ตัวปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

ความคงตัว กระแสสลับนักวิทยุสมัครเล่นมักใช้น้อยกว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัวควบคุมกำลัง สาเหตุหลักมาจากวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่ซับซ้อนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ตามวัตถุประสงค์แสดงให้เห็นว่าในบางกรณี ควรใช้แหล่งข้อมูลปัจจุบัน ข้อได้เปรียบหลักของแหล่งสัญญาณปัจจุบันคือไม่ไวต่อ ไฟฟ้าลัดวงจรโหลด

บ่อยครั้งมีหลายกรณีที่จำเป็นต้องรักษาค่าคงที่ของกระแสสลับเช่นเมื่อเปิดหลอดไส้ที่ทรงพลัง มาตรการดังกล่าวช่วยยืดอายุการใช้งานได้หลายครั้ง โคลงปรับได้สามารถให้ความช่วยเหลืออันล้ำค่าในการทดสอบและตั้งค่าอุปกรณ์ป้องกันปัจจุบัน

ผู้อ่านจะได้รับวงจร AC Stabilizer แบบง่ายพร้อมความเป็นไปได้ในการปรับค่าอย่างราบรื่น กระแสสามารถปรับได้ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิแอมป์จนถึง 8 แอมป์ ด้วยการเลือกองค์ประกอบวงจรที่เหมาะสม กระแสที่เสถียรสูงสุดสามารถเพิ่มเป็น 70-80 A

วงจรนี้ใช้เครือข่ายสองขั้วที่มีความเสถียรในปัจจุบัน โซลูชันวงจรนี้เป็นที่ทราบกันมานานแล้ว แต่เป็นเพียงทฤษฎีมาเป็นเวลานานแล้ว (โปรดจำไว้ว่าทรานซิสเตอร์ MOS คืออะไรเมื่อ 10-15 ปีก่อน) สถานการณ์เปลี่ยนไปด้วยการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์ MOS กำลังสูง (MOSFETs) การใช้งานช่วยให้คุณสร้างแหล่งข้อมูลปัจจุบันที่มีลักษณะที่ดีและง่ายมาก

ที่จริงแล้ว โคลงปัจจุบันถูกประกอบบนแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ (op-amp) DA1, ทรานซิสเตอร์ VT1 และตัวต้านทาน R1, R2, R4 ตัวแบ่ง R1-R2 เป็น "ตัวตั้งค่า" ปัจจุบัน ในกรณีนี้ กระแสในหน่วยแอมแปร์จะเท่ากับแรงดันไฟบนเครื่องยนต์ R2 คูณด้วย 10 ซึ่งจะทำให้คุณสามารถเลือกแรงดันไฟของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน R4 ได้น้อยมาก ในการทำงานกับกระแสสลับ ไดโอดบริดจ์ถูกนำเข้าสู่วงจร หนึ่งในเส้นทแยงมุมซึ่งรวมถึงเครือข่ายสองขั้วที่มีความเสถียรในปัจจุบัน การรวมนี้เทียบเท่ากับ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมโหลดและขั้วสองขั้วดังนั้นจึงให้กระแสเดียวกันผ่านพวกมัน

พิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการรักษาเสถียรภาพปัจจุบัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขไม่ได้ถูกกรอง แรงดันไฟฟ้าที่ท่อระบายน้ำของทรานซิสเตอร์ VT1 จึงไม่มีขั้วและเป็นจังหวะ เมื่อแรงดันระบาย (รูปที่ 2A) เป็นศูนย์ จะไม่มีกระแสไหลผ่าน VT1 และแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเซ็นเซอร์ R4 ก็เป็นศูนย์เช่นกัน ทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดเต็มที่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่นำมาจากเซ็นเซอร์ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย (ตามสัดส่วนของกระแสไหล) ซึ่งเข้าใกล้แรงดัน "ตัวตั้งค่า" ทรานซิสเตอร์ VT1 เริ่มปิด หากแรงดันไฟฟ้าบนเซ็นเซอร์ R4 และบน "หลัก" R1-R2 ตรงกัน กระแสไฟที่เพิ่มขึ้นอีกจะถูกจำกัด Op-amp DA1 รักษาแรงดันไฟไว้ที่อินพุตโดยเปลี่ยนความต้านทานของช่อง VT1 สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของกระแส รูปร่างของกระแสผ่าน VT1 เกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันที่ "ตัวตั้งค่า" และมีรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู (รูปที่ 2B) รูปร่างเดียวกัน กระแสสลับเท่านั้นไหลผ่านโหลด (รูปที่ 2B) Elements VD1, R3, C1, C2 เป็นตัวกันพาราเมทริกสำหรับการจ่ายไฟให้กับ op-amp

หากคุณต้องการเปลี่ยนช่วงของกระแสที่เสถียร คุณควรเลือกประเภทของทรานซิสเตอร์ VT1 และไดโอด VD2-VD5 ตามลำดับ รวมทั้งปรับแรงดันไฟฟ้าของ "ตัวตั้งค่า" ปัจจุบันหรือความต้านทานของเซ็นเซอร์ R4

กระแสคงที่ถูกกำหนดโดยสูตร:
ฉันเซนต์ =คุณตูด /R4

การสร้างวงจรลงมาเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของ "ตัวตั้งค่า" (เพื่อให้กระแสไม่เกิน 7 ... 8 A) และปรับเทียบองค์ประกอบควบคุม (ตัวต้านทาน R2) สำหรับการควบคุมด้วยภาพ สามารถรวมแอมมิเตอร์ในวงจรกระแสไฟได้

OS DA1 จะทำอะไรก็ได้ ประยุกต์กว้าง(K140UD6, K140UD7, mA741 เป็นต้น) มันจะดีกว่าที่จะละเว้นจากการใช้ op-amps ความเร็วสูงกับทรานซิสเตอร์แบบ field-effect เนื่องจากตัวกันโคลงสามารถกระตุ้นตัวเองได้ซึ่งจะปิดการใช้งาน op-amp, ทรานซิสเตอร์ VT1 และไดโอดบริดจ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (นี่คือวิธีที่ วงจรของผู้เขียนตอบสนองต่อการติดตั้ง K544UD2) ควรเลือกทรานซิสเตอร์ VT1 ตามกระแสการระบายน้ำสูงสุดที่อนุญาตและแรงดันแหล่งจ่าย ไดโอดซีเนอร์ VD1 - ความแม่นยำใด ๆ ด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ 9 ... 15 V. ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า "หลัก" และด้วยเหตุนี้กระแสที่เสถียรขึ้นอยู่กับความเสถียร

ควรติดตั้งทรานซิสเตอร์ VT1 บนหม้อน้ำขนาดใหญ่ ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับรายละเอียดที่เหลือ ตัวต้านทาน R4 ทำจากตัวแบ่งทางอุตสาหกรรมสำหรับเครื่องมือวัดอย่างสะดวก สิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจถึงความแม่นยำและเสถียรภาพทางความร้อนที่จำเป็น เมื่อทำการติดตั้งควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อเอาต์พุตกลับด้านของ op-amp และ R4 การแตกในการเชื่อมต่อนี้ทำให้ตัวกันโคลงล้มเหลว

ตัวปรับความคงตัวในปัจจุบันมักถูกใช้โดยนักวิทยุสมัครเล่นน้อยกว่า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและตัวควบคุมพลังงาน สาเหตุหลักมาจากวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่ซับซ้อนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ตามวัตถุประสงค์แสดงให้เห็นว่าในบางกรณี ควรใช้แหล่งข้อมูลปัจจุบัน ข้อได้เปรียบหลักของแหล่งจ่ายกระแสคือไม่ไวต่อการลัดวงจรของโหลด

