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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentatore temporizzato 220/9 volt 1 ampere. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori L'alimentatore portato all'attenzione dei lettori è progettato per funzionare in combinazione con radio, registratori e altre apparecchiature domestiche della classe media che non dispongono di un timer integrato. Inoltre può essere utilizzato come timer a tempo fisso per comandare eventuali dispositivi alimentati dalla rete di illuminazione. L'alimentatore si differenzia da dispositivi simili per le sue prestazioni migliorate: comodo controllo tramite pulsante, disconnessione completa dalla rete da qualsiasi modalità (tramite pulsante, tramite un segnale timer, in caso di cortocircuito in uscita), un timer che può essere acceso e regolato con un solo pulsante. Principali caratteristiche tecniche
Il dispositivo (Fig. 1) è costituito dall'alimentatore stesso sul trasformatore T1, dal ponte di diodi VD1, dallo stabilizzatore di tensione del microcircuito DA1: un'unità per la disconnessione manuale e automatica dalla rete, comprendente triac VS1, relè K1, transistor VT1 e un timer con circuiti di impostazione dell'ora R8-R12C7 e bit VT2R4, nonché un'unità di controllo sul chip DD1.
Una caratteristica distintiva dell'alimentatore è la presenza di un'unità di sezionamento, realizzata su un triac VS1, collegata al circuito dell'avvolgimento primario del trasformatore di rete TT. Grazie a ciò, l'intero dispositivo è disconnesso dalla rete dal lato della tensione di alimentazione, e la soluzione circuitale applicata è molto più semplice e affidabile rispetto, ad esempio, a quella descritta nell'articolo [1]. Lo stato del triac VS1 è controllato dal pulsante SB1 “On” e dai contatti di blocco del relè K1.1. I condensatori C1 - C4 eliminano lo sfondo moltiplicativo e le interferenze di rete. Il relè K1 con gli elementi associati funziona nell'unità di spegnimento automatico. Per accendere il relè viene utilizzato il principio dell'impulso, che consente di ridurre significativamente il consumo di corrente. La disattivazione del relè, che comporta la disconnessione dell'intero dispositivo dalla rete, è possibile in tre casi: manualmente - con il pulsante “Off” SB2; secondo un segnale timer - tramite transistor VT1 collegato in parallelo al pulsante; in caso di sovraccarico o cortocircuito all'uscita o all'ingresso dello stabilizzatore DA1. Come elemento di soglia viene utilizzato un transistor ad effetto di campo VT1 con un'elevata pendenza caratteristica di trasferimento e una bassa resistenza a canale aperto, che facilita il funzionamento accurato del timer. Un condensatore di temporizzazione C2 è collegato al gate del transistor tramite il partitore resistivo R3R7. La presenza di un divisore è dovuta alla volontà di ottenere il massimo tempo di tenuta con piccoli valori degli elementi del circuito di carica. La sua efficacia è illustrata dalla caratteristica di carica del condensatore C7.1.0 modellato in Micro-Cap 7 (Fig. 2), che è stata ottenuta per la prima fase del timer a R12 = 300 kOhm, C7 = 470 μF.
