Popis zapojení

Na svorkovnici CONN3 (ARK500/2SV) přivádíme napětí 5V s USB portu, přes omezovací rezistory R1 a R2 je napájena indikační LED Q1 (signalizace zapojení) a infra LED v opto-triaku MOC3041. Jako spínač a také hlavní oddělovací prvek je použit opto-triak s funkcí spínaní v nule. Na pin1 a pin2 IO1 přivádíme řídící napětí pro otevírání triaku, který je vyveden na pin4 a pin6. Samotný opto-triak je uložen v pouzdře DIL6 a při návrhu DPS musíme pamatovat na dostatečnou vzdálenost cest na DPS mezi síťovou částí a řídící částí z důvodu galvanického oddělení.
Triak je napájen přes omezovací rezistor R3 (470Ω), při sepnutí se na pinu4 IO1 objeví napětí, které je vedeno k řídící elektrodě G výkonového triaku TY1 (TIC246M). K řídící elektrodě je navíc zapojen řídící RC článek (C1, R4) pro podporu funkce spínaní triaku TY1. Triak TIC246M je dimenzován na spínací proudy až 16A a spínané napětí 600V, uložený v pouzdru TO220, které je vhodné umístit na malý chladič s teplotním odporem 7,5K/W (V7143-BLK). Při velkých tekoucích proudech triakem se přece jenom samotný prvek zahřívá. Nesmíme také zapomenout, že samotná chladící ploška pouzdra TO220 je propojena s pinem A2 a tudíž je pod síťovým napětím.

Obr. 1 - Schéma zapojení

Paralelně k pinum A1 a A2 triaku TY1 (TIC246M) je připojen odrušovací RC článek (C2, R5, R6), který zabraňuje vzniku rušení při samotném sepnutí výkonového triaku. Pro zamezení vzniku napěťových špiček při spínaní například velkých indukčních a nebo kapacitních zátěží je paralelně k triaku zařazen varistor VAR1 (V250LA4), který popřípadě pohltí napěťové špičky a ochrání triak TIC246M. Před samotným obvodem spínače je zařazen LC filtr pro odrušení připojených komponent a připojené sítě. LC filtr je tvořený cívkou L1 na toroidním jádře (100μH/V32A8) a foliovým kondenzátorem na síťové napětí C3 (220μF/CFAC/X2). Tento filtr je navíc doplněn o rezistor R7 (100kΩ), který zajistí rychlé vybití připojených kondenzátoru po odpojení od sítě. Pro ochranu připojených periferií k síti proti přepětí je paralelně k obvodu zařazen výkonový varistor VAR2 (V250LA40) a celý obvod je jištěn tavnou pojistkou F1 (PP6 F10A) umístěnou v držáku DP1 (DP10P).
Na svorkovnici CONN1 přivádíme síťové napětí (230V/50Hz), na svorkovnici CONN2 je vyvedeno spínané napětí pro periferie. Celý obvod je umístěn na malé destičce plošných spojů o rozměrech 61,5mm x 58mm.

Obr. 2 - Návrh desky plošných spojů (TOP+BOTTOM)

Oživení a sestavení přístroje

Deska plošných spojů je jednostranná. Cesty kudy prochází velké proudy, je vhodné pocínovat pro proudové posílení. Před samotným osazením je nutné zkontrolovat DPS, zda nedošlo při leptání k porušení některých cest, nebo naopak nezůstaly nevyleptána místa – po připojení by došlo ke zkratu. Osazení zahájíme zapájením opto-triaku v pouzdře DIL6, po zapájení zkontrolujeme, zda jsme nevytvořili cínové můstky a zkraty. Nesmíme porušit galvanické oddělení síťové části od řídící části. Posléze osadíme rezistory a kondenzátory, nakonec zapájíme rozměrově velkou toroidní cívku a chladič pro triak. Do pojistkového pouzdra vsadíme pojistku. Po důkladné kontrole DPS a odstranění vad desku plošných spojů zalakujeme, abychom zamezili oxidaci a zvýšili izolaci mezi cestami DPS.
Celý obvod nevyžaduje žádné nastavení, neobsahuje žádný nastavovací prvek. Jen je nutné ověřit funkci spínače. Na svorkovnici CONN1 přivedeme síťové napětí 230V, na svorkovnici CONN2 připojíme zátěž (prozatím např. žárovku), zatím nebudeme připojovat řídící část obvodu. Od přivedení síťového napětí se již nesmíme dotknout žádné součástky na DPS, musíme si uvědomit, že pracujeme s nebezpečným síťovým napětím 230V. Pomocí multimetru změříme přítomnost napětí na pinu1 (A1) triaku TY1 a opto-triaku IO1 (pin4). Vše odpojíme a přivedeme na svorkovnici CONN3 napětí 5V, po té opět připojíme síťové napětí, měla by se nyní rozsvítit žárovka připojená ke svorkovnici CONN2. Tím je ověřena funkce spínače a můžeme DPS umístit do vhodné plastové krabičky. Především musíme zajistit dostatečnou izolaci a zabránit náhodnému dotyku s prvky na DPS.

 

Obr. 3, 4 - Návrh desky plošných spojů (TOP, BOTTOM)

Obvod při správném zapojení a po otestování funkce spínání, funguje bez sebemenších problémů a navíc splnil funkci zapínaní periferií PC. S tímto zapojením jsem naprosto spokojen a řadu měsíců již spolehlivě pracuje u mého PC.

Seznam součástek

Download & Odkazy

• Domovská stránka autora - http://michal.slansky.sweb.cz/