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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Стандарт HDMI 2.1 28.11.2017 Организация HDMI Forum утвердила стандарт передачи видеоданных HDMI 2.1, анонсированный еще в начале года. Помимо трехкратного увеличения пропускной способности (относительно HDMI 2.0), в финальной версии спецификации интерфейса значится поддержка технологий переменной частоты обновления, динамического HDR и автоматического регулировки латентнтости. Для соединения устройств с нативной поддержкой HDMI 2.1 потребуется новый "ультравысокоскоростной" (Ultra High Speed) кабель. Переменная частота обновления (англ. Variable Refresh Rate, сокращенно VRR) призвана обеспечить комфортный геймплей. Как и AMD FreeSync, Adaptive-Sync и NVIDIA G-Sync, технология VRR синхронизирует частоту обновления экрана с кадровой частотой, путем чего устраняется подергивание (micro-stuttering) и другие дефекты изображения, способные отвлечь геймера от игрового процесса. Под динамическим HDR (Dynamic HDR) подразумевается попеременный вывод необработанного изображения и изображения, обработанного с помощью технологии HDR. Данный подход позволяет получить "идеальную" по всем параметрам картинку на уровне отдельных сцен или даже кадров. Кабель HDMI 2.1 (он же Ultra High Speed HDMI Cable) характеризуется пропускной способностью 48 Гбит/с, низким уровнем электромагнитного излучения и обратной совместимостью с предыдущими версиями HDMI. Несжатый поток цифровых видеоданных может иметь формат вплоть до 5K@120 Гц при 8-битном цвете и 8K@30 Гц при 10- и 12-битном. Впечатляющие 8K@120 Гц и 10K@120 Гц возможны только в условиях принудительного сжатия видеоданных Display Stream Compression (DSC) с потерей в качестве. Отметим, что частота обновления более 120 Гц (вплоть до 240 Гц), которой сегодня завлекают геймеров производители игровых мониторов, в финальной спецификации HDMI 2.1 не значится. Версия 2.1 стандарта HDMI унаследовала от предыдущих все основные преимущества, в частности поддержку статического HDR, двух потоков видеоданных, четырех потоков аудиоданных, Ethernet-канала с пропускной способностью 100 Мбит/с и др.

Другие интересные новости:

▪ Ультразвуковой пинцет перемещает живые клетки

▪ Портативный проектор ASUS ZenBeam L2

▪ Производство супералмазов

▪ Гранаты вертолетам не страшны

▪ Домашний робот Omate Yumi

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Менделеев Дмитрий. Биография ученого

▪ статья Где находится театр, в котором оплата представления зависит от количества улыбок зрителей? Подробный ответ

▪ статья Воспитатель группы продленного дня. Должностная инструкция

▪ статья Монтаж открытой электропроводки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приемники прямого преобразования АМ и ЧМ сигналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026