Сетевой выпрямитель - стабилизатор напряжения и тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Одна из основных проблем при разработке сетевого выпрямителя - ограничение амплитуды тока зарядки сглаживающего конденсатора в момент включения в сеть. В маломощных выпрямителях для этого на входе устанавливают токоограничивающий резистор или термистор. В более мощных устройствах для повышения КПД ограничивающий резистор шунтируют контактом реле или тринистором, когда напряжение на сглаживающем конденсаторе достигает значения, при котором амплитуда импульсов тока дальнейшей зарядки уже не превысит допустимой.

Схема предлагаемого устройства показана на рис. 1. Управляемый выпрямительный мост собран на двух тринисторах VS1, VS2 и двух диодах VD2, VD4. Конденсатор С5 - сглаживающий. Резистор R16 - датчик тока нагрузки. Диоды VD1 и VD3 вместе с диодами VD2 и VD4 образуют неуправляемый выпрямительный мост, используемый для питания узла управления тринисторами, в который входят остальные элементы. Открывающее напряжение на управляющие электроды тринисторов поступает поочередно через диоды VD1, VD5 или VD3, VD6, в зависимости от полярности полуволны напряжения сети, когда аналог тринистора, собранный на транзисторах VT2 и VT3 открывается напряжением, поступающим на базу транзистора VT3 через резистор R9 при закрытом транзисторе VT1.

Конденсатор С1 заряжается на вершинах полуволн до напряжения UC1:

Uc1 = Um - Uvd8,

где Um - амплитуда напряжения сети; Uvd8 - напряжение стабилизации стабилитрона VD8 (около 7,5 В).

В паузах между импульсами тока зарядки напряжение на конденсаторе С1 уменьшается на величину dUc1 в результате разрядки через резистор R2. Конденсатор C3 заряжается до напряжения Uvd8, когда мгновенное выпрямленное напряжение сети U превышает Um - (Uvd8 - Uc1). Разряжается конденсатор C3 через диод VD10 при открывании аналога тринистора VT2VT3.

Пренебрегая падением напряжения на открытых р-n переходах, можно сказать, что на резисторный делитель R4-R6 поступает разность напряжений U-Uc5. При уменьшении этой разности до установленного значения dU транзистор VT1 закрывается, разрешая включение аналога тринистора VT2VT3 и тринисторов VS1 и VS2. Регулировка значения dU осуществляется изменением положения движка подстроечного резистора R5.

Сопротивление резистора R2 влияет на положение момента начала зарядки конденсатора C3 относительно начала полупериода напряжения сети и совместно с напряжением Uvd8 определяет максимально возможный угол открывания тринисторов, а также максимальный уровень пульсаций выходного напряжения.

Конденсатор С2 устраняет возможность преждевременного открывания тринисторов после момента включения в сеть до тех пор, пока на конденсаторе С1 не установится необходимое напряжение. Резистор R3 разряжает конденсатор С2 после выключения устройства. От его номинала зависит минимальный интервал времени (около 5 с) до повторного включения.

Каскад на транзисторе VT4 обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и тока, уменьшая при необходимости значение dU, определяемое положением движка резистора R5. Выходное напряжение регулируют перемещением движка подстроечного резистора R14 в интервале от нуля до максимума Um - Uvd8 - dUc1 - dU (около 250 В).

Когда напряжение на датчике тока нагрузки - резисторе R16 - превышает 0,6 В, транзистор VT4 открывается, в результате чего выходное напряжение снижается, что обеспечивает ограничение и стабилизацию тока нагрузки. Если эта функция не нужна, резистор R16 заменяют перемычкой.

Большинство элементов смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. Элементы выпрямительного моста (VS1, VS2, VD2, VD4) выбирают с обратным напряжением не ниже 300 В и не менее чем с двукратным запасом максимального прямого тока по отношению к максимальному току нагрузки. У большинства мощных диодов корпус соединен с катодом, а у тринисторов - с анодом, поэтому диод VD2 и тринистор VS1 удобно смонтировать на одном теплоотводе (аналогично VD4 и VS2).

Конденсаторы С1 и С6 - К73 -17, C3 и С4 - любые керамические или пленочные. Оксидный конденсатор С2 - К50 -29 или аналогичный импортный. Сглаживающий конденсатор С5 - К50 -17, его емкость выбирают, как для обычного мостового выпрямителя, так, чтобы пульсации выходного напряжения не превышали допустимого для используемой нагрузки значения.

Стабилитроны VD8 и VD13 - микромощные, с напряжением стабилизации 7...10 В при минимальном токе 0,1 мА. Пригодны стабилитроны КС175Ц, КС182Ц, КС191Ц, 2С175Ц, 2С182Ц, 2С191Ц. В крайнем случае, их можно заменить транзисторами серии КТ315 с любым буквенным индексом (базу включают как анод, эмиттер - как катод, коллектор оставляют свободным).

Сначала на плату монтируют все элементы, кроме резистора R8 и конденсатора С5. К выходу подключают нагрузку, например, лампу накаливания мощностью 100...200 Вт. Включают устройство в сеть через разделительный трансформатор и осциллографом проверяют наличие на нагрузке остроконечных импульсов напряжения со спадом, совпадающим с окончанием полуволны напряжения сети. Проверяют, что амплитуда импульсов поддается регулировке перемещением движка подстроечного резистора R5. Устанавливают этот движок в нижнее по схеме положение и подключают конденсатор С5, соединенный последовательно с дополнительным резистором сопротивлением 10...20 Ом, мощностью не менее 10 Вт. Напряжение на конденсаторе С5 должно плавно возрастать за несколько секунд примерно до 290 В с характерным скачком в конце. Если это так, конденсатор С5 подключают, непосредственно удалив дополнительный резистор, и устанавливают резистор R8. Подбирают сопротивление резистора R16 для требуемого уровня ограничения выходного тока.

Поскольку порог срабатывания защиты и максимальную амплитуду пульсаций выходного напряжения определяют оба напряжения dU и dUc1 то при уменьшении сопротивления резистора R2 увеличиваются порог и "резкость" срабатывания защиты. Экспериментально подбирая сопротивление резистора, можно изменить отношение этих напряжений и добиться требуемой нагрузочной характеристики устройства.

Автор: В. Каплун, г. Северодонецк Луганской обл.; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

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 Солнечная электростанция в рулоне 03.02.2005 В одном из произведений подзабытого сейчас советского фантаста Владимира Немцова фигурировала "солнечная ткань" - гибкая солнечная батарея, изготовленная из нитей полупроводника, которую можно было сворачивать, кроить, резать и сшивать. Нечто подобное уже выпускает американская фирма "IOP Technologies". Это гибкие, сворачиваемые в рулон солнечные батареи разной мощности - от 5 до 40 ватт, все они дают напряжение 16,5 вольта и предназначены для зарядки аккумуляторов различной портативной электроники - от мобильного телефона до ноутбука или небольшого телевизора. Самая мощная из батарей весит около 1700 граммов.

Другие интересные новости:

▪ Найдено объяснение происхождению месторождений алмазов

▪ Диски Seagate Video 2.5 HDD для непрерывной эксплуатации

▪ Бесплатные компьютеры Micro Bit для обучения программированию

▪ Продолжительность суток на Венере постоянно разная

▪ Самый черный цвет для автомобиля BMW

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Рога и копыта. Крылатое выражение

▪ статья Что значит фен? Подробный ответ

▪ статья Измерение расстояний по карте. Советы туристу

▪ статья О расчете ступеней на полевом транзисторе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Генератор для питания светодиода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025