Транзисторные ключи.

[Alexeyslav]

Датчик воды должен работать с переменным током небольшой величины, иначе электроды будут подвергаться постоянному электролизу.

Лучше всего если датчик представляет собой изолированный емкостной без непосредственного контакта с жидкостью.

Тогда подается на него переменное напряжение(мультивибратор на логической микросхеме) частотой порядка 50...100кГц через резистор в 1МОм...100кОм прямо на датчик, вместе с резистором он образует RC-фильтр, когда жидкость заполняет электроды датчика - его емкость многократно возрастает и фильтр начинает ослаблять поданную на него частоту, что потом регистрируется триггером шмидта, с выхода которого имеются импульсы если датчик сухой и пропадают если датчик в воде. А дальше - обычный выпрямитель из диода и конденсатора - есть импульсы, конденсатор заряжается, нет импульсов - через некоторое время он разряжается. и это напряжение уже можно подавать на реле или другую логическую схему.

[alek777]

Парни, всем здравствуйте!
Срочно нужна ваша помощь!
Решил я замутить автозапуск двигателя авто, вот кусок моей схемы


Я сначала подключал вместо стартера - обычную лампочку 12В, все работало нормально. Но стоило мне подключитьь стартер как я и задумывал (т.е. ну втягивающее реле стартера) - и крутануть стартер - за 2 секунды машина завелась, но я так понимаю КТ853 мой пробило, т.к. уже на выводе у транзистора который идет к стартеру постоянно сидит +14.

Тех. характеристики КТ853 - I макс = 8A , I импульсный макс = 12 А. Я замерял сколько тянет мое втягивающее реле - на мультиметре мне показывало около 7А, поэтому я взял КТ853 - он же до 8А. (других просто не было).

Следующий вопрос - что случилось ? Как устроено втягивающее реле стартера?! - т.к. там есть обмотка (я сильно неразбираюсь..) то возможно при включении моего КТ853 - на какуюто долю секунды что бы сорвать сместа втягивающее реле там проскакивает далеко не 7А , а больше, и от этого импульса (сколько он А неизвесто, или же это почти как короткое сначало, т.е. почти бесконечность) - и пробило мой КТ853.

Каким мне транзистором заменить мой КТ853 что бы он выдержал? (реле не предлагать - хочу именно транзистор).
Может взять и купить например pnp 2Т825 - у него I = 20 А, Iимпульсное макс = 40 А ?
Или както надо бороться со всплеском тока вначале включения втягивающего реле стартера, дросселя нужны, тиристоры или еще чего ?? (вот в этом я не силен что надо еще добавить, подскажите кто имел с этим дело)??!!!
Очень нужно побороть эту проблемму, чем бороться - транзистором помощнее или чтото надо добавить в схему? (что и куда.... незнаю)

[Alexeyslav]

У тебя его выбило обратным импульсом. Ставь диод параллельно обмотке реле, чтобы гасил обратный импульс. Да и не дело это применять биполярники тут, при таком токе просится полевик IRF530 а реле стартера повесить в "+" шину и соответственно защита выхода с блока управления при помощи супрессора. На управление самим полевиком лучше всего использовать не транзистор, а триггер шмидта - HEF4093 (или аналогичные с широким диапазоном напряжений питания) объединенный всеми входами и выходами для увеличения нагрузочной способности - он нужен для предотвращения работы транзистора на активном участке ВАХ если вдруг сигнал на входе поплывет. с выхода триггера - 200 Ом и на затвор транзистора, с затвора на "-" вывод - стабилитрон вольт на 15 ибо напряжение в бортсети может подскочить и до 80В - пробъет затвор только так, на питание микросхемы тоже стоит использовать простой параметрический стабилизатор вольт на 15.

[alek777]

У тебя его выбило обратным импульсом. Ставь диод параллельно обмотке реле, чтобы гасил обратный импульс.

добавил на схему диод. я так понимаю нужен диод как в случае с обычной маленькой катушкой обычного реле, я это конечно знаю уже, и рад бы такое сделать НО! если верен вариант вставки моего диода - то он же трудно выполним! Этож надо лезть под капот, и там от контакта '+' втягивающего куда подходит мой провод вставить диод и другой ножкой на землю. Это ж фигня какая-то, ведь в сигнализациях с автозапуском токого не делают. Как реализовать?

