Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ступенчатый регулятор напряжения

Ступенчатый регулятор напряжения

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

Стабилизаторы сетевого напряжения

Известно, что напряжение в отечественных электросетях часто выходит за границы допуска. Во времена ламповых телевизоров были очень распространены феррорезонансные стабилизаторы. Современные телевизоры работоспособны при изменениях входного напряжения в пределах 110…260 В.

То же можно сказать о компьютерах, проигрывателях компакт дисков и вообще обо всей аппаратуре, в которой применяются импульсные источники питания. А вот для техники, питающейся непосредственно из сети, пределы изменения напряжения намного меньше.

Ярким примером такой техники является холодильник, электрическая кофемолка, кухонный комбайн, паяльник, лампа накаливания. Конечно, такой точности стабилизации напряжения как для ламповых телевизоров, таким устройствам не надо, поэтому вполне возможно применение устройства, регулирующего напряжение ступенчато. Подобный регулятор и будет описан в этой статье.

Ступенчатое регулирование напряжения

При всей простоте конструкции регулятор обладает следующими данными: при изменении входного сетевого напряжения в интервале 150…260 В выходное поддерживается в пределах 187…242 В. В таком диапазоне работоспособны многие бытовые электроприборы. В том варианте, в каком приведена схема в статье, мощность регулятора достигает 275 ватт, что вполне достаточно для нормальной работы, например, холодильника.

Подобный же способ ступенчатого регулирования напряжения применяется в некоторых моделях бесперебойных источников питания для компьютеров: когда бесперебойник работает от сети, можно услышать, как в нем щелкают реле. Это как раз производится грубая регулировка выходного напряжения. В этом режиме трансформатор бесперебойника используется в качестве автотрансформатора. В случае пропадания сетевого напряжения трансформатор переключается в режим преобразователя и работает от аккумулятора.

Известно, что трансформатор, включенный в режиме автотрансформатора, может работать с нагрузкой почти в пять раз превышающей его мощность. В данной конструкции применен трансформатор мощностью всего 57 ватт, поэтому, при необходимости увеличения мощности всего регулятора в целом, достаточно лишь заменить трансформатор на более мощный.

Конечно, сейчас промышленностью выпускаются сетевые стабилизаторы на основе ЛАТРА (об электронных тут говорить не будем). В подобных устройствах микромотор с редуктором, управляемый, конечно, электронной схемой, приводит в движение подвижный контакт.

Надежность такого устройства, наверно будет невелика. Примером подобного устройства может служить стабилизатор напряжения Ресанта латвийского производства. Отзывы о нем можно почитать в Интернете.

Схема предлагаемого варианта регулятора показана на рисунке 1.

Схема регулятора напряжения

Рисунок 1. Схема регулятора напряжения

Описание электрической схемы регулятора

Основой регулятора является унифицированный понижающий трансформатор Т1. Он включен по схеме автотрансформатора. Кроме трансформатора схема содержит выпрямитель для питания электронной части схемы, два пороговых устройства и узел включения выходного напряжения. Последний обеспечивает некоторую задержку появления напряжения на выходе. Это необходимо для того, чтобы устройство успело войти в рабочий режим.

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

Электронная часть устройства получает питание от нестабилизированного выпрямителя, состоящего из диодного моста VD1 и сглаживающего конденсатора C1. Конденсаторы C3 и C4 установленные в пороговых устройствах, предназначены для устранения кратковременных изменений (выбросов) выпрямленного напряжения. Это же напряжение используется для контроля сетевого напряжения.

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

Первое 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 диодом VD4.

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

Работа регулятора напряжения

Работу регулятора удобно рассматривать по частям. При включении устройства на конденсаторе С1 появляется напряжение, которое начинает заряжать конденсатор С5. С задержкой около двух секунд открывается транзистор VT3, включается реле К3, и в нагрузку подается напряжение.

Сетевое напряжение понижено

В том случае, когда напряжение в сети менее 190 В не сработает ни одно пороговое устройство и контакты реле К1 и К2 находятся в том положении, как показано на схеме. В этом 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 не менее 190 В.

Сетевое напряжение почти в норме

Если сетевое напряжение будет в диапазоне 190…220 В, выходное напряжение выпрямителя достаточно для открытия стабилитронов VD2, VD3, что приведет к открытию транзистора VT1, поэтому сработает реле К1. если проследить по схеме, то можно увидеть, что в этом случае подключатся обмотки III и IV.

