КІЛЬКА ПРИНЦИПІАЛЬНИХ СХЕМ РЕГУЛЯТОРІВ ПОТУЖНОСТІ
РЕГУЛЯТОР ПОТУЖНОСТІ НА СИМІСТОРІ
Особливостями пропонованого пристрою є використання D - тригера для побудови генератора, синхронізованого з мережевою напругою, і спосіб управління симистором за допомогою одиночного імпульсу, тривалість якого регулюється автоматично. На відміну від інших способів імпульсного управління симістором, зазначений спосіб некритичний до наявності в навантаженні індуктивної складової. Імпульси генератора випливають з періодом приблизно 1,3 с.
Живлення мікросхеми DD 1 проводиться струмом, що протікає через захисний діод, що знаходиться всередині мікросхеми між її висновками 3 і 14. Він тече, коли напруга на цьому висновку, з'єднаному з мережею через резистор R 4 і діод VD 5, перевищує напругу стабілізації стабілітрона VD .
К. ГАВРИЛОВ, Радіо, 2011, №2, с. 41
ДВУХКАНАЛЬНИЙ РЕГУЛЯТОР ПОТУЖНОСТІ НАГРІВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ
Регулятор містить два незалежні канали і дозволяє підтримувати необхідну температуру для різних навантажень: температури жала паяльника, електропраски, електрообігрівача, електроплити та ін. Глибина регулювання становить 5...95% потужності мережі живлення. Схема регулятора живиться випрямленою напругою 9...11 з трансформаторною розв'язкою від мережі 220 з малим струмом споживання.
В.Г. Нікітенко, О.В. Нікітенко, Радіоаматор, 2011, №4, с. 35
СИМИСТОРНИЙ РЕГУЛЯТОР ПОТУЖНОСТІ
Особливістю цього симісторного регулятора є те, що кількість напівперіодів мережевого напруги, що подаються на навантаження при будь-якому положенні органу управління виявляється парним. В результаті, не утворюється постійна складова споживаного струму і, отже, відсутнє підмагнічування магнітопроводів підключених до регулятора трансформаторів і електродвигунів. Потужність регулюється зміною числа періодів змінного напруги, прикладеного до навантаження за певний інтервал часу. Регулятор призначений для регулювання потужності приладів, що мають значну інерцію (нагрівачів тощо).
Для регулювання яскравості освітлення він не придатний, тому що лампи будуть сильно блимати.
В. КАЛАШНИК, Н. ЧЕРЕМІСІНОВА, В. ЧЕРНІКІВ, Радіомір, 2011, № 5, с. 17 - 18
БЕЗПЕРЕШКОВИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРУГИ
Більшість регуляторів напруги (потужності) виконано на тиристорах за схемою з фазоімпульсним керуванням. Як відомо, подібні пристрої створюють помітний рівень радіоперешкод. Пропонований регулятор вільний від цього недоліку. Особливість пропонованого регулятора - управління амплітудою змінної напруги, при якому не спотворюється форма вихідного сигналу, на відміну фазоімпульсного управління.
Регулюючий елемент - потужний транзистор VT1 діагоналі діодного мосту VD1-VD4, включеного послідовно з навантаженням. Основний недолік пристрою – його низький ККД. Коли транзистор закритий, струм через випрямляч та навантаження не проходить. Якщо на базу транзистора подати напругу управління, він відкривається через його ділянку колектор-емітер, діодний міст і навантаження починає проходити струм. Напруга на виході регулятора (на навантаженні) збільшується. Коли транзистор відкритий і перебуває в режимі насичення, до навантаження додається практично вся мережна (вхідна) напруга. Керуючий сигнал формує малопотужний блок живлення, зібраний на трансформаторі Т1, випрямлячі VD5 і конденсаторі, що згладжує, С1.
Змінним резистором R1 регулюють струм бази транзистора, а отже, і амплітуду вихідної напруги. При переміщенні движка змінного резистора у верхнє за схемою положення напруга на виході зменшується, нижнє - збільшується. Резистор R2 обмежує максимальне значення струму керування. Діод VD6 захищає вузол управління при пробої колекторного переходу транзистора. Регулятор напруги змонтований на платі з фольгованого склотекстоліту товщиною 2,5 мм. Транзистор VT1 слід встановити на тепловідведення площею щонайменше 200 см2. При необхідності діоди VD1-VD4 замінюють потужнішими, наприклад Д245А, і також розміщують на тепловідводі.
Якщо пристрій зібрано без помилок, він починає працювати відразу і практично не потребує налагодження. Потрібно лише підібрати резистор R2.
З регулюючим транзистором КТ840Б потужність навантаження не повинна перевищувати 60 Вт.. Його можна замінити приладами: КТ812Б, КТ824А, КТ824Б, КТ828А, КТ828Б з допустимою потужністю, що розсіюється 50 Вт.; КТ856А -75 Вт; КТ834А, КТ834Б – 100 Вт.; КТ847А-125 Вт. Потужність навантаження можна збільшити, якщо регулюючі транзистори одного типу включити паралельно: колектори і емітери з'єднати між собою, а бази через окремі діоди і резистори підключити до двигуна змінного резистора.
У пристрої застосуємо малогабаритний трансформатор з напругою на вторинній обмотці 5...8 В. Випрямний блок КЦ405Е можна замінити будь-яким іншим або зібрати з окремих діодів з допустимим прямим струмом не менше необхідного струму регулюючого бази транзистора. Ці ж вимоги стосуються і діода VD6. Конденсатор С1 - оксидний, наприклад, К50-6, К50-16 і т. д. Номінальну напругуне менше 15 В. Змінний резистор R1 - будь-який номінальною потужністюрозсіювання 2 Вт. При монтажі та налагодженні пристрою слід дотримуватися запобіжних заходів: елементи регулятора знаходяться під напругою мережі. Примітка: Для зменшення спотворення синусоїдальної форми вихідної напруги спробуйте виключити конденсатор С1. А. Чекаров
Регулятор напруги на MOSFET – транзисторах (IRF540, IRF840)
Олег Білоусов, Електрик, 2012, №12, с. 64 - 66
Оскільки фізичний принцип роботи польового транзистора із ізольованим затвором відрізняється від роботи тиристора і симмистора, його протягом періоду мережного напруги можна багаторазово вмикати і вимикати. Частота комутації потужних транзисторіву цій схемі обрано 1 до Гц. Перевагою цієї схеми є простота і можливість змінювати шпаруватість імпульсів, мало змінюючи частоту повторення імпульсів.
В авторській конструкції отримані такі тривалості імпульсів: 0,08 мс, при періоді прямування 1 мс і 0,8 мс при періоді прямування 0,9 мс, залежно від положення двигуна резистора R2.
Відключити напругу на навантаженні можна, замкнувши вимикач S 1, при цьому на затворах MOSFET - транзисторів встановлюється напруга, близька до напруги на 7 виведення мікросхеми. При розімкнутому тумблері напруга на навантаженні в авторському примірнику пристрою можна було змінювати резистором R 2 в межах 18 ... 214 (виміряно приладом типу TES 2712).
Принципова схемаподібного регулятора показано на малюнку нижче. У регуляторі використовується вітчизняна мікросхема К561ЛН2 на двох елементах якої зібраний генератор з регульованою суважністю, а чотири елементи використовуються як підсилювачі струму.
Для виключення перешкод по мережі 220 після навантаження рекомендується підключити дросель намотаний на феритовому кільці діаметром 20...30 мм до заповнення проводом 1 мм.
Генератор струму навантаження біполярних транзисторів(КТ817, 2SC3987)
Бутов А. Л., Радіоконструктор, 2012, №7, с. 11 - 12
Для перевірки працездатності та налаштування джерел живлення зручно використовувати імітатор навантаження у вигляді генератора струму, що регулюється. За допомогою такого пристрою можна не тільки швидко налаштувати блок живлення, стабілізатор напруги, але і, наприклад, використовувати його як генератор стабільного струму для зарядки, розрядки акумуляторних батарей, пристроїв електролізу, для електрохімічного травлення друкованих плат, як стабілізатор струму живлення електроламп, "м'якого" пуску колекторних електродвигунів.
Пристрій є двополюсником, не вимагає додаткового джерела живлення і може включатися в розрив ланцюга живлення різних пристроїв та виконавчих механізмів.
Діапазон регулювання струму від 0...0 , 16 до 3 А, максимальна споживана (розсіювана) потужність 40 Вт, діапазон напруги живлення 3...30 В постійного струму. Струм споживання регулюється змінним резистором R 6. Чим лівіше за схемою двигун резистора R6, тим більший струм споживає пристрій. При розімкнених контактах перемикача SA 1 резистором R6 можна встановити струм споживання від 0,16 до 0,8 А. При замкнутих контактах перемикача струм регулюється в інтервалі 0,7... 3 А.