Далее что написали счас разбираюсь, но просто уже плата сделана, все впаяно, заморачиваться с добавлением элементов нехочется... Завтра пойду покупать вместо КТ853 чтонибудь другое, нашел например BDX34C , там I = 10A, Iи = 15А, еще находил какието с I= 20A , Iи = 40А...

Еще как вариант - завтра возьму парочку биполярных покруче, и еще куплю пару полевых, но думаю если дело дойдет до полевых - то попробую просто через транзистор подовать на затвор полевика +12 от аккума, этого помоему должно хватить что бы полевик провел через себя нужный мне ток...

Только помогите с диодом, как быть, он ведь нужен, но как его вставить туда куда я предполагаю?

[Alexeyslav]

Потому что в тех сигналках диод стоит внутри схемы, зачем его к реле протягивать, когда диод может возле транзистора стоять. Да и с такими токами надо полевики использовать, биполярные особенно мощные обладают слишком маленьким усилением. Транзистор держит 40А, только для этого ему в базу надо будет закачать порядка 1А, и посадить на радиатор способный рассеять порядка 40Вт тепла.

Впрочем, в твоем случае на транзисторе будет рассеиваться 4-5Вт тепла, если не больше - нужен радиатор.
В таких случаях как нельзя лучше проявляют свои свойства полевики - у них сопротивление открытого канала измеряются в тысячных долях ома, выделение тепла при токах до 10А - довольно малое. В шуруповерте используют не самый лучший транзистор - IRF530, и тот прекрасно справляется с током порядк 10А и больше, при этом посажен на радиатор 1.5x1.5 см, который греется только если заклинить вал. При всем при этом, полевой транзистор управляется исключительно напряжением - токи возникают только при перезаряде емкости затвора т.е. при изменении напряжения на нем.

Диод паралельно обмотке кстати надо ставить довольно мощный, судя по всему нужен диод шоттки на 2-3А ... маленький 1N4007 может разорвать импульсом самоиндукции. Можно его вставить не в цепь реле а параллельно транзистору супрессор вольт на 20-30, он выполнит роль обратного диода, и ограничит напряжение на транзисторе.

[alek777]

Нарисовал схему с полевиком.

Не могли бы помочь в следующем - со значениями сопротивлений, особенно R4 и R3 (т.к. не понимаю от чего они зависят), и с подключением супрессора, в правильное ли место включил и правильной ли стороной.

Так же не могли бы помочь определится с моделями полевика и супрессора.
Думаю полевик выбирать по Idrain = 15 А, далее по графику в даташите полевика смотреть зависимость Idrain от Vds при разных значениях Vgs. Тут я не очень понимаю. Vgs = 12 В, Vds = 12 В будет чтото типа этого у меня? Может подскажите модели на вскидку.
А как быть с супрессором. Первый раз в жизни слышу это слово. Выбирать надо по параметру Vbr = 20...30 ? На какие ходовые что б в наличии были модели обратить внимание ?

ps Если схема как у меня с супрессором - то диод уже не нужен будет? По поводу полевика и его нагрева - я даже незнаю, стартер максимум будет на 5 сек включаться, чаще всего на 1-2сек, разве он успеет нагреться.

[Alexeyslav]

Значит по порядку...

Полевик включен неправильно(там есть встроенный диод, и он будет пропускать ток в таком включении незавиимо от состояния полевика).
Транзистор управляется напряжением между затвором и истоком, у P-канального на исток подключают "+" а на сток - нагрузку на массу. Видимо на схему ты добавил именно N-канальный полевик.

R4 должен быть как можно меньше - через него будет течь ток с емкости затвора, и он должен как можно быстрее закрыть транзистор - ведь в момент закрытия транзистор находится в активном состоянии с максимальным выделением тепла в районе кристалла, он может быть разрушен если превысить максимальную энергию импульса. Резистор R3 ограничивает ток заряда затвора, чтобы не спалить транзистор Q1, его рассчитать исходя из условия ограничения максимального тока через транзистор когда на затворе относительно истока напряжение равно нулю. Но и не стоит резистор делать слишком большим - его величина влияет на скорость открытия/закрытия транзистора при больших токах это критично.