Il grafico mostra che senza divisore, il transistor VT1 si apre con una tensione di gate di 1,8 V (punto 1 nel grafico) e il tempo di permanenza è di 31 s. Con il divisore R2R3 questo tempo aumenta di quasi 10 volte (punto 2), poiché il condensatore C7 è ora carico quasi quattro volte la tensione. Per gli altri stadi, la costante di tempo è determinata dai resistori R8-R12 della matrice dei nodi di controllo che sono accesi in questo momento. Il transistor VT2 è progettato per scaricare rapidamente il condensatore C7 che fa risparmiare tempo prima di ogni nuovo ciclo del timer. La differenza principale tra il timer è il dispositivo di controllo originale, realizzato su un contatore decimale DD1. Il contatore viene controllato tramite l'ingresso CN, al quale è collegato il pulsante SB3. A loro volta, le uscite del microcircuito sono collegate a una matrice di diodi resistivi R8-R12VD2-VD6. I diodi VD2-VD6 sono necessari per disaccoppiare l'uscita attiva del microcircuito (che ha un livello alto) dagli altri collegati in questo momento al filo comune. Lo scopo del circuito C11R7 è impostare il contatore a zero quando è acceso. Il condensatore C10 sopprime il "rimbalzo" dei contatti del pulsante SB3 e impedisce la penetrazione di rumore esterno nell'ingresso CN, che può causare un falso funzionamento del contatore. Il dispositivo funziona come segue. Per accendere l'alimentazione, premere il pulsante SB1, a seguito del quale il triac VS1 si apre e la tensione di alimentazione viene fornita al dispositivo. L'impulso della corrente di carica del condensatore C6 attiva il relè K1, i cui contatti K1.1 bloccano il pulsante SB1, lasciando l'intero dispositivo nello stato acceso. Il resistore R1 imposta la corrente di mantenimento del relè K1 a circa 10 mA. In questa modalità, l'unità fornisce alimentazione alla radio o alla radio con una tensione stabilizzata di 9 V. Allo stesso tempo, è completamente protetta da sovraccarico e cortocircuito: in caso di forte aumento della corrente di carico, la tensione a l'uscita del microcircuito DA1 diminuisce, la corrente di mantenimento del relè K1 diventa insufficiente e il relè, spegnendosi, diseccita l'intero dispositivo, chiudendo il triac VS1. Per spegnere “manualmente” (senza ritardo temporale) l'unità e le apparecchiature da essa alimentate, premere brevemente il pulsante SB2. Ciò porta allo spegnimento del relè K1, i cui contatti K1.1 aprono il circuito di controllo del triac VS1, e quest'ultimo, quando chiuso, disconnette il dispositivo dalla rete. Il funzionamento del timer richiede una spiegazione separata. Quando l'alimentazione è accesa, il timer viene impostato a zero applicando un breve impulso di ripristino all'ingresso R del contatore DD1 attraverso il condensatore C11. Successivamente appare un segnale singolo sull'uscita 0 (pin 3) e su tutte le altre uscite appare un segnale zero. La tensione di alto livello dall'uscita 0 viene fornita attraverso il resistore R4 alla base del transistor VT2, aprendolo. Il transistor VT2, con la sua sezione collettore-emettitore, bypassa il condensatore C7 e lo scarica se su di esso è presente una carica residua. Questo è il ciclo di preparazione del timer per il funzionamento. L'ulteriore funzionamento del timer è garantito dal controllo di un solo pulsante, senza alcuna commutazione aggiuntiva tipica di altri dispositivi, ad esempio [2]. La modalità operativa viene impostata gradualmente in base al numero di pressioni brevi del pulsante SB3. Ad ogni pressione il contatore cambia di un passo e imposta il ritardo temporale corrispondente. Dopo la prima pressione del pulsante SB3, il contatore DD1 conta un impulso, a seguito del quale viene stabilito un unico segnale sull'uscita 1 (pin 2). Il transistor VT2 si chiude e la tensione dall'uscita 1, vicina alla tensione di alimentazione, passa attraverso il diodo VD6 e il resistore R12 al condensatore C7, caricandolo. Le restanti uscite del microcircuito DD1 in questo momento sono disaccoppiate da diodi chiusi VD2-VD5, che impediscono al condensatore di scaricarsi sul filo comune. Quando il condensatore C7 si carica, la tensione al gate del transistor VT1 aumenta. La costante di tempo del circuito di primo stadio R12C7 è scelta in modo tale che il tempo per raggiungere il livello di soglia sia di circa 5 minuti. Trascorso questo tempo, il transistor VT1 si apre e bypassa l'avvolgimento del relè K1 che, quando spento, spegne l'intero dispositivo, come descritto sopra. Premendo due volte il pulsante SB3, sull'uscita 2 (pin 4) appare un unico segnale. Di conseguenza, il circuito di carica è ora formato da due resistori R11 e R12 collegati in serie, il che aumenta il tempo di mantenimento a 10 minuti. Premendo più volte (fino a cinque) il pulsante SB3, il timer viene programmato per il tempo di funzionamento desiderato entro 5/10/15/20/25 minuti. L'ultima pressione arresta il contatore, impedendo ulteriori conteggi poiché è stato impostato il tempo di permanenza massimo. Ciò si ottiene applicando un singolo segnale dall'uscita 1 (pin 5) all'ingresso CP del contatore DD1. Complicando leggermente l'unità di controllo, è possibile ottenere un controllo ciclico con indicazione ancora più conveniente. Come farlo è mostrato in Fig. 3. L'algoritmo di funzionamento del contatore è stato modificato fornendo un singolo segnale dall'uscita 6 (pin 5) del microcircuito DD1 all'ingresso R. Inoltre, ora le uscite del contatore 1-5 sono collegate a un'unità di indicazione assemblata sui transistor VT3-VT7 e LED HL1-HL5.
