Стъпка регулатор на напрежението

Регулатор, който поддържа мрежово напрежение в рамките на 190 ... 242 V.

Основни регулатори на напрежението

Известно е, че напрежението в домашните електропреносни мрежи често надхвърля границите на допустимите отклонения. В дните на тръбните телевизори ферорезонансните стабилизатори са много чести. Съвременните телевизори работят с промени в входното напрежение в рамките на 110 ... 260 V.

Същото може да се каже и за компютри, CD плейъри и като цяло за цялото оборудване, в което се използват комутационни захранващи устройства. Но за оборудване, което се захранва директно от мрежата, границите на промяна на напрежението са много по-малки.

Ярък пример за такава техника е хладилник, електрическа кафемелачка, хранителен процесор, поялник и лампа с нажежаема жичка. Разбира се, такава точност на стабилизацията на напрежението, както за тръбните телевизори, не е необходима за такива устройства, така че е напълно възможно да се използва устройство за регулиране на напрежението на стъпки. Подобен регулатор ще бъде описан в тази статия.

Стъпка регулиране на напрежението

Въпреки простотата на дизайна, регулаторът има следните данни: когато входното напрежение на мрежата се променя в диапазона от 150 ... 260 V, изходът се поддържа в рамките на 187 ... 242 V. В този диапазон работят много домакински електрически уреди. Във версията, в която е показана схемата в статията, мощността на регулатора достига 275 вата, което е напълно достатъчно за нормална работа, например хладилник.

Подобен метод за поетапно регулиране на напрежението се използва в някои модели източници на непрекъсваемо захранване за компютри: когато непрекъсваемото захранване работи от мрежата, можете да чуете как релето щрака в него. Това е само груба настройка на изходното напрежение. В този режим непрекъсваемият трансформатор се използва като автотрансформатор. В случай на прекъсване на захранването, трансформаторът преминава в режим на конвертора и работи на батерията.

Известно е, че трансформатор, включен в режим на автотрансформатор, може да работи с натоварване почти пет пъти по-голяма от неговата мощност. В този дизайн е използван трансформатор с мощност само 57 вата, следователно, ако е необходимо да се увеличи мощността на целия контролер като цяло, достатъчно е да замените трансформатора с по-мощен.

Разбира се, сега индустрията произвежда мрежови стабилизатори на базата на LATRA (тук няма да говорим за електронни). В такива устройства микромотор с редуктор, управляван, разбира се, от електронна верига, задвижва подвижен контакт.

Надеждността на такова устройство вероятно ще бъде малка. Пример за такова устройство може да служи като регулатор на напрежението Resanta Латвийско производство. Отзивите за него могат да бъдат прочетени в Интернет.

Схемата на предлаганата опция за регулатор е показана на фигура 1.

Фигура 1. Диаграма на регулатора на напрежението

Описание на електрическата верига на контролера

Основата на регулатора е унифициран понижаващ трансформатор T1. Той е включен в веригата на автотрансформатора. В допълнение към трансформатора, веригата съдържа токоизправител за захранване на електронната част на веригата, две прагови устройства и блок за превключване на изходното напрежение. Последното осигурява известно забавяне на появата на напрежение на изхода. Това е необходимо, за да може устройството да влезе в режим на работа.

При превключване на вторичните намотки е неизбежна намеса, от която изгарят контактите на релето. За да се предпази от това явление, се използва верига, състояща се от резистор R1 и кондензатор С2.

Електронната част на устройството се захранва от нестабилизиран токоизправител, състоящ се от диоден мост VD1 и изглаждащ кондензатор С1.Кондензаторите C3 и C4, инсталирани в прагови устройства, са проектирани да елиминират краткосрочните промени (емисии) на изправеното напрежение. Същото напрежение се използва за управление на мрежовото напрежение.

На транзистора VT3 и елементите C5 и R6 сглобено забавяне на таймера. Устройството съдържа и две прагови устройства, чийто дизайн е подобен.

Първото прагово устройство е направено на транзистор VT1, резистори R2, R3, ценерови диоди VD2, VD3 и кондензатор C3. Реле K1 е включено в колекторната верига на транзистор VT1. За да защити транзистора от самоиндукционното напрежение, намотката на релето се превключва от диода VD4.

Контактите на релето К1 превключват намотките на трансформатора Т1, когато устройството за праг се задейства. Кондензаторът C3 е проектиран да изглажда пулсацията на изправеното напрежение, както и да премахва смущения. Второто прагово устройство е сглобено по същия начин. Състои се от елементи VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, реле K2.

Регулатор на напрежението

Работата на регулатора е удобна за разглеждане на части. Когато устройството е включено, на кондензатора C1 се появява напрежение, което започва да зарежда кондензатор C5. Със закъснение от около две секунди транзисторът VT3 се отваря, релето K3 се включва и напрежението се прилага към товара.

Напрежението на мрежата е намалено

В случая, когато мрежово напрежение по-малко от 190 V, никое прагово устройство няма да работи и контактите на релета K1 и K2 са в това положение, както е показано на диаграмата. В този случай мрежовото напрежение ще бъде приложено към товара и плюс напрежението от намотките III и VI. Ако мрежовото напрежение в този момент е 150 V, натоварването ще бъде най-малко 190 V.

Основното напрежение е почти нормално

Ако мрежовото напрежение е в диапазона 190 ... 220 V, изходното напрежение на токоизправителя е достатъчно за отваряне на зенеровите диоди VD2, VD3, което ще доведе до отваряне на транзистора VT1, така че релето K1 ще се задейства. ако следвате схемата, можете да видите, че в този случай намотките III и IV са свързани.

Напрежението на мрежата се увеличи

В случай че мрежовото напрежение надвиши 220 V, ще работи релето K2, което ще свърже V и IV намотките със своите контакти. Тези намотки са извън фаза, така че изходното напрежение ще намалее.

Детайли и дизайн на регулатора на напрежението

Почти всички части могат да бъдат монтирани върху отпечатана дъска чрез монтиране на тел. В дизайна можете да използвате резистори като MLT или внесени. Оксидните кондензатори също са по-добре внесени, сега вероятно са по-лесни за закупуване от домашните. И качеството им е по-добро. Диодният мост може да бъде заменен с дискретни диоди, например 1N4007. Транзисторите са подходящи за всяка ниска мощност с напрежение колектор-емитер от поне 30 V и ток, достатъчен за задействане на релето. В допълнение към посочените на диаграмата са подходящи KT645, KT503, KT972 с всеки буквен индекс.

Вместо двустранните диоди, посочени на диаграмата, могат да се използват обичайните D810 ... D814. Преди монтажа те трябва да бъдат избрани според напрежението в съответствие с диаграмите.

По-добре е да използвате импортирани релета (Tianbo, Trl, Trk и други подобни, те също сега са по-лесни и по-евтини за закупуване) с намотка от 24 V. Релейните контакти трябва да бъдат оценени за ток от поне 1,5 A. Много от тези релета, при много малки размери, имат контакти, проектирани за ток от 10 ... 16 A.

Като трансформатор се използва унифициран TPP270 - 127/220 - 50. Номиналната мощност на такъв трансформатор е 57 вата.

Настройка на устройството

За регулиране регулаторът е свързан към изхода LATR. За да се вземе предвид реакцията на трансформатора на товара, последният е свързан към изхода на устройството. Чрез промяна на напрежението на входа на регулатора е необходимо да се конфигурират праговите устройства. Това трябва да стане с подбор на ценерови диоди с различни стабилизационни напрежения. За по-прецизна настройка в серия с ценерови диоди можете да включите силициеви или германиеви диоди. Трябва да се помни, че прякото напрежение на силициевите диоди е около 0,7 V, а това на германий 0,4 V.

Борис Аладишкин