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:

Биотехнологии утилизации для выращивания пищи на Марсе 24.02.2026

В условиях дальних космических экспедиций каждая капля воды, каждый грамм пищи и каждый атом питательных веществ становятся бесценными. Для будущих колоний на Марсе ученые ищут решения, которые позволят минимизировать зависимость от поставок с Земли и создать автономные системы жизнеобеспечения. Одним из таких подходов становится переработка органических отходов для выращивания пищи прямо на планете. Идея основана на создании замкнутых биологических систем, где все используется повторно. Исследователи называют их "биорегенеративными системами жизнеобеспечения". Эти технологии объединяют знания микробиологии, агрономии и инженерии и позволяют превращать отходы человека в полезные ресурсы, включая удобрения для растений. Ключевой метод - анаэробное сбраживание, при котором органические отходы разлагаются без доступа кислорода. В ходе этого процесса образуются питательные соединения, которые затем можно использовать для обогащения почвы или реголита - рыхлого слоя пыли и обломков по ...>>

Нобелевская разработка собирает питьевую воду прямо из воздуха 24.02.2026

Доступ к чистой воде остается одной из самых острых проблем на планете, особенно в районах, подверженных ураганам, засухам и разрушению инфраструктуры. Современные технологии ищут пути решения этой задачи, и один из прорывов предложил нобелевский лауреат по химии 2025 года, профессор Омар Яги, разработав устройство, способное извлекать воду из сухого воздуха. Технология Яги основана на принципах ретикулярной химии, позволяющей создавать молекулярные материалы, которые эффективно улавливают влагу из атмосферы и конденсируют ее даже в условиях экстремальной сухости и пустынного климата. Такие установки могут обеспечивать автономный доступ к питьевой воде там, где централизованные системы водоснабжения недоступны или полностью разрушены. Компания Atoco, выпускающая эти устройства, сообщает, что они имеют размеры, сопоставимые с 20-футовым морским контейнером, и работают исключительно на низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды. Каждое устройство способно производить до 1 ...>>

Hyperloop готовится к запуску 23.02.2026

Современные транспортные системы сталкиваются с ограничениями скорости и комфорта, особенно на длинных межгородских маршрутах. В Европе активно исследуют технологию Hyperloop - инновационный способ перемещения пассажиров, который потенциально способен сократить время поездки между крупными городами до считанных минут и значительно изменить представление о путешествиях. Технология Hyperloop предполагает движение пассажирских капсул внутри герметичных труб, из которых частично откачан воздух. Такая конструкция снижает аэродинамическое сопротивление и позволяет теоретически развивать скорость более 900 км/ч. Если идея будет реализована, расстояния, которые сегодня преодолеваются за несколько часов, можно будет проходить за десятки минут. Инженеры прогнозируют, что маршрут между London и Paris потенциально можно будет пройти менее чем за полчаса, а поездки в Brussels или Amsterdam займут около 20-22 минут. Путь до Berlin при этом может составлять примерно один час, что существенно ус ...>>

Случайная новость из Архива Синтезировано естественное обезболивающее вещество 06.02.2016 Морфин как лекарственное средство, оказывающее анальгезирующее действие, известен давно. Несмотря на его мощные болеутоляющие свойства, применение морфина ограничено, поскольку он вызывает угнетение дыхательного центра и болезненное пристрастие. Последнее обстоятельство заставило ученых университета Тулейн в Нью-Орлеане (США) заняться поисками альтернативного средства, не вызывающего наркоманию, и они его нашли в виде эндоморфина. Эндоморфины - два эндогенных опиоидных пептида, которые образуются в организме человека и играют важную роль в формировании мотиваций, эмоций, реакции на стресс и боль и в контроле приема пищи. Синтезированный эндоморфин оказывает воздействие на тот же опиоидный рецептор, что и морфин. Поэтому для изучения безопасности и эффективности исследователи провели ряд экспериментов на крысах, которым давали оба этих вещества в одинаково сильных дозах. У крыс, которым вводили морфин, существенно нарушались моторика и дыхание, в то время как эндоморфин не вызывал такого эффекта. Кроме того, обезболивающее воздействие энодоморфина было аналогично или сильнее морфина. Что же касается зависимости, то опыты показали, что крысы проводили больше времени в том отсеке, где им вводили морфин и прилагали больше усилий, чтобы получить очередную порцию субстанции, чем крысы, которым давали эндоморфин. Подобные тесты отражают потенциал зависимости у людей. Кроме того, эндоморфин в опытах не способствовал активации глиальных клеток спинного мозга. Такой эффект обычно присущ морфину и способствует развитию привыкания и злоупотреблению субстанциями. Исследователи рассчитывают начать клинические испытания в течение ближайших двух лет.

Другие интересные новости:

▪ Окружающая человека зелень замедляет процесс старения

▪ Электропоезд со скоростью 369 км/ч

▪ Фитнес против рака

▪ Отнощение к людям можно изменять

▪ Золото из мусора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Кто говорит, что на войне не страшно, тот ничего не знает о войне. Крылатое выражение

▪ статья Из скольких частей изготовляются покрышки футбольных мячей? Подробный ответ

▪ статья Главный диктор телевидения и радиовещания. Должностная инструкция

▪ статья Туалетные пасты, воды, спирты и т. п. Простые рецепты и советы

▪ статья Радиоприемник с питанием от свободной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026