Усовершенствование регулятора мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Свыше 15 лет я использовал устройство, описанное в статье С. Лукашенко "Регулятор мощности, не создающий помех" ("Радио", 1987, № 12, с. 22, 23), для регулирования мощности электронагревателя коптильни. В целом неплохая конструкция, но, к сожалению, не лишена недостатков.

Во-первых, через нагрузку протекает пульсирующий ток, а это значит, что питать от регулятора можно только активную нагрузку. Во-вторых, в некоторых положениях переключателя SA1 через нагрузку протекает нечетное число полупериодов сетевого тока, что отрицательно влияет на нагрузку индуктивного характера, включенную в сеть. В-третьих, выявилась недостаточная надежность устройства: несколько раз выходила из строя микросхема K176J1E5.

Причин две: превышение напряжением тактовой частоты на входах элемента DD1.1 напряжения питания (на величину падения напряжения на диоде VD4), что не рекомендуется, и "обрыв" во входной цепи элемента DD1.4 (вывод 8) при переключении мощности - на время пролета подвижного контакта переключателя SA1 этот вывод "повисает" в воздухе, что недопустимо. К недостаткам также следует отнести отсутствие индикации включения регулятора в сеть (несколько раз попадал впросак из-за неисправности сетевого удлинителя) и довольно большое собственное потребление тока: на диодном мосте VD5-VD8 и резисторе R1 рассеивается значительная мощность. Наконец, ограничение мощности нагрузки значением 2 кВт не позволяет использовать регулятор во многих случаях, имеющих место на практике.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Для устранения названных недостатков схема была переработана (рис. 1). Блок питания усовершенствованного устройства выполнен бестрансформаторным с балластным конденсатором C1, резистор R3 ограничивает на безопасном для диодного моста VD2-VD5 уровне импульсы тока, возникающие при включении устройства в сеть. Выпрямленное напряжение стабилизируется параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD6. Включение последовательно с ним светодиода HL1 позволило ввести индикацию включения, "сэкономив" при этом токоограничивающий резистор и несколько миллиампер выходного тока маломощного блока питания. Конденсаторы C2 и C3 - фильтрующие (C2 устраняет низкочастотную составляющую выпрямленного напряжения, С3 - высокочастотную, а также коммутационные помехи в цепях питания, возникающие при работе цифровых микросхем). Снижение потребляемого тока (по сравнению с прототипом) позволило уменьшить емкость оксидного конденсатора C2.

На резисторах R1, R2 и стабилитроне VD1 выполнен формирователь тактовых импульсов частотой 50 Гц (в отличие от прототипа, в котором их частота равна 100 Гц). Через эту цепь осуществляется также разрядка конденсатора C1 при отключении устройства от сети, что повышает электробезопасность устройства. Амплитуда тактовых импульсов почти на 2 В (падение напряжения на светодиоде HL1) меньше напряжения питания. Триггер Шмитта на элементах DD.1 и DD1.2 улучшает форму тактовых импульсов (рис. 2, диаграмма 1).

Рис. 2

Двоично-десятичный счетчик с дешифратором DD2 срабатывает по фронту тактовых импульсов, формируя на выходах положительные импульсы длительностью, равной периоду сетевого напряжения, сдвинутые один относительно другого на длительность периода. RS-триггер на элементах DD1.3 и DD1.4 срабатывает по фронту входных импульсов. При появлении на выходе 0 счетчика DD2 высокого уровня (рис. 2, диаграмма 2) RS-триггер переключается, и на его выходе (диаграмма 4) появляется такой же уровень. При этом открывается транзистор VT1, включается излучающий диод оптосимистора U1, и он переходит в проводящее состояние. В результате поочередно открываются включенные встречно-параллельно тиристоры VS1 и VS2: первый из них пропускает в нагрузку положительные полуволны сетевого тока, второй - отрицательные (диаграмма 5). Тиристоры открыты до тех пор, пока высокий уровень не появится на том выходе счетчика DD2, с которым соединен подвижный контакт переключателя SA1 (например, на выходе 3 - диаграмма 3). По фронту этого импульса RS-триггер выключается, и ток через нагрузку прекращается. Введение резистора R6 позволило избежать работы элемента DD1.4 с "висящим" входом.

Переключение тиристоров происходит в моменты, когда амплитуда напряжения сети не превышает 10 В, при этом помехи минимальны. При установке переключателя SA1 в положение "100%" RS-триггер не переключается, тиристоры открыты все время и на нагрузке выделяется полная мощность.

При любом положении переключателя SA1 через нагрузку проходит четное число полупериодов сетевого тока, чем исключается появление его постоянной составляющей. Это, а также применение двух встречно-параллельно включенных тиристоров позволило увеличить мощность нагрузки до 4 кВт, что достаточно для бытовых целей. Протекание через нагрузку переменного тока позволило включать в розетку XS1 не только активную, но и индуктивную нагрузку. Например, используя понижающий трансформатор, регулировать мощность низковольтной нагрузки - электронаващивателя, пасечного ножа для вскрытия сотов и т. п. (ранее для этой цели приходилось применять громоздкий и тяжелый ЛАТР), а подключив к устройству вентилятор, регулировать частоту вращения его электродвигателя (при подаче напряжения он разгоняется, во время пауз - тормозится, в результате частота вращения снижается).

При изготовлении устройства была использована печатная плата (рис. 3 в упомянутой статье), с которой были демонтированы детали R1, VD1-VD4, C1.

Вновь вводимые детали размещены на фрагменте универсальной макетной платы размерами 20x55 мм, которая установлена вертикально на месте демонтированных деталей. Тиристоры VS1, VS2 смонтированы на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 150 см2. Диоды VD7 и VD8 припаяны непосредственно к их выводам.

Конденсатор С1 - пленочный помехоподавляющий, его можно заменить двумя включенными последовательно конденсаторами К73-17 емкостью 0,47мк с номинальным напряжением 630 В, резисторы R1 и R3 - МЛТ-0,5, остальные - любого типа.

Ток срабатывания оптосимистора не должен превышать 10 мА, а допустимое коммутируемое напряжение - не менее 500 В (этим требованиям отвечают MOC3052, MOC3053, MOC3062, MOC3063, MOC3082, MOC3083).

Налаживания устройство не требует.

Усовершенствованный регулятор мощности эксплуатируется более пяти лет, пока его работой доволен.

Автор: К. Мороз

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Графен скрещен с нанотрубками 29.11.2014 Ученые из Университета Райса (США) вырастили на листе меди двухмерный лист графена, а затем нанесли на него железный катализатор и покрыли его слоем оксида алюминия. Полученный многослойный "сэндвич" при высокой температуре обработали ацетиленом и этиленом, в результате чего на поверхности графена вырос целый "лес" углеродных нанотрубок. В инновационном материале нанотрубки соединены с графеном ковалентно, фактически, наноматериал представляет собой однородный лист углерода, благодаря чему в местах соединений не возникает сопротивления. Высота нанотрубок составляет 120 микрометров, при этом гибрид обладает крайне высокой удельной поверхностью: около 2 тысяч квадратных метров на грамм вещества. Гибридный наноматериал может оказаться идеальным кандидатом для создания электродов в суперконденсаторах, которые являются электрохимическими источниками питания, промежуточными между конденсаторами и аккумуляторами. Поскольку обкладками в них выступают слои ионов, то от таких электродов требуется одновременно высокая удельная поверхность и низкое сопротивление, что вполне может обеспечить инновационный материал.

Другие интересные новости:

▪ Перфекционизм приводит к бессоннице

▪ Инновационный ветрогенератор без лопастей

▪ Пассажир на рентгене

▪ Умный материал на основе кожи акул

▪ Возобновляемой энергии на всех может не хватить

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Особенности формирования отношения к экстремальным ситуациям. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как измеряется скорость ветра? Подробный ответ

▪ статья Рекорды погоды. Землетрясения и стихийные бедствия. Советы туристу

▪ статья Казеиновый лак Дреера. Простые рецепты и советы

▪ статья Принудительный выбор карты сбросом. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026