Hardstart (softstart na opak)

Jak powszechnie wiadomo, do podtrzymania działania dowolnego przekaźnika czy elektrozaworu potrzebny jest ułamek mocy wymaganej do jego startu. Opisywany układ po uruchomieniu stycznika albo zaworu przełącza się w tryb „niepełnej mocy”, która wystarczy do podtrzymania działania elektromagnesu w urządzeniu.

Układ 4093 to cztery bramki CMOS NAND z przerzutnikiem Schmitta. Zestaw wprost stworzony do generowania przebiegów i wysterowywania tranzystorów MOSFET. Jedna bramka działa w układzie generatora, pochodzącym wprost z noty katalogowej. Częstotliwość takiego zestawu to około 20 kHz przy wypełnieniu 50%. Około, bo taki generator jest bardzo niestabilny, a częstotliwość jest zależna również od zmian napięcia zasilającego. Dla nas jednak ważne jest, aby wypełnienie przebiegu było stałe, a częstotliwość niesłyszalna i to zostało osiągnięte. Sygnał z generatora podany jest na jedno z wejść kolejnej bramki NAND. Żeby jednak na jej wyjściu pojawił się przebieg, musiałby być podany na oba wejścia albo jedno z wejść musi zostać podciągnięte do logicznej 1. Zamiast jedynki podłączyłem do tego wejścia układ opóźniający o około 1/4 sekundy - po takim czasie napięcie na kondensatorze osiąga wartość, przy której przerzutnik Schmitta reaguje na zbocze rosnące, a panujący dotychczas na wyjściu (a zatem i na bramce tranzystora) stan wysoki zmienia się w przebieg prostokątny. 3 bramki równolegle możemy logicznie potraktować jak jedną. Mogłem użyć jednej, ale wejścia pozostałych trzeba by było podpiąć do 1 lub 0. Rezystor 20k wpięty między bramkę tranzystora a masę ma za zadanie pomóc w rozładowywaniu pojemności bramki przy wyłączaniu tranzystora.

Zasilany zawór czy stycznik podpinamy miedzy plus zasilania a dren tranzystora wyjściowego. Dioda 1N4001 ma za zadanie zewrzeć impuls ujemnego napięcia, jaki powstaje przy wyłaczeniu zasilania cewki. Układ scalony jest zasilany przez diodę, aby ewentualne skoki napięcia w instalacji nie rozładowywały kondensatotów na wejściu zasilania.

Wyjaśnienie - czemu tak duże wypełnienie: można zmniejszyć wypełnienie stosując klasyczny układ z dwoma rezystorami - inna wartość rezystora ładującego kondensator, inna rozładowującego (każdy ze swoją diodą, np. 4148), ale przy wypełnieniu 25% i dużych drganiach oraz zmianach temperatur elektrozawór parownika LPG potrafił się wyłączyć.

Tranzystor wykonawczy to dowolny „MOSFET mocy N” jaki znajdziemy w szufladzie. Wybrałem (wygrzebałem) akurat 15N03, pochodzący z wylutu z płyty głównej komputera. Wśród około setki tranzystorów, które pozyskałem tą metodą, jeszcze nie trafiłem na uszkodzony, a na płytach zdarzają się naprawdę perełki o RDS(ON) nawet 0.015 mΩ i prądzie 100A albo maleństwa takie jak ten, mogące przenosić prąd ciągły 10A bez rozgrzewania się.

Montaż i uruchomienie Zaczynamy od sakramentalnego „Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga uruchomienia” i na tym kończymy.

Sprawdzoną technikę montażu dla motoryzacji opisałem w tym artykule. Pomoże nam „schemat montażowy”: I mała galeria z montażu:

Układ montujemy tuż przed zaworem (czy stycznikiem), konektorki wejściowe wpinając w instalację, a wyjściowe podpinając do zaworu. Dzięki temu układowi cewka elektrozaworu parownika LPG o nominalnej mocy 11W, pobiera niecałe pół ampera zamiast około 1A.

Oszczędność na tej jednej cewce pozwala nam „gratis” np. ogrzać jedno kolano zimą.