Регулятор сетевого напряжения

Сетевой регулятор мощности на MOSFET-транзисторах с фазоимпульсным управлением

Регулятор сетевого напряжения

Читать все новости ➔

В сетевых регуляторах мощности в основном применяют фазоимпульсное управление, когда момент открывания полупроводникового ключа (тиристора, симистора) задерживается относительно момента перехода сетевого напряжения через ноль, а закрывание происходит, когда ток через прибор становится меньше тока удержания. Особенность регулятора мощности, рассмотренного в этой статье, в том, что силовые ключи на MOSFET-транзисторах открываются при переходе сетевого напряжения через ноль, а закрываются после формирования временной задержки 555-м таймером.

С появлением мощных полевых высоковольтных транзисторов с изолированным затвором (MOSFET) появилась возможность разрабатывать схемы регуляторов с применением их в качестве полупроводниковых ключей. Одна из таких конструкций описана в [1]. Но в этой схеме не применяется фазоимпульсное управление.

В конструкции, предложенной в [2], рассмотрен сетевой регулятор на мощном триаке типа ВТ136-600Е с фазоимпульсным управлением. При сопоставлении этих двух схем возникла мысль взять самое лучшее из рассматриваемых конструкций и создать новую на мощных полевых транзисторах с фазоимпульсным управлением на 555-м таймере. В результате была разработана схема, показанная на рис.1.

Рис. 1

Схема управления ключами /Т2 и /ТЗ типа IRF840 взята из [2], только 555-й таймер в этой схеме обеспечивает не задержку включения, как в [2], а формирование времени включенного со­стояния полупроводниковых ключей VТ2 и VТЗ. Длительность включённого состояния транзисто­ров можно определить по формуле:

Твкл=1,1(R8+R9)-(С2+СЗ).

Диоды VD7 и VD8 – это двухсторонний диодный ограничитель напряжения на затворах полевых транзисторов VT2, VТЗ. Питание таймера DА2 ор­ганизованно так, как предложено в статье [3], с по­мощью ограничителя на стабилитроне VD10 и ре­зисторах R12, R1З и выпрямителя VD9, С5.

Конструкция и детали

В предлагаемой схеме необходимо использо­вать заведомо исправные радиоэлементы. По­стоянные резисторы типа МЛТ, не менее указанной на схеме мощностью. Переменный резистор типа СПЗ-4аМ.

Элементы, обведенные на схеме пунк­тирной линией, относятся к схеме формирования импульса при переходе сетевого напряжения че­рез ноль.

Схема выполнена на SMD-элементах ти­поразмера 1206, исключая оптрон DA1 и диоды мо­ста VD1-VD4, но вместо КД102Б в этих позициях можно использовать SMD-диоды типа GS1K.

Детали формирования импульса при переходе сетевого напряжения через ноль установлены на плате из одностороннего фольгированного стекло­текстолита размерами 36×36 мм (фото 1). Оптрон запаян в отверстия с обратной стороны этой платы.

Фото 1

Чертеж печатной платы формирователя и рас­положение деталей на ней показано на рис.2.

Рис. 2

Остальные элементы, исключая мощные транзи­сторы VТ2, VТЗ и элементы R14, НL1,VD11, разме­щены на второй плате из одностороннего фольги­рованного стеклотекстолита размерами 66×36 мм (фото 2).

Фото 2

Чертеж этой платы показан на рис.3, а расположение деталей на ней – на рис.4.

Рис. 3

Рис. 4

Конденсаторы С2 и СЗ типа К73-17 или К73-9. Электролитический конденсатор С5 импортный, например, фирмы НIТАNО. Диоды VD7, VD8 мож­но заменить отечественными типа КД522Б. Светодиод может быть любого цвета свечения, как им­портный, так и отечественный. Он устанавливается в отверстие на лицевой панели конструкции.

Полевые транзисторы можно применить типа КП707В или иные, импортные, с характеристика­ми, соответствующими применяемой нагрузке. Элементы R14 и VD11 монтируются непосред­ственно на выводах розетки устройства.

Внутри корпуса установлена общая плата из стеклотекстолита размерами 80×110 мм. На пла­те имеются отверстия для крепления радиатора. Радиатор использован от устройства регулировки температуры РТ-3. Размеры радиатора 70×40 мм. Радиатор имеет 8 ребер высотой 20 мм.