Креслення друкованої плати генератора струму
Імітатор автомобільного акумулятора (КТ827)
В. МЕЛЬНИЧУК, Радіомір, 201 2 , № 1 2 , с. 7 - 8
При переробці комп'ютерних імпульсних блоків живлення (ДБЖ) підзарядні пристрої для автомобільних акумуляторів готові вироби в процесі налагодження необхідно чимось навантажувати. Тому я вирішив виготовити аналог потужного стабілітрона з регульованою напругою стабілізації, схема якого показана на рис. 1 . Резистором R 6 можна регулювати напругу стабілізації від 6 до 16 В. Усього було зроблено два такі пристрої. У першому варіанті як транзисторів VT 1 і VT 2 застосовані КТ 803.
Внутрішній опір такого стабілітрона виявився надто великим. Так, при струмі 2 А напруга стабілізації склала 12, а при 8 А - 16 В. У другому варіанті використані складові транзистори КТ827. Тут при струмі 2 А напруга стабілізації склала 12, а при 10 А - 12,4 В.
Однак при регулюванні потужніших споживачів, наприклад електрокотлів, симісторні регулятори потужності стають не придатними - аж надто велику перешкоду по мережі вони будуть створювати. Для вирішення цієї проблеми краще використовувати регулятори з більшим періодом режимів ВКЛ-ВИКЛ, що однозначно унеможливлює виникнення перешкод. Один із варіантів схеми наведено.
Транзисторний регулятор напруги
У кількох номерах журналу "Радіоаматор" були надруковані схеми регуляторів напруги на тиристорах, але такі пристрої мають ряд істотних недоліків, що обмежують їх можливості. По-перше, вони вносять досить помітні перешкоди електричну мережущо нерідко негативно позначається на роботі телевізорів, радіоприймачів, магнітофонів. По-друге, їх можна застосовувати тільки для керування навантаженням з активним опором(електролампою, нагрівальним елементом) і не можна використовувати одночасно з навантаженням індуктивного характеру (електродвигуном, трансформатором).
Тим часом усі ці проблеми легко вирішити, зібравши електронний пристрій, у якому роль регулюючого елемента виконував би тиристор, а потужний транзистор. Таку конструкцію я і пропоную, причому її може повторити будь-який, навіть недосвідчений радіоаматор, витративши при цьому мінімум часу та коштів. Транзисторний регулятор напруги містить мало радіоелементів, не вносить перешкод в електричну мережу та працює на навантаження як з активним, так і індуктивним опором. Його можна використовувати для регулювання яскравості світіння люстри або настільної лампи, температури нагрівання паяльника або електроплитки, електрокаміна, швидкості обертання електродвигуна, вентилятора, електродриля або напруги на обмотці трансформатора.
Пристрій має такі параметри: діапазон регулювання напруги від 0 до 218; максимальна потужність навантаження залежить від транзистора і може становити 500 Вт і більше. Регулюючий елемент приладу – транзистор VT1 (див. малюнок).
Діодний блок VD1-VD4 в залежності від фази напруги мережі направляє цю напругу на колектор або емітер VT1. Трансформатор Т1 знижує напругу 220. До 5-8 В. яке випрямляється діодним блоком VD6-VD9 і згладжується конденсатором С1. Змінний резистор R1 служить для регулювання величини напруги, що управляє, а резистор R2 обмежує струм бази транзистора.
Діод VD5 захищає VT1 від влучення з його основу напруги негативної полярності. Пристрій приєднується до мережі вилкою ХР1. Розетка XS1 використовується для підключення навантаження. Регулятор діє в такий спосіб. Після включення живлення тумблером S1 мережна напруга надходить одночасно на діоди VD1, VD2 та первинну обмотку трансформатора Т1. При цьому випрямляч, що складається з діодного блоку VD6-VD9, конденсатора С1 і змінного резистора R1, формує напругу, що управляє, яка надходить на базу транзистора і відкриває його.
