Soft-start на MOSFET и выключатель питания для УНЧ и других устройств

Привет, друзья! Делал я как-то УНЧ с конденсаторами фильтра БП по 50.000 мкФ в плече. И задумал сделать плавный старт, т.к. предохранитель в 5 Ампер на входе трансформатора периодически сгорал при включении усилителя. Протестировал разные варианты. Были разные наработки в этом направлении. Остановился на предлагаемой ниже схеме.

Содержание / Contents

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Сначала рассмотрим варианты исполнения силовой части, чтобы был понятен принцип. Затем перейдём к полной схеме устройства. Есть две схемы — с мостом и с двумя MOSFET-ами. Обе имеют преимущества и недостатки.

↑ 1. Схема с диодным мостом

Конденсатор С1 — фильтрующий по питанию. От величины С2 зависит время нарастания напряжения, здесь оно примерно 1 сек. R2 — резистор для ускорения разрядки времязадающего конденсатора С2.

Замыкаем выключатель S1. Через некоторое время начинает открываться транзистор и напряжение в нагрузке плавно возрастает, бросок тока ограничивается.

Есть небольшой недостаток: на диодах моста постоянно падает некоторое напряжение (примерно 1 Вольт) и мост может разогреваться в зависимости от тока нагрузки. Однако, при мощности до 500 Ватт теплоотвод мосту не нужен.

↑ 2. Схема с двумя MOSFET-ами

В этой схеме устранён описанный выше недостаток — нет моста. Падение напряжения на открытых транзисторах чрезвычайно мало, т.к. очень низко сопротивление «Исток-Сток».Для надёжной работы желательно подобрать транзисторы с близким напряжением отсечки. Обычно у импортных полевиков из одной партии напряжения отсечки достаточно близки, но убедиться не помешает.

G1 – источник питания 8-15V, R1 = 10-100 Ком.Медленно крутим R1, и как появился ток, записываем полученное значение напряжения. Это и будет напряжение отсечки. Подбираем пары транзисторов с близкими параметрами.

↑ Итоговая схема мягкого старта с CMOS-таймером 555

Для управления применяется слаботочная кнопка без фиксации. Я использовал обычную тактовую кнопку. При нажатии на кнопку таймер включается и останется включенным, пока кнопка не будет нажата ещё раз.

Кстати, это свойство позволяет применять устройство в качестве проходного выключателя в больших помещениях или длинных галереях, коридорах, на лестничных маршах. Параллельно установливаем несколько кнопок, каждой из которых независимо можно включать и выключать свет. При этом устройство ещё и защищает лампы накаливания, ограничивая бросок тока.При применении в освещении допустимы не только лампы накаливания, но и всякие энергосберегайки, светодиоды с ИБП и пр. Устройство работает с любыми лампами. Для энергосберегаек и светодиодов я ставлю времязадающий конденсатор меньше раз в десять, ведь им нет необходимости так медленно стартовать, как лампам накаливания.

При времязадающем конденсаторе (лучше керамика, плёнка, но можно и электролит) C5 = 20 мкФ напряжение нелинейно нарастает ок.1,5 сек. V1 нужен для быстрой разрядки времязадающего конденсатора и, соответственно, быстрого отключения нагрузки.

Между общим проводом и 4-м выводом (Reset по низкому уровню) таймера можно подключить оптопару, которой будет управлять какой-нибудь модуль защиты. Тогда по сигналу аварии таймер сбросится и нагрузка (например, УМЗЧ) будет обесточена.

Вместо чипа 555 можно использовать другое управляющее устройство.

↑ Применённые детали

Резисторы я использовал SMD1206, конечно можно ставить выводные 0.25 Вт. Цепочка R8-R9-R11 установлена из соображений допустимого напряжения резисторов и замеять её одним резистором подходящего сопротивления не рекомендуется.Конденсаторы — керамика или электролиты, на рабочее напряжение 16, а лучше 25 Вольт. Мосты выпрямительные любые, на необходимый ток и напряжение, например KBU810, KBPC306, BR310 и многие другие.Стабилитрон на 12 Вольт, любой, например, BZX55C12.Транзистор T1 IRF840 (8A, 500V, 0.850 Ом) достаточен при нагрузке до 100 Ватт. Если планируется большая нагрузка, то лучше поставить транзистор помощнее. Я ставил транзисторы IXFH40N30 (40 A, 300 V, 0,085 Ом). Хотя они рассчитаны на напряжение 300 В (запас маловат), за 5 лет ни один не сгорел.Микросхема U1 – обязательно в СМОS-исполнении (не TTL): 7555, ICM7555, LMC555 и т.п.

К сожалению, чертёж ПП утрачен. Но устройство настолько простое, что желающим не составит труда развести печатку под свои детали. Желащие поделится своим чертежом с миром — сигнальте в комментах.

Схема работает у меня около 5 лет, неоднократно повторена в вариациях, и хорошо зарекомендовала себя.