На ради­аторе через изоляционные прокладки из слюды закреплены транзисторы VТ2, VТЗ. Выводы тран­зисторов соединены с платой (фото 3) проводом МГТФ. Силовые цепи выполнены двойным прово­дом этого типа.

Плата формирования импульса при переходе сети через ноль смонтирована с обрат­ной стороны общей платы, напротив радиатора. Плата управления транзисторами установлена на втулки над переменным резистором R8. Монтаж внутри корпуса также выполнен проводом МГТФ.

Вся конструкция расположена в корпусе устрой­ства регулировки температуры РТ-3.

Фото 3

Налаживание

При наличии осциллографа, контролируя на­пряжение на выводе 3 таймера, необходимо про­верить длительность импульса, при вращении руч­ки резистора R8.

Длительность должна меняться в пределах от 2 мс до 9,8 мс, но ни в коем случае она не должна превышать 10 мс, что может нарушить правильность запуска схемы.

Времязадающие ре­зисторы R8, R9 и конденсаторы С2, СЗ имеют раз­брос параметров. Поэтому при налаживании воз­никнет необходимость подбора R9, С2 и СЗ.

Все пайки и замены элементов необходимо производить только при извлеченной вилки сете­вого шнура из розетки бытовой сети. В противном случае, можно получить поражение электрическим током, так как элементы конструкции находятся под потенциалом сети.

При отсутствии осциллографа настрой­ку схемы можно провести, включив вместо нагрузки лампу накаливания мощностью 40… 100 Вт, контролируя накал нити нака­ла. При минимальном напряжении нить на­кала светит еле заметным темно-красным цветом.

При полностью выведенной ручке регуляторе вправо лампа накаливания должна светить в полный накал. Впрочем, при желании, можно сузить диапазон ре­гулировки. Работа этого регулятора прове­рялась совместно с электроплиткой мощ­ностью 1 кВт.

Литература

  1. Белоусов О. Регулятор напряжения на МОSFЕТ-транзисторах // Электрик. – 2012. -№12-С.64-66.
  2. Белоусов О. Сетевой регулятор напряжения на 555-м таймере // Радиоаматор. – 2013. – №5 – С.26-28.
  3. Калашник В. Мощный коммутатор с опторазвязкой // Электрик. – 2013. – №5 – С.51, 52.

Источник: http://meandr.org/archives/26882

Реле контроля напряжения: принцип работы и нюансы подключения

Перепады напряжения – далеко не редкость в отечественных домах. Происходят они из-за старости электросетей, замыканий и неравномерности распределения нагрузки по отдельным фазам.

В результате бытовая техника либо недополучает электроэнергию, либо перегорает от ее переизбытка. Чтобы избежать таких проблем, рекомендуется устанавливать реле контроля напряжения (РКН).

Зачем нужно регулирующее напряжение реле

Грамотное название рассматриваемого устройства – «реле контроля напряжения». Но среднее слово в разговорах электриков между собой нередко выпадает из этого термина. В принципе, это один и тот же электротехнический прибор защитной автоматики. Плюс данное оборудование часто называют еще и «защитой от обрыва нуля». Почему – станет понятно ниже.

Не стоит путать автоматы УЗО и РКН. Первые защищают линию от перегруза и короткого замыкания, а вторые от скачков напряжения. Это разные по функциональному предназначению приборы.

Главная задача РКН – это отключение электроприборов от сети при слишком высоких и слишком низких напряжениях в ней, чтобы подключенная к электропитанию техника не вышла из строя

Надпись «~220 В» привычна всем россиянам.

На таком переменном вольтаже работает в доме бытовая техника, подключенная к розеткам. Однако по факту максимум напряжения в домашней электросети только колеблется вокруг этой отметки с разбросом +/-10%. А в отдельных случаях перепады достигают и больших величин.

Вольтметр вполне может показывать падения до 70 и всплески до 380 Вольт.

Для электротехники страшно излишне как низкое, так и высокое напряжение. Если компрессор холодильника “недополучит” электроэнергии, то он просто не запустится. В итоге техника неизбежно перегреется и сломается.

При низком вольтаже обыватель в большинстве случаев даже не в состоянии внешне определить, исправно или нет работает оборудование в такой ситуации. Визуально можно лишь увидеть тускло светящиеся лампочки накаливания, напряжение к которым подается меньшее, чем положено.

