Стабилизатор напряжения переменного тока, 135...270/197...242 вольт 5 киловатт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Автору удалось упростить блок управления и силовой модуль стабилизатора переменного напряжения, сохранив приемлемые для практического применения технические характеристики.

Исследовав источники [1, 2] и ряд сайтов в Интернете, я упростил стабилизатор переменного напряжения, описанный в статье [1]. Число микросхем удалось сократить до четырех, число оптосимисторных ключей - до шести. Принцип действия стабилизатора такой же, как у прототипа [1].

Основные технические характеристики

• Входное напряжение, В .....135...270
• Выходное напряжение, В . . . .197...242
• Максимальная мощность нагрузки, кВт ....... .5
• Время переключения или отключения нагрузки, мс .......10

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема предлагаемого стабилизатора показана на рисунке Устройство состоит из силового модуля и блока управления. Силовой модуль содержит мощный автотрансформатор Т2 и шесть ключей переменного тока, обведенных на схеме штрихпунктирной линией. Остальные детали образуют блок управления. Он содержит семь пороговых устройств: I - DA2.1 R5 R11 R17, II - DA2.2 R6 R12 R18, III - DA2.3 R7 R13 R19, IV - DA2.4 R8 R14 R20, V - DA3 1 R9 R15 R21, VI - DA3.2 R10 R16 R22, VII - DA3.3 R23. На одном из выходов дешифратора DD2 присутствует напряжение высокого уровня, которое вызывает включение соответствующего светодиода (одного из HL1- HL8).

Мощный автотрансформатор Т2 включен иначе, чем в прототипе Напряжение сети подается на один из отводов обмотки или на обмотку целиком через один из симисторов VS1-VS6, а нагрузка подключена к одному и тому же отводу. При таком включении расходуется меньше провода на обмотку автотрансформатора.

Напряжение обмотки II трансформатора Т1 выпрямляют диоды VD1, VD2 и сглаживает конденсатор С1. Выпрямленное напряжение пропорционально входному. Оно используется как для питания блока управления, так и для измерения входного напряжения сети. С этой целью оно подается на делитель R1-R3. С движка подстроечного резистора R2 поступает на неинвертирующие входы операционных усилителей DA2.1-DA2.4, DA3.1-DA3.3. Эти ОУ используются в качестве компараторов напряжения Резисторы R17-R23 создают гистерезис переключения компараторов.

В таблице показаны пределы изменения выходного напряжения ивых и логические уровни напряжения на выходах операционных усилителей и входах дешифратора DD2, а также включенные светодиоды в зависимости от входного напряжения UBX без учета гистерезиса.

Микросхема DA1 вырабатывает стабильное напряжение 12 В для питания остальных микросхем. Стабилитрон VD3 вырабатывает образцовое напряжение 9 В. Оно подается на инвертирующий вход ОУ DA3.3. На инвертирующие входы других ОУ оно поступает через делители на резисторах R5-R16.

При сетевом напряжении ниже 135 В напряжение на движке резистора R2, а значит, и на неинвертирующих входах ОУ меньше, чем на инвертирующих. Поэтому на выходах всех ОУ низкий уровень. На всех выходах микросхемы DD1 также низкий уровень. В этом случае появляется высокий уровень на выходе 0 (вывод 3) дешифратора DD2. Включен светодиод HL1, показывая слишком низкое напряжение сети. Все оптосимисторы и симисторы закрыты. Напряжение на нагрузку не подается.

При напряжении сети от 135 до 155 В напряжение на движке резистора R2 больше, чем на инвертирующем входе DA2.1, поэтому на его выходе высокий уровень. На выходе элемента DD1.1 также высокий уровень. В этом случае появляется высокий уровень на выходе 1 (вывод 14) дешифратора DD2 (см. таблицу). Светодиод HL1 гаснет. Включается светодиод HL2, течет ток через излучающий диод оптрона U6, вследствие чего оптосимистор этого оптрона открывается. Через открытый симистор VS6 напряжение сети подается на нижний по схеме отвод (вывод 6) относительно начала обмотки (вывода 7) автотрансформатора Т2. Напряжение на нагрузке больше напряжения сети на 64...71 В.

При дальнейшем повышении напряжения сети оно будет переключаться на следующий вверх по схеме вывод автотрансформатора Т2. В частности, напряжение сети от 205 до 235 В непосредственно поступает на нагрузку через открытый симистор VS2, а также на выводы 1-7 автотрансформатора Т2

При напряжении сети от 235 до 270 В на выходах всех ОУ, кроме DA3.3, высокий уровень, ток течет через светодиод HL7 и излучающий диод U1.2. Напряжение сети через открытый симистор VS1 подключено ко всей обмотке автотрансформатора Т2. Напряжение на нагрузке меньше напряжения сети на 24 .28 В

При напряжении сети более 270 В на выходах всех ОУ высокий уровень, а ток течет через светодиод HL8, который сигнализирует о чрезмерно высоком напряжении сети. Все оптосимисторы и симисторы закрыты. Напряжение на нагрузку не подается.

Маломощный трансформатор Т1 аналогичен примененному в прототипе, за исключением того, что его вторичная обмотка содержит 1400 витков с отводом от середины. Мощный автотрансформатор Т2 - готовый от промышленного стабилизатора VOTO 5000 Вт. Отмотав вторичную обмотку и часть первичной, я сделал новые отводы, считая от начала обмотки (вывода 7): вывод 6 от 215-го витка (150 В), вывод 5 от 236-го витка (165 В), вывод 4 от 257-го витка (180 В), вывод 3 от 286-го витка (200 В), вывод 2 от 314-го витка (220 В). Вся обмотка (выводы 1-7) имеет 350 витков (245 В).

