IRFZ44N — Мощный MOSFET транзистор — DataSheet

	Параметр	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.	Условия
V(BR)DSS	Напряжение пробоя сток-исток	55	—	—	В	VGS = 0 В, ID = 250 мкA
∆V(BR)DSS/∆TJ	Температурный коэффициент напряжения пробоя	—	0.058	—	В/°C	До 25°C, ID = 1 мA
RDS(on)	Статическое сопротивление сток-исток в открытом состоянии	—	—	17.5	мОм	VGS = 10 В, ID = 25 A (4)
VGS(th)	Пороговое напряжение на  затворе	2.0	—	4.0	В	VDS = VGS, ID = 250 мкA
gfs	Крутизна характеристики	19	—	—	S	VDS = 25 В, ID = 25 A (4)
IDSS	Ток утечки сток-исток	—	—	25	мкА	VDS = 55 В, VGS = 0 В
		—	—	250		VDS = 44 В, VGS = 0 В, TJ = 150°C
IGSS	Ток утечки в прямом направлении	—	—	100	нА	VGS = 20 В
	Ток утечки в обратном направлении	—	—	-100		VGS = -20 В
Qg	Суммарный заряд затвора	—	—	63	нКл	ID = 25 A, VDS = 44 В, VGS = 10 В
Qgs	Заряд между затвором и истоком	—	—	14
Qgd	Заряд между затвором и стоком	—	—	23
td(on)	Время задержки включения	—	12	—	нс	VDD = 28 В,  ID = 25, ARG = 12 Ом,  VGS = 10 В (4)
tr	Время нарастания	—	60	—
td(off)	Время задержки выключения	—	44	—
tf	Время спада	—	45	—
LD	Внутренняя индуктивность стока	—	4.5	—	нГн
LS	Внутренняя индуктивность истока	—	7.5	—
Ciss	Входная емкость	—	1470	—	пФ	VGS = 0 В, VDS = 25 В, ƒ = 1.0 MГц
Coss	Выходная емкость	—	360	—
Crss	Обратная переходная емкость	—	88	—
EAS	Энергия единичного лавинного импульса (2)	—	530 (5)	150 (6)	мДж	IAS = 25 A, L = 0.47 мГн

характеристики datasheet на русском, аналоги, параметры, схема, распиновка и схема включения, аналог

