|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Тиристорне стабілізоване джерело живлення з можливістю регулювання та захистом від перевантажень по струму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Пропоную до уваги читачів регульований тиристорний стабілізатор напруги із захистом від перевантажень. Ця конструкція буде дуже ефективна при живленні навантажень, не критичних до пульсацій напруги живлення, наприклад, для двигунів постійного струму і будь-яких інших приладів, що споживають значну потужність і вимагають стабільного (за середнім значенням) напруги живлення з можливістю регулювання. Його граничні технічні характеристики визначаються характеристиками двох схемотехнічних фрагментів – тиристора та випрямного мосту. Система управління є універсальною, вона розрахована та створена так, щоб виключити з конструктиву дорогі та/або дефіцитні елементи. Функціональна схема показано на рис.1.
Відразу хочу попередити, що спроби живити всю систему від одного джерела не мали успіху. Занадто великі наведення різних ланцюгів один на одного через джерело живлення, що погіршує стабільність вихідної напруги. А створення джерела живлення з низьким вихідним опором у цьому конструктиві є справою невиправданою з погляду витрат та кількості елементів. Принципова схема показана на рис.2, де R1, R2, R4 - гасячі резистори ланцюгів живлення, причому опір R4 може бути приблизно в п'ять разів більше опору R1, R2 через відбір струму з конденсатора С3, що має форму короткого імпульсу. Решту часу С3 заряджається.
Опір резисторів можна розрахувати за законом Ома для будь-якої напруги живлення блоку. У загальному випадку R = (U - Uст) / I, де R - необхідний опір; U - чинне значення прикладеної напруги; Uст напруга стабілізації стабілітрону; I - струм, необхідний для схеми живлення і протікає через цей резистор. При великих U та малих Uст значенням Uст можна знехтувати. При розрахунках не забувайте про потужність, що розсіюється на резисторі, P = UI, де P – потужність, Вт; U - діюче значення прикладеної напруги; I струм, що протікає через резистор, А. Нагадую, що для надійної роботи резистора максимальна потужність, що розсіюється на ньому, повинна бути приблизно на двадцять відсотків нижчою за номінальну. На С2 та А1 зібрано одновібратор, що генерує імпульс тривалістю не менше 100 мс, який через буферний транзистор VT2 запалює світлодіод оптотиристора, відкриваючи його. Схему вузла А1 можна виконати за рис.3 чи 4.
Слід зауважити, що схема на рис.3 працює стабільніше ніж одноперехідний транзистор. Тривалість імпульсу повинна бути приблизно в 10 разів більша за мінімальну паспортну тривалість імпульсу, що відкриває тиристор. Діод VD3 забезпечує синхронізацію одновібратора з напівхвилями напруги живлення, розряджаючи С2 в момент нульової напруги живлення. Вузол R3, VT1 є керованим джерелом струму заряду С2, що дозволяє плавно регулювати час заряду. Резистор R6 визначає ширину імпульсу одновібратора. Слід зазначити, що його опір має бути меншим за опори R9, R10 опорного дільника. При використанні варіанта блоку А1 рис.3 опір R9, R10 може бути 10 кОм без помітного погіршення характеристик. При використанні варіанта блоку А1 по рис.4 висновки одноперехідного транзистора встановлюйте відповідні отвори друкованої плати без корекції розведення, так як плата є універсальною. Вузол R4, VD4, C3 – ланцюг живлення світлодіода оптотиристора. Надлишок напруги "скидається" через діод VD5. Світлодіод оптотиристора довелося забезпечити окремим джерелом живлення через великий номінальний струм, що дає на горілки на інші ланцюги. Про недоцільність внутрішнього джерела живлення з низьким вихідним опором сказано вище. Резистор R8 визначає струм світлодіода оптотиристора. Пропонувати чітку методику розрахунку