Régulateur de tension pas à pas

Un régulateur qui prend en charge la tension du secteur entre 190 et 242 V.

Régulateurs de tension secteur

Il est connu que la tension dans les réseaux électriques domestiques dépasse souvent les limites de tolérance. À l'époque des téléviseurs à tube, les stabilisateurs ferrorésonants étaient très courants. Les téléviseurs modernes fonctionnent avec des changements de tension d'entrée de 110 à 260 V.

Il en va de même pour les ordinateurs, les lecteurs de CD et généralement pour tous les équipements dans lesquels des alimentations à découpage sont utilisées. Mais pour les équipements qui alimentent directement le réseau, les limites de variation de tension sont beaucoup plus faibles.

Un exemple frappant de cette technique est un réfrigérateur, un moulin à café électrique, un robot culinaire, un fer à souder et une lampe à incandescence. Bien entendu, une telle précision de stabilisation de la tension que pour les téléviseurs à tube n'est pas nécessaire pour de tels dispositifs, il est donc tout à fait possible d'utiliser un dispositif de régulation de tension par étapes. Un régulateur similaire sera décrit dans cet article.

Régulation de tension pas à pas

Malgré la simplicité de la conception, le régulateur dispose des données suivantes: lorsque la tension d'entrée secteur change dans la plage de 150 ... 260 V, la sortie est maintenue dans la plage de 187 ... 242 V. De nombreux appareils électroménagers fonctionnent dans cette plage. Dans la version dans laquelle le schéma de l'article est illustré, la puissance du régulateur atteint 275 watts, ce qui est tout à fait suffisant pour un fonctionnement normal, par exemple un réfrigérateur.

Une méthode similaire de régulation de tension par étapes est utilisée dans certains modèles d'alimentations sans coupure pour ordinateurs: lorsque l'alimentation sans coupure fonctionne à partir du réseau, vous pouvez entendre comment le relais s'enclenche. Il s'agit simplement d'un ajustement approximatif de la tension de sortie. Dans ce mode, le transformateur sans coupure est utilisé comme autotransformateur. En cas de panne de courant, le transformateur passe en mode convertisseur et fonctionne sur batterie.

Il est connu qu'un transformateur inclus dans le mode autotransformateur peut fonctionner avec une charge de près de cinq fois sa puissance. Dans cette conception, un transformateur d'une puissance de seulement 57 watts est utilisé.Par conséquent, s'il est nécessaire d'augmenter la puissance de l'ensemble du contrôleur dans son ensemble, il suffit de remplacer le transformateur par un transformateur plus puissant.

Bien sûr, maintenant l'industrie produit des stabilisateurs de réseau basés sur LATRA (nous ne parlerons pas ici des électroniques). Dans de tels dispositifs, un micromoteur à réducteur, contrôlé, bien entendu, par un circuit électronique, entraîne un contact mobile.

La fiabilité d'un tel appareil sera probablement faible. Un exemple d'un tel dispositif peut servir de régulateur de tension à la production lettone Resanta. Les critiques à ce sujet peuvent être lues sur Internet.

Le schéma de l'option de régulateur proposée est illustré à la figure 1.

Figure 1. Diagramme du régulateur de tension

Description du circuit électrique du contrôleur

La base du régulateur est un transformateur abaisseur unifié T1. Il est inclus dans le circuit autotransformateur. En plus du transformateur, le circuit contient un redresseur pour alimenter la partie électronique du circuit, deux dispositifs de seuil et une unité de commutation de tension de sortie. Ce dernier retarde l'apparition de la tension en sortie. Cela est nécessaire pour que l'appareil passe en mode de fonctionnement.

Lors de la commutation des enroulements secondaires, des interférences sont inévitables, d'où les contacts de relais sont brûlés. Pour se protéger contre ce phénomène, une chaîne constituée d'une résistance R1 et d'un condensateur C2 est utilisée.

La partie électronique de l'appareil est alimentée par un redresseur non stabilisé, composé d'un pont de diodes VD1 et d'un condensateur de lissage C1.Les condensateurs C3 et C4 installés dans les dispositifs à seuil sont conçus pour éliminer les changements à court terme (émissions) de la tension redressée. La même tension est utilisée pour contrôler la tension du réseau.

Sur le transistor VT3 et les éléments C5 et R6 assemblés temporisateur retardé. L'appareil contient également deux dispositifs à seuil, dont la conception est similaire.

Le premier dispositif de seuil est réalisé sur le transistor VT1, les résistances R2, R3, les diodes zener VD2, VD3 et le condensateur C3. Le relais K1 est inclus dans le circuit collecteur du transistor VT1. Pour protéger le transistor de la tension d'auto-induction, la bobine de relais est shuntée par la diode VD4.

Les contacts du relais K1 commutent les enroulements du transformateur T1 lorsque le seuil est déclenché. Le condensateur C3 est conçu pour lisser l'ondulation de la tension redressée, ainsi que pour éliminer les interférences. Le deuxième dispositif de seuil est assemblé de la même manière. Il est composé des éléments VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, relais K2.

Régulateur de tension

Le fonctionnement du régulateur est pratique à considérer en plusieurs parties. Lorsque l'appareil est allumé, une tension apparaît sur le condensateur C1, qui commence à charger le condensateur C5. Avec un retard d'environ deux secondes, le transistor VT3 s'ouvre, le relais K3 se met sous tension et une tension est appliquée à la charge.

Tension secteur réduite

Dans le cas où tension secteur inférieure à 190 V, aucun dispositif de seuil ne fonctionnera et les contacts des relais K1 et K2 sont dans cette position, comme indiqué sur le schéma. Dans ce cas, la tension du secteur sera appliquée à la charge et plus la tension des enroulements III et VI. Si la tension secteur à ce moment est de 150 V, la charge sera d'au moins 190 V.

La tension secteur est presque normale

Si la tension du secteur est comprise entre 190 et 220 V, la tension de sortie du redresseur est suffisante pour ouvrir les diodes Zener VD2, VD3, ce qui conduira à l'ouverture du transistor VT1, le relais K1 se déclenchera donc. si vous suivez le schéma, vous pouvez voir que dans ce cas les enroulements III et IV sont connectés.

Tension secteur augmentée

Dans le cas où la tension secteur dépasse 220 V, le relais K2 fonctionnera, qui connectera les enroulements V et IV avec ses contacts. Ces enroulements étant déphasés, la tension de sortie diminuera.

Détails et conception du régulateur de tension

Presque toutes les pièces peuvent être montées sur une planche à pain imprimée par montage filaire. Dans la conception, vous pouvez utiliser des résistances telles que MLT ou importées. Les condensateurs à oxyde sont également mieux importés, maintenant ils sont probablement plus faciles à acheter que les condensateurs domestiques. Et leur qualité est meilleure. Le pont de diodes peut être remplacé par des diodes discrètes, par exemple 1N4007. Les transistors conviennent à toute faible puissance avec une tension collecteur-émetteur d'au moins 30 V et un courant suffisant pour faire fonctionner le relais. En plus de ceux indiqués sur le schéma, KT645, KT503, KT972 avec n'importe quel index de lettres conviennent.

Au lieu des deux diodes zener indiquées sur le schéma, le D810 ... D814 habituel peut être utilisé. Avant l'installation, ils doivent être sélectionnés en fonction de la tension conformément aux schémas.

Il est préférable d'utiliser des relais importés (Tianbo, Trl, Trk et similaires, ils sont également désormais plus faciles et moins chers à acheter) avec une bobine de 24 V. Les contacts de relais doivent être évalués pour un courant d'au moins 1,5 A. Beaucoup de ces relais, très petits dimensions, ont des contacts conçus pour un courant de 10 ... 16 A.

Un transformateur TPP270 - 127/220 - 50 unifié est utilisé comme transformateur. La puissance nominale d'un tel transformateur est de 57 watts.

Configuration de l'appareil

Pour le réglage, le régulateur est connecté à la sortie LATR. Afin de prendre en compte la réponse du transformateur à la charge, celle-ci est connectée à la sortie de l'appareil. En modifiant la tension à l'entrée du régulateur, il est nécessaire de configurer des dispositifs de seuil. Cela doit être fait avec une sélection de diodes Zener avec différentes tensions de stabilisation. Pour un réglage plus précis en série avec les diodes Zener, vous pouvez allumer des diodes au silicium ou au germanium. Il convient de rappeler que la tension continue des diodes au silicium est d'environ 0,7 V et celle du germanium 0,4 V.

Boris Aladyshkin