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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Микропластик попадает в пищу 07.06.2019 Среднестатистический человек съедает не менее 50 тыс. микрочастиц пластика в год и вдыхает еще столько же. Об этом свидетельствуют данные научного исследования Университета Виктории в Канаде. Исследователи сообщают, что на самом деле, количество поглощаемого пластика человеком может быть намного больше. Так как в исследовании было проанализировано на содержание пластика небольшое количество продуктов. Например, употребление бутилированной воды резко увеличит показатель. На данный момент пока неизвестно точное воздействие пластика на организм, но предельно ясно, что микрочастицы способны выделять токсичные вещества. Также некоторые кусочки пластика достаточно малы, чтобы проникнуть в ткани человека и вызвать иммунную реакцию. Микропластическое загрязнение воздуха появляется при распаде пластикового мусора, которого предостаточно на всей планете. Ученые проанализировали 26 предыдущих исследований, в которых было проанализировано содержание микрочастиц пластика в рыбе, моллюсках, сахаре, соли, пиве и воде, а также в воздухе в пределах городов. По оценкам исследователей, взрослые едят около 50 000 частиц микропалстика в год, а дети - около 40 000. Но большая часть продуктов не была протестирована. Ученые подозревают, что содержание пластика в таких продуктах, как хлеб, мясо, молочные продукты и овощи может быть еще больше.

Другие интересные новости:

▪ Судья в чемоданчике

▪ Адаптор для подключения монитора 4K через USB

▪ Беспроводное управление любыми устройствами на батарейках

▪ Передача данных из мозга в компьютер по венам

▪ Электротачка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Грядущий Хам. Крылатое выражение

▪ статья Какой из океанов наибольший по площади и какой наименьший? Подробный ответ

▪ статья Газосварщик, газорезчик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Аудиотехника. Справочник

▪ статья Устройство защиты электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026