Регулятор мощности на логических элементах

Рассказать в:

                                            РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМАХ

В практике различных предприятий нередко требуется управлять большими мощностями перемен­ного тока. Это, например, регулирова­ние нагрева электропечей, тиглей, инф­ракрасных излучателей, сушильных шкафов, термостатов, освещения зри­тельных залов, световой рекламной ап­паратуры и пр. В таких случаях наибо­лее пригодны бесконтактные тиристорные регуляторы.

Описание одного из таких регуляторов, построенного с использованием импульсного метода управления тринисторным ключом, приведено ниже. Сущность метода заключается в подаче на управляющий электрод тринистора не одного, а пачки коротких управляю­щих импульсов ( этот вариант импульс­ного метода управления тринистором известен под названием числоимпульсного). Смещение по времени начала пачки относительно начала полуперио­да сетевого напряжения определяется управляющим напряжением. Чем боль­ше управляющее напряжение, тем раньше начинает вырабатываться пачка импульсов, открывающая тринистор и, следовательно, больше средняя мощ­ность, выделяющаяся в нагрузке. Им­пульсный метод управления обеспечи­вает надежное открывание тринистора при любом характере нагрузки (актив­ном или реактивном) и, кроме того, позволяет снизить мощность на управ­ляющем переходе тринистора.

Регулятор мощности на логических элементах

Структурная схема регулятора изоб­ражена на рис. 1. Генератор пилооб­разного напряжения ГПН синхронизи­рован с частотой сети импульсами, поступающими от формирователя ФИ. Выходной сигнал генератора поступает на вход сравнивающего устройства СУ; сюда же подается внешний управляю­щий сигнал uупр . В результате срав­нения этих напряжений на выходе срав­нивающего устройства образуется сиг­нал, управляющий работой узла сов­падения УС. При наличии сигнала сравнивающего устройства узел совпадения пропускает со входа на выход импульсное напряжение относительно высокой частоты с выхода генерато­ра ГИ.

На выходе узла совпадения форми­руются пачки коротких импульсов, которые подают на тринисторный ключ ТК. Ключ регулирует мощность, подводимую к нагрузке Н из питающей сети. Изменяя уровень управляющего сигнала uупр, можно изменять сдвиг фазы пачки импульсов, управляющих работой тринисторного ключа, отно­сительно начала полупериода напряже­ния сети н тем самым изменять мощ­ность, выделяющуюся в нагрузке.

Принципиальная схема регулятора, построенная в соответствии с рассмот­ренной структурной схемой, изображе­на на рис. 2, а на рис. 3 показан харак­тер процессов в различных узлах уст­ройства.

Регулятор мощности на логических элементах    Регулятор мощности на логических элементах

 На вход элемента d2.1 формирователя импульсов через резистор r2 поступают положительные полупериоды выпрямленного напряжения (1Увып. рис 3). Как только напряжение умень­шается до некоторого порогового уровня uпор, напряжение на выходе формирователя (на выводе 9 элемен­та d2.2) уменьшается до уровня «О».

В начале очередного полупернода напряжение uвып. снова превзойдет уровень uпор. , а напряжение u d2.2 на выходе формирователя снова увели­чивается до уровня "1".Таким образом, в моменты перехода сетевого напряже­ния через нуль формируются синхро­импульсы длительностью 1.5...2 мс, которые поступают на генератор пило­образного напряжения и синхронизиру­ют его работу с частотой сетевого напряжения.

Генератор пилообразного напряже­ния выполнен на элементе d3.1, кон­денсаторе СЗ, разделительном дио­де v8 и резисторе r8. В начале синхро­импульса диод v8 открывается и нап­ряжение логического «0» с выхода формирователя поступает на вход элемента d3 1. При этом конденса­тор СЗ через резистор r8, диод v8 и элемент d2.2 заряжается до напряже­ния, равного почти 5 В. Поэтому после окончания действия синхроимпульса диод vs закроется, а на выходе элемен­та d3.i за счет разрядки конденсато­ра СЗ формируется линейно уменьшаю­щееся напряжение. Разрядка протекает до начала следующего синхроимпульса, после чего весь процесс повторяется. Образующееся пилообразное напря­жение через резистор r9 поступает на вход устройства сравнения на транзисторе v9. К базе этого транзисто­ра подведено через резистор r7 отри­цательное управляющее напряжение со входа А. Транзистор подключен коллектором к одному из входов узла совпадения на элементе d3.2 (к выво­дам 12, 13). На другой вход узла (на выводы 9, 10) поступают короткие импульсы с генератора, собранного на микросхеме d1. Если управляющее напряжение отсутствует (равно 0), положительное пилообразное напряже­ние поддерживает транзистор v9 откры­тым. вследствие чего импульсы с гене­ратора не проходят на выход узла сов­падения. Поэтому тринисторные ключи vii и vi2 остаются закрытыми.

Как только управляющее отрицатель ное напряжение на входе А (рис 2) достигнет уровня, достаточного для того, чтобы транзистор v9 закрывался на короткие отрезки времени (на рис. 3 форма напряжения на базе транзисто­ра v9 показана упрощенно), напряже­ние на его коллекторе будет разрешать прохождение высокочастотных импуль­сов через элемент d3.2 на выход узла совпадения (вывод 8). При этом на вторичных обмотках ii и iii трансфор­матора формируются пачки импульсов, которые поступают на управляющие переходы тринисторов и открывают тот из них. к аноду которого в текущий полупериод приложено прямое напря­жение.

Если по какой-либо причине тринистор не откроется от первого импульса пачки, то откроется от одного из по­следующих — этим повышается надеж­ность работы регулятора.

Применение импульсного трансфор­матора Т2 позволяет гальванически развязать цепи управления от сети.

В качестве управляющего может быть использовано как постоянное регулируемое напряжение (с простей­шего параметрического стабилизатора, например), так и продетектированный сигнал с любого источника переменного напряжения (например, с усилителя НЧ в светомузыкальных установках). При увеличении числа каналов регулятора число потребных микросхем возрастает незначительно, так как генератор им­пульсов d1 и формирователь синхро­импульсов d2 являются общими для всех каналов регулятора. На рис. 2 показан регулятор, содержащий три одинаковых канала регулирования (1, 2, 3) с отдельными управляющими входами А, Б. В.

Все микросхемы устройства питаются от стабилизатора напряжения на стаби­литроне v6 и транзисторе v 6. Сетевой трансформатор Т1 выполнен на магни­топроводе Ш 16x25. Обмотка 1 со­держит 3000 витков провода ПЭВ-2 0,1, а обмотка 11 — 120 витков прово­да ПЭВ-2 0,47. Можно применить и трансформатор ТВЗ или ТВК от теле­визоров, перемотав вторичную обмотку на переменное напряжение 8 В.

Импульсный трансформатор Т2 со­держит три одинаковых обмотки по 40 витков провода ПЭВ-2 0,17, намотан­ных на кольце К10х6х5 из ферри­та 600НН. Тринисторы КУ202Н выбра­ны из расчета на максимальную регу­лируемую мощность одного канала около 2 кВт. При меньшей мощности можно применить тринисторы КУ201Л.

Налаживание регулятора, собранно­го из заведомо исправных деталей, сводится к установке частоты следова­ния импульсов генератора в пределах 8... 10 кГц подбором конденсатора С2. Иногда бывает необходимо уточнить номинал резистора r3, если длитель­ность синхроимпульсов выходит за ука­занные пределы.


А. ВДОВИКИН, Р. АБУЛЬХАНОВ, Ю. ДЕМИН г. ПЕНЗА


Раздел: [Регуляторы мощности]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru