دوائر تبديل التتابع: خيارات التصميم والأساليب الشائعة
في عالم المشاريع الإلكترونية، توجد مجموعة متنوعة من دوائر تبديل التتابع، ولكل منها تصميمها ووظيفتها الفريدة. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من المساعي الإلكترونية الصغيرة الحجم، يتم استخدام الترانزستورات و الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة غالبًا ما تكون الخيار المفضل كأجهزة تبديل أساسية. ينبع هذا التفضيل من قدرتها على توفير التحكم السريع في تحويل التيار المستمر (ON-OFF) على ملفات الترحيل، مما يجعلها متعددة الاستخدامات لمجموعة متنوعة من مصادر الإدخال. تتعمق هذه المقالة في عدد قليل من طرق تبديل التتابع شائعة الاستخدام، مع تسليط الضوء على مبادئ التصميم الخاصة بها.
- دائرة تبديل التتابع NPN دارلينجتون
تستخدم دائرة تبديل التتابع NPN Darlington اثنين الترانزستورات NPN تم تكوينه بطريقة حيث يعمل تيار الباعث للترانزستور الأول، TR1، كتيار أساسي للترانزستور الثاني، TR2. يؤدي تطبيق تيار أساسي موجب على TR1 إلى تنشيط ترانزستور التبديل TR2 تلقائيًا.
عادة، عند استخدام ترانزستورين منفصلين في زوج دارلينجتون، يتم إدخال مقاومة صغيرة (تتراوح من 100 إلى 1,000 أوم) بين القاعدة والباعث لترانزستور التبديل الأساسي TR2 لضمان التعطيل الكامل. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج صمام ثنائي حر لحماية TR2 من أي قوة دافعة كهربائية خلفية تتولد أثناء إلغاء تنشيط ملف التتابع.
- دائرة قيادة مرحل الترانزستور
في دوائر تشغيل الترحيل التي تستخدم الترانزستورات، تعتبر ترانزستورات NPN هي الخيار الموصى به. تعمل الدائرة على النحو التالي:
- عندما تكون إشارة الدخل عالية، يتم تشبع الترانزستور T1 ويتم تشغيله، مما يؤدي إلى تنشيط ملف التتابع، وبالتالي إغلاق جهة الاتصال.
- على العكس من ذلك، عندما تنخفض إشارة الدخل، ينقطع الترانزستور T1، مما يؤدي إلى إلغاء تنشيط ملف الترحيل، مما يؤدي إلى اتصال مفتوح.
كل مكون في الدائرة له دوره المحدد:
- يعمل الترانزستور T1 كمفتاح تحكم.
- يعمل المقاوم R1 في المقام الأول كمحدد للتيار، مما يقلل من استهلاك الطاقة للترانزستور T1.
- يضمن المقاوم R2 التعطيل الموثوق للترانزستور T1.
- يوفر الصمام الثنائي D1، الذي يعمل بمثابة صمام ثنائي حر، مسارًا نازفًا لملف الترحيل عندما ينتقل الترانزستور من حالة التشغيل إلى حالة إيقاف التشغيل. يؤدي هذا إلى تثبيت الجهد عبر الملف إلى +12 فولت.
- دائرة ترحيل محرك Optocoupler
تعمل دائرة ترحيل محرك optocoupler على النحو التالي:
- إذا كان الطرف 1U1-1 متصلاً بجهد 12 فولت أو 5 فولت، يكون 1U1 في حالة نشطة، مما يؤدي إلى تنشيط 1Q1 أيضًا. عندما يصل 1Q1-3 إلى 0V، يكون الجهد عبر الملف 11.7V.
- إذا كان الطرف 1U1-1 غير متصل أو مؤرض، يصبح 1U1 غير موصل، مما يتسبب في إلغاء تنشيط 1Q1. ونتيجة لذلك، يسجل 1Q1-3 11.9 فولت، وينخفض الجهد عبر الملف إلى 0 فولت.
باختصار، يقدم عالم دوائر تبديل الترحيل عددًا كبيرًا من التصميمات، مع ظهور الترانزستورات والدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) كخيارات مفضلة لقدراتها السريعة على تبديل التيار المستمر. تتيح هذه المكونات متعددة الاستخدامات التحكم الفعال في ملفات الترحيل من مصادر الإدخال المتنوعة، مما يجعلها لا غنى عنها لمختلف المشاريع الإلكترونية الصغيرة الحجم.