Якщо в момент увімкнення регулятора в мережі виявилося напруження негативної полярності, струм навантаження протікає по колу VD1-колектор-емітер VT1-VD4. Обертаючи двигун R1 і змінюючи напругу, що управляє, можна керувати величиною струму колектора VT1. Цей струм, а отже, і струм, що протікає в навантаженні, буде тим більшим, чим вищий рівень керуючого і навпаки. При крайньому правому за схемою положенні двигуна R1 транзистор виявиться повністю відкритий, і "доза" електроенергії, що споживається навантаженням, буде відповідати номінальному. Якщо двигун R1 перемістити в крайнє ліве положення, VT1 виявиться замкненим, і струм через навантаження не потече. Керуючи транзистором, ми фактично регулюємо амплітуду змінної напругита струму, що діють у навантаженні. Транзистор при цьому працює в безперервному режимі, завдяки чому такий регулятор позбавлений недоліків, властивих тиристорним пристроям.
Конструкція. Діодний блок, діоди, конденсатор та резистор R2 встановлюють на монтажній платі розміром 55x35 мм, виконаної з фольгованого текстоліту товщиною 1-2 мм.
У пристрої можна використовувати наступні деталі: транзистори КТ840А, Б (Р=100 Вт), КТ856А (Р=150 Вт), КТ834А, Б, (Р=200 Вт), КТ847А (Р=250 Вт).
Якщо потужність регулятора потрібно збільшити ще більше, необхідно використовувати кілька транзисторів, з'єднавши їх відповідні висновки. Ймовірно, в цьому випадку регулятор доведеться забезпечити невеликим вентилятором для інтенсивнішого повітряного охолодження напівпровідникових приладів.
Діоди VD1-VD4 типу КД202Р, КД206Б або будь-які інші малогабаритні на напругу понад 250 В та струм відповідно до струму, що споживається навантаженням.
Діодний блок VD6-VD9 типу КЦ405, КЦ407 з будь-яким літерним індексом. Діод VD5 - Д229Б,К,Л або будь-який інший струм до 1 А. Змінний резистор R1 типу СП, СПО, ППБ потужністю не менше 2 Вт. Постійний резистор R2 типу ВС, МЛТ, ЗМПТ, С2-23 потужністю не менше 2 Вт. Оксидний конденсатор типу К50-6, К50-16. Мережевий трансформатор типу ТВЗ-1-6 – від лампових радіоприймачів та підсилювачів, ТС-25, ТС-27 – від телевізора "Юність", але з успіхом можна застосувати і будь-який інший малопотужний з напругою вторинної обмотки 5-8 В. Запобіжник FU1 на напругу 250 В і струм відповідно до максимально допустимої потужності транзистора. Транзистор необхідно забезпечити радіатором з площею розсіювання не менше 200 см2 і товщиною 3-5 мм.
Регулятор не потребує налагодження. При правильному монтажі та справних деталях він починає роботу відразу після включення до мережі.
Регулятор напруги служить для автоматичної підтримки в заданих межах напруги автомобільного генератора, що працює у широкому діапазоні зміни швидкостей обертання ротора та струму навантаження. Основним технічною вимогоюрегулюючим пристроєм є підтримка у дуже вузьких межах вихідної напруги генератора, що у свою чергу диктується надійністю роботи та довговічність різних споживачів.
Регулювання напруги донедавна здійснювали вібраційні регулятори. У Останніми рокамина автомобілях встановлюють контактно-транзисторні та безконтактні регулятори, виконані як на дискетних елементах, так і за інтегральною технологією.
У контактно-транзисторних регуляторах напруги функцію регулюючого елемента, включеного в ланцюг обмотки збудження генератора, виконує транзистор, а керуючого та вимірювального – вібраційне реле. Безконтактні регулятори в дискретному та інтегральному виконанні в якості регулюючого та керуючого елементів використовують транзистори та тиристори, а вимірювального – стабілізатори. Заміна вібраційних регуляторів напруги транзисторними дозволила задовольнити вимоги до електроустаткування.
Стало можливим збільшити збудження генераторів до 3 А та більше; досягти високої точності та стабільності регульованої напруги; підвищити термін служби регулятора напруги; спростити технічне обслуговування системи живлення автомобіля. В даний час застосовують транзисторні реле – регулятори напруги РР-362 та РР-350 у схемах з генераторами типу Г 250. Транзисторний регулятор напруги РР-356 призначений для роботи з генератором Г272. Інтегральні регулятори напруги Я 112А призначені для роботи з 14-вольтовим генератором.