Сетевое напряжение повышено

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

Детали и конструкция регулятора напряжения

Почти все детали можно смонтировать на печатной макетной плате проводным монтажем. В конструкции можно применить резисторы типа МЛТ или импортные. Оксидные конденсаторы лучше также импортные, сейчас их, наверно, проще купить, чем отечественные. Да и качество у них получше. Диодный мостик можно заменить дискретными диодами, например 1N4007. Транзисторы подойдут любые маломощные с напряжением коллектор – эмиттер не менее 30 В и током, достаточным для срабатывания реле. Кроме указанных на схеме подойдут КТ645, КТ503, КТ972 с любым буквенным индексом.

Вместо указанных на схеме двуханодных стабилитронов возможно применение обычных Д810…Д814. Перед установкой их следует подобрать по напряжению в соответствии с указанными на схеме.

В качестве реле лучше применить импортные (Tianbo, Trl, Trk и подобные, их тоже сейчас проще и дешевле купить) с катушкой на 24 В. Контакты реле должны быть рассчитаны на ток не менее 1,5 А. Многие такие реле, при весьма малых габаритах, имеют контакты, рассчитанные на ток 10…16 А.

В качестве трансформатора применен унифицированный ТПП270 – 127/220 – 50. Номинальная мощность такого трансформатора 57 ватт.

Налаживание устройства

Для налаживания регулятор подключают к выходу ЛАТРа. Для того, чтобы учесть реакцию трансформатора на нагрузку, последнюю подключают к выходу устройства. Изменяя напряжение на входе регулятора надо настроить пороговые устройства. Это следует делать подборкой стабилитронов с различными напряжениями стабилизации. Для более точной настройки последовательно со стабилитронами можно включить кремниевые или германиевые диоды. При этом следует помнить, что прямое напряжение кремниевых диодов около 0,7 В, а германиевых 0,4 В.

Простой источник питания с регулируемым напряжением

Источник питания с регулируемым напряжением

Привет! Это моя первая инструкция! Все мы окружены электрическими приборами с разными спецификациями. Большинство их них работает напрямую от сети 220 В переменного тока. Но что делать, если вы придумываете какой-либо нестандартный прибор, или выполняете проект, для которого требуется конкретное напряжение, да к тому же и с постоянным током. Поэтому у меня и появилось желание изготовить источник питания, выдающий различное напряжение, и использующий регулятор напряжения lm317 на интегральной схеме.

Что делает источник питания?

Вначале необходимо понять назначение источника питания.
• Он должен преобразовывать переменный ток, полученный из сети переменного тока, в постоянный ток.
• Он должен выдавать напряжение по выбору пользователя, в диапазоне от 2 В до 25 В.

Основные преимущества:
• Недорогой.
• Простой и удобный в применении.
• Универсальный.

Список необходимых компонентов

Простой источник питания с регулируемым напряжением

1. Понижающий трансформатор на 2 А (с 220 В до 24 В).
2. Регулятор напряжения lm317 IC с радиатором теплообменника.
3. Конденсаторы (поляризованные):
2200 микрофарад 50 В;
100 микрофарад 50 В;
1 микрофарада 50 В.
(замечание: номинал напряжения конденсаторов должен быть выше напряжения, подаваемого на их контакты).
4. Конденсатор (неполяризованный): 0.1 микрофарад.
5. Потенциометр 10 кОм.
6. Сопротивление 1 кОм.
7. Вольтметр с ЖК-дисплеем.
8. Плавкий предохранитель 2.5 А.
9. Винтовые зажимы.
10. Соединительный провод с вилкой.
11. Диоды 1n5822.
12. Монтажная плата.

Составление электрической схемы

Простой источник питания с регулируемым напряжением

• В верхней части рисунка трансформатор подключен к сети переменного тока. Он понижает напряжение до 24 В, но при этом ток остается переменным с частотой 50 Гц.
• В нижней половине рисунка показано соединение четырех диодов в мост выпрямителя. Диоды 1n5822 пропускают ток при прямом смещении, и блокируют прохождение тока при обратном смещении. В результате выходное напряжение постоянного тока пульсирует с частотой в 100 Гц.

Простой источник питания с регулируемым напряжением

• На этом рисунке добавлен конденсатор емкостью в 2200 микрофарад, который фильтрует выходной ток и обеспечивает устойчивое напряжение в 24 В постоянного тока.
• На этом этапе можно последовательно включить в схему плавкий предохранитель для обеспечения ее защиты.
• Итак, мы имеем:
1. Понижающий трансформатор переменного тока до 24 В.
2. Преобразователь перемененного тока в пульсирующий постоянный ток с напряжением до 24 В.
3. Отфильтрованный ток для получения чистого и стабильного напряжения 24 В.
• Все это будет подключено к схеме регулятора напряжения lm317, описанной ниже

Введение в Lm317

Простой источник питания с регулируемым напряжением

Простой источник питания с регулируемым напряжением

• Теперь наша задача заключается в управлении выходным напряжением, изменяя его в соответствие с нашими нуждами. Для этого мы используем регулятор напряжения lm317.
• Lm317, как показано на рисунке, имеет 3 контакта. Это контакт регулировки (pin1 — ADJUST), контакт вывода (pin2 — OUNPUT), и контакт ввода (pin3 — INPUT).
• Регулятор lm317 во время работы выделяет тепло, поэтому ему требуется радиатор теплообменника
• Радиатор теплообменника представляет собой металлическую пластину, соединенную с интегральной схемой для рассеивания выделяемого ею тепла в окружающее пространство.

