Регулятор мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Описываемое ниже устройство предназначено для плавного регулирования мощности нагрузки, которой могут быть лампа накаливания, электропаяльник, коллекторный электродвигатель. Особенность регулятора в том, что он может управлять нагрузкой мощностью менее 0,5 Вт. Обычные симисторные и тринисторные фазовые регуляторы редко способны корректно работать с нагрузкой мощностью менее 5...15 Вт.

Схема предлагаемого фазового регулятора мощности показана на рис. 1. Напряжение сети переменного тока 220 В поступает на нагрузку через плавкую вставку FU1, дроссель L1 и мощный высоковольтный симистор VS1. Фаза открывания симистора зависит от положения движка переменного резистора R11: чем меньше его введенное сопротивление, тем раньше открывается симистор в каждом полупериоде сетевого напряжения и тем большая мощность поступает в нагрузку.

Рис. 1. Схема фазового регулятора мощности (нажмите для увеличения)

На транзисторах VT3-VT5 и резисторах R10, R12 собран аналог низковольтного динистора. Когда напряжение на конденсаторе C2 становится больше 9 В, через эмиттерный переход транзистора VT4, работающего в режиме обратимого пробоя, начинает протекать ток, в результате чего транзисторы VT3, VT5 лавинообразно открываются, конденсатор С2 разряжается через токоограничивающий резистор R8 и эмиттерный переход транзистора VT1. Высоковольтные транзисторы VT1, VT2 включены по схеме аналога маломощного тринистора с малым током удержания. При разрядке конденсатора C2 через открытые транзисторы VT3, VT5 лавинообразно открываются транзисторы VT1, VT2 и ток в цепи управляющего электрода симистора VS1 резко возрастает. В результате он открывается, и напряжение питания поступает на нагрузку. Если ее мощность относительно небольшая, то симистор закроется, а напряжение на нагрузку будет поступать через открытые транзисторы VT1, VT2, токоограничивающий резистор R4 и диоды выпрямительного моста VD5. Когда движок резистора R11 установлен в положение минимального сопротивления и на нагрузку поступает максимальная мощность, действующее напряжение на нагрузке меньше сетевого на 2,5 В.

Большинство деталей устройства размещены на монтажной плате размерами 36x25 мм (рис. 2), монтаж двусторонний навесной. В конструкции можно применить постоянные резисторы МЛТ, С1-4 и другие, в том числе для поверхностного монтажа. Резистор R4 составлен из четырех соединенных параллельно резисторов типоразмера 1206 (для поверхностного монтажа) сопротивлением 1 кОм. Переменный резистор R11 - любой малогабаритный сопротивлением 330-470 кОм с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка. Конденсатор C1 - высоковольтный керамический, C2 - оксидный, керамический или малогабаритный пленочный. Его емкость подбирают такой, чтобы поступающее на нагрузку минимальное действующее напряжение переменного тока находилось в пределах30...50 В. При избыточной емкости этого конденсатора и максимальном сопротивлении резистора R11 подключенная к выходу устройства в качестве нагрузки лампа накаливания может мигать.

Рис. 2. Монтажная плата устройства

Диоды 1N914 заменимы любыми из 1 N4148, 1SS244, КД521А-КД521Д, КД522А, КД522Б, диодный мост КЦ407А - мостом Кц422Г или собранным из четырех диодов с прямым током 1 А и обратным напряжением не менее 600 В (1 N4007, КД243Д, КД247Д). Вместо светодиода L-383SGWT (в плоском корпусе) подойдет любой другой общего применения непрерывного свечения, желательно с повышенной светоотдачей. Яркость свечения этого светодиода меняется в зависимости от положения движка резистора R11 даже в отсутствие нагрузки.

Вместо высоковольтного транзистора BF420 можно применить BF393, MJE340, KF13001, MJE13001, MPSA-42,2N6517, а вместо BF421 - BF493, MJE350, 2N6520. Транзисторы 2SC3199 заменимы любыми из 2SC2787, 2SC3488, 2SD1020, а также серий КТ315, КТ358, а транзистор 2SA1048 - любым из 2SA1150, 2SA1378 и серий КТ361, КТ209. Возможная замена симистора BT138-800 - MAC320A8FP MAC320A6FP MAC320A10FP, MAC228-6FP, MAC228A6FP, MAC228-8FP, MAC228A8FP, MAC212A8FP, MAC212A10FP. Симистор работает без теплоотвода. Дроссель L1 - малогабаритный промышленного изготовления с обмоткой сопротивлением не более 0,1 Ом.