С высокими всплесками все гораздо проще. Если на вход питания телевизора, компьютера или микроволновки подать 300–350 Вольт, то в лучшем случае в них перегорит предохранитель. А чаще всего они “сгорят” сами. И хорошо еще, если при этом не произойдет реального возгорания техники и возникновения пожара.

Многоквартирные дома обычно запитаны от трехфазной сети 380 В, а к квартире уже идет однофазная проводка на 220 В от электрощита на этаже

Основные проблемы с перепадами напряжения в многоэтажках возникают из-за обрыва рабочего нуля.

Этот провод повреждают по неосторожности электрики во время ремонта либо он сам просто перегорает от старости. Если в доме на подъездной линии стоит комплект необходимой защиты современного уровня, то в результате такого обрыва происходит срабатывание автоматики УЗО.

Читайте также:  Таймер

Все заканчивается относительно нормально.

Однако в старом жилом фонде, где не стоят защитные автоматы, пропадание нуля приводит к перекосу фаз. И тогда в одних квартирах напряжение становится низким (50–100 В), а в других резко высоким (300–350 В). У кого что в результате выйдет в розетке, зависит от подключенной в данный конкретный момент к электросети нагрузки. Заранее точно рассчитать и предугадать это невозможно.

В итоге у одних вся техника перестает работать, а у других сгорает от перенапряжения. Здесь-то и нужно реле контроля напряжения. При возникновении проблем оно отключит сеть, предупредив поломку телевизоров, холодильников и т.п.

В частном секторе проблема с перепадами напряжения несколько иная.

Если коттедж расположен на большом удалении от уличного трансформатора, то при повышенном потреблении электроэнергии в домах до него в этой крайней точке вольтаж может упасть до критически низких отметок.

В результате из-за длительной нехватки «вольт» электродвигатели в бытовых электроприборах неизбежно начнут гореть и выходить из строя.

Разновидности устройства РКН

Все модели реле, выполняющих функции регулятора напряжения, подразделяются на однофазные и трехфазные. В коттеджах и квартирах устанавливают первую категорию этих устройств, большего в домовых щитках не требуется.

В электрических щитах частных и многоквартирных домов обычно применяются однофазные реле в компактном исполнении на DIN-рейку

РКН второй разновидности предназначены для промышленного применения.

Их часто используют в схемах защиты трехфазных станков.

Причем если на входе подобной сложной техники требуется такой трехфазник, то его зачастую выбирают в комбинированном исполнении с контролем не только по напряжению, но и по синхронизации фаз.

Главный недостаток и одновременно плюс трехфазного реле – полное отключение питания на выходе при скачке вольтажа даже в одной из фазных линий на входе. В промышленности это идет только на пользу. Но в быту часто колебания напряжения в одной фазе не являются критичными, а РКН берет и отключает защищаемую сеть.

В отдельных случаях такая сверхнадежная перестраховка нужна. Однако в подавляющем большинстве ситуаций она излишня.

По типу исполнения и габаритам

Весь модельный ряд реле напряжения делится на три вида:

  1. Переходники «вилка-розетка».
  2. Удлинители с 1-6 розетками.
  3. Компактные “пакетники” на DIN-рейку.

Первые два варианта используются для защиты одного конкретного электроприбора или какой-либо группы. Они включаются в обычную комнатную розетку. Третий вариант предназначен для монтажа в электрическом распределительном щите в составе защитной системы электросети квартиры или коттеджа.

Переходники и удлинители рассматриваемых регуляторов имеют достаточно большие размеры. Производители стараются сделать их как можно меньше, чтобы они не портили своими видом интерьер. Но у внутренних компонентов реле напряжения свои жесткие габариты, к тому же их еще надо скомпоновать в одном корпусе с розеткой и вилкой. В плане дизайна здесь не развернешься.

Реле на DIN-рейку для монтажа в распределительном щитке имеют более компактные размеры, в них нет ничего лишнего. Подключение их в сеть производится посредством проводов и клемм.

По базе и дополнительным функциям

Внутренняя логика и работа реле для контроля напряжения выстраиваются на основе микропроцессора либо более простого компаратора. Первый вариант дороже, но предполагает более точную и плавную регулировку порогов срабатывания РКН. Большинство продаваемых защитных приборов сейчас выстроено на микропроцессорной базе.