Объяснение схемы подключения Lm317

Простой источник питания с регулируемым напряжением

• Это продолжение предыдущей электрической схемы. Для лучшего понимания, схема подключения lm317 показана здесь подробно.
• Для обеспечения фильтрации на входе рекомендуется использовать конденсатор емкостью в 0.1 микрофарады. Очень желательно не размещать его вблизи основного фильтрующего конденсатора (в нашем случае, это конденсатор емкостью 2200 микрофарад).
• Использование конденсатора в 100 микрофарад рекомендуется для улучшения гашения ряби. Он предотвращает усиление ряби, возникающее при увеличении устанавливаемого напряжения.
• Конденсатор емкостью в 1 микрофараду улучшает переходную характеристику, но не является необходимым для стабилизации напряжения.
• Диоды защиты D1 и D2 (оба — 1n5822) обеспечивают путь разряда с низким импедансом, предотвращая разряд конденсатора в выход регулятора напряжения.
• Сопротивления R1 и R2 нужны для установки выходного напряжения
• На рисунке приведено уравнение управления. Здесь сопротивление R1 равно 1 кОм, а сопротивление R2 (потенциометр с сопротивлением 10 кОм) является переменным. Поэтому получаемое на выходе напряжение, согласно данному аппроксимированному уравнению, задается изменением сопротивления R2.
• При необходимости получить дополнительную информацию по характеристикам lm317 на интегральной схеме, такую информацию найти в Интернете.
• Теперь выходное напряжение можно подключить к вольтметру с ЖК-дисплеем, или можно использовать мультиметр для замера напряжения.
• Замечание: Величины сопротивлений R1 и R2 выбираются из соображений удобства. Другими словами, нет какого-либо твердого правила, которое говорило бы, что сопротивление R1 должно всегда быть 1 кОм, а сопротивление R2 должно быть переменным до 10 кОм. Кроме того, если нужно фиксированное выходное напряжение, то можно установить фиксированное сопротивление R2 вместо переменного. Используя приведенную управляющую формулу, можно выбирать параметры R1 и R2 по своему усмотрению.

Завершение составления электрической схемы

Простой источник питания с регулируемым напряжением

• Окончательная электрическая схема выглядит так, как показано на рисунке.
• Теперь, пользуясь потенциометром (т.е. R2), можно получать требуемое напряжение на выходе.
• На выходе будет получено чистое, свободное от ряби, стабильное и постоянное напряжение, требуемое для питания конкретной нагрузки.

5 схем сборки самодельного светорегулятора

Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, это как правило, от 20% до 100%. Выставлять яркость меньше не имеет смысла, поскольку большинство ламп просто не работают в таком режиме или дают мизерное количество света, которого хватит только на свечение лампы, но при этом ничего освещать она не будет. Можно пойти в магазин и купить готовый прибор, но сейчас цены на данные устройства очень завышены и не соответствуют получаемому изделию. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы самостоятельно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 В и 220 В своими руками.

На симисторе

Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой — симистор.

Диммер на симисторе

Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ — симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается конденсатор, тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.

Фазное управление

Значение (t*) — это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:

На тиристорах

Вы можете не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах, которые можно легко достать из старой неработающей аппаратуры и плат, по типу телевизоров, магнитофонов и т.д. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.

Тиристорный регулятор

Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод тиристора V1. Ключ открывается, пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2 и конденсатора С2, который заряжается через цепочку R1, R2, R5.

Фазные регуляторы — димеры можно использовать не только для регулировки яркости ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятора вытяжки, можно сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала для улучшения качества пайки.

Видео инструкция по сборке:

Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами из-за особенностей их работы.

Конденсаторный светорегулятор

На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные диммеры. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он пропускает через себя. Таким образом, с помощью конденсатора можно уменьшить мощность, подаваемую на лампу, однако этот способ не позволяет производить регулировку плавно. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, все зависит от требуемых параметров яркости, а следовательно, от емкости конденсатора, которая связана с его размерами.

Схема с гасящим конденсатором

Как видно из схемы, есть три положения: 100% мощности, через гасящий конденсатор (уменьшение мощности) и выключено. В устройстве используется неполярный бумажный конденсатор, который можно раздобыть в старой технике. О том, как правильно выпаивать радиодетали из плат мы рассказали в соответствующей статье!