Інтегральний регулятор напруги Я 120 призначений до генератора Г272 великовантажних автомобілів. На рис. 1 показано схема контактно-транзисторного регулятора. Регулятор складається з транзистора Т (регулюючий елемент), вібраційного реле-регулятора напруги РН (керуючий елемент) та реле захисту РЗ. Реле-регулятор має одну шунтову обмотку РНо, включену на випрямлену напругу генератора через замикаючий діод Д2, що прискорює резистор Rу та резистор термокомпенсації Rт. Реле має нормально розімкнені контакти, включені в ланцюг керування транзистора. Коли швидкість обертання ротора генератора не велика і напруга генератора ще не досягла заданої величини, контакти РН розімкнені, транзистор Т відперт. База транзистора з'єднується з полюсом джерела живлення та транзистор замикається. У цьому випадку струм збудження проходить через додатковий Rд і прискорює Rу резистори, що шунтують транзистор, що викликає зниження струму збудження і, отже, напруга генератора.
Рис.1.
Контакти реле-регулятора знову розмикаються та транзистор відмикається. Далі процес повторюється з певною частотою. Rу – дозволяє збільшити частоту спрацьовування та відпускання реле-регулятора напруги РН через зміну падіння напруги на резисторі при відчиненому і замкненому стані транзистора, що призводить до більш різкої зміни напруги на обмотці РНо. Діод Д2, включений в ланцюг емітера транзистора Т, служить для активного замикання вихідного транзистора, яке необхідне забезпечення надійної роботи транзистора при підвищеній температурі.
Замикання здійснюється за рахунок того, що падіння напруги на Д2 від струму, що протікає через Rу і Rд, коли транзистор замкнений, прикладено до переходу емітер - база транзистора в напрямі, що замикає. Термокомпенсаційний резистор Рт необхідний підтримки напруги на заданому рівні умовах широкого зміни температури. Діод Дг служить для гасіння ЕРС самоіндукції обмотки збудження та захисту транзистора від перенапруги в момент його замикання. Реле захисту РЗ призначене для захисту транзистора від великих струмів, що виникають у випадку короткого замиканнязатискання Ш на корпус генератора або регулятора. Реле має основну обмотку РЗо, послідовно включену з ОВГ, допоміжну РЗв, включену паралельно ОВГ і утримуючу РЗу, РЗо і РЗв включені зустрічно.
При КЗ струм через РЗо збільшується, одночасно шунтується РЗв, замикаються контакти РЗ, замикається транзистор і включається обмотка, що утримує РЗу. Резистори Rу і Rд обмежують струм короткого замикання до 0.3 А. Тільки після усунення короткого замикання та відключення АБ РЗу відключить РЗ. Діод Д1 застосований для виключення спрацьовування РЗ при замиканні контактів регулятора напруги РН, так як за відсутності цього діода РЗ буде включена на напругу генератора. Надійність регулятора зумовлена зниженням розривної потужності контактів. Однак зношування, підгар та ерозія контактів, наявність пружинної та коливальних систем часто спричиняє вихід їх ладу. На рис. 2 показаний безконтактний регулятор напруги типу РР-350, який застосовується у автомобілях ГАЗ «Волга».
Рис. 2.
Безконтактний регулятор напруги складається з транзисторів Т2 та Т3 – германієвих; Т1 – кремнієвого, резисторів R6 – R9 та діодів Д2 та Д3, стабілітрона Д1, вхідного дільника напруги R1, R2, R3, Rт та дроселя Др. Якщо випрямлена напруга генератора, прикладена до вхідного дільника, менша за величину, на яку налаштований регулятор, то стабілітрон Д1 замкнув, а транзистори Т2 і Т3 відчинені і по ланцюгу (+) випрямляча – діод Д3 – перехід емітер – колектор транзистора ТЗ – обмотка збудження ОВГ – (--) протікає максимальний струмзбудження. Як тільки випрямлена напруга досягає заданого рівня, стабілітрон "пробивається" і транзистор Т1 відмикається. Опір цього транзистора стає мінімальним і шунтує еммітерно-базові переходи транзисторів Т2 і Т3, що призводить до їх замикання. Струм ОВГ починає спадати. Перемикання схеми проводиться з певною частотою і створюється така величина струму збудження, при якій середня величина напруги регульованого підтримується на заданому рівні.
