Krokowy regulator napięcia

Regulator obsługujący napięcie sieciowe w zakresie 190 ... 242 V.

Regulatory napięcia sieciowego

Wiadomo, że napięcie w krajowych sieciach energetycznych często przekracza granice tolerancji. W czasach telewizorów lampowych stabilizatory ferrorezonansowe były bardzo powszechne. Nowoczesne telewizory działają przy zmianach napięcia wejściowego w granicach 110 ... 260 V.

To samo można powiedzieć o komputerach, odtwarzaczach CD i ogólnie o całym sprzęcie, w którym używane są zasilacze impulsowe. Ale w przypadku urządzeń zasilanych bezpośrednio z sieci granice zmiany napięcia są znacznie mniejsze.

Uderzającym przykładem tej techniki jest lodówka, elektryczny młynek do kawy, robot kuchenny, lutownica i żarówka. Oczywiście taka dokładność stabilizacji napięcia, jak w przypadku telewizorów lampowych, nie jest konieczna dla takich urządzeń, dlatego całkiem możliwe jest stopniowe stosowanie urządzenia do regulacji napięcia. Podobny regulator zostanie opisany w tym artykule.

Krokowa regulacja napięcia

Pomimo prostoty konstrukcji regulator ma następujące dane: gdy napięcie wejściowe sieci zmienia się w zakresie 150 ... 260 V, moc wyjściowa jest utrzymywana w zakresie 187 ... 242 V. W tym zakresie działa wiele domowych urządzeń elektrycznych. W wersji, w której pokazano schemat w artykule, moc regulatora osiąga 275 watów, co wystarcza do normalnej pracy, na przykład lodówki.

Podobna metoda stopniowej regulacji napięcia jest stosowana w niektórych modelach zasilaczy bezprzerwowych dla komputerów: gdy zasilacz bezprzerwowy działa z sieci, słychać kliknięcie przekaźnika. To tylko zgrubna regulacja napięcia wyjściowego. W tym trybie bezprzerwowy transformator jest wykorzystywany jako autotransformator. W przypadku awarii zasilania transformator przechodzi w tryb konwertera i działa na zasilaniu akumulatorowym.

Wiadomo, że transformator włączony w tryb autotransformatora może działać z obciążeniem prawie pięciokrotnie większym niż jego moc. W tej konstrukcji zastosowano transformator o mocy tylko 57 watów, dlatego jeśli konieczne jest zwiększenie mocy całego kontrolera jako całości, wystarczy wymienić transformator na mocniejszy.

Oczywiście teraz przemysł produkuje stabilizatory sieciowe oparte na LATRA (nie będziemy tutaj mówić o stabilizatorach elektronicznych). W takich urządzeniach mikrosilnik z reduktorem, kontrolowany oczywiście przez obwód elektroniczny, napędza styk ruchomy.

Niezawodność takiego urządzenia będzie prawdopodobnie niewielka. Przykład takiego urządzenia może służyć jako regulator napięcia produkcji łotewskiej Resanta. Recenzje na ten temat można przeczytać w Internecie.

Schemat proponowanej opcji regulatora pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat regulatora napięcia

Opis obwodu elektrycznego sterownika

Podstawą regulatora jest ujednolicony transformator obniżający T1. Jest on zawarty w obwodzie autotransformatora. Oprócz transformatora obwód zawiera prostownik do zasilania części elektronicznej obwodu, dwa urządzenia progowe i jednostkę przełączającą napięcie wyjściowe. Ten ostatni zapewnia pewne opóźnienie w pojawieniu się napięcia na wyjściu. Jest to konieczne, aby urządzenie przeszło w tryb pracy.

Podczas przełączania uzwojenia wtórnego nieunikniona jest interferencja, z której wypalane są styki przekaźnika. Aby zabezpieczyć się przed tym zjawiskiem, stosuje się łańcuch składający się z rezystora R1 i kondensatora C2.

Część elektroniczna urządzenia jest zasilana przez niestabilizowany prostownik, składający się z mostka diodowego VD1 i kondensatora wygładzającego C1.Kondensatory C3 i C4 zainstalowane w urządzeniach progowych mają na celu wyeliminowanie krótkoterminowych zmian (emisji) wyprostowanego napięcia. To samo napięcie służy do sterowania napięciem sieciowym.

Na tranzystorze VT3 i elementach C5 i R6 zmontowano opóźnienie timera. Urządzenie zawiera również dwa urządzenia progowe, których konstrukcja jest podobna.

Pierwsze urządzenie progowe jest wykonane na tranzystorze VT1, opornikach R2, R3, diodach Zenera VD2, VD3 i kondensatorze C3. Przekaźnik K1 jest zawarty w obwodzie kolektora tranzystora VT1. Aby chronić tranzystor przed napięciem indukcyjnym, cewka przekaźnika jest bocznikowana przez diodę VD4.

Styki przekaźnika K1 przełączają uzwojenia transformatora T1, gdy zadziała urządzenie progowe. Kondensator C3 ma na celu wygładzenie tętnienia prostowanego napięcia, a także wyeliminowanie zakłóceń. Drugie urządzenie progowe jest montowane w ten sam sposób. Składa się z elementów VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, przekaźnika K2.

Regulator napięcia

Działanie regulatora jest wygodne do rozważenia w częściach. Po włączeniu urządzenia na kondensatorze C1 pojawia się napięcie, które rozpoczyna ładowanie kondensatora C5. Z opóźnieniem około dwóch sekund tranzystor VT3 otwiera się, przekaźnik K3 włącza się, a napięcie jest przykładane do obciążenia.

Zmniejszone napięcie sieciowe

W przypadku gdy napięcie sieciowe mniej niż 190 V, żadne urządzenie progowe nie będzie działać, a styki przekaźników K1 i K2 znajdują się w tej pozycji, jak pokazano na schemacie. W takim przypadku napięcie sieciowe zostanie przyłożone do obciążenia i napięcia dodatniego z uzwojeń III i VI. Jeśli napięcie sieciowe w tym momencie wynosi 150 V, obciążenie będzie wynosić co najmniej 190 V.

Napięcie sieciowe jest prawie normalne

Jeśli napięcie sieciowe jest w zakresie 190 ... 220 V, napięcie wyjściowe prostownika jest wystarczające do otwarcia diod Zenera VD2, VD3, co doprowadzi do otwarcia tranzystora VT1, więc przekaźnik K1 wyłączy się. jeśli zastosujesz się do schematu, zobaczysz, że w tym przypadku uzwojenia III i IV są połączone.

Zwiększone napięcie sieciowe

W przypadku, gdy napięcie sieciowe przekroczy 220 V, zadziała przekaźnik K2, który połączy styki uzwojenia V i IV. Uzwojenia te są w fazie, więc napięcie wyjściowe spadnie.

Szczegóły i konstrukcja regulatora napięcia

Prawie wszystkie części można zamontować na drukowanej płycie chlebowej za pomocą drutu. W projekcie można użyć rezystorów, takich jak MLT lub importowanych. Kondensatory tlenkowe są również lepiej importowane, teraz są prawdopodobnie łatwiejsze do kupienia niż domowe. A ich jakość jest lepsza. Mostek diodowy można zastąpić diodami dyskretnymi, na przykład 1N4007. Tranzystory są odpowiednie dla każdej małej mocy z napięciem kolektor-emiter co najmniej 30 V i prądem wystarczającym do działania przekaźnika. Oprócz wskazanych na schemacie odpowiednie są KT645, KT503, KT972 z dowolnym indeksem literowym.

Zamiast dwóch diod Zenera wskazanych na schemacie można użyć zwykłego D810 ... D814. Przed instalacją należy je wybrać zgodnie z napięciem zgodnie ze schematami.

Lepiej jest stosować importowane przekaźniki (Tianbo, Trl, Trk i tym podobne, są teraz również łatwiejsze i tańsze w zakupie) z cewką 24 V. Styki przekaźników muszą być oceniane na prąd co najmniej 1,5 A. Wiele z tych przekaźników, przy bardzo małych wymiary, mają styki zaprojektowane dla prądu 10 ... 16 A.

Jako transformator zastosowano zunifikowany TPP270 - 127/220 - 50. Moc znamionowa takiego transformatora wynosi 57 watów.

Konfiguracja urządzenia

W celu regulacji regulator jest podłączony do wyjścia LATR. Aby uwzględnić reakcję transformatora na obciążenie, jest on podłączony do wyjścia urządzenia. Zmieniając napięcie na wejściu regulatora, konieczne jest skonfigurowanie urządzeń progowych. Należy tego dokonać poprzez wybór diod Zenera o różnych napięciach stabilizacyjnych. Aby uzyskać bardziej precyzyjne strojenie szeregowe z diodami Zenera, możesz włączyć diody krzemowe lub germanowe. Należy pamiętać, że napięcie stałe diod krzemowych wynosi około 0,7 V, a germanu 0,4 V.

Boris Aladyshkin