Регулятор мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Используя сравнительно дешевые мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП - транзисторы), можно изготовить неплохое устройство для регулирования мощности ламп накаливания, паяльников и другой аппаратуры. Главное отличие предлагаемой в этой статье конструкции от ранее описанных на страницах журнала "Радио" - малое потребление тока по цепям управления, более плавная регулировка мощности особенно на начальном участке регулировочной характеристики.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

На элементе DD1.1 собран формирователь прямоугольных импульсов, по форме близких к "меандру". Фронты и спады этих импульсов совпадают по времени с моментами перехода сетевого напряжения через нуль. Импульсы поступают на дифференцирующую цепочку C3R3 и инвертор DD1.2. Пройдя через инвертор, они попадают далее на цепочку C4R4. Диоды VD4, VD5 образуют элемент ИЛИ для продифференцированных импульсов, поступающих через делитель R7R8 на вход (вывод 8) элемента DD1.3, работающего как компаратор. Конденсатор С5 обеспечивает плавность регулирования напряжения, что особенно важно для ламп накаливания.

При перемещении движка резистора R5 (рис. 2) меняется напряжение в точке А, а значит, и скважность импульсов на выходе (вывод 10) элемента DD1.3. Причем при увеличении этого напряжения скважность растет вплоть до полного пропадания импульсов и установления на выходе элемента DD1.3 уровня лог. 0 в верхнем по схеме положении движка резистора R5, что соответствует выключенной нагрузке. При снижении напряжения в точке А скважность импульсов уменьшается до полного их слияния и установления на выходе элемента DD1.3 уровня лог. 1. Это происходит в нижнем положении движка резистора R5 и соответствует полностью включенной нагрузке.

Входная емкость мощных полевых транзисторов имеет значительную величину. Для быстрой перезарядки этой емкости, а значит, и быстрого переключения транзистора требуются большие токи. По этой причине сигнал подают на затвор транзистора VT3 через усилитель тока, выполненный на транзисторах VT1, VT2. Транзистор VT3 открывается при напряжении сети, близком к нулю, а закрывается при напряжении, определенном положением движка резистора R5.

В регуляторе мощности использованы постоянные резисторы МЛТ-0Д25, переменный СП-1; оксидные конденсаторы - К50-35, остальные - КМ-6. Диоды КД226Д (VD1, VD2 и VD6-VD9) можно заменить на любые с обратным напряжением не менее 400 В и максимальным постоянным прямым током не менее 1 А. Стабилитрон Д814Б(\/D3) заменим другим с напряжением стабилизации 9В. Замена микросхемы К176ДЕ5 (DD1) на другие, например серии К561, нежелательна. Дело в том, что при напряжениях на входе, отличных от уровней 0 и 1, в КМОП-микросхемах возникают сквозные токи [1] и, как показали измерения, даже в статическом режиме при входных напряжениях, близких к пороговым, они могут потреблять ток от сотен микроампер (для микросхем серии К176) и до десятков миллиампер (для микросхем серии К561). При увеличении напряжения питания потребляемый ток резко возрастает. Выяснилось также что, если на одном из входов микросхемы напряжение соответствует пороговому, а на других - 0 или 1, потребляемый ток примерно на 20 % меньше, нем в случае, если бы на всех входах присутствовало пороговое напряжение. С учетом этого обстоятельства незадействованные входы должны быть соединены с общим проводом.

Вместо микросхемы К176ЛЕ5 можно использовать М76ЛА7, но ее входы (выводы 2,5,9) через резисторы 10 кОм необходимо соединить с выводом 14. Транзисторы КТ3102Б, КТЗ107Б (VT1, VT2) заменимы любыми маломощными, соответствующей структуры. Мощный полевой транзистор с изолированным затвором и каналом n-типа КП707А1 можно заменить на используемый в телевизионных блоках питания КП707В2 [2, 3]. Хорошие результаты получаются с транзисторами BUZ90, так как их входная емкость почти на порядок ниже, чем у КП707А1.

