Leistungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Mit relativ günstigen Hochleistungs-Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (IGF-Transistoren) können Sie ein gutes Gerät zur Leistungsregelung von Glühlampen, Lötkolben und anderen Geräten herstellen. Der Hauptunterschied zwischen dem in diesem Artikel vorgeschlagenen Design und den zuvor auf den Seiten des Radio-Magazins beschriebenen Designs ist der geringe Stromverbrauch in den Steuerkreisen und eine sanftere Leistungssteuerung, insbesondere im Anfangsabschnitt der Steuerkennlinie.

Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. 1 dargestellt. eines.

(zum Vergrößern klicken)

Mit dem DD1.1-Element wird ein rechteckiger Impulsformer zusammengebaut, der in seiner Form einem „Mäander“ ähnelt. Die Anstiege und Abfälle dieser Impulse fallen zeitlich mit den Momenten zusammen, in denen die Netzspannung den Nulldurchgang durchläuft. Die Impulse werden der Differenzierkette C3R3 und dem Wechselrichter DD1.2 zugeführt. Nachdem sie den Wechselrichter passiert haben, gelangen sie weiter zur C4R4-Kette. Die Dioden VD4, VD5 bilden ein ODER-Element für differenzierte Impulse, die über den Teiler R7R8 dem Eingang (Pin 8) des DD1.3-Elements zugeführt werden, das als Komparator fungiert. Der Kondensator C5 sorgt für eine reibungslose Spannungsregelung, was besonders bei Glühlampen wichtig ist.

Beim Bewegen des Schiebers des Widerstands R5 (Abb. 2) ändert sich die Spannung am Punkt A und damit das Tastverhältnis der Impulse am Ausgang (Pin 10) des Elements DD1.3. Darüber hinaus erhöht sich mit zunehmender Spannung das Tastverhältnis, bis die Impulse vollständig verschwinden und der Ausgang des Elements DD1.3 einen logarithmischen Wert erreicht. 0 in der oberen Position des Widerstandsschiebers R5 gemäß Diagramm, was der ausgeschalteten Last entspricht. Wenn die Spannung am Punkt A abnimmt, nimmt das Tastverhältnis der Impulse ab, bis sie vollständig verschmelzen und der Ausgang des Elements DD1.3 einen logarithmischen Wert erreicht. 1. Dies geschieht in der unteren Position des Widerstandsschiebers R5 und entspricht einer vollständig eingeschalteten Last.

Die Eingangskapazität von Hochleistungs-Feldeffekttransistoren ist erheblich. Um diese Kapazität schnell wieder aufzuladen und damit den Transistor schnell zu schalten, sind große Ströme erforderlich. Aus diesem Grund wird das Signal über einen Stromverstärker aus den Transistoren VT3, VT1 dem Gate des Transistors VT2 zugeführt. Der Transistor VT3 öffnet bei einer Netzwerkspannung nahe Null und schließt bei einer Spannung, die durch die Position des Widerstandsschiebers R5 bestimmt wird.

Der Leistungsregler verwendet feste Widerstände MLT-0D25, variable Widerstände SP-1; Oxidkondensatoren - K50-35, der Rest - KM-6. Die KD226D-Dioden (VD1, VD2 und VD6-VD9) können durch alle mit einer Sperrspannung von mindestens 400 V und einem maximalen Gleichstrom von mindestens 1 A ersetzt werden. Wir ersetzen die Zenerdiode D814B(\/D3). mit einem anderen mit einer Stabilisierungsspannung von 9V. Der Austausch der Mikroschaltung K176DE5 (DD1) durch andere, beispielsweise die K561-Serie, ist unerwünscht. Tatsache ist, dass bei anderen Eingangsspannungen als den Pegeln 0 und 1 Durchgangsströme in CMOS-Mikroschaltungen entstehen [1], und wie Messungen gezeigt haben, können sie selbst im statischen Modus mit Eingangsspannungen nahe der Schwelle Strom von Hunderten von Mikroampere verbrauchen (für Chips der K176-Serie) und bis zu mehreren zehn Milliampere (für Chips der K561-Serie). Mit zunehmender Versorgungsspannung steigt die Stromaufnahme stark an. Es stellte sich auch heraus, dass, wenn an einem der Eingänge der Mikroschaltung die Spannung der Schwellenspannung entspricht und an den anderen 0 oder 1 beträgt, der verbrauchte Strom etwa 20 % geringer ist, als wenn die Schwellenspannung an allen Eingängen vorhanden wäre. Aus diesem Grund müssen nicht verwendete Eingänge an eine gemeinsame Leitung angeschlossen werden.

Anstelle der Mikroschaltung K176LE5 können Sie auch die Mikroschaltung M76LA7 verwenden, deren Eingänge (Pins 2,5,9) müssen jedoch über 10-kOhm-Widerstände mit Pin 14 verbunden werden. Die Transistoren KT3102B, KTZ107B (VT1, VT2) können durch beliebige Low-Power-Transistoren ersetzt werden diejenigen mit der entsprechenden Struktur. Der leistungsstarke Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate und n-Typ-Kanal KP707A1 kann durch den in Fernsehnetzteilen verwendeten KP707B2 ersetzt werden [2, 3]. Gute Ergebnisse werden mit BUZ90-Transistoren erzielt, da deren Eingangskapazität fast eine Größenordnung niedriger ist als die des KP707A1.

Das Design des Reglers kann beliebig sein. Es ist lediglich erforderlich, dass die Länge der Verbindungsleiter minimal ist. Der Transistor VT3 ist auf einem Duraluminium-Kühlkörper mit einer Fläche von 24 cm2 installiert. Freie Eingänge des Elements DD1.4 (Pins 12 und 13) werden mit Pin 14 von DD1 verbunden.

Zur Konfiguration des Reglers benötigen Sie ein Oszilloskop mit einem Eingangswiderstand von mindestens 1 mOhm. Es beginnt mit dem Einschalten des Geräts ohne Last. Beim Verschieben des Schiebers des Widerstands R5 an Pin 10 des Elements DD1.3 ist eine Änderung des Tastverhältnisses der Impulse zu beobachten. Anschließend die Spannung an der Zenerdiode VD3 in allen Stellungen des R5-Motors prüfen und bei Unterschreitung von 7 V den Widerstand des Widerstands R1 reduzieren. Anschließend wird anstelle der Last ein Widerstand MLT-1 mit einem Widerstandswert von 100...300 kOhm angeschlossen und die Leistungsregelgrenzen festgelegt. Stellen Sie dazu den Schieberegler des Widerstands R5 auf die oberste Position im Diagramm und wählen Sie den Widerstand R7 aus, um seinen Mindestwert zu ermitteln, bei dem an Pin 10 des Elements DD1.3 keine Impulse vorhanden sind und die Spannung dem Protokoll entspricht Ebene. 0. Dann wird der Schieberegler des Widerstands R5 in die untere Position bewegt und der maximal mögliche Widerstandswert des Widerstands R6 ausgewählt. bei dem an Pin 10 des Elements DD1.3 die Spannung dem Log-Pegel entspricht. 1.

Danach wird die Funktion des Geräts in verschiedenen Positionen des Widerstandsschiebers R5 überprüft und die Signalform an der Last überwacht. Wenn sich das Gerät selbst erregt, kann dies durch Auswahl der Kapazität des Kondensators C2 verhindert werden. Es ist zu beachten, dass in den Extrempositionen des Widerstandsschiebers R5 eine leichte Spannungsasymmetrie über der Last möglich ist. Sie kann durch Auswahl der Kondensatoren C3, C4 und der Widerstände R3, R4 reduziert werden.

Wenn eine stärkere Last angeschlossen werden muss, werden die Dioden VD6 - VD9 durch leistungsstärkere ersetzt und die Kühlkörperfläche des Transistors VT3 vergrößert. Es ist auch möglich, mehrere Feldeffekttransistoren parallel zu schalten.

Basierend auf dem betrachteten Regler ist es möglich, ein Gerät zum sanften Ein- und Ausschalten von Glühlampen herzustellen. Entfernen Sie dazu die Widerstände R5. R6 sind zwischen den Punkten A und B zwei in Reihe geschaltete Widerstände mit einem Widerstandswert von 47 kOhm eingebaut. Zwischen dem Verbindungspunkt dieser Widerstände und Punkt B ist ein Schalter installiert. Der Kondensator C5 wird durch einen anderen mit einer Kapazität von 47 μF und einer Betriebsspannung von 25 V ersetzt. Der Stromverstärker (VT1, VT2 und R10) kann entfallen und der Widerstandswert des Widerstands R9 kann auf 12 kOhm reduziert werden.

Es ist praktisch, das Gerät in der Nähe des Verteilerkastens zu installieren. Parallel zum Schalter können Sie die Ausführungsschaltung eines Optokopplers installieren, dessen LED-Teil mit Signalen von einem externen Softwaregerät versorgt wird, beispielsweise beschrieben in [4]. Es. In Abwesenheit der Wohnungseigentümer wird im Dunkeln für einige Zeit das Licht eingeschaltet und so ungebetene „Gäste“ abgeschreckt.

Bei der Einrichtung des Reglers ist besondere Sorgfalt geboten, da das Gerät nicht galvanisch vom Netz getrennt ist.

Literatur

1. Zeldin E. A. Digitale integrierte Schaltkreise in Informations- und Messgeräten. - L.: Energoatomizdat. Niederlassung Leningrad, 1986.
2. Petukhov V, M. Feld- und Hochfrequenz-Bipolartransistoren mittlerer und hoher Leistung und ihre ausländischen Analoga. Verzeichnis. T. 3 - M.: KubK-a, 1997.
3. Perelman B. L. Halbleiterbauelemente. Verzeichnis. - Solon. Mikrotechnik, 1996.
4. Vinogradov Yu Automatisches "Abendlicht". - Radio, 1994, Nr. 11, p. 28 - 30.

Autor: S. Zorin, Znamensk, Gebiet Astrachan

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