Верхний (Umax) и нижний (Umin) пороги являются двумя основными регулируемыми параметрами РКН – если входное напряжение выходит за установленный диапазон, то реле отключает выходную линию от электротока

Как минимум, на корпусе реле присутствует пара светодиодов, по которым можно определить наличие напряжения на входе и выходе. Более продвинутые приборы оснащаются дисплеями, показывающими выставленные допустимые пределы и имеющийся в линии вольтаж. Регулировка пороговых значений производится потенциометром с градуированной шкалой либо кнопками с отображением параметров на табло.

Само отвечающее за коммутацию реле внутри РКН выполнено по бистабильной схеме. У этой катушки два устойчивых состояния. Энергия затрачивается только на переключение защелки.

Для удержания контактов в сомкнутом или разомкнутом положении электричество не требуется.

С одной стороны это минимизирует энергопотребление, а с другой – гарантирует, что катушка не станет греться при работе регулятора.

При выборе реле напряжения в параметрах надо смотреть на:

  • рабочий диапазон в Вольтах;
  • возможности по установки верхнего и нижнего порогов срабатывания;
  • наличие/отсутствие индикаторов уровня напряжения;
  • время отключения при срабатывании РКН;
  • время задержки возобновления подачи электричества;
  • максимальную коммутируемую мощность в кВт или пропускаемый ток в Амперах.

По последнему параметру реле следует брать с запасом в 20–25%. Если подходящего под существующие в линии высокие нагрузки РКН нет, то берется маломощная модель, а на ее выходе подсоединяется магнитный пускатель.

С установкой порогов ситуация следующая. Если их задать слишком жестко, то частота срабатывания реле получится высокой. Здесь придется идти на компромисс.

Регулировку этих параметров надо выполнять так, чтобы они обеспечивали должный уровень защиты, но не допускали слишком частого переключения РКН.

Постоянные включения и выключения не пойдут на пользу как подключенной к сети технике, так и самому регулятору напряжения.

При этом некоторые реле вообще не имеют возможности самостоятельно корректировать пороги. Они у них установлены “жестко”. Например, уставка по нижнему пределу заводом выполнена на 170 В, а во верхнему – на 265 В. Такие РКН дешевле, но подбирать их надо более внимательно. Потом перенастроить эти приборы не получится, при ошибках в расчетах придется приобретать новые на замену неподошедшим.

Выбор временных параметров отключения и возобновления питания линии на выходе зависит от подключенной нагрузки и особенностей конкретной сети

Если в электросети постоянно возникают кратковременные (на доли секунды) несильные падения напряжения, то время отключения по нижнему порогу лучше установить по максимуму. Так срабатываний выйдет меньше, а угроза запитанному оборудованию будет минимальной.

Задержку на включение следует подбирать в зависимости от типа включенных в розетку электроприборов. Если подключенная техника имеет компрессор или электромотор, то время подачи напряжения стоит увеличить до 1–2 минут. Это позволит избежать резких скачков вольтажа и тока при возобновлении питания в сети, что убережет холодильники и кондиционеры от поломок.

А для компьютеров и телевизоров этот параметр можно снизить и до 10–20 секунд.

Что лучше: стабилизатор vs реле

Нередко вместо подключения в щитке реле контроля электрики рекомендуют устанавливать в доме стабилизатор напряжения. В отдельных случаях это бывает оправдано. Однако есть ряд нюансов, о которых надо помнить при выборе того или иного варианта защита электроприборов.

В плане функционала стабилизатор не только выравнивает напряжение, но и отключается при слишком высоких показателях последнего. А реле напряжения – это исключительно защитная автоматика. Вроде бы первый включает в себя функции второго.

Но по сравнению с РКН стабилизатор:

  • дороже и шумит;
  • более инертен при резких перепадах;
  • не имеет возможностей для регулировки параметров;
  • занимает гораздо больше места.

При уменьшении входного напряжения, чтобы на выходе стабилизатора были нужные показатели, он начинает “втягивать” в себя больше тока из сети. А это прямой путь к перегоранию проводки, если она изначально не рассчитана на подобное.

Второй основной минус стабилизатора в сравнении с реле контроля – это его неспособность перехватить резкий скачок напряжения при обрыве нуля.

Достаточно буквально полусекунды с 350–380 Вольтами в розетке, чтобы вся техника в доме погорела.

А большинство стабилизаторов не способно подстроиться под такие изменения и пропускает высокий вольтаж, отключаясь только через 1–2 секунды после начала всплеска.