Для підвищення чіткості перемикання транзисторів та зменшення часу переходу схеми з одного стану в інший в ній передбачено ланцюжок зворотного зв'язку, що включає резистор R4. При підвищенні вхідної напруги, то (+) випрямляча – діод Д3 – перехід емітер – база транзистора Т3 – діод Д2 – перехід емітер – колектор транзистора Т2 – резистор R4 – обмотка дроселя Др – (-), зменшується, що призводить до зменшення падіння напруги на Др. У цьому випадку падіння напруги на стабілітроні Д1 збільшується, викликаючи зростання базового струму Т1 і швидше перемикання цього транзистора. При зниженні вхідної напруги ланцюжок зворотний зв'язок сприяє швидкому замиканню транзистора Т1.
Для активного замикання вихідного транзистора Т3 і надійної роботи при підвищеній температурі навколишнього в емітерний ланцюг транзистора Т3 включений діод Д3. Падіння напруги на діоді вибирається за допомогою резистора R9. Діод Д2 служить для поліпшення замикання транзистора Т2 при відчиненому транзисторі Т1 завдяки додатковому падінню напруги на цьому діоді. Для фільтрації вхідної напруги застосований дросель Др. Терморезистор Rт компенсує зміну падіння напруги на переході емітер – база транзистора Т1 та стабілізатора Д1 від температури навколишнього середовища. Регулятор напруги для великовантажних автомобілів МАЗ, КАМАЗ, КРАЗ виконується на кремнієвих транзисторах (рис. 3).
Рис. 3.
Схему регулятора спрощено порівняно з РР-350, зменшено кількість транзисторів. Діоди Д2 і Д3, включені в базовий ланцюг транзистора Т2, уможливлюють застосування транзисторів з більш широкими допусками на параметри, зокрема на величину напруги насичення Т1. При живленні 24 передбачено застосування в дільнику напруги додаткового ланцюжка включає термістор Rт і резистор R7. На рис. 4 представлена схема регулятора напруги РР132А, які застосовуються на УАЗ.
Рис. 4. Схема регулятора напруги РР 132А:
1 – дросель; 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 22, 23, 24 – резистори; 7 – діод; 8, 9, 17 – транзистори; 10, 11, 12, 19 – стабілітрони. Дана схема є безконтактним транзисторним регулятором напруги, який має три діапазони налаштування регульованої напруги. Зміна діапазонів регульованої напруги здійснюється перемиканням 25 розташованим на верхній частині корпусу регулятора. Регульована напруга при частоті обертання ротора генератора – 35 хв-1, навантаженні 14 А, температурі 20 o
Регулятор діє в такий спосіб. Після включення живлення тумблером Q1 мережна напруга надходить одночасно на діоди VD1, VD2 та первинну обмотку трансформатора Т1. При цьому випрямляч, що складається з діодного блоку VD6-VD9, конденсатора С1 і змінного резистора R1, формує напругу, що управляє, яка надходить на базу транзистора і відкриває його. Якщо в момент увімкнення регулятора в мережі виявилося напруження негативної полярності, струм навантаження протікає по ланцюгу VD2 - емітер-колектор VT1-VD3. Якщо полярність напруги позитивна, струм протікає по ланцюгу VD1 - колектор-емітер VT1-VD4. Значення струму навантаження залежить від величини керуючого напруги з урахуванням VT1. Обертаючи двигун R1 і змінюючи значення керуючого напруги, керують величиною струму колектора VT1. Цей струм, а отже, і струм, що протікає в навантаженні, буде тим більше, чим вищий рівень напруги, що управляє, і навпаки. При крайньому правому за схемою положенні двигуна змінного резистора транзистор виявиться повністю відкритий і "доза" електроенергії, що споживається навантаженням, буде відповідати номінальній величині. Якщо двигун R1 перемістити в крайнє ліве положення, VT1 виявиться замкненим і струм через навантаження не потече.
Керуючи транзистором, ми фактично регулюємо амплітуду змінної напруги та струму, що діють у навантаженні. Транзистор при цьому працює в безперервному режимі, завдяки чому такий регулятор позбавлений недоліків, властивих тиристорним пристроям.
Тепер перейдемо до конструкції приладу. Діодні блоки, конденсатор, резистор R2 та діод VD6 встановлюються на монтажній платі розміром 55х35 мм, виконаної з фольгованого гетинаксу або текстоліту завтовшки 1-2 мм (рис.2).