Аналоги транзистора IRFZ44N

Маркировка	Pol	Struct	Pd	Uds	Ugs	Ugs(th)	Id	Tj	Qg	Tr	Cd	Rds	Caps
2SK1542	N	MOSFET	125	60	20		45	150		20	1500	0.02	TO220AB
2SK3270-01	N	MOSFET	135	60	30		80	150				0.0065	TO220AB
2SK3435	N	MOSFET	84	60	20		80	150	60	1200	520	0.014	TO220AB
AM90N06-15P	N	MOSFET	300	60	20	1	90	175	49	10	290	0.0105	TO220AB
AM90N06-16P	N	MOSFET	300	60	20	1	90	175	21	17	184	0.0165	TO220AB
AM90N08-08P	N	MOSFET	300	80	20	1	90	175	58	45	449	0.011	TO220AB
AM90N10-14P	N	MOSFET	300	100	20	1	90	175	60	49	392	0.016	TO220AB
AM90N10-23P	N	MOSFET	300	100	20	1	110	175	30	9		0.023	TO220AB
AUIRF1010EZ	N	MOSFET	140	60	20		84		58			0.0085	TO220AB
AUIRF1018E	N	MOSFET	110	60	20	4	79	175	46			0.0084	TO220AB
AUIRFB3607	N	MOSFET	140	75			80		56			0.009	TO220AB
AUIRFZ48N	N	MOSFET	94	55	20	4	64	175	42			0.014	TO220AB
AUIRFZ48Z	N	MOSFET	91	55	20	4	61	175	43			0.011	TO220AB
AUIRL3705Z	N	MOSFET	130	55	16	3	86	175	40			0.008	TO220AB
BUK7506-55A	N	MOSFET	300	55	20	4	75	175				0.0063	TO220AB
BUK7507-55B	N	MOSFET	203	55	20	4	75	175	53			0.0071	TO220AB
BUK7509-55A	N	MOSFET	211	55	20	4	75	175	62			0.009	TO220AB
BUK7509-75A	N	MOSFET	230	75	20	4	75	175				0.009	TO220AB
BUK7511-55A	N	MOSFET	166	55	20	4	75	175				0.011	TO220AB
BUK7511-55B	N	MOSFET	157	55	20	4	75	175	37			0.011	TO220AB
BUK7513-75B	N	MOSFET	157	75			75		40			0.013	TO220AB
BUK7514-55A	N	MOSFET	166	55	20	4	73	175				0.014	TO220AB
BUK7515-100A	N	MOSFET	300	100	20	4	75	175				0.015	TO220AB
BUK7516-55A	N	MOSFET	138	55	20	4	65.7	175				0.016	TO220AB
BUK7520-100A	N	MOSFET	200	100	20	4	63	175				0.02	TO220AB
BUK7520-55A	N	MOSFET	118	55	20	4	54	175				0.02	TO220AB
BUK7523-75A	N	MOSFET	138	75	20	4	53	175				0.023	TO220AB
BUK9506-55B	N	MOSFET	258	55	15	2	75	175	60			0.0054	TO220AB
BUK9508-55B	N	MOSFET	203	55	15	2	75	175	45			0.007	TO220AB
BUK9509-75A	N	MOSFET	230	75	10	2	75	175				0.0085	TO220AB
BUK9511-55A	N	MOSFET	166	55	10	2	75	175				0.01	TO220AB
BUK9512-55B	N	MOSFET	157	55	15	2	75	175	31			0.01	TO220AB
BUK9514-55A	N	MOSFET	149	55	10	2	73	175				0.013	TO220AB
BUK9515-100A	N	MOSFET	230	100	10	2	75	175				0.0144	TO220AB
BUK9516-55A	N	MOSFET	138	55	10	2	66	175				0.015	TO220AB
BUK9516-75B	N	MOSFET	157	75	15	2	67	175	35			0.014	TO220AB
BUK9518-55A	N	MOSFET	136	55	15	2	61	175				0.016	TO220AB
BUK9520-100A	N	MOSFET	200	100	10	2	63	175				0.019	TO220AB
BUK9520-100B	N	MOSFET	203	100	15	2	63	175	53.4			0.0185	TO220AB
BUK9520-55A	N	MOSFET	118	55	10	2	54	175				0.018	TO220AB
BUK9523-75A	N	MOSFET	138	75	10	2	53	175				0.022	TO220AB
BUK9524-55A	N	MOSFET	105	55	10	2	46	175				0.0217	TO220AB
CS3205_A8	N	MOSFET	230	60	20		120	175		82	750	0.008	TO220AB
CS3205_B8	N	MOSFET	230	55	20		110	175		51	903	0.0085	TO220AB
CS3710_B8	N	MOSFET	200	100	20		57	175		30	620	0.023	TO220AB
CS4145	N	MOSFET	200	60	20		84	175		75	375	0.01	TO220AB
CS75N75_B8H	N	MOSFET	230	75	20		100	175		57	720	0.0115	TO220AB
CSZ44V-1	N	MOSFET	150	60	20		55	175		27	280	0.01	TO220AB
FDP10AN06A0	N	MOSFET	135	60	20	4	75	175		128	340	0.0105	TO220AB
FDP13AN06A0	N	MOSFET	115	60	20	4	62	175		96	260	0.0135	TO220AB
FDP14AN06LA0	N	MOSFET	125	60	20	3	67	175		169	270	0.0116	TO220AB
FDP20AN06A0	N	MOSFET	90	60	20	4	45	175		98	185	0.02	TO220AB
FDP5500	N	MOSFET	375	55	20	4	80	175		34	1310	0.007	TO220AB
HUF76432P3	N	MOSFET	130	60	16	3	56	175	53			0.021	TO220AB
HUF76437P3	N	MOSFET	155	60	16		64	175				0.017	TO220AB
HY110N06T	N	MOSFET	125	55	20	3	110	175		12.июн	385	0.0055	TO220AB
HY75N075T	N	MOSFET	83.3	75	20	4	75	175		19.фев	650	0.009	TO220AB
HY80N075T	N	MOSFET	125	75	20	4	80	175		18.фев	420	0.008	TO220AB
HY80N07T	N	MOSFET	96.7	65	20	4	80	175		22.июн	660	0.0072	TO220AB
IRF1010EZ	N	MOSFET	140	60	20	4	84	175	58			0.0085	TO220AB
IRF1018E	N	MOSFET	110	60	20		79		46			0.0084	TO220AB
IRF4410A	N	MOSFET	230	100	20	4	97	175		52	430	0.009	TO220AB
IRFB3607	N	MOSFET	140	75	20		80		56			0.009	TO220AB