Помимо стабилизаторов и реле для защиты линии от перепадов вольтажа в сети также можно применять расцепители максимального и минимального напряжения.

Но у них в сравнении с РКН большее время срабатывания. Плюс они не включают питание обратно в автоматическом режиме, по работе больше походя на УЗО.

После отключения электроэнергии эти расцепители придется переключать в исходное состояние вручную.

Схемы подключения РКН

В щитке реле напряжения всегда устанавливается после счетчика в разрыв фазного провода. Он должен контролировать и по необходимости отсекать именно «фазу». Никак по-другому его подключать нельзя.

Читайте также:  Двухтарифный счётчик электроэнергии

Чаще всего для однофазных потребителей применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через реле

Основных схем подсоединения однофазных реле регулятора сетевого напряжения существует две:

  1. С прямой нагрузкой через РКН.
  2. С подсоединением нагрузки через контактор (магнитный пускатель).

При монтаже электрощита в доме практически всегда применяется первый вариант. Разнообразных моделей РКН с необходимой мощностью в продаже предостаточно. Плюс при необходимости этих реле можно установить по параллельной схеме и несколько, подключив к каждому из них отдельную группу электроприборов.

С монтажом все предельно просто. На корпусе стандартного однофазного реле имеется три клеммы – «нуль» плюс фазные «вход» и «выход». Надо лишь не перепутать подсоединяемые провода.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы Вам проще было сориентироваться в схемах подключения и выборе подходящего реле регулятора напряжения, мы сделали подборку видеоматериалов с описанием всех нюансов работы этого прибора.

Как защитить оборудование от перепадов в электросети с помощью РКН:

Настройка реле напряжения:

Обзор розетки с интегрированным РКН:

Реле контроля сетевого напряжения – это отличная защита от «обрыва нуля» и резких перепадов вольтажа. Подключить его несложно. Надо лишь вставить соответствующие провода в клеммы и затянуть их. Практически во всех случаях применяется стандартная схема с прямой нагрузкой через РКН, то есть оно просто включается в фазовый провод сразу после счетчика и УЗО.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-kontrolya-napryazheniya.html

Регулятор сетевого напряжения

Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? x ГлавнаяАвтоматика в быту Призовой фонд
на сентябрь 2018 г. 1. 1000 руб. Neru5 2. Регулируемый паяльник 60 Вт Паяльник 3. 200 руб. От пользователей присоединиться

Похожие статьи:

Ветрогенератор Купить 150 $Конструктор для сборки: предусилитель на лампе 6N3 Купить 20 $МиниПК MK809V – 4 ядра, Android 4.4.

2 Купить 34 $

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения.

С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов.

Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением – электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера – электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Транзисторный регулятор напряжения содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением.

Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора.

Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения-от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора – не более 100 Вт.
Регулирующий элемент прибора – транзистор VT1 (рис.1).

Рис. 1

Диодный блок VD1-VD4 в зависимости от фазы сетевого тока направляет его на коллектор или эмиттер VT1. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5-8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6- VD9 и сглаживается конденсатором С1.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1.

Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером Q1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного блока VD6- VD9, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.

Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 – эмиттер-коллектор VT1-VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 – коллектор-эмиттер VT1-VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и “доза” электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тиристорным устройствам.

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные блоки, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55х35 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1-2 мм (рис.2).

Рис. 2

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор – КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные блоки: VD1- VD4-KЦ410B или КЦ412В. VD6- VD9 – КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 – серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор – типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный – ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор – К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор – ТВ3-1-6 от ламповых радиоприемников и усилителей, ТС-25, ТС-27 – от телевизора “Юность” или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5-8 В. Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А.

Тумблер – Т3-С или любой другой сетевой. ХР1 – стандартная сетевая вилка, XS1 – розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150х100х80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3-5 мм.
Регулятор не нуждается в налаживании.

При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 – 200 Вт, а для КТ847-250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы. Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.

Кроме того, диодный блок VD1-VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 250 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой. Для этой цели подойдут приборы серий Д231-Д234, Д242, Д243, Д245- Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до 1 А.

Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Моделист-Конструктор №4, 1990 г., стр.21

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнотVT1Биполярный транзистор КТ840Б 1 Поиск в Utsource В блокнот VD1-VD4Диодный мост КЦ410В 1 Поиск в Utsource В блокнот VD5Диод Д226 1 Поиск в Utsource В блокнот VD6-VD9Диодный мост КЦ405А 1 Поиск в Utsource В блокнот С1Электролитический конденсатор 200 мкФ 10 В 1 Поиск в Utsource В блокнот R1Переменный резистор 680 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот R2Резистор 20 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот Т1Трансформатор 10 Вт 8 Вольт 1 Поиск в Utsource В блокнот FU1Предохранитель 1 А 1 Поиск в Utsource В блокнот QВыключатель 1 Поиск в Utsource В блокнот XP1Вилка 1 Поиск в Utsource В блокнот XS1Розетка 1 Поиск в Utsource В блокнот Добавить все

Читайте также:  Методы расчета освещенности

Скачать список элементов (PDF)

Янцев В.Опубликована: 2005 г.01 Вознаградить Я собрал 0 0x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

Источник: https://readtiger.com/cxem.net/house/1-110.php

Регулятор напряжения

Сегодня хочу рассказать об устройстве, которому я думаю можно найти применение в быту. Оно позволяет плавно регулировать сетевое переменное напряжение в диапазоне приблизительно от 100 до 220 вольт.  

Этот электронный блок был демонтирован из неисправного бытового пылесоса, у которого сгорел электродвигатель, а плата управляющая мощностью всасывания осталась работоспособной.

Никаких дополнительных изменений и переделок не требуется.

Устройство состоит из платы, на которой размещены радиатор с тиристором BTA12-600B, резистор и два конденсатора, а переменный резистор и включатель припаяны к схеме с помощью штатных проводов.

Для сборки достаточно подобрать корпус, подходящего размера и разместить в нем все детали будущего регулятора. Закрепить снаружи или внутри корпуса розетку, соединив предварительно контакты с проводами которые ранее соединялись с двигателем. Сетевой шнур с вилкой необходимо припаять к двум  оставшимся проводам, см. на фото.

Теперь можно подключить к блоку, какую-нибудь нагрузку, например лампу накаливания и с помощью переменного резистора изменить величину поступающей на нее энергии, таким образом можно управлять свечением и создавать приглушенный свет.

Во время испытания в качестве нагрузки я использовал настольную лампу на 75 Вт., для наглядности изменения напряжения параллельно лампе подключил мультиметр DT-83C см. видеоролик.

Способы, как и где разместить эту плату зависят от ваших целей и вариантов применения.

Например, регулятор напряжения можно встроить в подставку торшера или управлять электродвигателем вентилятора, а также использовать как приставку к электропаяльнику и т.п. Мощность сгоревшего двигателя составляла 1400 Вт., но с такой нагрузкой я не экспериментировал.