In questo dispositivo, ogni pressione del pulsante SB3, oltre a cambiare la modalità della velocità dell'otturatore, accende uno dei LED che indica la modalità corrispondente. La quinta pressione non viene registrata e la sesta pressione successiva azzera nuovamente il contatore. In questo caso, il condensatore C7 è scarico e non si accende un solo LED: il timer è spento. Successivamente, premendo il pulsante SB3 e puntando sui LED HL1-HL5, sarà possibile programmare nuovamente il timer per l'orario desiderato. In questo modo viene implementato un circuito di controllo infinito con indicazione, il che nella pratica è molto conveniente. L'alimentatore, progettato per una corrente di carico di 1 A, utilizza un trasformatore di rete standard T10-3 (T1), i cui avvolgimenti secondari sono collegati in serie. Naturalmente, è possibile utilizzare qualsiasi altro trasformatore, la cui tensione sull'avvolgimento secondario sotto carico è di almeno 8,5 V. Invece del triac KU208G, è consentito utilizzare il TS106-10, progettato per una corrente più elevata e con un valore inferiore dimensioni. Il microcircuito K561IE8 è sostituibile con analoghi delle serie 564, K176. Il dispositivo utilizza un relè RES55A, versione RS4.569.600-01, ma può essere sostituito con un altro relè reed di piccole dimensioni con una tensione di funzionamento di 4...6 V e una corrente di mantenimento non superiore a 7 mA. Tutti e tre i pulsanti di controllo non sono fissi basati su microinterruttori MP7. I transistor KT315B possono essere sostituiti con KT315G e per migliorare la luminosità dei LED nel dispositivo Fig. 3 era identico e sufficiente, i transistor VT3-VT7 dovrebbero essere selezionati in base al coefficiente di trasferimento di corrente h21E = 100...120. Non è consigliabile utilizzare transistor con un rapporto di trasmissione superiore a 140, poiché in questo caso la corrente del LED supererà il valore massimo consentito (6 mA). Invece dei LED rossi KIPD05A-1K, è consentito utilizzare KIPD05B-1L (verde), KIPD05V-1Zh (giallo), ma va tenuto presente che la luminosità dell'indicatore diminuirà di circa la metà. La versatilità del dispositivo proposto sta nel fatto che può essere utilizzato come timer separato che controlla gli elettrodomestici utilizzando la tensione di rete. In questo caso, un carico con una potenza fino a 1 kW (per un triac KU208G) o fino a 2 kW (per un triac TS 106-10) è collegato in parallelo all'avvolgimento primario del trasformatore T1, come mostrato in Fig. . 1. In questo caso, l'alimentatore è necessario solo per alimentare il timer stesso, di conseguenza, la potenza del trasformatore di rete T1 può essere ridotta a diversi watt, la capacità del condensatore C5 viene ridotta di circa dieci volte e il condensatore C9 viene completamente eliminato. Invece del ponte VD1, puoi installare diodi al silicio a bassa potenza. In questo caso tutte le funzioni sopra descritte vengono mantenute, ma il carico viene commutato dal “lato alta tensione” e la disconnessione dalla rete sia del carico che del timer avviene contemporaneamente. Il dispositivo non richiede configurazione. L'unica cosa che potrebbe essere necessaria è regolare il tempo di risposta del timer utilizzando i resistori R8-R12 in Fig. 1 (R12-R16 in Fig. 3), soprattutto negli stadi superiori, dove la corrente di carica è paragonabile alla corrente di dispersione del condensatore C7 e alla corrente del divisore R2R3. In conclusione, notiamo che il timer proposto consente ampie possibilità di modernizzazione. Pertanto, il numero di stadi di controllo può essere aumentato a dieci (in base al numero di uscite del microcircuito DD1) e il tempo di mantenimento di ciascuno stadio può essere modificato in qualsiasi direzione selezionando i resistori R8-R12. Letteratura
Autore: A.Pakhomov, Zernograd, regione di Rostov.
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