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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Статин на биоконвейере 26.04.2015 Статины - это вещества, которые подавляют ключевой фермент, производящий так называемый плохой холестерин. Соответственно его содержание в крови падает, а с ним и риск атеросклероза. Природный статин под названием компактин содержится в грибах, он был выделен Эндо Акиро в середине 70-х из плесени. Однако для фармацевтов он неудобен. В 80-е годы был найден другой статин - ловастатин. Его обнаружили и в высших грибах, например в вешенке. Чтобы не заставлять население съедать огромное количество грибов, химики придумали методы синтеза статинов, и многие медики считают это важнейшим достижением здравоохранения за последние двадцать лет. Синтез, однако, сложен и недешев, он включает несколько стадий и последующую очистку. Биотехнологии из Манчестерского университета и делфтского Центра биотехнологий компании DSM под руководством Кристи Мак-Лин и Марко ван ден Берга сумели все сделать в одну стадию. Для этого они перепрограммировали промышленный штамм плесневого грибка Penicillium chrysogenum, производящий антибиотики. Сначала из него удалили ген, ответственный за разложение компактина. Затем вставили гены, необходимые для эффективного синтеза компактина. Потом заставили его синтезировать еще и цитохром Р450 бактерии Amycolatopsis orientalis, этот белок превращает компактин в один самых эффективных статинов - правастатин. Но это превращение шло из рук вон плохо, поскольку получалась смесь стереоизомеров, разделять которые очень дорого. Свойства цитохрома изменили с помощью искусственного отбора и в конце концов добились процесса, синтезирующего чистейший стереоизомер правастатина в количестве шести граммов на литр культуры. Это уже можно внедрять в производство.

Другие интересные новости:

▪ Вареный рис опасен для здоровья

▪ Коммуникационные процессоры LSI Axxia 4500 на архитектуре ARM

▪ Кошка с собакой: секреты гармонии

▪ ИИ-алгоритм победил настоящего пилота

▪ Универсальный блок сенсоров для управления аэротакси

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Только мертвые не возвращаются. Крылатое выражение

▪ статья Почему все флаги, за исключением непальского, имеют прямоугольную форму? Подробный ответ

▪ статья Пневмопарусник. Личный транспорт

▪ статья О питании электроламп через диод. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор-зарядное устройство с регулировкой напряжения и тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026