Насчет выбора транистора - для этого надо открыть справочник, либо смотреть основные характеристики транзистора где ты его собираешься заказывать - само собой корпус должен быть TO220 для удобства монтажа, ток не менее 20А и напряжение не менее 80В(лучше на 120В) и сопротивление открытого канала - минимально возможное за разумные деньги. Чем меньше - тем лучше, но есть грань после которой стоимость транзистора слишком велика чтобы пересилить жабу.

например IRF5210 (примерно 2$ стоит) - 100в 40А сопротивление открытого канала - 60мОм. при 10А тепла на нем выделится 6Вт, ему нужен будет небольшой радиатор... вдруг контроллер зависнет?

Супрессор лучше поставить между выходом и реле, если поставить его параллельно транзистору - ток от обратного выброса реле пойдет в бортсеть... с непредсказуемыми последствиями.
из серии 1.5КЕ на напряжение 30В или около того плюсом к выходу с полевика а минусом на массу.

На затвор поставить стабилитрон на 12В - вдруг в бортсети пройдет импульс в 80В амплитудой? Он весь без остатка приложится к затвору, а уже при 20В его пробъет.

R2 должен быть порядка 200...500 Ом!!! иначе транзистор будет очень долго закрываться, и далее по цепочке - полевик слишком долго в активном режиме и т.п. R1 соответственно подобрать чтобы R2 его не просаживал.

зависимость Idrain от Vds при разных значениях Vgs.

Это тебе вообще не нужно.

Так же имеет смысл сделать драйвер к полевику на маломощных полевиках 1N7000 и 1N7001 вместо биполярного транзистора, это будет даже лучше. схему можно посмотреть в обучающем видео - http://www.chipdip.ru/video.aspx?vid=ID000291352

[DX168B]

***
Лучше всего если датчик представляет собой изолированный емкостной без непосредственного контакта с жидкостью.

Неплохая идея.
Можно даже на МК сделать измеритель уровня воды, использовав встроенный аналоговый компаратор и один вывод I/O и далее мерить Тау заряда этого конденсатора. Могу даже схему выложить.
Я использовал данный метод для измерения уровня криогенной жидкости в бачке.
Только емкость была у меня постоянной, а датчик резистивный.
Но ничто не мешает сделать наоборот. Датчик емкостный и резистор RC цепи постоянный.

[Jack_A]

Но ничто не мешает сделать наоборот. Датчик емкостный и резистор RC цепи постоянный.

Только будет ли изменение емкости достаточным для его более-менее точного отслеживания, учитывая паразитные емкости и изменяющиеся условия среды ( температуру хотя бы ) ?

[DX168B]

Паразитную составляющую можно измерить.
А так, мне хватало отклонения измеряющего резистора на сотые доли ома, чтобы получить следующее значение.
Тем более, совсем большой точности тут не надо. Мы же наблюдаем за примерным уровнем жидкости. Да и программными методами можно добиться более стабильных показаний.
Просто метод данный дешевле будет и более долговечный. Есть у меня желание проверить идею на практике. Просто есть кому потом предложить ее.

[alek777]

2Alexeyslav
спасибо что разъяснил что к чему с резисторами и вообще с полевиком.
Ставил другой КТ853 , диод защитный припаял - один раз запустил стартер, стал как кипяток, и так и остался в открытьм состоянии. я там посмотрел что он даже по Мощности не подходит - всего 60 Вт,, Поэтому буду делать с полевиком. Исправил схему.

