Как известно, таймер - это устройство, предназначенное для автоматического подключения радиоэлектронного устройства к источнику питания или отключения от него. К нему традиционно предъявляют, например, такие требования, как малые габариты, энергопотребление и падение напряжения на управляющей цепи. Традиционно нагрузка включалась через сильноточные контакты реле. С появлением мощных переключательных транзисторов, скажем, IRLR2905, надобность в реле отпала, что позволило значительно сократить габариты таймера. Именно такой транзистор использован в таймере, схема которого приведена на рис. 1. Он способен работать при напряжении 7,5 В и коммутировать нагрузку, потребляющую ток до 30 А.
На микросхеме DA1 собран стабилизатор напряжения, на логических элементах DD1.1, DD1.2 - компаратор напряжения, на DD1.3 - инвертор, на транзисторе VT1 - электронный ключ. Конденсаторы С1 и C3 обеспечивают устойчивую работу стабилизатора напряжения, параметры цепочки C2R1 задают время срабатывания таймера. Резистивный делитель R2R3 осуществляет обратную связь в компараторе напряжения и обеспечивает скачкообразное переключение компаратора из одного устойчивого состояния в другое.
Теперь о работе устройства. После подачи питающего напряжения начинается зарядка конденсатора С2 через резисторы R1 и R2. При этом на входе логического элемента DD1.1 присутствует высокий логический уровень, а на выходе - низкий. Полевой транзистор VT1 закрыт.
По мере зарядки конденсатора С1 напряжение на входе элемента DD1.1 уменьшается. Когда оно достигнет порога переключения компаратора, на затворе транзистора окажется напряжение около 5 В. Транзистор откроется, и на нагрузку, подключенную к гнездам Х1, Х2, поступит питающее напряжение. Таков режим задержки включения нагрузки.
Для повторного запуска таймера необходимо кратковременно нажать кнопку SB1 "Пуск". Конденсатор С1 разрядится, отсчет времени начнется заново.
Чтобы таймер работал в режиме задержки выключения нагрузки, надо затвор полевого транзистора отсоединить от выхода элемента DD1.3 и подключить его к выходу элемента DD1.2. Если же в устройство ввести переключатель SA1 (рис. 2), таймер сможет работать как в режиме задержки включения, так и в режиме задержки выключения.
В случае подключения нагрузки индуктивного характера, гнезда следует зашунтировать диодом VD1, а для уменьшения вероятности возникновения "дребезга" при включении или выключении нагрузки надо ввести конденсатор С4.
Кроме указанных на схеме, допустимо применить микросхему К561ЛА7, а при изменении топологии печатной платы - 564ЛЕ5, К564ЛА7. Транзистор может быть любой, выделенный цветом, из списка, приведенного в статье "Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы INTERNATIONAL RECTIFIER" в "Радио", 2001, № 5, с. 45. При этом, естественно, максимальный коммутируемый таймером ток будет определяться типом примененного транзистора. Полярный конденсатор С2 должен быть танталовый для поверхностного монтажа с малым током утечки или серии К52, но тогда придется увеличить размеры платы. Остальные конденсаторы - К10-17. Для маломощной нагрузки диод VD1 может быть любой из серий КД102, КД103, КД105, а для мощной - КД109А-КД109В, КД212А, КД212Б или аналогичные. Резисторы - МЛТ. С2-33, Р1-4, Р1-12, кнопка и переключатель - любые малогабаритные.
При токе нагрузки более 1 А общий провод питания надо припаивать возможно ближе к истоку транзистора. Если ток превышает 8 А, транзистор следует установить (методом пайки) на радиатор. Для тока 30 А его площадь должна быть 100... 150 см2. Когда питающее напряжение 15 В и более, рекомендуется включить последовательно с кнопкой резистор сопротивлением 10...20 Ом для уменьшения разрядного тока конденсатора и предохранения контактов кнопки от обгорания.
Чтобы увеличить напряжение, при котором может работать таймер, до рабочего напряжения транзистора, надо применить стабилизатор DA1 с большим входным напряжением.
Собственное потребление тока таймером определяется в основном током стабилизатора.
Большинство деталей устройства размещено на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.
Налаживание таймера сводится к установке требуемого времени задержки подбором резистора R1 и, при необходимости, конденсатора С2. Для указанных на схеме номиналов этих элементов время задержки составило примерно 13 мин.
Во время испытаний макета таймера при токе 5 А падение напряжения на транзисторе составило 0,1 В, а рассеиваемая на нем мощность - 0,5 Вт, что свидетельствует о хорошем КПД устройства.
Автор: И.Нечаев, г.Курск