цього резистора я не ризикну через те, що мені траплялися оптотиристор з великим розкидом параметрів світлодіода. Цей елемент просто підберіть. Граничне паспортне значення постійного струму світлодіода оптотиристора ТО125 дорівнює 80 мА. Вузол VD7, C4 забезпечує інтегратор сигналів зворотного зв'язку стабільним живленням. Резистор R11 спрямовує характеристику регулювання вихідної напруги. Без нього регулювання вихідної напруги в області малих напруг буде більш плавним, але різкішим в області високих частот. Вузол VT3, R12 – ще один керований ключ. Його функція замикати VT1 за наявності перевантаження. Ступінь впливу сигналів зворотний зв'язок на інтегратор визначається опором резистора R12. Вузол C5, R14, власне, і є інтегратором. Інтегрується напруга на навантаженні, величина якого визначається резистором R15. Слід зазначити, що при живленні блоку від великих напруг, таких, як напруга мережі 220, необхідно або брати дротяний R15, або збільшити його опір приблизно в 10 разів. У цьому неважко переконатися, розрахувавши потужність, що виділяється на цьому резисторі за формулою, наведеною вище для розрахунку потужностей резисторів, що гасять, в ланцюгах живлення. Резистор R13 покращує параметри інтегратора струму витоку С5. Можете поекспериментувати із цим резистором або взагалі виключити його, але параметрів схеми це не покращить. Стабілітрон VD8 рекомендується встановлювати при роботі блоку в області великої напруги, але це елемент безпеки, який не є обов'язковим. Тому настановне місце для нього на платі не передбачено. Вузол VT4, VT5 – підсилювач сигналу датчика струму. Транзистори відкриваються, якщо напруга на базі VT5 буде приблизно на 1,2 більше, ніж на емітері VT4. При експериментах не рекомендую плутати навантаження колекторів. При включенні, як показано на схемі, базоемітерний струм VT5 майже постійний, а у VT4 зі значними пульсаціями. Тепер прикиньте, що буде, якщо поміняти колекторні навантаження цих транзисторів місцями. Вузол R19, C7 – інтегратор сигналу датчика струму. Якщо при використанні блоку А2 і невеликих струмах навантаження можна без нього обійтися, то при відсутності А2 весь формувач сигналу датчика струму починає працювати в імпульсному режимі. Тому робота всієї системи засмучується. Резистор R20 – датчик струму (дротяний резистор). Його підбирайте на власний розсуд, але враховуйте, якщо система захисту від перевантажень по струму спрацьовуватиме при середньому струмі більшому, ніж допустимі середні струми діодного мосту або тиристора, то в ній немає сенсу. Напруга спрацьовування захисту дорівнює 1,2 В і, тому розраховуйте опір R20 за законом Ома: R = 1, 2/Imax, де R - опір резистора, Ом, Imax - необхідне значення середнього струму в навантаженні. Транзистор VT6 управляє світлодіодом VD9, що індикує режим навантаження струмом. Конденсатор C6 усуває мерехтіння VD9 та пом'якшує режим роботи підсилювача сигналу датчика струму. Вузол R1, VD1, C1, VD6 – ланцюг живлення світлодіода VD9. Якщо не плануєте індикувати стан навантаження, можете виключити елементи R1, VD1, C1, C6, R16, VT6, R18, VD9, VT4. При цьому емітер VT5 приєднайте до загального дроту. У цьому випадку напруга спрацьовування захисту, що знімається з R20, складе приблизно 0,6, що необхідно враховувати при розрахунках опору резистора R20. Схема блоку А2 показано на рис.5. Він забезпечує рівень постійної складової у навантаженні. Дросель L1 використовується як баласт. При відкритті тиристора діоди випрямного мосту працюють у режимі струму короткого замикання, заряджаючи конденсатори фільтра. У цей момент L1 створює реактивний опір у ланцюзі, чим рятує діоди мосту і тиристор від кидків струму, що перевищують допустиму межу, а також позбавляє їх від перегріву та підвищує довговічність системи.