IRFB3607G	N	MOSFET	140	75	20		80		56			0.009	TO220AB
IRFB3607GPBF	N	MOSFET	140	75	20	4	80	175	56	110	280	0.009	TO220AB
IRFB3607PBF	N	MOSFET	140	75	20	4	80	175	56	110	280	0.009	TO220AB
IRFB4510PBF	N	MOSFET	140	100	20	4	62	175	58	32	220	0.0135	TO220AB
IRFB7545	N	MOSFET	125	60	20	03.июл	95	175		72	370	0.0059	TO220AB
IRFB7546	N	MOSFET	99	60	20	03.июл	75	175		51	280	0.0073	TO220AB
IRFB7740	N	MOSFET	143	75	20	03.июл	87	175		60	370	0.0073	TO220AB
IRFB7746	N	MOSFET	99	75	20	03.июл	59	175		36	255	0.0106	TO220AB
IRFB7787	N	MOSFET	125	75	20	03.июл	76	175		48	330	0.0084	TO220AB
IRFZ44E	N	MOSFET	110	60	10	4	48	150	40			0.023	TO220AB
IRFZ44N	N	MOSFET	83	55	10	4	41	150	62			0.024	TO220AB
IRFZ44V	N	MOSFET	115	60	20		55		44.7			0.0165	TO220AB
IRFZ44VZ	N	MOSFET	92	60	20	4	57	175	43			0.012	TO220AB
IRFZ46N	N	MOSFET	88	55	10		46	150	48			0.02	TO220AB
IRFZ48N	N	MOSFET	94	55	10		53	150	54			0.016	TO220AB
IRFZ48Z	N	MOSFET	91	55	20	4	61	175	43			0.011	TO220AB
IRL3705Z	N	MOSFET	130	55	16	3	86	175	40			0.008	TO220AB
IRL3705ZPBF	N	MOSFET	130	55	16	3	75	175		240	420	0.008	TO220AB
IRLZ44N	N	MOSFET	83	55			41	150	32			0.022	TO220AB
IRLZ44NPBF	N	MOSFET	110	55	16	2	47	175		84	400	0.022	TO220AB
KF50N06P	N	MOSFET	96	60	20		50	150		100	405	0.0142	TO220AB
KF60N06P	N	MOSFET	113	60	20		60	150		75	490	0.0115	TO220AB
KF70N06P	N	MOSFET	125	60	20		70	150		110	543	0.01	TO220AB
KF80N08P	N	MOSFET	230	75	20		80	175		228	840	0.0085	TO220AB
KMB050N60P	N	MOSFET	120	60	20		50	175		100	460	0.018	TO220AB
KMB050N60PA	N	MOSFET	120	60	25		50	175		100	70	0.016	TO220AB
KMB060N60PA	N	MOSFET	150	60	25		60	175		220	360	0.0115	TO220AB
KMB080N75PA	N	MOSFET	300	75	25		80	175		25	730	0.01	TO220AB
KU034N08P	N	MOSFET	192	75	20		170	150		250	1150	0.003	TO220AB
KU045N10P	N	MOSFET	192	100	20		150	150		240	1000	0.0039	TO220AB
MTE010N10E3	N	MOSFET	150	100	20		70	175	48	12	250	0.0096	TO220AB
MTN1308E3	N	MOSFET	230	75	30		80	175	42	200	340	0.0105	TO220AB
MTN2510E3	N	MOSFET	155	100	30		50	175		67	236	0.017	TO220AB
MTN2510LE3	N	MOSFET	155	100	20		50	175	45	200	224	0.022	TO220AB
MTN3205E3	N	MOSFET	200	55	20		128	175		116	580	0.0039	TO220AB
MTN50N06E3	N	MOSFET	120	60	20		50	175		58	364	0.019	TO220AB
PHP110NQ06LT	N	MOSFET	200	55	15	2	75	175		123	520	0.007	TO220AB
PHP110NQ08LT	N	MOSFET	230	75	20	2	75	175		185	905	0.0085	TO220AB
PHP110NQ08T	N	MOSFET	230	75	20	4	75	175		107	840	0.009	TO220AB
PHP112N06T	N	MOSFET	200	55	20	4	75	175		94	720	0.008	TO220AB
PHP119NQ06T	N	MOSFET	200	55	20	4	75	175		52	554	0.0071	TO220AB
PHP160NQ08T	N	MOSFET	300	75	20	4	75	175		56	845	0.0056	TO220AB
PHP52N06T	N	MOSFET	120	60	20	4	52	175		74	290	0.022	TO220AB
PHP54N06T	N	MOSFET	118	55	20	4	54	175		74	290	0.02	TO220AB
PHP73N06T	N	MOSFET	166	60	20	4	73	175		79	421	0.014	TO220AB
PHP75NQ08T	N	MOSFET	157	75	20	4	75	175		36	320	0.013	TO220AB
PHP79NQ08LT	N	MOSFET	157	75	15	2	73	175	30			0.016	TO220AB
PSMN012-80PS	N	MOSFET	148	80	20	4	74	175	43			0.011	TO220AB
PSMN013-100PS	N	MOSFET	170	100	20	4	68	175	59			0.0139	TO220AB
PSMN015-60PS	N	MOSFET	86	60	20	4	50	175	20.сен			0.0148	TO220AB
PSMN016-100PS	N	MOSFET	148	100	20	4	96	175	49			0.016	TO220AB
PSMN017-80PS	N	MOSFET	103	80	20	4	50	175	26			0.017	TO220AB
PSMN7R6-60PS	N	MOSFET	149	60	20	4	92	175	38.7			0.0078	TO220AB
PSMN8R7-80PS	N	MOSFET	170	80	20	4	90	175	52			0.0087	TO220AB
RFP50N06LE	N	MOSFET	142	60			50	150				0.022	TO220AB
RJK1008DPN	N	MOSFET	125	100			80					0.0085	TO220AB
RJK1021DPN	N	MOSFET	100	100			70					0.016	TO220AB
RJK1536DPN	N	MOSFET	125	150			50					0.024	TO220AB
SQP120N06-06	N	MOSFET	175	60	20	03.май	119	175		14	708	0.006	TO220AB
SQP120N10-09	N	MOSFET	375	100	20	03.май	120	175		24	635	0.0095	TO220AB
SQP60N06-15	N	MOSFET	107	60	20	03.май	56	175		12	314	0.015	TO220AB
STK5006P	N	MOSFET	120	60	20		50	150		105	445	0.022	TO220AB
STK7006P	N	MOSFET	147	60	20		70	175	43	200	722	0.016	TO220AB

