ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Miglioramento del regolatore di potenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Da oltre 15 anni utilizzo il dispositivo descritto nell'articolo di S. Lukashenko "Un regolatore di potenza che non crea interferenze" ("Radio", 1987, n. 12, pp. 22, 23) per controllare la potenza di il riscaldatore elettrico dell'affumicatoio. In generale, un buon design, ma purtroppo non privo di difetti. Innanzitutto, una corrente pulsante scorre attraverso il carico, il che significa che solo un carico attivo può essere alimentato dal regolatore. In secondo luogo, in alcune posizioni dell'interruttore SA1, attraversa il carico un numero dispari di semicicli della corrente di rete che influisce negativamente sul carico di natura induttiva inserito nella rete. In terzo luogo, è stata rivelata l'insufficiente affidabilità del dispositivo: il chip K176J1E5 si è guastato più volte. Ci sono due ragioni: la tensione che supera la frequenza di clock agli ingressi dell'elemento DD1.1 della tensione di alimentazione (a causa della caduta di tensione attraverso il diodo VD4), che non è raccomandata, e un "aperto" nel circuito di ingresso di l'elemento DD1.4 (pin 8) quando si commuta l'alimentazione - per un po 'di tempo del contatto mobile dell'interruttore SA1, questa conclusione "si blocca" nell'aria, il che è inaccettabile. Gli svantaggi includono anche la mancanza di indicazione che il regolatore è connesso alla rete (è andato più volte in difficoltà a causa di un malfunzionamento del cavo di prolunga della rete) e un consumo di corrente piuttosto elevato: viene dissipata una potenza significativa sul VD5-VD8 ponte a diodi e resistore R1. Infine, la limitazione della potenza del carico a 2 kW non consente l'utilizzo del regolatore in molti casi che si verificano nella pratica.
Per eliminare queste carenze, lo schema è stato ridisegnato (Fig. 1). L'alimentazione del dispositivo migliorato è resa senza trasformatore con un condensatore di zavorra C1, il resistore R3 limita gli impulsi di corrente che si verificano quando il dispositivo è collegato alla rete a un livello sicuro per il ponte a diodi VD2-VD5. La tensione rettificata è stabilizzata da uno stabilizzatore parametrico su un diodo zener VD6. L'accensione in serie del LED HL1 ha permesso di introdurre un'indicazione di accensione, "risparmiando" la resistenza di limitazione di corrente e alcuni milliampere della corrente di uscita di un alimentatore a bassa potenza. Condensatori C2 e C3 - filtraggio (C2 elimina la componente a bassa frequenza della tensione raddrizzata, C3 - alta frequenza, nonché il rumore di commutazione nei circuiti di potenza che si verificano durante il funzionamento dei microcircuiti digitali). La riduzione del consumo di corrente (rispetto al prototipo) ha ridotto la capacità del condensatore di ossido C2. Sui resistori R1, R2 e sul diodo zener VD1 viene realizzato un generatore di impulsi di clock con una frequenza di 50 Hz (a differenza del prototipo, in cui la loro frequenza è di 100 Hz). Attraverso questo circuito, il condensatore C1 viene scaricato anche quando il dispositivo è disconnesso dalla rete, il che aumenta la sicurezza elettrica del dispositivo. L'ampiezza degli impulsi di clock è quasi 2 V (caduta di tensione attraverso il LED HL1) inferiore alla tensione di alimentazione. Il trigger di Schmitt sugli elementi DD.1 e DD1.2 migliora la forma degli impulsi di clock (Fig. 2, diagramma 1).
Un contatore decimale binario con un decodificatore DD2 viene attivato dal fronte degli impulsi di clock, generando impulsi positivi alle uscite con una durata pari al periodo della tensione di rete, spostati l'uno rispetto all'altro della durata del periodo. Il trigger RS sugli elementi DD1.3 e DD1.4 viene attivato dal fronte degli impulsi di ingresso. Quando all'uscita 0 compare un contatore di livello alto DD2 (fig. 2, diagramma 2), il flip-flop RS commuta, e alla sua uscita appare lo stesso livello (diagramma 4). In questo caso, il transistor VT1 si apre, il diodo emettitore dell'optosimistor U1 si accende e passa allo stato di conduzione. Di conseguenza, i tiristori VS1 e VS2 collegati in antiparallelo vengono aperti a turno: il primo trasmette al carico le semionde positive della corrente di rete, le seconde negative (diagramma 5). I tiristori sono aperti finché non appare un livello alto all'uscita del contatore DD2, a cui è collegato il contatto mobile dell'interruttore SA1 (ad esempio, all'uscita 3 - schema 3). Al limite di questo impulso, il flip-flop RS si spegne e la corrente attraverso il carico si interrompe. L'introduzione del resistore R6 ha permesso di evitare il funzionamento dell'elemento DD1.4 con un ingresso "sospeso". La commutazione dei tiristori avviene nei momenti in cui l'ampiezza della tensione di rete non supera i 10 V, mentre l'interferenza è minima. Quando l'interruttore SA1 è impostato sulla posizione "100%", il trigger RS non si attiva, i tiristori sono sempre aperti e viene rilasciata piena potenza sul carico. In qualsiasi posizione dell'interruttore SA1, un numero pari di semicicli della corrente di rete passa attraverso il carico, il che esclude la comparsa della sua componente costante. Questo, oltre all'utilizzo di due tiristori back-to-back, ha permesso di aumentare la potenza del carico a 4 kW, sufficiente per scopi domestici. Il flusso di corrente alternata attraverso il carico ha permesso di includere non solo carichi attivi, ma anche induttivi nella presa XS1. Ad esempio, utilizzando un trasformatore step-down, regolare la potenza di un carico a bassa tensione: un avvolgitore elettrico, un coltello per api per aprire i favi, ecc. (In precedenza, per questo scopo era necessario utilizzare un LATR ingombrante e pesante), e collegando una ventola al dispositivo, regola la velocità del suo motore elettrico (quando alimenta la tensione accelera, durante le pause rallenta, di conseguenza la velocità di rotazione diminuisce). Nella fabbricazione del dispositivo è stato utilizzato un circuito stampato (Fig. 3 nell'articolo citato), dal quale sono state smontate le parti R1, VD1-VD4, C1. Le parti appena introdotte sono posizionate su un frammento di una breadboard universale con dimensioni di 20x55 mm, che viene installata verticalmente al posto delle parti smontate. I tiristori VS1, VS2 sono montati su dissipatori di calore con una superficie di raffreddamento di 150 cm2. I diodi VD7 e VD8 sono saldati direttamente ai loro terminali. Il condensatore C1 è un soppressore di rumore a film, può essere sostituito da due condensatori K73-17 collegati in serie con una capacità di 0,47 micron e una tensione nominale di 630 V, i resistori R1 e R3 sono MLT-0,5, il resto è di qualsiasi tipo . La corrente di funzionamento dell'optosimistor non deve superare i 10 mA e la tensione di commutazione consentita non deve essere inferiore a 500 V (MOC3052, MOC3053, MOC3062, MOC3063, MOC3082, MOC3083 soddisfano questi requisiti). Il dispositivo non necessita di regolazione. Il regolatore di potenza migliorato è in funzione da più di cinque anni, mentre lui è soddisfatto del suo lavoro. Autore: K. Moroz Vedi altri articoli sezione Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore. Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo. Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica: Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo
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