Verbesserung des Leistungsreglers. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Seit über 15 Jahren verwende ich das im Artikel von S. Lukaschenko „Ein Leistungsregler, der keine Störungen verursacht“ („Radio“, 1987, Nr. 12, S. 22, 23) beschriebene Gerät zur Steuerung der Leistung von die elektrische Räuchereiheizung. Im Allgemeinen ein gutes Design, aber leider nicht ohne Mängel.

Erstens fließt ein pulsierender Strom durch die Last, was bedeutet, dass nur eine aktive Last vom Regler versorgt werden kann. Zweitens fließt in einigen Stellungen des Schalters SA1 eine ungerade Anzahl von Halbwellen des Netzstroms durch die Last, was sich negativ auf die im Netzwerk enthaltene Last induktiver Natur auswirkt. Drittens wurde die unzureichende Zuverlässigkeit des Geräts offenbart: Der K176J1E5-Chip fiel mehrmals aus.

Dafür gibt es zwei Gründe: Die Spannung übersteigt die Taktfrequenz an den Eingängen des DD1.1-Elements der Versorgungsspannung (durch den Spannungsabfall an der VD4-Diode), was nicht empfohlen wird, und eine „Unterbrechung“ im Eingangskreis von Das DD1.4-Element (Pin 8) beim Einschalten der Stromversorgung - für eine Weile des beweglichen Kontakts des Schalters SA1 "hängt" diese Schlussfolgerung in der Luft, was inakzeptabel ist. Zu den Nachteilen zählen auch die fehlende Anzeige, dass der Regler mit dem Netzwerk verbunden ist (es kam mehrmals zu Problemen aufgrund einer Fehlfunktion des Netzwerkverlängerungskabels) und ein recht hoher Eigenstromverbrauch: Beim VD5-VD8 wird viel Strom verbraucht Diodenbrücke und Widerstand R1. Schließlich lässt die Begrenzung der Lastleistung auf 2 kW den Einsatz des Reglers in vielen in der Praxis auftretenden Fällen nicht zu.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Um diese Mängel zu beseitigen, wurde das Schema neu gestaltet (Abb. 1). Die Stromversorgung des verbesserten Gerätes erfolgt transformatorlos mit einem Ballastkondensator C1, der Widerstand R3 begrenzt die beim Anschluss des Gerätes an das Netz auftretenden Stromimpulse auf ein für die Diodenbrücke VD2-VD5 sicheres Niveau. Die gleichgerichtete Spannung wird durch einen parametrischen Stabilisator auf einer VD6-Zenerdiode stabilisiert. Das Einschalten der HL1-LED in Reihe dazu ermöglichte die Einführung einer Einschaltanzeige und gleichzeitig „Einsparung“ des Strombegrenzungswiderstands und einiger Milliampere des Ausgangsstroms eines Netzteils mit geringer Leistung. Kondensatoren C2 und C3 - Filterung (C2 eliminiert die Niederfrequenzkomponente der gleichgerichteten Spannung, C3 - Hochfrequenz sowie Schaltrauschen in den Stromkreisen, die beim Betrieb digitaler Mikroschaltungen auftreten). Durch die Reduzierung des Stromverbrauchs (im Vergleich zum Prototyp) hat sich die Kapazität des Oxidkondensators C2 verringert.

An den Widerständen R1, R2 und der Zenerdiode VD1 entsteht ein Taktgenerator mit einer Frequenz von 50 Hz (im Gegensatz zum Prototyp, bei dem ihre Frequenz 100 Hz beträgt). Durch diese Schaltung wird auch der Kondensator C1 entladen, wenn das Gerät vom Netz getrennt wird, was die elektrische Sicherheit des Gerätes erhöht. Die Amplitude der Taktimpulse ist knapp 2 V (Spannungsabfall an der HL1-LED) geringer als die Versorgungsspannung. Der Schmitt-Trigger an den Elementen DD.1 und DD1.2 verbessert die Form der Taktimpulse (Abb. 2, Diagramm 1).