С амплитуднофазовым управлением.
В регуляторе, схема которого показана на рис. 1. использованы два тиристора, открывающиеся один в положительный, а другой в отрицательный полупериоды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3. Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тиристоры закрыты. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Увеличение напряжения на конденсаторе отстает (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение па нем не достигнет порога открывания тиристора Д1. Когда тиристор откроется, через нагрузку Rн потечет ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого тиристора и Rн.  Тиристор Д1 остается открытым до конца полупериода. Подбором резистора R1 устанавливают желаемые пределы регулирования. При указанных на схеме номиналах резисторов и конденсаторов напряжение на нагрузке можно изменять в пределах 40-220 В. В течение отрицательного полупериода аналогично работает тиристор Д4. Однако, конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод Д6), должен перезаряжаться, а значит и время задержки включения тиристора должно быть большим. Чем дольше был закрыт тиристор Д1 в течение положительного полупериода, тем большее напряжение будет на конденсаторе  С2 к  началу отрицательного и тем  дольше будет закрыт тиристор Д4. Синфазность работы тиристоров  зависит от правильного подбора номиналов  элементов R4, R5, С2. Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт.  Автор И. Чушанок.Можно использовать транзистор, работающий в лавинном режиме. Схема одного из таких регуляторов показана на рис. 3. Используемый транзистор типа ГТЗ11 имеет напряжение лавинного пробоя около 30В. (при сопротивлении резистора R3 равном  1кОм).   В  случае применения других транзисторов номиналы элементов R4, R5, C1 потребуется изменить. В регуляторе (рис. 3) могут быть использованы и другие транзисторы, в том числе и структуры p-n-p, например П416. В этом случае нужно у транзистора Т1 (см. рис. 3) поменять местами выводы эмиттера и коллектора. Резистор R3 во всех случаях должен быть включен между базой и эмиттером. Напряжение на нагрузке регулируют переменным резистором R4. 
Автор Е. Фурманский
С аналогом однопереходного транзистора.
В регуляторе, схема которого показана на рис. 4, применен фазоимпульсный метод управления тиристором.  В управляющем устройстве регулятора использован транзисторный аналог однопереходного транзистора (двухбазового диода). 
При разомкнутых контактах выключателя В2 действующее значение напряжения на нагрузке можно изменять в пределах от нескольких вольт до 110 В. а при замкнутых от 110 до 220 В. По принципу работы управляющее устройство описываемого регулятора не отличается от устройств на лавинном транзисторе (рис. 3). Мощность, подводимую к нагрузке, регулируют переменным резистором R5. Тиристор Д3 и диод Д1 установлены на общем радиаторе площадью 50-80 см2. Резистор R1 составлен из двух резисторов мощностью 2 Вт. Автор В. Попович.
С улучшенной регулировочной характеристикой. В тиристорных регуляторах с фазоимпульсным управлением напряжение на конденсаторе RC-цепи во время его заряда увеличивается по экспоненциальному закону. При синусоидальной форме сетевого напряжения регулировочная характеристика, выражающая зависимость напряжения на нагрузке от сопротивления переменного резистора, оказывается резко нелинейной, что затрудняет плавную регулировку напряжения на нагрузке. Тиристорный регулятор, схема которого показана на рис. 5, в значительной степени свободен от этого недостатка. В регуляторе использован однопереходный транзистор. Улучшение линейности регулировочной характеристики достигается тем, что конденсатор С1 заряжается от напряжения сети (через резистор R4) и одновременно от источника постоянного стабилизированного напряжения (через делитель R5R6 и диод Д6). Изменяя резистором R6 уровень постоянного напряжения, можно управлять моментом открывания тиристора и, следовательно, напряжением на нагрузке. Диод Д6 исключает возможность разряда конденсатора через резистор R6. Сопротивление резистора R4 выбирают таким, чтобы при замкнутом накоротко резисторе R6 напряжение на нагрузке было минимальным. Тогда при крайнем нижнем (по схеме) положении движка резистора R6 напряжение на нагрузке будет максимальным.
Со стабилизацией выходного напряжения. Особенностью описываемого регулятора является способность стабилизировать напряжение на нагрузке при изменении напряжения питающей сети. Управляющее устройство построено на однопереходном транзисторе по схеме фазоимпульсного регулирования  см. рис. 6. В начале полупериода сетевого напряжения транзистор Т1 закрыт и конденсатор С1 заряжается через резисторы R6 и R7. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания однопереходного транзистора, он открывается и конденсатор разряжается через эмиттерный переход транзистора и управляющий переход тиристора Д5. Тиристор открывается и через нагрузку начинает протекать рабочий ток. Питание управляющего устройства от стабилизатора напряжения (Д6, Д7), обеспечивая стабильность момента открывания тиристора при изменении напряжения сети, не может стабилизировать напряжения на нагрузке. Поэтому в устройство введены два дополнительных резистора R2 и R5. Резистор R5 образует с резистором R4 делитель, определяющим межбазовое напряжение однопереходного транзистора, а резистор R2 обеспечивает зависимость этого напряжения от напряжения сети. Например, при увеличении сетевого напряжения увеличивается межбазовое напряжение транзистора, а следовательно, и пороговое напряжение его открывания. Это приводит к увеличению задержки открывания тиристора и, следовательно, к уменьшению напряжения на нагрузке, то есть к его стабилизации. Поскольку разброс параметров транзисторов KT1I7A значителен, резистор R2 необходимо подбирать по наилучшей стабилизации выходного напряжения. При номиналах элементов, указанных на схеме, напряжение на нагрузке в пределах от 50 до 80В.  изменялось не более, чем на 1 % при изменении напряжения сети  на  ±10%. Авторы В. Крылов, В. Лапшин.
См. также характеристики диодов и тиристоров здесь.

Во время монтажа и эксплуатации соблюдайте осторожность, не забывайте про высокое напряжение.

Источник: http://www.aimsk.net/2012/02/blog-post.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector