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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Во сне мозг видит что-то новое 24.08.2015 Наш сон делится на медленную и быструю фазы, и быстрая называется еще REM-сном, где REM - rapid eyes movement, быстрые движения глаз. Обычно говорят, что в этот момент мы видим сны, и глаза двигаются вслед за картинами, которые проносятся в спящем мозге. Однако прямых доказательств тому не было - до сегодняшнего дня. В экспериментах нейробиологов из Тель-Авивского университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Висконсинского университета в Мадисоне участвовали 19 больных эпилепсией, которым предстояла хирургическая операция. Перед тем, как удалить участок нервной ткани, вызывающий припадки, пациенту вводили электроды, которые должны были указать, откуда, от каких нейронов начинается эпилептический приступ. Обычно в таких случаях параллельно с медицинской процедурой проводятся и какие-то фундаментальны исследования, ведь это уникальная возможность заглянуть в живой человеческий мозг. Ицхак Фрид (Itzhak Fried) и его коллеги отслеживали активность индивидуальных нервных клеток в средней височной доле коры, где осуществляется переход между визуальным восприятием и памятью. Здешние нейроны реагируют как на новую картинку, так и на то, что нам уже знакомо, (например, на фотографии друзей или мест, где мы побывали), причем, во втором случае даже необязательно смотреть на фото, достаточно закрыть глаза и увидеть нечто знакомое, хранящееся в памяти, "мысленным взором". Характер нейронной активности в обоих случаях отличается. Работу нервных клеток записывали, когда человек спал, когда просыпался и лежал в темной комнате (и ничего не видел) и когда смотрел какое-то видео и общался с людьми. В отдельном тесте добровольца просили зафиксировать на чем-то взгляд, чтобы понять, как ведут себя нейроны при неподвижных глазах. И вот оказалось, что во время быстрого сна нейроны работают так, как если бы мозг видел нечто новое - будто мы, бодрствуя, зашли в совершенно незнакомое нам место. Во сне нервные клетки срабатывали точно после очередного движения глаз, так что можно с большим основанием можно утверждать, что работа глаз и работа нейронов друг с другом действительно связаны. Результаты экспериментов описаны в статье в Nature Communications. Эти данные в некотором смысле идут вразрез с точкой зрения, согласно которой в спящем мозге совершается бессознательная работа с образами, которые попали в память, пока мы бодрствовали. Повторим, что нейроны работают так же, как наяву, и "видят" не что-то знакомое, которое могло бы прийти из памяти, а что-то новое. Но тут, впрочем, слишком много неясностей и подводных камней, чтобы делать глобальные выводы. Во-первых, что значит "новое" и "старое"? Может быть, комбинация старых образов дает новое зрительное ощущение? Если же клетки действительно реагируют на что-то новое, то откуда оно берется, с закрытыми-то глазами? И, наконец, самое главное - хотя мы и считаем, что быстрые движения глаз во сне свидетельствуют о сновидении, строгих доказательств тому нет. То есть мы не знаем, почему двигаются глаза, является ли это реакцией на сновидения. По некоторым предположениям, сновидения вообще относятся к моменту, когда мы только погружаемся в сон или когда просыпаемся, и представляют они собой сигналы, доходящие до полуспящего мозга извне. Остается надеяться, что дальнейшие исследования помогут нам понять, что происходит с сознанием при переходе из бодрствования в сон и обратно.

Другие интересные новости:

▪ Микрофон Razer Seiren

▪ Миниэлектростанция для зарядки гаджетов

▪ Куры рассказывают о географических открытиях

▪ Сверхпрочное алмазное стекло для смартфонов

▪ Светящийся кабель для зарядки электромобилей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Социальная защита пострадавших работников. Справочник

▪ статья Чем отличаются девственники и девственницы от своих сверстников? Подробный ответ

▪ статья Тушение лесных пожаров. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Платинирование металлов. Простые рецепты и советы

▪ статья ДМВ усилитель из СКД-1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025