IRFZ44N MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики

Наименование прибора: IRFZ44N

• Тип транзистора: MOSFET
• Полярность: N
• Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 83 W
• Предельно допустимое напряжение сток-исток (Uds): 55 V
• Предельно допустимое напряжение затвор-исток (Ugs): 10 V
• Пороговое напряжение включения Ugs(th): 4 V
• Максимально допустимый постоянный ток стока (Id): 41 A
• Максимальная температура канала (Tj): 150 °C
• Общий заряд затвора (Qg): 62 nC
• Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.024 Ohm
• Тип корпуса: TO220AB

Автор: Редакция сайта

Маломощный лабораторный блок питания с функцией зарядного устройства — Меандр — занимательная электроника

В радиолюбительской практике, несомненно, будет востребован маломощный лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и ограничением выходного тока в интервале от нескольких до нескольких сотен миллиампер. Его можно применить для питания налаживаемой аппаратуры, собранной на чувствительных к перегрузке по току элементах, а также для зарядки отдельных аккумуляторов или аккумуляторных батарей.

Схема такого устройства показана на рис. 1. На микросхеме DA2 собран регулируемый стабилизатор с выходным напряжением 1,25…14 В. Устанавливают выходное напряжение переменным резистором R7. На микросхеме DA1 — параллельном стабилизаторе напряжения, транзисторе VT1 и датчике тока — резисторах R5, R6 — собран ограничитель-стабилизатор тока. Его значение в интервале 6…190 мА устанавливают переменным резистором R5.

Рис. 1. Схема устройства

Напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора через кнопочный выключатель SB1 и плавкую вставку FU1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямляет мостовой выпрямитель на диодах Шотки VD1-VD4. Конденсатор С3 — сглаживающий, светодиод HL1 сигнализирует о наличии выпрямленного напряжения.

При отключённой защите по току подвижный контакт кнопочного переключателя SB2 находится в нижнем по схеме положении, датчиктоказамкнут и через микросхему DA1 протекает небольшой ток (не более 0,3 мА). На выводе 3 этой микросхемы напряжение близко к выпрямленному (около 17 В). Это напряжение поступает на затвор транзистора VT1, поэтому он открыт, сопротивление его канала не превышает сотых долей ома, и всё стабилизируемое микросхемой DA2 напряжение поступает на выходные гнёзда XS1, XS2. В этом режиме с трансформатором ТП-112-3 выходной ток при напряжении до 5 В не должен превышать 600 мА, до 10 В — 400 мА, до 14 В — 150 мА.

В режиме «Защита» подвижный контакт переключателя SB2 находится в верхнем по схеме положении и светодиод HL3 сигнализирует о включении этого режима. В этом случае на управляющий вход (вывод 1) микросхемы DA1 поступает напряжение с датчика тока. Когда это напряжение превысит 2,5 В, на выводе 3 этой микросхемы и затворе транзистора VT1 напряжение уменьшится и транзистор закроется. В результате устройство переходит в режим ограничения (стабилизации) тока, значение которого зависит от сопротивления резистора R6 и введённой части резистора R5: Iогр. мин = 2,5/(R5 + R6), Iогр. макс = 2,5/R6. При этом включается светодиод HL2, сигнализируя о том, что устройство работает в режиме стабилизации тока.

Для устройства использован корпус от часов «Электроника 12-41А» (рис. 2), поэтому для него и разработана односторонняя печатная плата, чертёж которой показан на рис. 3. В этом корпусе уже имеется держатель плавкой вставки. В устройстве применены постоянные резисторы С2-33, Р1-4, переменные — СП3-4аМ, полярные конденсаторы — импортные, остальные — К10-17, К73, светодиоды могут быть любые с диаметром корпуса 3 мм, желательно разных цветов свечения: HL1 — зелёного, HL2 — красного, HL3 — жёлтого, переключатели — П2К. Полевой транзистор IRFZ44N можно заменить транзистором IRFZ34N или аналогичным. Конденсатор С8 установлен на выводах гнёзд XS1 и XS2. Полевой транзистор и микросхема КР142ЕН12 закреплены на ребристых теплоотводах размерами 25x16x8 мм. Переменные резисторы приклеены к плате эпоксидным клеем со стороны печатных проводников, с этой же стороны припаяны светодиоды.

Рис. 2. Корпус от часов «Электроника 12-41А»

Оси переменных резисторов выступают из отверстий в передней панели. На оси надеты ручки с рисками, а на фальшпанели сделаны две шкалы, проградуированные в миллиамперах и вольтах. Градуировку шкалы регулятора выходного напряжения проводят с помощью вольтметра, подключённого к выходу устройства, а регулятора тока ограничения, — подключив к выходу регулируемую нагрузку и миллиамперметр.

Для зарядки аккумулятора (аккумуляторной батареи) устройство переводят в режим «Защита», устанавливают требуемое напряжение, до которого его необходимо зарядить, затем устанавливают ток зарядки и подключают аккумулятор. При этом должен загореться светодиод HL2 «Ток». По мере зарядки яркость свечения этого светодиода станет уменьшаться, пока он совсем не погаснет. Выходное напряжение устанавливают исходя из расчёта 1,4…1,45 В на один Ni-Cd или Ni-MH аккумулятор, а ток зарядки (в миллиамперах) — Iзар = 0,1·Са, где Са — ёмкость аккумулятора в мА·ч. Для удобства измерения выходного напряжения на задней или одной из боковых стенок устройства можно установить дополнительные гнёзда XS3 и XS4 «Контроль», к которым подключают мультиметр. Если планируется эксплуатация устройства на максимальном токе и продолжительное время, на боковых и задней стенках корпуса желательно сделать несколько десятков вентиляционных отверстий.