Діод усуває викиди напруги самоіндукції, чим запобігає збоям у системі управління. Дросель L2 виконує роль баластного резистора за змінною складовою. Особливості конструкції Можете замінити R18 або стабілітроном КС133, або ще одним світлодіодом. Це має сенс робити для стабільнішої роботи оптотиристора і при наявності другого світлодіода, наприклад для додаткової індикації. VD6 також можна замінити ланцюжком із двох або трьох послідовно включених світлодіодів. Можна замінити світлодіодом та стабілітрон КС133, включений послідовно. Вони індикуватимуть наявність живлення в ланцюгах блоку. Замість VD5 можна встановити між катодом VD4 та загальним проводом стабілітрон з напругою стабілізації 4,7...6,2 В. Можна варіювати цими ланцюгами як хочете, але не порушуйте умови, при якому всі ланцюги блоку живляться напругою в межах 4,7. ..6,2 Ст. Замість датчика струму R20 можна встановити змінний або підстроювальний резистор, бажано дротяний. Це дасть вам можливість плавно регулювати рівень спрацьовування захисту струму. Про особливості плати Розведення друкованої плати з боку доріжок показано на рис.6.
Вона сконструйована таким чином, щоб за відсутності потреби в блоці А2 можна було просто вкоротити її. Лінія, за якою слід укорочувати, позначена штрихпунктиром. Передбачена можливість встановлення елементів живильного ланцюга для додаткового світлодіода, наприклад, для індикації напруги мережі або будь-якої іншої високої змінної напруги. Принципова схема цього ланцюга зображено на рис.7.
Отвори великого діаметра позначені як точка, обведена довкола. Всі отвори, діаметр яких не позначений малюнку, мають діаметр 2 мм. Ці отвори рекомендую пістонувати. Це позбавить вас від безлічі дрібних неприємностей при монтажі та експлуатації блоку. З зовнішніми ланцюгами плата стикується у вигляді роз'єму РП10-15. Цей роз'єм досить поширений, допускає струми до 10 А контакт і, компенсуючи дрібне незручність провідного підключення його контактів до схеми, дає можливість легко винести межі плати будь-який необхідний елемент. Наприклад, встановити VS1 на радіатор і винести із плати R20, зробивши його змінним. Роз'єм кріплять до плати за допомогою двох куточків, під які в платі виконують два отвори. Надійніше та зручніше ставити на плату гніздову частину роз'єму. У неї частіше потрапляє сміття і чистити її, звичайно, зручніше на знятій платі, а не менш зручному для доступу шасі. На платі передбачені місця для підлаштування резисторів типу СП3-38б (лежачі). Якщо планується експлуатувати блок поза приміщеннями або в агресивній атмосфері, насиченій парами кислот, лугів, підвищеної вологості або запиленості, встановлюйте герметично закриті резистори. Відповідно до розташування їх висновків скоригуйте положення отворів та монтажних майданчиків для них. Сам блок покрийте лаком типу УР, Шерлак, у крайньому випадку каніфоллю, розведеною спиртом. Не лінуйтеся закріпити на платі дротяною скобою конденсатори фільтра блоку А2. Для цього спеціально залишено відповідні отвори. Для покращення теплорозсіювання елементів R1, R2, R4, R20 під час монтажу залиште їх піднятими над платою приблизно на 5 мм. Серця дроселів фільтра А2 кріплять до плати гвинтами М4х25 через відповідні отвори. Для того, щоб сердечник не тріснув, прокладіть між ним і гвинтом м'яку шайбу, можна текстолітову. У силовому випрямлячі використані діоди КД213 (при роботі з напругою нижче 200 В) або будь-які інші досить потужні. Прості у виготовленні та досить ефективні радіатори показані на рис.8.