Верно ли вставлен супрессор и стабилитрон?
Супрессор
Мне нужен однонаправленный? Тогда буду брать такой как указал, или вообщем что бы заканчивался на 36А или больше. ?
Стабилитрон
На чипдип посмотрел какие импортные есть: BZX85C12, Стабилитрон 12В 1Вт DO-41;;;;; или 1N4742A, Стабилитрон 12В 1Вт.
Я так понимаю главное в моем выборе что бы ном. напряжение 12 В, или еще ток смотреть - у меня там при резисторе 150 Ом, приблизительно 0.080-0.1 А будет идти...
Резисторы
R4 уменьшил, R3 взял 150 Ом, вроде как рассчитал что бы через КТ 315 пошло не более 0.08-0.1А, честно говоря пока не понимаю как подсчитать на меньшие R2,R1 - думаю R1 = 2кОм, хотя можно и меньше конечно..., ну и R2 тогда уменьшил в 2 раза..
Вообщем по поводу R1, R2 - я думаю загонятся и небудем, т.к. не так часто этот полевик будет включаться-выключаться, - фиг с ним что он там на пару миллиСек поработает больше/меньше.

Хочу закупиться детальками нужным и собрать все это и попробывать - поэтому очень жду вашего совета, мне идеал всех этих параметров ненужен, - главное что бы критических ошибок при проектировании не было - а если все среднячком - то будет очень хорошо.

[Alexeyslav]

Стабилитрон должен быть между плюсом и затвором. Вот только... шибко большой ток для стабилитрона, сгорит

[alek777]

исправил


про супрессор который мне нужен в предыдущем сообщении я все правильно понял и подобрал?

стабилитрон.
ну что ж, выбираем например 1N4730A (U=3.9V;;; R=9 Ом при I=64мА;;; Imax - 234 мА) и ставим такие три штуки
заработает как надо все? тогда немного понизим R3 со 150 до 130, т.к. три стабилитрона еще дадут сопротивление. верно?

стабилитрон вставил правильной стороной?


блин, ну не могу сообразить я как стабилитрон впихнуть, вроде разобрался как он работает, и типовые схемы включения смотрел, но там между плюсом и землей, а здесь очень запутано, и затвор и резистор R3 - нужно до него или после ставить, да и как теперь подсчитать ток который через них пойдет, очень запутанная схема со стабилитронами, немогу понять что куда какой ток пойдет..

[Gudd-Head]

Эт что за херня в затворной цепи? Сказали же, стабилитрон между ПЛЮСОМ и затвором.

[Alexeyslav]

Ток через стабилитроны тебя не должен интересовать, они там чтобы ограничить напряжение на затворе. Лишь бы стабилитроны не выбило. Вот допустим по бортсети пойдет импульс в 100В, транзистор выдержит ток который пойдет через стабилитроны(импульсный)? А если при 16В транзистор будет открыт и через стабилитроны пойдет ток... они его выдержат? Одно дело рассчитать схему где напряжение стабилизировано, но автомобильная бортсеть этому свойству не соответствует...

Для P-канального полевика, в таком включении как у тебя важно напряжение между "+" и затвором, и самое главное это ограничить его величиной не более 20В - иначе затвор пробъет.

[alek777]

2Alexeyslav
вся беда в том что я до конца не понимаю что куда идет (в частности направление тока например при закрытом кт315, и при открытом), как именно заряжается через затвор полевик, и каким образом и почему он разряжается когда я кт315 закрываю, очень уж больно запутанная и сложная цепь для меня кажется, поэтому и не могу сообразить и все рассчитать, сопротивления и стабилитроны и куда их на схеме запихнуть. Я сам программист, а электрика надеюсь станет мне как хобби, интересно всетаки.

А устройство счас нерабочее лежит подключенное в машине, машина разобранна, провода болтаются, хотелось бы сделать все как полагается, побыстрее, а на изучение теории нехватает времени, не думал что все будет так запутанно..

Поэтому если остановится на моей последней нарисованной схеме - куда и какие и какое количество стабилитронов мне поставить - так как я нарисовал? и какое тогда R3 мне взять?

Т.к. я уже говорил что не очень понимаю с направлением тока - то я почемуто подумал и взял R3 =150 Ом, и U=12V, и насчитал ток 0.08А и решил выбрать стабилитрон на I = 200 с чемто мАмпер, что б наверняка, и поэтому их в схему и вставил..