บ่อยครั้งมีหลายกรณีที่จำเป็นต้องรักษาค่าคงที่ของกระแสสลับเช่นเมื่อเปิดหลอดไส้ที่ทรงพลัง มาตรการดังกล่าวช่วยยืดอายุการใช้งานได้หลายครั้ง โคลงแบบปรับได้สามารถให้ความช่วยเหลืออันล้ำค่าในการทดสอบและตั้งค่าอุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟ

ผู้อ่านได้รับเชิญให้เรียบง่าย วงจรป้องกันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยการปรับขนาดให้เรียบ กระแสสามารถปรับได้ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิแอมป์ถึง 8 A ด้วยการเลือกองค์ประกอบวงจรที่เหมาะสม กระแสที่เสถียรสูงสุดสามารถเพิ่มเป็น 70 ... 80 A.

วงจรโคลงแสดงในรูปที่ 1 มันขึ้นอยู่กับเครือข่ายสองเทอร์มินัลที่มีความเสถียรในปัจจุบัน ซึ่งอธิบายโดยละเอียดใน โซลูชันการออกแบบวงจรนี้เป็นที่ทราบกันมานานแล้ว แต่เป็นเพียงทฤษฎีมาเป็นเวลานานแล้ว (โปรดจำไว้ว่า MOSFET คืออะไรเมื่อ 10 ... 15 ปีที่แล้ว) สถานการณ์เปลี่ยนไปด้วยการมาของพลัง MOSFETs(MOSFET; บริษัท Intersil และ International Rectifiei การใช้งานของพวกเขาช่วยให้คุณสร้างแหล่งปัจจุบันที่มีคุณสมบัติที่ดีและสูงสุด ไดอะแกรมอย่างง่าย(และความบังเอิญของการคำนวณกับการฝึกฝนทำให้ผู้เขียนประหลาดใจ)

อันที่จริง โคลงปัจจุบันถูกประกอบบน op-amp DA1, ทรานซิสเตอร์ VT1 และตัวต้านทาน R1, R2, R4 ตัวแบ่ง R1-R2 เป็นเครื่องกำเนิดกระแส ในกรณีนี้ กระแสในแอมป์จะเท่ากับตัวเลขของแรงดันไฟบนเครื่องยนต์ R2 คูณด้วย 10 ซึ่งจะทำให้คุณสามารถเลือกแรงดันไฟของเซ็นเซอร์ปัจจุบัน R4 ได้น้อยมาก ในการทำงานกับกระแสสลับ ไดโอดบริดจ์ถูกนำเข้าสู่วงจร หนึ่งในเส้นทแยงมุมซึ่งรวมถึงเครือข่ายสองขั้วที่มีความเสถียรในปัจจุบัน การรวมดังกล่าวเทียบเท่ากับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของโหลดและเครือข่ายสองขั้ว ดังนั้นจึงให้กระแสเดียวกันผ่านพวกมัน

รูปที่ 1 แผนผังของโคลง AC

พิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการรักษาเสถียรภาพปัจจุบัน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขไม่ได้ถูกกรอง แรงดันไฟฟ้าที่ท่อระบายน้ำของ VT1 จึงไม่มีขั้วและเป็นจังหวะ เมื่อแรงดันระบายน้ำ (รูปที่ 2a)เป็นศูนย์ ไม่มีกระแสไหลผ่าน VT1 และแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเซ็นเซอร์ R4 ก็เป็น 0 เช่นกัน ทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดเต็มที่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่นำมาจากเซ็นเซอร์ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย (ตามสัดส่วนของกระแสไหล) ซึ่งเข้าใกล้แรงดันไฟฟ้าของจุดตั้งค่า ทรานซิสเตอร์ VT1 เริ่มปิด
หากแรงดันไฟฟ้าบนเซ็นเซอร์ R4 และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า R1-R2 ตรงกัน กระแสไฟที่เพิ่มขึ้นอีกจะถูกจำกัด Op-amp DA1 รักษาแรงดันไฟไว้ที่อินพุตโดยเปลี่ยนความต้านทานของช่อง VT1 สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของกระแส รูปร่างของกระแสผ่าน VT1 เกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมีรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู (รูปที่ 2b)รูปร่างเดียวกัน กระแสสลับเท่านั้นไหลผ่านโหลด (รูปที่ 2c)Elements VD1, R3, C1, C2 เป็นตัวกันพาราเมทริกสำหรับการจ่ายไฟให้กับ op-amp