Конструкция регулятора может быть любой. Необходимо только, чтобы длина соединительных проводников была минимальной. Транзистор VT3 устанавливают на дюралюминиевом теплоотво-де площадью 24 см2. Свободные входы элемента DD1.4 (выводы 12 и 13) соединены с выводом 14 DD1.

Для настройки регулятора потребуется осциллограф с входным сопротивлением не менее 1 мОм. Начинают ее с включения устройства без нагрузки. При перемещении движка резистора R5 на выводе 10 элемента DD1.3 должно наблюдаться изменение скважности импульсов. Затем проверяют напряжение на стабилитроне VD3 во всех положениях движка R5 и, если оно падает ниже 7 В, уменьшают сопротивление резистора R1. Далее вместо нагрузки подключают резистор МЛТ-1 сопротивлением 100...300 кОм и уточняют пределы регулировки мощности. Для этого движок резистора R5 устанавливают в верхнее по схеме положение и подбором резистора R7 находят минимальное его значение, при котором на выводе 10 элемента DD1.3 отсутствуют импульсы, а напряжение будет соответствовать уровню лог. 0. Затем движок резистора R5 перемещают в нижнее положение и подбирают максимально возможное сопротивление резистора R6. при котором на выводе 10 элемента DD1.3 напряжение будет соответствовать уровню лог. 1.

После этого проверяют работу устройства в разных положениях движка резистора R5, контролируя форму сигнала на нагрузке. В случае самовозбуждения устройства его устраняют подбором емкости конденсатора С2. Следует отметить, что в крайних положениях движка резистора R5 возможна небольшая несимметричность напряжения на нагрузке. Уменьшить ее можно подбором конденсаторов C3, С4 и резисторов R3, R4.

При необходимости подключения более мощной нагрузки диоды VD6 - VD9 заменяют на более мощные и увеличивают площадь теплоотвода транзистора VT3. Возможен и вариант параллельного включения нескольких полевых транзисторов.

На основе рассмотренного регулятора можно изготовить устройство плавного включения-выключения ламп накаливания. Для этого убирают резисторы R5. R6, между точками А и Б устанавливают два последовательно соединенных резистора сопротивлением 47 кОм. Между точкой соединения этих резисторов и точкой В устанавливают выключатель. Конденсатор С5 заменяют на другой емкостью 47 мкФ и рабочее напряжение 25 В. Усилитель тока (VT1,VT2 и R10) допустимо исключить, а сопротивление резистора R9 уменьшить до 12 кОм.

Устройство удобно установить вблизи распределительной коробки. Параллельно выключателю можно установить исполнительную цепь оптрона, на светодиодную часть которого подают сигналы с внешнего программного устройства, например, описанного в [4]. Оно. в отсутствие хозяев квартиры будет включать свет на некоторое время в темное время суток, отпугивая тем самым незваных "гостей".

При настройке регулятора необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку устройство не имеет гальванической развязки от сети.

Литература

1. Зельдин Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986.
2. Петухов В, М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и большой мощности и их зарубежные аналоги. Справочник. Т. 3 - М.: КубК-а, 1997.
3. Перельман Б. Л. Полупроводниковые приборы. Справочник. - Солон. Микро-тех, 1996.
4. Виноградов Ю. Автомат "вечерний свет". - Радио, 1994, № 11, с. 28 - 30.

Автор: С.Зорин, г.Знаменск Астраханской обл.

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 15.07.2025

Вопрос о том, сколько нужно спать, чтобы чувствовать себя отдохнувшим, волнует миллионы людей по всему миру. Общепринятая рекомендация - восемь часов сна - давно стала стандартом, однако недавние исследования ставят под сомнение ее универсальность. Оказалось, что продолжительность здорового сна зависит не только от биологии, но и от культурных и социальных условий. Американские ученые провели масштабное исследование, охватившее около пяти тысяч человек из двадцати стран. Полученные данные выявили значительные различия в продолжительности сна в зависимости от места проживания. Например, в Японии средний человек спит всего около шести часов с небольшим, тогда как во Франции этот показатель приближается к восьми. Канадцы, в свою очередь, в среднем спят по семь с половиной часов. Один из руководителей исследования, профессор социальной и культурной психологии Стивен Хайне из Университета Британской Колумбии, подчеркивает, что универсального стандарта сна не существует. По его словам, ...>>