Рис. 3. Чертёж односторонней печатной платы и расположение элементов на ней

Если применить другой корпус, элементы можно установить на плате, чертёж которой показан на рис. 4. В этом случае светодиоды, переменные резисторы, гнёзда, переключатель и выключатель могут быть других типов, их устанавливают непосредственно на корпусе. Кроме того, размеры теплоотводов лучше увеличить.

Рис. 4. Чертёж печатной платы и расположение элементов на ней

Микросхему TL431CLP можно заменить транзистором серии КТ817 (у него максимальный ток базы — 1 А): вывод 1 — база, вывод 2 — эмиттер, вывод 3 — коллектор. В этом случае интервал тока ограничения изменится (Iогр. мин = 0,7/(R5 + R6), Iогр.макс = 0,7/R6) и придётся подобрать резисторы R5 и R6 для получения требуемых переделов. Положительная сторона такой замены — уменьшение падения напряжения на датчике тока, отрицательная — ухудшение стабильности тока ограничения.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Силовой ключ (5 А; 24 В) на полевом транзисторе (IRF520 MOSFET) для Arduino —

Силовой ключ выполнен на полевом транзисторе IRF520 и предназначен для включения/выключения мощной нагрузки, которая питается напряжением постоянного тока.

Управлять силовым ключем можно с помощью Arduino или другого микроконтроллера, при подаче на вход ключа высокого уровня от 5 В, он откроется и включит нагрузку. При токе нагрузки более 1 ампера нужен радиатор для транзистора. Практическое измерение нескольких экземпляров этого MOSFET модуля показало, что ключ открывается при подаче сигнала управления на затвор от 3,4 Вольт.
Полевой транзистор позволяет использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию), т.е можно менять скорость работы электродвигателя или яркость светодиодной ленты, лампы (светодиода) и т.д.

Если управляющий сигнал ниже 5 Вольт, то нужно использовать другой ключ, работающий от низкого постоянного напряжения (от 3 Вольт).

Для управления мощной нагрузкой переменного тока можно использовать твердотельное реле. А для коммутации маломощной нагрузки постоянного и переменного тока можно применить обычное реле.

Технические характеристики силового ключа на MOSFET транзисторе “IRF520”:

• управление нагрузкой с напряжением питания постоянного тока, В: 0-24
• рабочий ток нагрузки, А: 0-5
• уровень управляющего сигнала, В: 5-20
• размеры платы, мм: 33.4*25.6

Подключение:

• “V+” — плюсовой контакт подключения нагрузки пост. тока
• “V-” — минусовой контакт подключения нагрузки пост. тока
• “Vin” — “+” контакт, сюда подключить питание для нагрузки (от 0 до 24 В)
• “GND” — “-” контакт питания для нагрузки
• “SIG – “плюсовой контакт для подключения управ. сигнала (например с ARDUINO)
• “Vcc” – не используется
• “GND – “минусовой контакт для подключения управ. сигнала

Принципиальная схема силового ключа на IRF520:

Варианты использования:

управление силовым ключом с помощью сенсорной кнопки “TTP223”

Преимущества:

• бесшумная работа
• нет механических частей

Описание на “IRF520” (datasheet)

062-Как подключить к микроконтроллеру нагрузку? — GetChip.net

В следующих статьях будут устройства, которые должны управлять внешней нагрузкой. Под внешней нагрузкой я понимаю все, что прицеплено к ножкам микроконтроллера – светодиоды, лампочки, реле, двигатели, исполнительные устройства … ну Вы поняли. И как бы не была заезжена данная тема, но, чтобы избежать повторений в следующих статьях, я все-же рискну быть не оригинальным — Вы уж меня простите :). Я кратенько, в рекомендательной форме, покажу наиболее распространенные способы подключения нагрузки (если Вы  что-то захотите добавить – буду только рад).
Сразу договоримся, что речь идет о цифровом сигнале (микроконтроллер все-таки цифровое устройство) и не будем отходить от общей логики: 1-включено, 0-выключено. Начнем.