После проверки смонтированной платы на работоспособность монтаж с обеих сторон покрыт лаком (можно использовать лак ХВ-784). В качестве основы конструкции автор применил миниатюрный корпус размерами 55x28x20 мм (без выступающих штырей вилки) от зарядного устройства для мобильных мультимедийных аппаратов (рис. 3). Плавкая вставка FU1 размещена между штырями сетевой вилки. Там же установлен конденсатор C1, на который надет изоляционный чехол. Светодиод HL1 приклеен клеем "Квинтол" к внутренней поверхности верхней крышки корпуса. Переменный резистор R11 закреплен на боковой стенке корпуса устройства. На вал резистора надета ручка из изоляционного материала, металлический корпус оставлен неподключенным. Если в корпусе устройства найдется достаточно места, можно применить переменный резистор, совмещенный с выключателем питания.

Рис. 3. Основа конструкции

Незначительно изменив конструкцию, с помощью такого регулятора можно управлять нагрузкой мощностью до нескольких киловатт. Для этого симистор VS1 устанавливают на теплоотвод, а плавкую вставку и сетевой фильтр рассчитывают на соответствующий нагрузке максимальный ток. Для уменьшения электрических помех, создаваемых работающим регулятором, следует применить более совершенный сетевой LC-фильтр.

Собирая регулятор в другом корпусе, следует помнить, что все его элементы находятся под опасным напряжением сети 220 В, поэтому необходимо принять меры, исключающие возможность случайного прикосновения к ним.

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Экономичный очиститель воды на солнечной энергии 09.02.2017 Недостаток питьевой воды - одна из важнейших проблем на земном шаре, пусть в Европе она еще не ощущается как настолько острая. Киаокиан Ган (Qiaoqiang Gan), инженер из Университета штата Нью-Йорк и его коллеги разработали опреснитель на солнечной энергии, для которого расходные материалы стоят всего $2 за квадратный метр. "Это позволит людям получать самостоятельно чистую воду, так же, как они получают электроэнергию от солнечных панелей на крыше дома", - сказал Лю. Скорость опреснения имеет большое значение - ныне существующие устройства должны иметь площадь не менее 6 м2, чтобы снабжать одного человека достаточным объемом питьевой воды в течение дня. Проблема в гигантских потерях энергии на нагревание воды. Поэтому в последние годы использовались два подхода к повышению эффективности - либо нагревать только верхний слой воды, либо использовать наноматериалы, чтобы эффективнее собирать солнечную энергию. Второе технически предпочтительнее, зато на порядки дороже - наноматериалы стоят сотни долларов за грамм, и в развивающихся странах некому потратить такие деньги на опреснение для всех. В новом устройство три основных компонента: во-первых, богатая клетчаткой бумага (вроде той, из которой делают деньги), покрытая черных слоем углерода (это дешевый порошок, остающийся после неполного сгорания нефти или дегтя). Во-вторых, брусок пеноплистирола (из этого материала делают одноразовые стаканчики для кофе), разрезанный на 25 слегка соединенных частей. все они плавают на поверхности грязной воды, чтобы предотвратить перегревание воды под солнечными лучами. Эти секции покрыты вышеупомянутой бумагой, края которой опущены в воду. Соответственно, вода в силу капиллярного эффекта поднимается по бумаге вверх и там испаряется. В-третьих, наконец, это акриловое покрытие, которое собирает испаряющуюся воду. Отсюда вода попадает в емкость для чистой воды. Ганн и его коллеги утверждают, что установка на 88% эффективнее собирает и передает в воду солнечную энергию. В результате аппарат площадью 1 м2 дает 1 литр воды в час. Ныне распространенным коммерческим аппаратам нужно 4 часа для того же результата. Что особенно важно - устройство очень дешево. По оценкам Гана, на 1 м2 нужно примерно $1,6 - сравните с $200 долларами для устройств, использующих линзы для фокусировки солнечных лучей. Семье из четырех человек достаточно потратить около $5 долларов, чтобы иметь минимально необходимый объем чистой воды.

Другие интересные новости:

▪ Проектор в кулаке

▪ Умные рубашки поло Ralph Lauren

▪ Город опускается под грузом человека

▪ Сетевое хранилище Thecus N4810

▪ Климатически нейтральная арена

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Собственность - это воровство. Крылатое выражение

▪ статья С каких пор воскресенье стало официальным выходным? Подробный ответ

▪ статья Проходчик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Прерыватель стеклоочистителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Футбольный мяч в мешке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026