкнутого контакта. Одновременно разрывается цепь питания светодиода. Если напряжение сети отключается, реле возвращается в исходное состояние и светодиод зажигается. Когда напряжение сети восстанавливается, требуется повторное нажатие на кнопку, чтобы индикатор сбоя погас. При желании светодиод можно заменить зуммером.

РЕЗИСТОРНЫЕ МАТРИЦЫ

Резисторная матрица содержит несколько одинаковых резисторов. Любители используют эти компоненты сравнительно редко. Однако у таких матриц есть некоторые преимущества по сравнению с эквивалентным набором дискретных резисторов. В частности, они позволяют ускорить сборку схем. Резисторные матрицы удобно использовать в цифровых устройствах для создания делителей, обеспечивающих набор калиброванных напряжений, или для ограничения тока нескольких светодиодов, расположенных близко друг от друга. В аналоговых схемах матрицы могут применяться в сочетании с операционным усилителем, в частности в качестве резисторов в цепи отрицательной обратной связи. В этом случае гарантируется высокая стабильность коэффициента усиления и точность его задания, так как разброс параметров у резисторов матрицы, как правило, незначителен.

Существующие матрицы содержат четыре, семь или восемь резисторов, подключенных к выводам независимо или по схеме с общей точкой (рис. 2.78).

При наличии общего вывода он помечается маркировочной точкой на корпусе. Если есть сомнения по поводу типа матрицы или параметров резисторов, нетрудно проверить микросхему при помощи омметра.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ

Прецизионные резисторы

дороги, не всегда можно найти нужный номинал, кроме того, они обычно продаются только в наборах.

Наиболее часто такие резисторы применяются для построения прецизионного делителя (например, при калибровке измерительного прибора) или если требуется набор идентичных резисторов, для которых абсолютная величина сопротивления не слишком важна. В последнем случае при помощи цифрового мультиметра можно провести сортировку обычных резисторов одного номинала и отобрать те из них, что имеют одинаковые сопротивления (например, 99,8 кОм при номинальном значении 100 кОм). Однако при этом стабильность параметров во времени, особенно в случае колебаний температуры, не гарантируется. Гарантию стабильности дает только использование прецизионных резисторов.

Параллельное включение резисторов

Определение результирующего сопротивления при параллельном включении нескольких резисторов выполняется с помощью хорошо известной расчетной формулы. Напомним, что полученная величина оказывается меньше, чем минимальное из использованных сопротивлений.