 

1 НАГРУЗКА ПОСТОЯННОГО ТОКА.
Нагрузкой постоянного тока являются: светодиоды, лампы, реле, двигатели постоянного тока, сервоприводы, различные исполнительные устройства и т.д. Такая нагрузка наиболее просто (и наиболее часто) подключается к микроконтроллеру.

1.1 Подключение нагрузки через резистор.
Самый простой и, наверно, чаще всего используемый способ, если речь идет о светодиодах.

Резистор нужен для того, чтобы ограничить ток протекающий, через ножку микроконтроллера до допустимых 20мА. Его называют балластным или гасящим. Примерно рассчитать величину резистора можно зная сопротивление нагрузки Rн.

Rгасящий = (5v / 0.02A) – Rн = 250 – Rн [Om]

Как видно, даже в самом худшем случае, когда сопротивление нагрузки равно нулю достаточно 250 Ом для того, что бы ток не превысил 20мА. А значит, если неохота чего-то там считать — ставьте 300 Ом и Вы защитите порт от перегрузки. Достоинство способа очевидно – простота.

1.2 Подключение нагрузки при помощи биполярного транзистора.
Если так случилась, что Ваша нагрузка потребляет более 20мА, то, ясное дело, резистор тут не поможет. Нужно как-то увеличить (читай усилить) ток. Что применяют для усиления сигнала? Правильно. Транзистор!

Для усиления удобней применять n-p-n транзистор, включенный по схеме ОЭ. При таком способе можно подключать нагрузку с большим напряжением питания, чем питание микроконтроллера. Резистор на базе – ограничительный. Может варьироваться в широких пределах (1-10 кОм), в любом случае транзистор будет работать в режиме насыщения. Транзистор может быть любой n-p-n транзистор. Коэффициент усиления, практически не имеет значения. Выбирается транзистор по току коллектора (нужный нам ток) и напряжению коллектор-эмиттер (напряжение которым запитывается нагрузка). Еще имеет значение рассеиваемая мощность — чтоб не перегрелся.

Из распространенных и легко доступных можно заюзать BC546, BC547, BC548, BC549 с любыми буквами (100мА), да и тот-же КТ315 сойдет (это у кого со старых запасов остались).
BC547.pdf (10238 Загрузок)

1.3 Подключение нагрузки при помощи полевого транзистора.
Ну а если ток нашей нагрузки лежит в пределах десятка ампер? Биполярный транзистор применить не получиться, так как токи управления таким транзистором велики и скорей всего превысят 20мА. Выходом может служить или составной транзистор (читать ниже) или полевой транзистор (он же МОП, он же MOSFET). Полевой транзистор просто замечательная штука, так как он управляется не током, а потенциалом на затворе. Это делает возможным микроскопическим током на затворе управлять большими токами нагрузки.

Для нас подойдет любой n-канальный полевой транзистор. Выбираем, как и биполярный, по току, напряжению и рассеиваемой мощности.

При включении полевого транзистора нужно учесть ряд моментов:
— так как затвор, фактически, является конденсатором, то в моменты переключения транзистора через него текут большие токи (кратковременно). Для того чтобы ограничить эти токи в затвор ставиться ограничивающий резистор.
— транзистор управляется малыми токами и если выход микроконтроллера, к которому подключен затвор, окажется в высокоимпедансном Z-состоянии полевик начнет открываться-закрываться непредсказуемо, вылавливая помехи. Для устранения такого поведения ножку микроконтроллера нужно «прижать» к земле резистором порядка 10кОм.
У полевого транзистора на фоне всех его положительных качеств есть недостаток. Платой за управление малым током является медлительность транзистора. ШИМ, конечно, он потянет, но на превышение допустимой частоты он Вам ответит перегревом.

Для применения можно порекомендовать мощные транзисторы IRF630, IRF640. Их часто используют и поэтому их легко достать.
IRF640.pdf (17238 Загрузок)

1.4 Подключение нагрузки при помощи составного транзистора Дарлингтона.
Альтернативой применения полевого транзистора при сильноточной нагрузке является применение составного транзистора Дарлингтона. Внешне это такой-же транзистор, как скажем, биполярный, но внутри для управления мощным выходным транзистором используется предварительная усилительная схема. Это позволяет малыми токами управлять мощной нагрузкой. Применение транзистора Дарлингтона не так интересно, как применение сборки таких транзисторов. Есть такая замечательная микросхема как ULN2003. В ее составе аж 7 транзисторов Дарлингтона, причем каждый можно нагрузить током до 500мА, причем их можно включать параллельно для увеличения тока.

