パワーレギュレーターの改良。スキーム、説明

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パワーレギュレーターの改良。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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15 年以上、私は S. ルカシェンコの記事「干渉を生じさせない電力調整器」(「ラジオ」、1987 年、第 12 号、22、23 ページ) で説明されている装置を使用して、電力を制御してきました。スモークハウスの電気ヒーター。全体的には良いデザインですが、残念ながら欠陥がないわけではありません。

まず、脈動電流が負荷に流れます。これは、アクティブ負荷のみがレギュレータから電力を供給できることを意味します。第２に、スイッチＳＡ１のいくつかの位置では、主電源電流の奇数の半サイクルが負荷を流れ、ネットワークに含まれる誘導性の負荷に悪影響を与える。第三に、デバイスの信頼性が不十分であることが明らかになりました。K1J176E1 チップは数回故障しました。

理由は 1.1 つあります。4 つは電源電圧の DD1.4 素子の入力でのクロック周波数を超える電圧 (VD8 ダイオードの両端の電圧降下による) (推奨されていません)、もう 1 つは入力回路の「オープン」です。電源を切り替えるときのDD5要素（ピン8） - スイッチSA1の可動接点のしばらくの間、この結論は空中に「ハング」しますが、これは受け入れられません。欠点としては、レギュレータがネットワークに接続されていることが示されないこと (ネットワーク延長ケーブルの誤動作により、何度かトラブルに見舞われた) や、かなり大きな自身の電流消費 (VD2 ～ VDXNUMX でかなりの電力が消費される) が挙げられます。ダイオードブリッジと抵抗RXNUMX。最後に、負荷電力が XNUMX kW に制限されているため、実際には多くの場合レギュレータを使用できません。

米。 1（クリックで拡大）

これらの欠点を解消するために、スキームが再設計されました (図 1)。改良されたデバイスの電源はバラストコンデンサC1を使用してトランスレスになり、抵抗R3はデバイスがネットワークに接続されているときに発生する電流パルスをダイオードブリッジVD2-VD5の安全なレベルに制限します。整流された電圧は、VD6 ツェナーダイオードのパラメトリックスタビライザによって安定化されます。 HL1 LED を直列に点灯することで、電流制限抵抗と低電力電源の出力電流を数ミリアンペア「節約」しながら、オン表示を導入することが可能になりました。コンデンサ C2 および C3 - フィルタリング (C2 は整流された電圧の低周波成分を除去し、C3 - 高周波成分と、デジタルマイクロ回路の動作中に発生する電源回路のスイッチングノイズを除去します)。消費電流の削減（試作品と比較）により、酸化物コンデンサ C2 の静電容量が減少しました。

抵抗器 R1、R2 およびツェナーダイオード VD1 で、周波数 50 Hz のクロックパルス発生器が作成されます (周波数が 100 Hz のプロトタイプとは異なります)。この回路を通じて、デバイスがネットワークから切断されたときにコンデンサ C1 も放電されるため、デバイスの電気的安全性が向上します。クロックパルスの振幅は、電源電圧よりもほぼ 2 V (HL1 LED の電圧降下) 低くなります。要素 DD.1 および DD1.2 のシュミットトリガーにより、クロックパルスの形状が改善されます (図 2、図 1)。

パワーレギュレーターの改良
図。 2

デコーダ DD2 を備えた 1.3 進 1.4 進カウンタは、クロックパルスのエッジによってトリガされ、主電源電圧の周期に等しい持続時間の正のパルスを出力に生成します。周期の持続時間だけ一方が他方に対してシフトされます。要素 DD0 および DD2 の RS トリガーは、入力パルスの前部によってトリガーされます。ハイレベルのカウンタ DD2 が出力 2 に現れると (図 4、図 1)、RS フリップフロップが切り替わり、同じレベルがその出力に現れます (図 1)。この場合、トランジスタVT1が開き、オプトシミスタU2の発光ダイオードがオンになり、導通状態になります。その結果、逆並列に接続されたサイリスタVS5とVS2が順番に開きます。最初のサイリスタは主電源電流の正の半波を負荷に流し、1番目のサイリスタは負の半波を負荷に送ります（図3）。サイリスタは、SA3 スイッチの可動接点が接続されているカウンタ DD6 の出力 (たとえば、出力 1.4 - 図 XNUMX) にハイレベルが現れるまで開いています。このパルスのエッジで RS フリップフロップがオフになり、負荷を流れる電流が停止します。抵抗 RXNUMX の導入により、「ハング」入力による DDXNUMX 要素の動作を回避することが可能になりました。

サイリスタのスイッチングは、主電源電圧の振幅が 10 V を超えず、干渉が最小限であるときに発生します。 SA1 スイッチが「100%」の位置に設定されている場合、RS トリガーは切り替わらず、サイリスタは常に開いており、負荷にフル電力が放出されます。

スイッチ SA1 のどの位置でも、主電源電流の偶数の半サイクルが負荷を通過し、その定常成分の出現が排除されます。これと、4 つの連続サイリスタの使用により、家庭用には十分な 1 kW まで負荷電力を高めることが可能になりました。負荷を通る交流電流の流れにより、能動負荷だけでなく誘導負荷も XSXNUMX ソケットに含めることが可能になりました。たとえば、降圧変圧器を使用して、電動ワインダー、ハニカムを開けるための蜂ナイフなどの低電圧負荷の電力を調整します (以前は、この目的のために大きくて重い LATR を使用する必要がありました)。また、デバイスにファンを接続することで、電動モーターの速度を調整します（電圧を供給すると加速し、停止中は減速し、その結果、回転速度が低下します）。

デバイスの製造では、部品R3、VD1〜VD1、C4が解体されたプリント回路基板が使用されました（前述の記事の図1）。

新たに導入された部品は、寸法 20x55 mm のユニバーサルブレッドボードの断片上に配置され、解体された部品の代わりに垂直に取り付けられます。サイリスタ VS1、VS2 は、冷却表面積 150 cm2 のヒートシンクに取り付けられています。ダイオード VD7 と VD8 は端子に直接はんだ付けされています。

コンデンサ C1 はフィルムノイズサプレッサで、容量 73 ミクロン、定格電圧 17 V の直列接続された 0,47 つの K630-1 コンデンサで置き換えることができます。抵抗 R3 と R0,5 は MLT-XNUMX で、残りは任意のタイプです。。

オプトシミスタの動作電流は 10 mA を超えてはならず、許容スイッチング電圧は 500 V 未満であってはなりません (MOC3052、MOC3053、MOC3062、MOC3063、MOC3082、MOC3083 はこれらの要件を満たしています)。

デバイスを調整する必要はありません。

改良された電力調整器は XNUMX 年以上稼働しており、彼はその仕事に満足しています。

著者: K.モロズ

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