Конструкція складається з П-подібної скоби м'якого алюмінію товщиною 2...3 мм і притискної пластини з дюралю такої ж товщини з отворами різьбовими. Притискну пластину можна виконати і з іншого матеріалу, але це погіршить тепловідведення. Дана конструкція радіатора розрахована на діоди КД213, КД212 чи аналогічні. При використанні інших діодів можливо доведеться відкоригувати положення та розміри отворів кріплення. Оптотирист ТО125 кріплять до плати двома гвинтами М3 через відповідні отвори. Ці гвинти забезпечують електричний контакт анода зі схемою. Світлодіод оптотиристора підключають до відповідних контактів на платі за допомогою дроту та резистора R8, як навісного елемента. Деталі Усі резистори типу МЛТ, МТ, НД, С2-ХХ з потужностями, що відповідають зазначеним на схемі. Конденсатори електролітичні типу К53-1, К53-4. Вони мають всекліматичне виконання. Можете, звичайно, взяти і К50-ХХ, але я вам це дуже не раджу. Ціна навантаження та надійності може бути набагато вищою. Стабілітрони - на напругу 4,7...6,2 з будь-якими буквеними індексами і бажано все одного типу (КС147, КС447, КС156, КС456, КС162). Можна замінити: КТ502 на КТ203, КТ209, КТ3107, КТ501 з будь-якою літерою, КТ503 на КТ3102 з будь-якою літерою, КТ3102 на КТ342, гірше за КТ503. Все з будь-якими буквеними індексами. КД522 на КД521 або будь-які інші з постійним прямим струмом до 50 мА і зворотною напругою не менше 15 В. Дроселі блоку А2 намотані на броньових сердечниках Б30 Б36. L1 містить 10...30 витків дроту ПЕЛ 0,8...ПЕЛ 1,2, L2 містить 50...100 витків дроту ПЕЛ 0,6...ПЕЛ 1,0. У цих дроселях бажано влаштувати немагнітний проміжок 0,1...0,5 мм. Для цього злегка зашкурьте торець чашки та промажте його будь-яким водостійким клеєм. Після цього наклейте чашку на аркуш звичайного, а краще конденсаторного паперу. Після висихання клею зайвий папір видаліть так, щоб у чашку вільно входила котушка. Цю операцію можна зробити з обома чашками. Все залежить від товщини паперу. Щоб уникнути неприємного гудіння витків або чашок дроселя на великих струмах навантаження, занурте зібраний і стягнутий дросель у розплавлений віск, парафін, стеарин на 3...5 с. Дайте вільно стекти зайвому наповнювачу. Налаштування Правильно розрахований та зібраний блок потребує відповідної установки підстроювальних резисторів. Спочатку встановіть двигуни резисторів R3, R12, R15 у середнє положення. Якщо блок не працює, перевірте напругу живлення. Якщо необхідно, то підберіть опори резисторів, що гасять, в ланцюгах живлення. Можливо, струм світлодіода оптотиристора занадто малий. Тоді підберіть R8. Замість нього можна впаяти ланцюг із послідовно з'єднаних постійного 10 Ом та змінного 100 Ом резисторів. Не слід вибирати крайні значення струму світлодіода. Весь цей процес краще контролювати осцилографом. Нагадую, що граничне паспортне значення постійного струму світлодіода для ТО125 лежить у межах 80 мА. Насамкінець хочу висловити надію, що на цю схему звернуть увагу виробники ІМС. Тоді можна всерйоз подумати про один, більш складний, але більш потужний ланцюг живлення з єдиним елементом, що гасить, і двома-трьома зовнішніми конденсаторами на всю схему. Для нас, розробників та експлуатаційників, робота з однією дешевою ІМС у подібному блоці значно спроститься. А ринок для такого стабілізатора може бути дуже великий. Автор: В.Б.Єфименко
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Довгограючий смартфон TCL-P618L ▪ Камчатських оленів чіпірували ▪ AVerTV Mobile 510 - Android ТВ-тюнер, що працює без інтернету ▪ На засіданнях треба малювати ▪ Радіожучок стежить за дитиною
▪ розділ сайту ВЧ підсилювачі потужності. Добірка статей ▪ стаття Не залякаєте! Крилатий вислів ▪ стаття Де розташований міст, відомий частими самогубствами собак? Детальна відповідь ▪ стаття Однополозні сани. Особистий транспорт ▪ стаття Універсальний високоточний термостабілізатор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page