[Alexeyslav]

У тебя симулятор под рукой, просто включи и смотри какие там токи будут. Лучше конечно такие схемы обкатывать в MicroCap где можно вывести и сравнить все до чего доберется фантазия, не ограничиваясь жутко неудобным инструментом типа "осциллограф" протеуса.

Я когда пытался сделать быстродействующую схему, R2 приходилось ставить порядка 200...400Ом, иначе транзистор закрывается слишком медленно - а мне надо было всего-то коммутировать нагрузку в 0.5А на 48кГц, а транзистор видители только закрывается четверть периода... в базе заряд накапливается тем больше чем сильнее вводишь транзистор в насыщение, чтобы его оттуда убрать нужен обратный ток, иногда для ускорения закрытия транзистора вообще подают туда отрицательное напряжение. Резистор в базе - это простое решение ускорения закрытия транзистора. Без него он вообще не успевал закрываться.

[alek777]

точно, совсем забыл про протеус. просто я в нем тоже минимальные знания. но вольтметр и амперметр добавить смогу.

вообщем получилось следующее.
конечно стабилитрон для затвора хорошо, но начнем с того что: поставил в симуляции вместо 12В 50В, затвор не пробъет спору нет,,,, только стабилитрон забирая на себя часть вольт пропускает через себя 200мА, стабилитронов последовательно можно конечно наставить и они потянут ток, только далее вниз по схеме весь этот ток проходит через КТ315, который и отбросит коньки...
Поэтому сейчас я так понимаю меня эта полумера неспасет, а в будущем буду всегда брать вращет что напряжение может прыгнуть..

[Alexeyslav]

Транзистор выдержит 200мА импульсного тока, выдержали бы стабилитроны. Можно увеличить сопротивление, тогда ток через стабилитроны будет меньше. Ты ведь перенес стабилитроны прямо к затвору? Тогда R3 будет ограничивать ток.

[alek777]

Вот мой конечный вариант схемы

моделировал в протеусе, и ставил поочередно разный вольтаж, +12+15+50+100 и пометил что он мне написал по токам в двух местах схемы.

ну если заменить стабилитрон на 12В нескольколькими последовательно поменьше волт и побольше ток который держат - то при 50В еще соглашусь что протянут 220мА, ну допустим и в импульсе и кт315 при 50В протянет ток, но ведь уже о 100 Вольтах я так понимаю и нечего и думать, токи большие.. или всетаки как?


Можете мне еще раз пояснить чисто на моем примере коротко разницу между стабилитроном и супрессором - можно ли в мою схему вместо стабилитрона поставить супрессор на 14 вольт например как на схеме


насколько я смог понять основную суть разницы между стабилитроном и супрессором - стабилитрон на длительное время работы при повышенном напряжении рассчитан, а супрессор как разтаки на очень малый промежуток времени - т.е. я предполагаю что супрессор при в моем случае импульса 80В вместо 12В как бы закоротится на землю и напруга ненужная на нем и упадет, т.е. на время очень короткого импульса а не на длительное высокое напряжение.
так зачем мне использовать стабилитрон если я предполагаю что в сети 12В а скачек напряжения может быть только импульсом и нечасто - разве супрессор с ним не справиться ? Или есть какието подводные камни? (прошу рассмотреть только мою схему и мой конкретный вариант дабы вы не подумали что я лентяй и ничего не читал по теме супрессоров и стабилитронов, т.к. помойму основную суть я понял, или неправильно понял??)
добавлено: покумекал я немного по поводу заменить супрессором и единсвенный вариант придумал почему так неполучится - значит фактически я взял напрямую +12В авто и через супрессор соединил на землю - т.е. значит при любом всплеске импульса более 15В в сети авто у меня будет срабатывать супрессор - т.е. бред получается, работает мое устройство (открыт или закрыт мой полевик) или нет, постоянно при любом импульсе будет срабатывать супрессор, а мне ведь это совсем не надо, а стабилитрон будет гасить эти импульсы только в тот момент когда у меня открыт полевик, а все остальное время он будет стоять без дела, что и требуется... вот чтото такое я себе придумал..