Стабілізатор напруги з мікроконтролерним управлінням. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Стабілізатори напруги

 Коментарі до статті

Тривале відхилення мережної напруги більш ніж на 10% від номінального значення 220 В у багатьох районах нашої країни, на жаль, стало нерідким явищем. При підвищеній (до 240...250 В) напрузі в мережі значно скорочується термін служби освітлювальних приладів, збільшується нагрівання трансформаторних блоків живлення та двигунів у компресорах холодильників.

Зниження мережевої напруги нижче 160... 170 В викликає значне збільшення навантаження на ключові транзистори в імпульсних блоках живлення (це може призвести до їх перегріву та подальшого теплового пробою), а також заклинювання двигунів у компресорах холодильників, що також призводить до їх перегріву та виходу з ладу.

Ще більші коливання напруги у однофазних споживачів, що живляться від трифазної мережі, виникають у разі обриву нульового дроту на ділянці від точки підключення споживача до чотирипровідної мережі до трансформаторної підстанції. В цьому випадку внаслідок перекосу фаз напруга в розетці може змінюватися від кількох десятків вольт аж до лінійного 380 В, що неминуче призведе до пошкодження практично всієї складної побутової техніки, підключеної до розетки. Уникнути неприємностей, пов'язаних з екстремальними коливаннями напруги в мережі допоможе пропонований стабілізатор.

Для стабілізації напруги мережі в побутових умовах використовують в основному ферорезонансні стабілізатори. До їхніх недоліків слід віднести спотворення синусоїдальної форми вихідної напруги (наприклад, холодильник до такого стабілізатора підключати забороняється), обмежену потужність стабілізаторів побутового призначення (300...400 Вт) при значних масогабаритних показниках, неможливість роботи без навантаження, вузький діапазон стабілізації вихід з ладу при підвищеній напрузі в мережі.

Від зазначених недоліків вільний компенсаційний стабілізатор напруги, структурна схема якого показано на рис. 1.

Працює він за принципом ступінчастої корекції напруги, що здійснюється перемиканням відводів обмотки автотрансформатора Т1 за допомогою симісторних ключів Q2-Q6 під управлінням мікроконтролера (МК), що стежить за рівнем напруги мережі.

Застосований у стабілізаторі спосіб оцінки амплітуди напруги вкрай простий в реалізації і забезпечує цілком достатню для даного застосування точність вимірювання. Однак він накладає низку обмежень на можливе застосування пристрою. Перш за все, частота напруги мережі повинна залишатися постійною (50 Гц). Ця умова може порушуватись, наприклад, якщо енергопостачання виробляється від автономного дизель-генератора. Крім того, точність виміру зменшується зі зростанням нелінійних спотворень форми мережевої напруги, що виникають при роботі близько розташованих потужних споживачів із сильно вираженим індуктивним характером навантаження.

Принципова схема пристрою зображено на рис. 2.

(Натисніть для збільшення)

За записаною у пам'яті програмі МК DD1 проводить вимірювання напруги мережі в кожному періоді (20 мс). З дільника R1R2 негативні напівхвилі мережевого напруги, проходячи через стабілітрон VD1, формують на ньому імпульси з амплітудою, що визначається напругою стабілізації стабілітрона, в даному випадку 10 В. З дільника R3R4, що зменшує амплітуду отриманого сигналу до рівня ТТЛ (рис. 3). приходять на лінію 0 порту А, налаштовану на введення.

За допомогою підстроювального резистора R4 нижній рівень сигналу на вході МК встановлений на 0,2. ..0,3 У нижче рівня балка. 0. При кімнатній температурі та стабілізованому напрузі живлення рівень напруги переходу цифрового входу КМОП мікросхеми стану лог. 1 стан лог. 0 (і назад з 0 в 1 з деяким гістерезисом, яким у даному випадку можна знехтувати через його постійне значення) залишається практично постійним.

Як видно із рис. 3, при зміні напруги від 145 до 275 В тривалість імпульсів, відповідних лог. 0 змінюється приблизно від 0,5 до 6 мс. Вимірюючи тривалість цих імпульсів, програма МК обчислює рівень напруги в поточному періоді. (R4.1 - опір частини резистора R4 від нижнього - за схемою - виведення до двигуна).

Після включення стабілізатора напруга мережі контролюється протягом 5 с. Якщо воно знаходиться в межах 145...275 В, блимає зелений світлодіод HL2 "Нормальне", інакше загоряються світлодіод HL3 "Низьке" або HL1 "Високе" (залежно від значення напруги мережі). У такому стані стабілізатор перебуває доти, доки напруга в мережі не увійде в задані межі.