Постоянные резисторы - С2-23 и ОМ/IT, подстроечный резистор R2 - С5-2ВБ. Конденсаторы С1 -C3 - К50-35, К50-20. Диоды 1 N4002 (VD1, VD2) можно заменить на 1 N4003-1 N4007, КД243Б- КД243Ж.

Микросхему 7812 можно заменить отечественными аналогами КР1157ЕН12А, КР1157ЕН12Б.

Налаживание выполняют с помощью ЛАТРа Вначале устанавливают пороги переключения. Для достижения более высокой точности установки резисторы R17-R23, создающие гистерезис, не устанавливают Мощный автотрансформатор Т2 не подключают. Устройство подключают к сети через ЛАТР. На выходе ЛАТРа устанавливают напряжение 270 В Перемещают движок подстроечного резистора R2 снизу вверх по схеме до включения светодиода HL8 Далее на выходе ЛАТРа устанавливают напряжение 135 В. Подбирают резистор R5 так, чтобы напряжение на инвертирующем входе (вывод 2) ОУ DA2.1 было равно напряжению на его неинвертирующем входе (вывод 3).

Затем последовательно подбирают резисторы R6...R10, устанавливая пороги переключения 155 В, 170 В, 185 В, 205 В, 235 В, сверяя логические уровни с таблицей. После этого устанавливают резисторы R17-R23. В случае необходимости подбирают их сопротивления, устанавливая необходимую ширину петли гистерезиса. Чем больше сопротивление, тем меньше ширина петли. Установив пороги переключения, подключают мощный автотрансформатор Т2, а к нему нагрузку, например, лампу накаливания мощностью 100...200 Вт. Проверяют пороги переключения и измеряют напряжение на нагрузке. После налаживания свето-диоды HL2-HL7 можно удалить, заменив их перемычками.

Литература

1. Годин А. Стабилизатор переменного напряжения. - Радио, 2005, № 8, с. 33-36.
2. Озолин М. Усовершенствованный блок управления стабилизатора переменного напряжения. - Радио, 2006, № 7, с. 34, 35.

Автор: Г. Гаджиев

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Портативный суперкомпьютер для спортивной аналитики GigaIO 12.05.2025 Новая разработка от компании GigaIO, получившая название Gryf, стала первым в мире суперкомпьютером, который можно взять с собой - он помещается в обычный чемодан и предназначен для оперативной аналитики прямо на месте событий. Gryf был создан в сотрудничестве с компанией SourceCode, и уже сейчас демонстрирует свою эффективность в спортивной индустрии. Эта система позволяет в реальном времени собирать и обрабатывать физиологические и механические показатели спортсменов - от частоты сердечных сокращений до нагрузки на мышцы и скорости передвижения. Благодаря этому тренеры получают возможность незамедлительно вносить корректировки в тренировочный процесс, адаптировать нагрузку и, что особенно важно, предотвращать потенциальные травмы еще до их возникновения. Лорен Сперлин, аналитик в области спортивных данных, подчеркнула значимость такого подхода. По ее словам, эпоха, когда приходилось ждать часами или даже днями для обработки и анализа информации, уходит в прошлое. Gryf дает доступ к вычислительным мощностям высокого уровня буквально на месте тренировки или соревнования, и это меняет саму логику принятия решений в спорте. Несмотря на то что система была изначально ориентирована на спортивные нужды, ее функциональность оказалась востребованной и в других отраслях. Так, Gryf уже нашел применение в оборонной промышленности, энергетике и даже в производстве медиаконтента. Его ключевое преимущество - способность справляться с массивами данных в условиях, где традиционная IT-инфраструктура либо недоступна, либо недостаточно гибка. Инженеры GigaIO заложили в архитектуру Gryf не только высокую производительность, но и устойчивость к внешним воздействиям. Это делает платформу удобной для использования в сложных климатических и технических условиях, например, на удаленных научных станциях или в полевых лабораториях. В условиях, где нельзя полагаться на облачные серверы или стабильное интернет-соединение, автономность и компактность Gryf становятся решающим преимуществом. Важно отметить, что новинка открывает двери не только для элитных команд и организаций, но и для более широкого круга пользователей. Благодаря снижению барьеров доступа к высокопроизводительным вычислениям, такие технологии, как Gryf, могут быть интегрированы в локальные спортивные школы, университеты и исследовательские центры, предоставляя им инструменты, ранее доступные только крупнейшим структурам. По мере того как анализ больших данных все активнее внедряется в повседневную практику, устройства, подобные Gryf, становятся важнейшими элементами инфраструктуры цифровой трансформации. Они позволяют сделать обработку информации не только быстрее, но и ближе к месту, где она необходима - будь то спортивная арена, полевая станция или передовая лаборатория.

Другие интересные новости:

▪ Выращивание растений в полной темноте

▪ Томаты должны созревать на кусте

▪ Харизматичные люди обладают крепким иммунитетом

▪ Кольца кальмаров напечатаны на 3D-принтере

▪ Сверхтонкий CD-плейер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Рыхлители для обработки почвы. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какие аллюзии на французское кино обнаруживаются во время исполнения песни 33 коровы? Подробный ответ

▪ статья Медник. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Таймер повышенной мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулятор мощности трехфазной нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026