Pakāpju sprieguma regulators

Regulators, kas atbalsta tīkla spriegumu 190 ... 242 V robežās.

Tīkla sprieguma regulatori

Ir zināms, ka spriegums mājas elektrotīklos bieži pārsniedz pieļaujamās robežas. Cauruļu televizoru dienās ļoti bieži tika izmantoti ferroresonanti stabilizatori. Mūsdienu televizori ir darbināmi ar ieejas sprieguma izmaiņām 110 ... 260 V robežās.

To pašu var teikt par datoriem, CD atskaņotājiem un parasti par visām iekārtām, kurās tiek izmantoti komutācijas barošanas bloki. Bet iekārtām, kuras baro tieši no tīkla, sprieguma maiņas robežas ir daudz mazākas.

Spilgts šīs tehnikas piemērs ir ledusskapis, elektriskā kafijas dzirnaviņas, virtuves kombains, lodāmurs un kvēlspuldze. Protams, šāda sprieguma stabilizācijas precizitāte kā cauruļu televizoriem šādām ierīcēm nav nepieciešama, tāpēc ir pilnīgi iespējams izmantot sprieguma regulēšanas ierīci soļos. Līdzīgs regulators tiks aprakstīts šajā rakstā.

Pakāpju sprieguma regulēšana

Neskatoties uz konstrukcijas vienkāršību, kontrolierim ir šādi dati: kad ieejas tīkla spriegums mainās diapazonā no 150 ... 260 V, izeja tiek uzturēta 187 ... 242 V. diapazonā. Šajā diapazonā darbojas daudzas mājsaimniecības elektriskās ierīces. Versijā, kurā parādīta rakstā norādītā shēma, regulatora jauda sasniedz 275 vati, kas ir pilnīgi pietiekami normālai darbībai, piemēram, ledusskapis.

Līdzīga pakāpju sprieguma regulēšanas metode tiek izmantota dažos datoru nepārtrauktās barošanas avotu modeļos: kad nepārtrauktās barošanas avots darbojas no tīkla, jūs varat dzirdēt, kā relejs noklikšķina tajā. Tas ir tikai aptuvens izejas sprieguma regulēšana. Šajā režīmā nepārtrauktu transformatoru izmanto kā autotransformatoru. Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā transformators pārslēdzas uz pārveidotāja režīmu un darbojas ar akumulatora enerģiju.

Ir zināms, ka transformators, kas iekļauts autotransformatora režīmā, var darboties ar slodzi, kas gandrīz piecas reizes pārsniedz tās jaudu. Šajā dizainā tika izmantots transformators ar jaudu tikai 57 vati, tāpēc, ja nepieciešams palielināt visa regulatora jaudu kopumā, pietiek ar to, lai aizstātu transformatoru ar jaudīgāku.

Protams, tagad nozare ražo tīkla stabilizatorus, kuru pamatā ir LATRA (par elektroniskajiem šeit nerunāsim). Šādās ierīcēs mikromotors ar reduktoru, kuru, protams, kontrolē elektroniska shēma, virza kustīgu kontaktu.

Iespējams, ka šādas ierīces uzticamība būs maza. Šādas ierīces piemērs var kalpot kā sprieguma regulators Resanta Latvijas produkcija. Atsauksmes par to var izlasīt internetā.

Ierosinātā regulatora varianta shēma parādīta 1. attēlā.

1. attēls. Sprieguma regulatora diagramma

Kontroliera elektriskās ķēdes apraksts

Regulatora pamats ir vienots atkāpšanās transformators T1. Tas ir iekļauts autotransformatora ķēdē. Papildus transformatoram ķēdē ir taisngriezis ķēdes elektroniskās daļas barošanai, divas sliekšņa ierīces un izejas sprieguma komutācijas vienība. Pēdējais nodrošina zināmu kavēšanos sprieguma parādīšanās izejā. Tas ir nepieciešams, lai ierīce nonāktu darba režīmā.

Pārslēdzot sekundāros tinumus, ir neizbēgami traucējumi, no kuriem releja kontakti tiek sadedzināti. Lai aizsargātu pret šo parādību, tiek izmantota ķēde, kas sastāv no rezistora R1 un kondensatora C2.

Ierīces elektronisko daļu darbina nestabilizēts taisngriezis, kas sastāv no diodes tilta VD1 un izlīdzināšanas kondensatora C1.Kondensatori C3 un C4, kas uzstādīti sliekšņa ierīcēs, ir paredzēti, lai novērstu rektificēta sprieguma īslaicīgas izmaiņas (emisijas). Tas pats spriegums tiek izmantots tīkla sprieguma kontrolei.

Uz tranzistora VT3 un elementiem C5 un R6 uzstādīts taimera aizkaves kavējums. Ierīcē ir arī divas sliekšņa ierīces, kuru dizains ir līdzīgs.