หากคุณต้องการเปลี่ยนช่วงของกระแสที่เสถียร คุณควรเลือกประเภทของทรานซิสเตอร์ VT1 และไดโอด VD2 ... VD5 ตามลำดับ รวมทั้งปรับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดกระแส (ชุด U) หรือความต้านทานของเซ็นเซอร์ R4

กระแสคงที่ถูกกำหนดโดยสูตร:

วงจรนี้ยังสามารถแปลงเป็นโหลด AC แบบแอ็คทีฟได้ โดยจะอธิบายวิธีดำเนินการนี้โดยละเอียดใน

ข้าว. 2 แผนภาพสัญญาณ

การสร้างวงจรลงมาเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ตั้งค่า (เพื่อให้กระแสไม่เกิน 7 ... 8 A) และปรับเทียบองค์ประกอบควบคุม (ตัวต้านทาน R2) สำหรับการควบคุมด้วยภาพ สามารถรวมแอมมิเตอร์ในวงจรกระแสไฟได้

Op-amp DA1 เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย (K140UD6, K140UD7, mA741 เป็นต้น) มันจะดีกว่าที่จะละเว้นจากการใช้ op-amps ความเร็วสูงกับทรานซิสเตอร์แบบ field-effect เนื่องจากตัวกันโคลงสามารถกระตุ้นตัวเองได้ซึ่งจะปิดการใช้งาน op-amp, ทรานซิสเตอร์ VT1 และไดโอดบริดจ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (นี่คือวิธีที่ วงจรของผู้เขียนตอบสนองต่อการติดตั้ง K544UD2) ควรเลือกทรานซิสเตอร์ VT1 จากช่วงของบริษัทข้างต้น โดยเน้นที่กระแสการระบายน้ำสูงสุดที่อนุญาตและแรงดันแหล่งระบาย ซีเนอร์ไดโอด VD1 นั้นมีความเที่ยงตรงสูงโดยมีแรงดันคงที่ที่ 9 ... 15 V. ความเสถียรของแรงดันไฟของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและด้วยเหตุนี้กระแสที่เสถียรจึงขึ้นอยู่กับความเสถียรของมัน

ควรติดตั้งทรานซิสเตอร์ VT1 บนหม้อน้ำขนาดใหญ่ ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับรายละเอียดที่เหลือ ตัวต้านทาน R4 ทำจากตัวแบ่งทางอุตสาหกรรมสำหรับเครื่องมือวัดอย่างสะดวก สิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจถึงความแม่นยำและเสถียรภาพทางความร้อนที่จำเป็น เมื่อทำการติดตั้งควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อเอาต์พุตกลับด้านของ op-amp และ R4 การแตกในการเชื่อมต่อนี้ทำให้ตัวกันโคลงล้มเหลว

อ. อูวารอฟ

วรรณกรรม

1. Uvarov A.S. โหลดตัวต้านทาน - แหล่งกระแส - นักวิทยุสมัครเล่น พ.ศ. 2544 N1 หน้า 14

2. Ivanov P. , Semushkin S. แหล่งกระแสที่เสถียรและการใช้งานในอุปกรณ์วิทยุ - เพื่อช่วยนักวิทยุสมัครเล่น ปัญหา. 104. - ม.: DOSAAF, 1989.

3. http://www.intersil.com

4. ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งเอฟเฟกต์ภาคสนามอันทรงพลังจาก International Rectifier - วิทยุ 2544 N5 หน้า 45