Компьтерная оценка состояния культурных растений 15.07.2025

Современное сельское хозяйство переживает технологическую революцию, и одной из ключевых задач становится точная диагностика состояния растений. Устойчивость к климатическим изменениям, экономное использование ресурсов и повышение урожайности требуют новых подходов. Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме предложили инновационное решение, объединив возможности дронов и искусственного интеллекта. Традиционные методы дистанционного анализа в агросекторе сталкиваются с ограничениями: они не всегда способны точно определить комбинированный стресс у растений, возникающий, например, при одновременном дефиците влаги и азота. Чтобы преодолеть это, израильские ученые оснастили дроны сложной системой сенсоров - гиперспектральными, тепловыми и RGB-камерами. Эти камеры не просто фиксируют изображение, но и собирают обширные данные о состоянии листвы, позволяя "увидеть" скрытые признаки стресса, незаметные невооруженному глазу. Для обработки полученных изображений и сигналов был ...>>

Особенности восприятия старости 14.07.2025

Понятие старости зачастую оказывается субъективным и подвижным: то, что кажется "преклонным возрастом" в юности, в зрелости уже воспринимается иначе. Исследования показывают, что границы старения не столько определяются биологическим возрастом, сколько зависят от психологического восприятия и отношения к собственному телу и уму. Недавнее исследование, проведенное в США среди двух тысяч человек старше сорока лет, позволило ученым определить, в каком возрасте американцы начинают ощущать себя "старыми". Оказалось, что чувство старения в среднем наступает уже к 47 годам, а заметная обеспокоенность внешними возрастными изменениями - примерно к пятидесяти. Это тот момент, когда люди чаще начинают замечать морщины, снижение тонуса кожи и общую усталость. На фоне этих внешних изменений многие участники признались, что испытывают тревогу по поводу когнитивного спада. Более половины респондентов признались, что хотя бы раз в день забывают, что собирались сказать, а четверть - теряют мысль ...>>

Случайная новость из Архива Гигроскопичность гиалуроновой кислоты преувеличена 20.03.2024 Миф о том, что гиалуроновая кислота способна удерживать воду в 1000 раз больше, чем ее собственный вес, оказался преувеличенным. Однако это не умаляет ее полезности для кожи и тканей организма, так как она обладает другими ценными свойствами, такими как антиоксидантное действие и стимуляция регенерации клеток. Гиалуроновая кислота, важный элемент для клеток и тканей организма, стала известна благодаря своим свойствам улучшения состояния кожи и межсуставной смазки. Однако рекламные заявления о ее способности удерживать воду в 1000 раз больше, чем ее собственный вес, подверглись сомнению. Американские ученые провели эксперимент, создав раствор с гиалуроновой кислотой и водой в пропорции 1:1000. Результаты показали, что раствор не изменил своего поведения при нагревании, что противоречит маркетинговым обещаниям. Тем не менее, эксперимент был выполнен лишь с молекулами среднего размера, поэтому выводы можно считать ограниченными лишь для продуктов с такими молекулами. Возможно, использование крупных молекул привело бы к другим результатам. Кроме того, гиалуроновая кислота имеет не только свойство удерживать воду, но и обладает антиоксидантными свойствами, способствует регенерации клеток и стимулирует выработку коллагена. Исследования показывают, что продукты с разными размерами молекул гиалуроновой кислоты и минимальной концентрацией 0,1% более полезны для кожи, так как мелкие молекулы лучше проникают в кожу, а крупные удерживают больше воды.

Другие интересные новости:

▪ Мышка Logitech G502 X

▪ Метаболизм быстрый и медленный

▪ Диагностическая рубашка

▪ В аллергии виноват пектин

▪ Подарки цунами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Скотч не будет скручиваться. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему индийцы одно время усиленно разводили кобр, а затем резко перестали? Подробный ответ

▪ статья Беловежская пуща. Чудо природы

▪ статья Цветомузыкальное устройство на лампах дневного света. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Наружное освещение. Источники света, установка осветительных приборов и опор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025