Трехканальный регулятор мощности с ШИМ модуляцией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

Существующие тиристорные регуляторы мощности работают по принципу отсечения части синусоиды, и могут работать только при питании переменным напряжением, к тому же необходима привязка к моменту перехода напряжения через ноль. А если сеть имеет значительные помехи, то стабильная работа данного регулятора вообще не возможна. Иногда необходима частота на нагрузке больше чем 50...100 Гц.

Предлагаемый регулятор мощности работает по принципу ШИМ модуляции постоянного напряжения (см. рисунок).

(нажмите для увеличения)

Выходной ток в нагрузке зависит только от скважности импульсов, точность которых в основном зависит от стабильности задающего генератора и линейности генератора пилообразного напряжения. Задающий генератор собран на микросхеме D1.1, D1.2, резисторах R1, R2 и конденсаторах C1, С2. От номинала и стабильности дискретных деталей зависит частота генератора. В данном случае на выходе имеем меандр с частотой следования 66 кГц. Если необходима большая стабильность, то можно использовать генератор на большую частоту с последующим делением с помощью счетчиков. На микросхеме D1.3, резисторе R3 и конденсаторе С3 выполнена схема простого формирователя пилообразного напряжения. На компараторах D3, D1.4 и R4 (первый канал), D4, D1.5 и R11 (второй канал), D5, D1.6 и R12 (третий канал) собраны ШИМ модуляторы.

Микросхемы D2.1, D6, D7.1, D7.2 служат в качестве коммутаторов верхних и нижних ключей каналов 1 -3. Драйвер трех ключей D10 служит для управления верхними VT1-VT3 и нижними VT4-VT6 транзисторами. На резисторах R20-R24 и конденсаторе С19 выполнена схема защиты от превышения потребляемой мощности всей нагрузкой. При перегрузке зажигается светодиод HL4. Задатчиками мощности в нагрузке служат потенциометры R6, R8, R10. Микросхема драйвера запитывается через 15-вольтовый стабилизатор напряжения D9, а вся цифровая часть - с микросхемы D8.

Детали. В качестве трансформатора Т1 можно использовать любой, мощностью 2...5 Вт и напряжением вторичной обмотки 18...25 В. Для управления большей мощностью транзисторы VT1-VT6 необходимо заменить транзисторами IGBT типа IRGBC20KD2-S, IRGBC30KD2S и установить их на радиатор, а также увеличить емкости С6, С7 и вместо VD1-VD4 использовать более мощные. В качестве токового шунта R20 использован отрезок провода из константана диаметром 1 мм. Резистор R23 типа СП5-2. Резисторы R6, R8, R10 типа СПЗ-4ам. Все остальные резисторы типа МЯТ 0,125. Постоянные конденсаторы керамические низковольтные, кроме С10, С13, С25 (они рассчитаны на 50 В). Конденсаторы С8, С9 на напряжение 1 кВ, их необходимо расположить в непосредственной близости от транзисторов. Электролитические конденсаторы типа К50-35.

Наладка сводится к подбору сопротивления резистора R3 по наибольшей линейности пилообразного напряжения на входе 3 (D3). Резистором R23 необходимо установить порог, при котором сработает защита.

Данный трехканальный регулятор можно использовать как выходной узел цветомузыкальной установки, для этого на входы 4 компараторов надо подать напряжение с полосовых фильтров. Также необходимо в целях электробезопасности развязать УНЧ и устройство с помощью трансформатора или шести оптронов, включенных между выходами D6, D7 и входами 2-7 (D10).

Можно также поэкспериментировать и включить вместо ламп накаливания лампы дневного света через дроссели [1]. Возможно, яркость свечения в некоторой степени будет зависеть от длительности ШИМ импульсов. Данное устройство можно использовать как трехканальный цифровой усилитель, работающий в классе D [2].

Литература:

1. Таразов А. Высокочастотный блок питания люминесцентной лампы//Радио. - 2003. - №5. - С. 42.
2. Абрамов С. Цифровой стереофонический усилитель низкой частоты//Радиаматор. - 2004. -№11. - С. 10.

Автор: С.М. Абрамов

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Ион-проводящие мембраны из дерева 22.07.2021 Ученые из США покрыли обычную древесину гидрогелем и превратили ее в ион-селективный материал. Мембраны из такого материала пропускают только положительно заряженные ионы, что можно использовать для получения электроэнергии на границе пресной и соленой воды. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano. Ученые из Университета Мэриленда под руководством Ляня Бина Ху (Liangbing Hu) сумели сделать ион-селективные мембраны из более доступного материала - древесины. Древесина это композитный материал, который состоит из волокон целлюлозы в матрице более жесткого полимера лигнина. Древесина имеет пористую структуру, а за счет отрицательных зарядов на поверхности обладает даже некоторыми ион-селективными свойствами - пропускает преимущественно положительно заряженные ионы. Однако поры в древесине слишком велики, а ион-селективность древесины ниже, чем у искусственных материалов. Кроме того, древесина - анизотропный материал, то есть ее свойства сильно отличаются в зависимости от направления. Проводимость выше у пористых поперечных срезов, а прочность - у продольных срезов (а еще площадь поперечных срезов ограничена диаметром дерева, в то время как продольные срезы могут иметь гораздо большую площадь). И наконец, древесина недостаточно стабильна: при долгом контакте с водой ее волокна постепенно набухают и структура материала нарушается. Ученые попробовали улучшить свойства древесины с помощью покрытия из полимерного гидрогеля. Гидрогель содержит карбоксильные группы, которые в водной среде отдают протон и превращаются в отрицательно заряженный фрагмент СOO-. Покрыв дерево гидрогелем, ученые намеревались повысить плотность отрицательных зарядов на поверхности материала. Так и получилось - измерение дзета потенциала показало, что концентрация отрицательных зарядов на поверхности материала возросла почти в два раза - с минус 1,49 до минус 2,53 милликулон на квадратный метр. В результате ионная проводимость мембран увеличилась на два порядка по сравнению с необработанной древесиной. У поперечных срезов проводимость была все еще выше, чем у продольных, но совсем ненамного - 1,29 миллисименс на сантиметр по сравнению с 0,97 миллисименс на сантиметр. А еще добавки гидрогеля сделали мембраны прочнее - предел прочности продольных срезов увеличился с 16,9 до 52,7 мегапаскалей, а поперечных - с 1,8 до 10,7 мегапаскалей. Авторы полагают, что причина в образовании дополнительных водородных связей между волокнами целлюлозы. По соотношению прочность-проводимость новые мембраны из продольных оказались лучше, чем большинство известных аналогов. Но главное их преимущество - низкая цена и масштабируемость. Древесина это недорогой и возобновляемый материал, а использование продольных срезов позволит делать мембраны площадью в несколько квадратных метров, которые можно будет использовать для получения энергии в большом масштабе.

Другие интересные новости:

▪ Летающий робожук

▪ Зафиксировано снижение вибрации Земли

▪ Новая мембрана удешевит фильтрацию воды

▪ Бактерии замедлят таяние мороженого

▪ Транзистор, заменяющий целые логические схемы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Компьютерные устройства. Подборка статей

▪ статья Начать с яиц Леды. Крылатое выражение

▪ статья Что такое лекарство? Подробный ответ

▪ статья Хенекен. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автомобильные охранные системы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сварочный аппарат, собранный из деталей старых телевизоров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024