Замена автомобильных реле на полевые транзисторы?

DWD: а так как защита от КЗ триггерная, то защита от перегрева не нужна.
Это в установившемся режиме, а переходной процесс?
Преимущества защиты от перегрева - обратимость электрического пробоя. Только нужно правильно подобрать время сработки.

петр1: ...а переходной процесс?

Напряжение на затворе полевика появляется не мгновенно, а плавно в течение нескольких мс. Время нарастания можно увеличить установкой дополнительной ёмкости в цепь затвора.
В результате, напряжение на выходе появляется так же плавно.

петр1: Преимущества защиты от перегрева...

По идее, перегрева, как такового, быть не должно совсем.
Уже говорил - при открытом ключе перегрев устраняется выбором полевика с низким сопротивлением канала, а при КЗ или повышении тока нагрузки - срабатыванием триггерной защиты по току, принудительно закрывающей полевик и переводящей систему в состояние "выключено". Возможность повторного включения сделать с задержкой, скажем, в 2 секунды.
Естественно, срабатывание токовой защиты должно быть с задержкой. Время выбрать таким, что бы переходные процессы в нагрузке не вызвали срабатывание защиты.
Получится то же самое, что и с защитой от перегрева.

"Бережёноно - бог бережёт, сказала монашка..."
Вобщем плавкий предохранитель (термозащита с нормированной интегральной временнОй задержкой - т.е. по мощности а не току) не помешал бы. ИМХО.
ЗЫ или его (предохранителя) аналог, вот только аналог сложнее в реализации и менее однозначен.
..........
В чём красота простых решений? Может в эмпирической (до конца не понятой) технологичности?

петр1: ...термозащита с нормированной интегральной временнОй задержкой - т.е. по мощности а не току...

Медная перемычка или печатная дорожка на плате подойдёт?..

Предохранитель будет в любом случае.

DWD: Медная перемычка или печатная дорожка на плате подойдёт?
Ну это Вам виднее. Вам же рассчитывать пик тока и мощности по dt.

Понятно.
Какие ещё могут быть "грабли"?

DWD: В параллельном проекте хочу, всё таки, в целях эксперимента попробовать поставить полевик для коммутации.

В аттаче "макет" схемы.

Потребляемый ток порядка 0,3мА во включенном состоянии и 0,13мА в выключенном.
Не могу придумать малопотребляющего варианта токовой защиты, а указанный (на транзисторе VT2) использовать не хочу, так как только он один постоянно "жрёт" 0,127мА...
Во включенном состоянии начинает потреблять ещё и преобразователь на мс DD2 (не больше 0,17мА), обеспечивающий повышенное напряжение управления ключа на полевике VT4.

Собственно, потребление тока схемой токовой защиты можно исключить, убрав резистор R12, но тогда увеличатся потери во включенном состоянии, так как потребуется резистор-датчик тока на 0,2Ом вместо 0,02Ом и на нём будет теряться 2*2А*0,2Ом=0,8Вт. Да и брать его придётся на мощность порядка 1,5Вт...

Но самая главная причина нежелания использовать приведенную схему токовой защиты - в температурной нестабильности порога её срабатывания. Работает в очень узком интервале порядка 20-30 градусов. Всего!
Будучи выставленной на 3А...4А при 25 градусах, на морозе сработает при токах не менее 10А, а в жару - уже при 1,5А.

Дополнительная проблема - в получении термостабильного опорного напряжения с низким потреблением...
Может кто подскажет вариант?

181682.djvu

Проба варианта затянулась, но вчера случайно попросили проконсультировать одну схемку ключа на реле, которое включается по импульсу на одном входе, а выключается по импульсу на другом.
Предложил свой вариант - на полевике, и сегодня опробовал.

Схема в аттаче.
Думаю, по схеме и так всё понятно.

В принцие, получается всё проще, чем думалось в начале.
Требуемая мощность умножителя напряжения мала и нет необходимости ставить какие-то усилители мощности, как я собирался в начале. Элементы микросхемы 564ЛЕ5 с запасом обеспечивают повышенное напряжение на затворе полевика.

Параметры указаны на схеме.
Прогнозируемый ток нагрузки - максимум 5А. При таком токе на полевике падает напряжение 0,09В. В результате, рассеиваемая на нём мощность 5А*0,09В=0,45Вт.
При длительной работе на таком токе полевик слегка тёплый (градусов 40).
При токе 8,6А падение на полевике 0,16В, мощность - 8,6А*0,16В=1,38Вт и он уже заметно греется, но рука терпит.
Собственно, это проблема выбора полевика, установка нескольких параллельно или применение радиатора.

Ток, потребляемый самой схемой в режиме "включен", не превышает 3,8мА при питающем напряжении 14.4В и определяется генератором на элементах DD1.3, DD1.4.
В положении "выключено" потребление практически нулевое, определяется токами утечек элементов и при температуре среды 27 градусов меньше 0,1мкА. То есть, выключатель питания не нужен.

Работоспособность схемы сохраняется при питающем напряжении 5В с потреблямым током 1,5мА. Меньше не пробовал.

Так что подобные ключи можно запросто самому лепить, только генератор взять менее "прожорливый".
Ну а в плане надёжности - схему можно усложнить за счёт всякого рода защит.
А там посмотрим, как она себя покажет...

203526.djvu

Внешний вид.

Размеры платы 3 х 3,5 см.

203528.djvu

DWD: Думаю, по схеме и так всё понятно.
А что делает биполярный транзистор. Для чего он стоит?