Pirmā sliekšņa ierīce tiek izgatavota uz tranzistora VT1, rezistoriem R2, R3, zener diodēm VD2, VD3 un kondensatora C3. Relejs K1 ir iekļauts tranzistora VT1 kolektora ķēdē. Lai aizsargātu tranzistoru no pašindukcijas sprieguma, releja spoli manevrē VD4 diode.

Releja K1 kontakti pārslēdz transformatora T1 tinumus, kad tiek iedarbināta sliekšņa ierīce. Kondensators C3 ir paredzēts izlīdzinātā sprieguma izlīdzināšanai, kā arī traucējumu novēršanai. Otrā sliekšņa ierīce ir samontēta tādā pašā veidā. Tas sastāv no elementiem VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, releja K2.

Sprieguma regulators

Regulatora darbību ir ērti apsvērt pa daļām. Kad ierīce ir ieslēgta, kondensatoram C1 parādās spriegums, kas sāk uzlādēt kondensatoru C5. Ar apmēram divu sekunžu kavēšanos VT3 tranzistors tiek atvērts, K3 relejs ieslēdzas un slodzei tiek pielikts spriegums.

Tīkla spriegums ir samazināts

Gadījumā, kad tīkla spriegums mazāks par 190 V, nedarbosies neviena sliekšņa ierīce, un releju K1 un K2 kontakti atrodas šajā pozīcijā, kā parādīts diagrammā. Šajā gadījumā slodzei un plus spriegumam no tinumiem III un VI tiks pielietots tīkla spriegums. Ja tīkla spriegums šajā brīdī ir 150 V, slodze būs vismaz 190 V.

Tīkla spriegums ir gandrīz normāls

Ja tīkla spriegums ir diapazonā no 190 ... 220 V, taisngrieža izejas spriegums ir pietiekams, lai atvērtu Zener diodes VD2, VD3, kas novedīs pie tranzistora VT1 atvēršanas, tāpēc relejs K1 darbosies. ja sekojat shēmai, varat redzēt, ka šajā gadījumā ir savienoti III un IV tinumi.

Palielināts tīkla spriegums

Gadījumā, ja tīkla spriegums pārsniedz 220 V, darbosies K2 relejs, kas savienos V un IV tinumus ar kontaktiem. Šie tinumi ir ārpus fāzes, tāpēc izejas spriegums samazināsies.

Sīkāka informācija un sprieguma regulatora dizains

Gandrīz visas detaļas var uzstādīt uz drukāta maizes dēļa, piestiprinot ar stiepli. Projektējot, jūs varat izmantot rezistorus, piemēram, MLT vai importētus. Arī oksīda kondensatori tiek labāk importēti, tagad tos, iespējams, ir vieglāk iegādāties nekā vietējos. Un to kvalitāte ir labāka. Diodes tiltu var aizstāt ar diskrētām diodēm, piemēram, 1N4007. Tranzistori ir piemēroti jebkurai mazjaudai ar kolektora-emitētāja spriegumu vismaz 30 V un strāvu, kas ir pietiekama releja iedarbināšanai. Papildus diagrammā norādītajiem ir piemēroti KT645, KT503, KT972 ar jebkuru burtu indeksu.

Diagrammā norādīto divu zeneru diožu vietā var izmantot parasto D810 ... D814. Pirms uzstādīšanas tie jāizvēlas atbilstoši spriegumam saskaņā ar diagrammām.

Labāk ir izmantot importētos relejus (Tianbo, Trl, Trk un tamlīdzīgus, tos tagad arī ir vieglāk un lētāk iegādāties) ar 24 V spoli. Releju kontaktiem jābūt vismaz 1,5 A. ar strāvu. Daudzi no šiem relejiem, pie ļoti maza izmēriem, ir kontakti, kas paredzēti strāvai 10 ... 16 A.

Kā transformators tiek izmantots vienots TPP270 - 127/220 - 50. Šāda transformatora nominālā jauda ir 57 vati.

Ierīces iestatīšana

Pielāgošanai regulators ir savienots ar LATR izvadi. Lai ņemtu vērā transformatora reakciju uz slodzi, pēdējais ir savienots ar ierīces izeju. Mainot spriegumu regulatora ieejā, ir jākonfigurē sliekšņa ierīces. Tas jādara, izvēloties Zener diodes ar dažādu stabilizācijas spriegumu. Lai iegūtu precīzāku sērijas iestatījumu ar Zener diodēm, varat ieslēgt silīcija vai germānija diodes. Jāatceras, ka silīcija diožu tiešais spriegums ir aptuveni 0,7 V, bet germānija - 0,4 V.

Boriss Aladyshkin