Fig. 2

Ein binärer Dezimalzähler mit einem Decoder DD2 wird durch die Flanke der Taktimpulse ausgelöst und erzeugt an den Ausgängen positive Impulse mit einer Dauer gleich der Periode der Netzspannung, die um die Dauer der Periode gegeneinander verschoben sind. Der RS-Trigger an den Elementen DD1.3 und DD1.4 wird durch die Vorderseite der Eingangsimpulse ausgelöst. Wenn am Ausgang 0 ein Zähler DD2 mit hohem Pegel erscheint (Abb. 2, Diagramm 2), schaltet das RS-Flip-Flop und an seinem Ausgang erscheint der gleiche Pegel (Diagramm 4). In diesem Fall öffnet der Transistor VT1, die emittierende Diode des Optosimitors U1 schaltet ein und geht in den leitenden Zustand über. Dadurch werden nacheinander die antiparallel geschalteten Thyristoren VS1 und VS2 geöffnet: Der erste leitet positive Halbwellen des Netzstroms in die Last, der zweite negative (Abbildung 5). Die Thyristoren sind geöffnet, bis am Ausgang des Zählers DD2, an den der bewegliche Kontakt des Schalters SA1 angeschlossen ist (z. B. am Ausgang 3 - Diagramm 3), ein hoher Pegel erscheint. An der Flanke dieses Impulses schaltet das RS-Flip-Flop ab und der Strom durch die Last stoppt. Durch die Einführung des Widerstands R6 konnte der Betrieb des DD1.4-Elements bei „hängendem“ Eingang vermieden werden.

Das Schalten von Thyristoren erfolgt in Momenten, in denen die Amplitude der Netzspannung 10 V nicht überschreitet und die Störung minimal ist. Wenn der SA1-Schalter auf die Position „100 %“ gestellt ist, schaltet der RS-Trigger nicht, die Thyristoren sind ständig geöffnet und die volle Leistung wird an die Last abgegeben.

In jeder Stellung des Schalters SA1 fließt eine gerade Anzahl von Halbwellen des Netzstroms durch die Last, wodurch das Auftreten seiner Konstantkomponente ausgeschlossen ist. Dadurch und durch den Einsatz von zwei gegeneinander geschalteten Thyristoren konnte die Lastleistung auf 4 kW erhöht werden, was für den Hausgebrauch ausreichend ist. Der Wechselstromfluss durch die Last ermöglichte es, nicht nur aktive, sondern auch induktive Lasten in die XS1-Buchse einzubinden. Regulieren Sie beispielsweise mithilfe eines Abwärtstransformators die Leistung einer Niederspannungslast – eines elektrischen Wicklers, eines Bienenmessers zum Öffnen von Waben usw. (zuvor musste zu diesem Zweck ein sperriger und schwerer LATR verwendet werden). und indem Sie einen Lüfter an das Gerät anschließen, regulieren Sie die Drehzahl seines Elektromotors (beim Anlegen von Spannung beschleunigt er, in Pausen verlangsamt er sich, wodurch die Drehzahl abnimmt).

Bei der Herstellung des Gerätes wurde eine Leiterplatte verwendet (Abb. 3 im genannten Artikel), von der die Teile R1, VD1-VD4, C1 demontiert wurden.

Die neu eingeführten Teile werden auf ein Fragment eines Universal-Steckbretts mit den Maßen 20x55 mm gelegt, das anstelle der demontierten Teile vertikal eingebaut wird. Die Thyristoren VS1, VS2 sind auf Kühlkörpern mit einer Kühlfläche von 150 cm2 montiert. Die Dioden VD7 und VD8 werden direkt an ihre Anschlüsse angelötet.

Kondensator C1 ist ein Filmrauschunterdrücker, er kann durch zwei in Reihe geschaltete K73-17-Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,47 Mikrometern und einer Nennspannung von 630 V ersetzt werden, die Widerstände R1 und R3 sind MLT-0,5, der Rest ist beliebiger Art .

Der Betriebsstrom des Optosimistors darf 10 mA nicht überschreiten und die zulässige Schaltspannung darf nicht weniger als 500 V betragen (MOC3052, MOC3053, MOC3062, MOC3063, MOC3082, MOC3083 erfüllen diese Anforderungen).

Das Gerät muss nicht justiert werden.

Der verbesserte Leistungsregler ist seit mehr als fünf Jahren im Einsatz und er ist mit seiner Arbeit zufrieden.

Autor: K. Moroz

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