Микросхема очень легко подключается к микроконтроллеру (просто ножка к ножке) имеет удобную разводку (вход напротив выхода) и не требует дополнительной обвязки. В результате такой удачной конструкции ULN2003 широко используется в радиолюбительской практике. Соответственно достать ее не составит труда.
ULN2003.pdf (18905 Загрузок)

 

2 НАГРУЗКА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.
Если Вам нужно управлять устройствами переменного тока (чаще всего 220v), то тут все сложней, но не на много.

2.1 Подключение нагрузки при помощи реле.
Самым простым и, наверное, самым надежным есть подключение при помощи реле. Катушка реле, сама собой, является сильноточной нагрузкой, поэтому напрямую к микроконтроллеру ее не включишь. Реле можно подключить через транзистор полевой или биполярный или через туже ULN2003, если нужно несколько каналов.

Достоинства такого способа большой коммутируемый ток (зависит от выбранного реле), гальваническая развязка. Недостатки: ограниченная скорость/частота включения и механический износ деталей.
Что-то рекомендовать для применения не имеет смысла — реле много, выбирайте по нужным параметрам и цене.

2.2 Подключение нагрузки при помощи симистора (триака).
Если нужно управлять мощной нагрузкой переменного тока а особенно если нужно управлять мощностью выдаваемой на нагрузку (димеры), то Вам просто не обойтись без применения симистора (или триака). Симистор открывается коротким импульсом тока через управляющий электрод (причем как для отрицательной, так и для положительной полуволны  напряжения). Закрывается симистор сам, в момент отсутствия напряжения на нем (при переходе напряжения через ноль). Вот тут начинаются сложности. Микроконтроллер должен контролировать момент перехода через ноль напряжения и в точно определенный момент подавать импульс для открытия симистора — это постоянная занятость контроллера. Еще одна сложность это отсутствие гальванической развязки у симистора. Приходится ее делать на отдельных элементах усложняя схему.

Хотя современные симисторы управляются довольно малым током и их можно подключить напрямую (через ограничительный резистор) к микроконтроллеру, из соображений безопасности приходится их включать через оптические развязывающие приборы. Причем это касается не только цепей управления симистором, но и цепей контроля нуля.

Довольно неоднозначный способ подключения нагрузки. Так как с одной стороны требует активного участия микроконтроллера и относительно сложного схемотехнического решения. С другой стороны позволяет очень гибко манипулировать нагрузкой. Еще один недостаток применения симисторов — большое количество цифрового шума, создаваемого при их работе — нужны цепи подавления.

Симисторы довольно широко используются, а в некоторых областях просто незаменимы, поэтому достать их не составляет каких либо проблем. Очень часто в радиолюбительстве применяют симисторы  типа BT138.
BT138.pdf (6387 Загрузок)

2.3 Подключение нагрузки при помощи твердотельного реле.
С недавних пор у радиолюбителей появилась очень замечательная штука — твердотельные реле. Представляют они из себя оптические приборы (еще их называют оптореле), с одной стороны, в общем случае, стоит светодиод, а с другой полевой транзистор со светочувствительным затвором. Управляется эта штука малым током, а манипулировать может значительной нагрузкой.

Подключать твердотельное реле к микроконтроллеру очень просто — как светодиод — через резистор.
Достоинства налицо: малые размеры, отсутствие механического износа, возможность манипулировать большим током и напряжением и самое главное оптическая развязка от опасного напряжения. Нагрузка может быть как постоянного, так и переменного тока в зависимости от конструкции реле. Из недостатков следует отметить относительную медлительность (чаще всего для коммутации используется полевик) и довольно значительную стоимость реле.

Если не гнаться за завышенными характеристиками можно подобрать себе прибор по приемлемой цене. Например, реле CPC1030N управляется током от 2мА, при этом способно коммутировать нагрузку переменного и постоянного тока 120мА и 350v (очень полезная для радиолюбителей вещь!)
CPC1030N.pdf (14080 Загрузок)

 

(Visited 138 026 times, 12 visits today)