Ниже приведена таблица, связывающая емкость и напряжение на лампе.

Таблица выбора емкости конденсатора

На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник и с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника.

На микросхеме

Для регулирования мощностью, подаваемой на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы — КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств за счет малого числа радиодеталей. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает некоторыми функциями защиты.

Регулятор на КРЕН

С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12 В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в малом КПД и максимально возможной мощности подключаемой нагрузки, в следствие этого, есть необходимость установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла. Однако, это идеальный вариант для маломощных схем постоянного тока и низкого напряжения, за счет своей простоты и универсальности.

Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и давал возможность регулировать яркость светодиодов от ноля до максимума.

Отличный вариант — диммер на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами. Установив высокую частоту работы схемы, можно избавиться от мерцания, которое часто возникает из-за дешевых покупных диммеров и вызывает быструю усталость и раздражение глаз у человека.

В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны, что позволяет подключать более мощную нагрузку и использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором на КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.

ШИМ регулятор

Напоследок рекомендуем просмотреть еще один мастер-класс, в котором показано, как можно сделать регулятор освещения для светодиодов:

Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.

Регулятор напряжения 220в для трансформатора своими руками

Сириус-2-РН Регулятор напряжения трансформатора под нагрузкой.

Сириус-2-РН Устройство регулирования напряжения трансформатора предназначено для управления электроприводами РПН при автоматическом регулировании коэффициента трансформации силовых трансформаторов.

Устройство предназначено для установки на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций и подстанций 3–500 кВ.

Устройство имеет специальное исполнение «И4», обеспечивающее наиболее полный функционал при построении «цифровых подстанций» и развертывании «Smart Grid».

Основные функции устройства регулирования напряжения трансформатора Сириус-2-РН:

  • регулирование коэффициента передачи силового трансформатора путем переключения отводов его первичной обмотки с помощью РПН;
  • обеспечение необходимых блокировок, запрещающих регулирование;
  • контроль отработки команд устройством РПН.

При выполнении основных функций устройство напряжения трансформатора Сириус-2-РН обеспечивает:

  • автоматическое поддержание напряжения в заданных пределах;
  • коррекцию уровня регулируемого напряжения по току нагрузки;
  • формирование импульсных или непрерывных команд управления электроприводами РПН;
  • контроль исправности электроприводов РПН в импульсном режиме работы;
  • одновременный контроль двух систем шин;
  • оперативное переключение регулирования с одной системы шин на другую;
  • блокировку работы и сигнализацию при обнаружении неисправности электропривода РПН;
  • блокировку регулирования внешними релейными сигналами;
  • блокировку регулирования при обнаружении перегрузки, превышении 3U0 (или U2) или при пониженном измеряемом напряжении;
  • оперативное изменение уставки по напряжению поддержания с одного, заранее выбранного значения, на другое;
  • измерение текущей ступени переключения РПН.

Дополнительно устройство напряжения трансформатора Сириус-2-РН обеспечивает:

  • задание внутренней конфигурации и режима работы устройства;
  • ввод и хранение уставок;
  • контроль и индикацию значения напряжений и токов, подводимых к устройству;
  • обеспечение регулирования коэффициента трансформации силового трансформатора;
  • передачу текущих параметров, ввод и изменение уставок по линии связи;
  • непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;
  • блокировку выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;
  • получение дискретных сигналов, выдачу предупредительной сигнализации;
  • гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание, для обеспечения высокой помехозащищенности;
  • высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях присоединения;
  • встроенные часы-календарь;
  • измерение текущих значений напряжений и тока компенсации;
  • три независимых интерфейса линии связи;
  • вывод текущей ступени переключения РПН на внешний индикатор и/или на устройства телемеханики (цепи телеизмерения).

Также устройство напряжения трансформатора Сириус-2-РН обеспечивает измерение параметров входных аналоговых сигналов, в том числе:

  • линейного напряжения регулируемой секции;
  • линейного напряжения контролируемой секции;
  • напряжения нулевой последовательности регулируемой секции шин (второго линейного напряжения регулируемой секции);
  • напряжения нулевой последовательности контролируемой секции шин (второго линейного напряжения контролируемой секции);
  • одного из фазных токов ввода секции шин, являющейся регулируемой;
  • одного из фазных токов ввода секции шин, являющейся контролируемой;
  • одного из фазных токов через секционный выключатель регулируемой секции шин;
  • одного из фазных токов через секционный выключатель контролируемой секции шин.

При измерениях напряжения и тока устройство Сириус-2-РН осуществляет цифровую фильтрацию входных сигналов и их обработку относительно промышленной частоты 50 Гц.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Ремонт блоков питания и зарядных устройств
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector