Выбор элементной базы устройства

) Полное отсутствие вторичного пробоя. Это преимущество позволяет эффективнее использовать полевой транзистор по передаваемой мощности.

Для создания необходимого зондирующего магнитного поля, ток, развиваемый в генераторной рамке, должен иметь величину 10 ампер. Создание таких больших токов до последнего времени затрудняло построение металлодетекторов, использующих импульсный метод намагничивания. Ситуация изменилась с появлением мощных КМОП транзисторов, способных коммутировать токи величиной в десятки ампер. В данной работе используются мощные КМОП-транзисторы КП723В (аналог IRFZ40). Максимальный ток стока, на который рассчитан этот транзистор, составляет 50 А, что вполне удовлетворяет поставленным требованиям. Особенностью данного транзистора, как и многих других мощных КМОП-ключей, является включенный между стоком и истоком защитный стабилитрон (показан на рисунке 5.2). В проектируемой схеме стабилитроны, входящие в состав транзистора, ограничивают амплитуду выбросов напряжения на индуктивности генераторной рамки, что является достаточно нетривиальным решением, позволяющем не прибегать к дополнительной схеме ограничения, приводящей к усложнению устройства.

Рисунок 5.2 - Условное обозначение транзистора КП723В

Важный момент, о котором нужно помнить при использовании мощных полевых транзисторов - это достаточно высокая входная емкость Сзи (для IRFZ40 емкость порядка 2000 pF), что приводит к большим динамическим токам затвора. Для максимально быстрого включения КМОП-ключа необходим источник напряжения с минимальным внутренним сопротивлением, способный отдавать в импульсе достаточно высокий ток для заряда входной емкости транзистора. В этой ситуации использование порта микроконтроллера невозможно, поэтому для управления такими транзисторами применяют специальные микросхемы-драйверы, удовлетворяющие поставленным выше условиям. В настоящей работе использованы микросхемы IR2101 (производство International Rectifier). Внутренняя структура и расположение выводов приведено на рисунке 5.3 [10].

Рисунок 5.3 - Внутренняя структура и назначение выводов IR2101

В состав микросхемы входят два независимых драйвера для управления мощными ключами, что позволяет строить двухтактные схемы. В данном устройстве используется две IR2101 и четыре КП723В, объединенных в мостовую схему. Использование мостовой схемы позволяет повысить мощность, отдаваемую в нагрузку (в данном случае - генераторную рамку), ровно в два раза по сравнению с двухтактным включением. Для управления работой звукового излучателя также был использован указанный полевой транзистор, поскольку он удовлетворяет всем требованиям обвязки полярного излучателя звука S-424HDT вкупе в управлением светодиодной индикацией.

Все элементы, используемые в схеме, предназначены для поверхностного монтажа, что позволяет добиться повышения надежности устройства, уменьшения энергоемкости и, как следствие, увеличения времени работы от аккумуляторной батареи.

Другие стьтьи в тему

Разработка и изготовление лабораторного стенда по изучению вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов
Целью данной работы является разработка и создание прибора, предназначенного для изучения полупроводниковых диодов. Для исследования нами был выбран полупроводниковый диод, который наиболее характерно отражает почти все особенности и свойства полупроводниковой техники в целом и являе ...

Разработка радиоприемного устройства импульсных сигналов
Радиоприёмное устройство - устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона, то есть с длиной волны от нескольких тысяч метров до долей миллиметра, с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована. Данная работ ...