Рубрики
Электромастерская

Ступенчатый регулятор напряжения

Регулятор, поддерживающий сетевое напряжение в границах 190…242 В. Стабилизаторы сетевого напряжения Понятно, что напряжение в российских электросетях нередко выходит за границы

Ступенчатый регулятор напряженияРегулятор, поддерживающий сетевое напряжение в границах 190…242 В.

Стабилизаторы сетевого напряжения

Понятно, что напряжение в российских электросетях нередко выходит за границы допуска. Во времена ламповых телевизоров были очень всераспространены феррорезонансные стабилизаторы. Современные телеки работоспособны при конфигурациях входного напряжения в границах 110…260 В.

То же можно сказать о компьютерах, проигрывателях компакт дисков и вообщем обо всей аппаратуре, в какой используются импульсные источники питания. А вот для техники, питающейся конкретно из сети, пределы конфигурации напряжения намного меньше.

Броским примером таковой техники является холодильник, электронная кофемолка, кухонный комбайн, паяльничек, лампа накаливания. Естественно, таковой точности стабилизации напряжения как для ламповых телевизоров, таким устройствам не нужно, потому полностью может быть применение устройства, регулирующего напряжение ступенчато. Схожий регулятор и будет описан в этой статье.

Ступенчатое регулирование напряжения

При всей простоте конструкции регулятор обладает последующими данными: при изменении входного сетевого напряжения в интервале 150…260 В выходное поддерживается в границах 187…242 В. В таком спектре работоспособны многие бытовые электроприборы. В том варианте, в каком приведена схема в статье, мощность регулятора добивается 275 ватт, что полностью довольно для обычной работы, к примеру, холодильника.

Схожий же метод ступенчатого регулирования напряжения применяется в неких моделях бесперебойных источников питания для компов: когда бесперебойник работает от сети, можно услышать, как в нем щелкают реле. Это как раз делается грубая регулировка выходного напряжения. В этом режиме трансформатор бесперебойника употребляется в качестве автотрансформатора. В случае пропадания сетевого напряжения трансформатор переключается в режим преобразователя и работает от аккума.

Понятно, что трансформатор, включенный в режиме автотрансформатора, может работать с нагрузкой практически в 5 раз превосходящей его мощность. В данной конструкции использован трансформатор мощностью всего 57 ватт, потому, по мере надобности роста мощности всего регулятора в целом, довольно только поменять трансформатор на более мощнейший.

Естественно, на данный момент индустрией выпускаются сетевые стабилизаторы на базе ЛАТРА (об электрических здесь гласить не будем). В схожих устройствах микромотор с редуктором, управляемый, естественно, электрической схемой, приводит в движение подвижный контакт.

Надежность такового устройства, наверное будет невелика. Примером подобного устройства может служить стабилизатор напряжения Ресанта латвийского производства. Отзывы о нем можно почитать в Вебе.

Схема предлагаемого варианта регулятора показана на рисунке 1.

Ступенчатый регулятор напряжения

Набросок 1. Схема регулятора напряжения

Описание электронной схемы регулятора

Основой регулятора является унифицированный понижающий трансформатор Т1. Он включен по схеме автотрансформатора. Не считая трансформатора схема содержит выпрямитель для питания электрической части схемы, два пороговых устройства и узел включения выходного напряжения. Последний обеспечивает некую задержку возникновения напряжения на выходе. Это нужно для того, чтоб устройство успело войти в рабочий режим.

При коммутации вторичных обмоток безизбежно появление помех, от которых обгорают контакты реле. Для защиты от этого явления служит цепочка, состоящая из резистора R1 и конденсатора C2.

Электрическая часть устройства получает питание от нестабилизированного выпрямителя, состоящего из диодного моста VD1 и сглаживающего конденсатора C1. Конденсаторы C3 и C4 установленные в пороговых устройствах, созданы для устранения краткосрочных конфигураций (выбросов) выпрямленного напряжения. Это напряжение употребляется для контроля сетевого напряжения.