У пристрої можна використовувати такі деталі. Транзистор - КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А чи КТ856А. Діодні блоки: VD1-VD4-KЦ410B або КЦ412В. VD6- VD9 - КЦ405 або КЦ407 з будь-яким буквеним індексом; діод VD5 – серії Д7, Д226 або Д237. Змінний резистор - типу СП, СПО, ППБ потужністю не менше 2 Вт, постійний - НД, МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидний конденсатор – К50-6, К50-16. Мережевий трансформатор - ТВ3-1-6 від лампових радіоприймачів та підсилювачів, ТС-25, ТС-27 - від телевізора "Юність" або будь-який інший малопотужний з напругою вторинної обмотки 5-8 В. Запобіжник розрахований на максимальний струм 1 А. Тумблер - Т3-С або будь-який інший мережевий. ХР1 – стандартна мережева вилка, XS1 – розетка.
Всі елементи регулятора розміщуються у пластмасовому корпусі з габаритами 150х100х80 мм. На верхній панелі корпусу встановлюються тумблер та змінний резистор, з декоративною ручкою. Розетка для підключення навантаження та гніздо запобіжника кріпляться на одній із бічних стінок корпусу. З того ж боку зроблено отвір для шнура. На дні корпусу встановлені транзистор, трансформатор та монтажна плата. Транзистор необхідно забезпечити радіатором з площею розсіювання не менше 200 см 2 і товщиною 3-5 мм.
Регулятор не потребує налагодження. При правильному монтажі та справних деталях він починає працювати відразу після включення до мережі.
Тепер кілька рекомендацій для тих, хто захоче вдосконалити пристрій. Зміни переважно стосуються збільшення вихідної потужності регулятора. Так, наприклад, при використанні транзистора КТ856 потужність, споживана навантаженням від мережі, може становити 150 Вт, КТ834 - 200 Вт, а для КТ847-250 Вт. Якщо необхідно ще більше збільшити вихідну потужність приладу, як регулюючий елемент можна застосувати кілька паралельно включених транзисторів, з'єднавши їх відповідні висновки. Ймовірно, в цьому випадку регулятор доведеться забезпечити невеликим вентилятором для інтенсивнішого повітряного охолодження напівпровідникових приладів. Крім того, діодний блок VD1-VD4 знадобиться замінити на чотири більш потужні діоди, розраховані на робочу напругу не менше 250 В і величину струму відповідно до споживаного навантаження. Для цієї мети підійдуть прилади серій Д231-Д234, Д242, Д243, Д245-Д248. Необхідно також замінити VD5 на потужніший діод, розрахований на струм до 1 А. Також більший струм повинен витримувати запобіжник.
Фазові регулятори напругидосить поширені у побуті. Найчастіша область їх застосування це пристрої для регулювання яскравості освітлення.
Нижче наводиться кілька простих схемрегулювання напруги для самостійного повторення для початківців радіоаматорів.
Увага!! Всі схеми призначені для роботи з мережевою напругою 220 Вольт, тому при складанні та налаштуванні слід бути обережними!!
Дана схема є найбільш поширеною в різних зарубіжних побутових приладів, як найпростіша і надійніша, але у нас ширше поширення набула ось така схема:
Як тиристора найчастіше застосовувався тиристор КУ202Н, але слід врахувати, що якщо ви плануєте застосовувати потужне навантаження, то тиристор потрібно встановити на радіатор.
Ще одна особливість цієї схеми-це диністор КН102А. Також не найпоширеніший радіоелемент, але його можна замінити транзисторним аналогом і тоді схема регулятора напругивийде ось така:
Всі розглянуті конструкції дуже прості, надійні, чудово регулюють напругу, але не позбавлені недоліків, через які ентузіасти не перекладаються запропонувати свої схеми, нехай і більш складні. Головною проблемою вище наведених схем є інверсна залежність фазового кута від рівня напруги, тобто. при падінні напруги в мережі фазовий кут відкриття тиристора або симістора збільшується, що призводить до непропорційного зниження напруги на навантаженні. Невелике зниження напруги викликає помітне зменшення яскравості ламп і навпаки. Якщо в мережі живлення є невеликі пульсації, наприклад від роботи зварювального апарата, мерехтіння ламп стане набагато помітнішим.
Ще однією проблемою цих схем є обмежений діапазон регулювання вихідної напруги - неможливо регулювати напругу до 100% через наявність "сходинки" спрацьовування порогового вузла, що запускає тиристор або симістор.