Якщо після 5 з напруга в мережі залишається в допустимих межах, МК видає команду на відкривання сим-стора VS1, через який автотрансформатор Т1 підключається до мережі. Після цього МК ще протягом 0,5 с виробляє контрольні виміри мережевої напруги, а потім, залежно від результату вимірювання, відкриває один із симісторів VS2-VS6, тим самим підключаючи навантаження до одного з п'яти відводів автотрансформатора. Гальванічна розв'язка симісторів з МК здійснюється тиристорними оптронами U1-U6.

У процесі регулювання відкриваючий імпульс знімається з увімкненого симістора в кінці напівперіоду синусоїди напруги. Після цього програма МК витримує паузу 4 мс, а потім подає імпульс, що відкриває, на інший симистор. Тривалість затримки між перемиканнями симісторів може бути збільшена зміною початку програми (у блоці опису констант) відповідного значення часу затримки (див. коментарі у вихідному тексті програми). Збільшення цього часу до 10... 15 мс необхідне у випадку, якщо до стабілізатора підключено індуктивне навантаження з коефіцієнтом потужності менше 0,7...0,8.

При відхиленні напруги мережі за допустимі межі автотрансформатор разом з навантаженням відключається симистором VS1. Світлодіоди HL1-HL8 індикують стан стабілізатора та рівні напруги в мережі.

Залежно від величини напруги U U висновки додаткових обмоток автотрансформатора перемикаються в наступному порядку:

- U<145 В - навантаження вимкнене, горить червоний світлодіод HL3 ("Низьке");

- 145

- 165

- 190

- 205

- 235

- 245

- 265

- U>275 В - навантаження відключене від мережі, горить червоний світлодіод HL1 ("Високе").

Для запобігання безладному перемиканню симісторів у випадку, якщо мережна напруга знаходиться на порозі перемикання відводів автотрансформатора, в програму введений деякий "гістерезис" у спрацьовуванні. Наприклад, якщо при збільшенні напруги від 189 до 190 В буде проведено перемикання навантаження з відведення "+20%" на "+10%",

Автор: С. Коряков, м. Шахти Ростовської обл.; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Стабілізатори напруги.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Найлегший ізотоп магнію 28.12.2021 У співпраці з міжнародною групою дослідників Університет штату Мічиган створив найлегшу у світі версію магнію. Ізотоп-рекордсмен магній-18 отриманий у Національній лабораторії надпровідних циклонів (NSCL) і настільки нестабільний, що розпадається, перш ніж вчені можуть виміряти його безпосередньо або виявити в природі. Тому, використовуючи прискорювач частинок, фізики створили його лабораторно у спробі зрозуміти, як влаштовані атоми та звідки беруться елементи Всесвіту. Це допоможе передбачити, що відбувається в екстремальних космічних середовищах, умовах яких, можливо, ніколи не вдасться безпосередньо відтворити або виміряти із Землі. У всіх атомів магнію всередині ядра 12 протонів. Раніше найлегша версія магнію мала 7 нейтронів, що давало загалом 19 протонів та нейтронів. Щоб одержати магній-18, який легший на один нейтрон, команда взяла магній-24. Циклотрон прискорив пучок ядер магнію-24 приблизно до половини швидкості світла і направив його за мету: металеву фольгу з берилію. Зіткнення дало багато різних ізотопів легше, ніж магній-24. З них виділили магній-20, період розпаду якого становить десяті частки секунди. За цей час команді довелося змусити отриманий ізотоп зіткнутися з іншою метою берилії на відстані близько 30 метрів. Так з'явився магній-18, що існує приблизно секстильйонну частку секунди. Це настільки мало, що ізотоп не маскується електронами, щоб стати повноцінним атомом перед розпадом і існує як голе ядро. Фактично, за такий короткий проміжок часу магній-18 не залишає берилієву мету і розпадається в ній. Вчені лише охарактеризували очевидні ознаки нового ізотопу. Магній-18 спочатку викинув два протони зі свого ядра і став неоном-16, який потім випустив ще два протони, ставши киснем-14. Аналізуючи протони та кисень, які залишили мету, команда визначила властивості магнію-18.

Інші цікаві новини:

▪ Маска з NFC-міткою

▪ Ефективне прибирання нафтових плям

▪ Розумні контактні лінзи

▪ Макарони не повнять

▪ Механічна рука вміє відчувати

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Будівельнику, домашньому майстру. Добірка статей

▪ стаття Що він Гекубе, що йому Гекуба? Крилатий вислів

▪ статья Яке найкоротше прізвище? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на машині для загортання книг у суперобкладинку типу БЗСП тощо. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Стимуляція рослин струмом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Міжблочні кабелі високої якості. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024