На транзисторе VT3 и элементах C5 и R6 собран таймер задержки включения. Также устройство содержит два пороговых устройства, конструкция которых подобна.

1-ое пороговое устройство выполнено на транзисторе VT1, резисторах R2, R3, стабилитронах VD2, VD3 , и конденсаторе C3. Реле К1 включено в коллекторную цепь транзистора VT1. Для защиты транзистора от напряжения самоиндукции катушка реле зашунтирована диодиком VD4.

Контакты реле К1 переключают обмотки трансформатора Т1 при срабатывании порогового устройства. Конденсатор С3 предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, также устранения помех. По таковой же схеме собрано и 2-ое пороговое устройство. Оно состоит из частей VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, реле К2.

Работа регулятора напряжения

Работу регулятора комфортно рассматривать по частям. При включении устройства на конденсаторе С1 возникает напряжение, которое начинает заряжать конденсатор С5. С задержкой около 2-ух секунд раскрывается транзистор VT3, врубается реле К3, и в нагрузку подается напряжение.

Сетевое напряжение понижено

В этом случае, когда напряжение в сети наименее 190 В не сработает ни одно пороговое устройство и контакты реле К1 и К2 находятся в том положении, как показано на схеме. В данном случае к нагрузке будет подано сетевое напряжение и плюс к нему напряжение с обмоток III и VI. Если напряжение сети в этот момент будет 150 В, на нагрузке будет более 190 В.

Сетевое напряжение практически в норме

Если сетевое напряжение будет в спектре 190…220 В, выходное напряжение выпрямителя довольно для открытия стабилитронов VD2, VD3, что приведет к открытию транзистора VT1, потому сработает реле К1. если проследить по схеме, то можно узреть, что в данном случае подключатся обмотки III и IV.

Сетевое напряжение повышено

В случае, когда сетевое напряжение превзойдет 220 В, произойдет срабатывание реле К2, которое своими контактами подключит обмотки V и IV. Эти обмотки включены противофазно, потому выходное напряжение уменьшится.

Детали и конструкция регулятора напряжения

Практически все детали можно смонтировать на печатной макетной плате проводным монтажем. В конструкции можно применить резисторы типа МЛТ либо завезенные из других стран. Оксидные конденсаторы лучше также завезенные из других стран, на данный момент их, наверное, проще приобрести, чем российские. Ну и качество у их лучше. Диодный мостик можно поменять дискретными диодиками, к примеру 1N4007. Транзисторы подходят любые маломощные с напряжением коллектор — эмиттер более 30 В и током, достаточным для срабатывания реле. Не считая обозначенных на схеме подходят КТ645, КТ503, КТ972 с хоть каким буквенным индексом.

Заместо обозначенных на схеме двуханодных стабилитронов может быть применение обыденных Д810…Д814. Перед установкой их следует подобрать по напряжению в согласовании с обозначенными на схеме.

В качестве реле лучше применить завезенные из других стран (Tianbo, Trl, Trk и подобные, их тоже на данный момент проще и дешевле приобрести) с катушкой на 24 В. Контакты реле должны быть рассчитаны на ток более 1,5 А. Многие такие реле, при очень малых габаритах, имеют контакты, рассчитанные на ток 10…16 А.

В качестве трансформатора использован унифицированный ТПП270 — 127/220 — 50. Номинальная мощность такового трансформатора 57 ватт.

Налаживание устройства

Для налаживания регулятор подключают к выходу ЛАТРа. Для того, чтоб учитывать реакцию трансформатора на нагрузку, последнюю подключают к выходу устройства. Изменяя напряжение на входе регулятора нужно настроить пороговые устройства. Это следует делать выборкой стабилитронов с разными напряжениями стабилизации. Для более четкой опции поочередно со стабилитронами можно включить кремниевые либо германиевые диоды. При всем этом следует держать в голове, что прямое напряжение кремниевых диодов около 0,7 В, а германиевых 0,4 В.

Борис

Практическая электротехника и электроника