Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Описание стабилизатора переменного тока

Каталог радиолюбительских схем

Стабилизатор напряжения переменного тока

При питании радиоэлектронной аппаратуры от сети нередко приходится стабилизировать напряжение переменного тока.- Большую сложность при проектировании таких стабилизаторов представляет получение синусоидального выходного напряжения с малыми нелинейными искажениями.С точки зрения практической реализации этого требования, а также повышения быстродействия и коэффициента стабилизации наиболее предпочтительны стабилизаторы с транзисторным регулирующим элементом.

Структурная схема подобного стабилизатора напряжения переменного тока показана на рис. 1. Автотрансформатор Т1 повышает напряжение сети, а регулирующий элемент РЭ, включенный последовательно с нагрузкой, гасит излишек напряжения. Управляющий элемент УЭ, представляющий собой цепь отрицательной обратной связи, вырабатывает сигнал, несущий информацию об уровне выходного напряжения. Автотрансформатор позволяет получить более высокий КПД и cos j стабилизатора по сравнению с использованием в нем трансформатора.

Поскольку транзистор — прибор полярный, регулирующий элемент включен в диагональ выпрямительного диодного моста. Из-за нелинейности характеристик транзисторов и диодов форма напряжения и тока в нагрузке все же несколько отличается от правильной синусоиды — она имеет незначительное уплощение вершин.

В описываемом стабилизаторе (рис. 2) регулирующий элемент составлен из транзисторов VT1 и VT2, диодов VD2, VD3 и резисторов R1 — R4.

При изменении значения постоянного тока, протекающего через диагональ выпрямительного моста VDI, изменяется значение неременного тока, текущего через . секцию 1.1 обмотки автотрансформатора. В результате изменяется значение переменного напряжения на секции 1.2 обмотки. Такое включение регулирующего элемента уменьшает его влияние на форму синусоиды выходного напряжения.

Резисторы R1-R4, шунтирующие регулирующий элемент, уменьшают мощность, рассеиваемую транзисторами VT1, VT2.

Основные технические характеристики стабилизатора

Напряжение питающей сети, В220±22
Выходное напряжение переменного тока, В220
Мощность нагрузки, Вт130..220
Нестабильность выходного напряжения при указанных изменениях напряжения сети и мощности нагрузки, %, не более0,5
Коэффициент нелинейных искажений, %, не более6

Трансформатор Т2 служит для питания усилителя постоянного тока и одновременно входит в цепь отрицательной обратной связи. Напряжение обмотки II, выпрямленное диодным мостом VD5, поступает на делитель R12—R14. При повышении напряжения сети или уменьшении тока нагрузки, подключенной к выходу стабилизатора, увеличивается напряжение на базе транзистора VT5, а значит, и его коллекторный ток. Примерно в той же мере уменьшается и ток коллектора транзистора VT4. Падение напряжения же на резисторе R10 остается практически неизменным, поскольку напряжение на базе транзистора VT4 стабилизировано. При этом напряжение на резисторе R9 увеличивается и ток, текущий через транзистор VT3, уменьшается.

Вследствие уменьшения напряжения на базе транзистора VT2 он начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается. Это приводит к закрыванию и транзистора VT1, так как напряжение на его базе фиксировано делителем R1R2R3R4VD2R5. Диод VD3 исключает влияние делителя на базу транзистора VT2. В результате увеличения сопротивления транзисторов VT1, VT2 регулирующего элемента уменьшается постоянный ток в диагонали выпрямительного моста VD1 и, следовательно переменный ток в секции 1.1 обмотки автотрансформатора Т1, что эквивалентно увеличению падения напряжения на секции 1.2. Поэтому выходное напряжение сохраняет свое первоначальное значение.

При минимальном значении напряжения сети или увеличении тока нагрузки ток через транзистор VT13 увеличивается и транзисторы VTI и VT2, наоборот, еще более открываются. Диод VD2 в этом случае закрывается напряжением с резистора R7. Диод VD3 обеспечивает полное открывание транзистора VT1.

Транзистор VT6, резистор RU и конденсатор С2 образуют электронный фильтр, задерживающий подачу напряжения питания на усилитель постоянного тока. Задержка необходима для устранения броска выходного напряжения в момент включения стабилизатора.

Ограничение минимальной мощности нагрузки значением 130 Вт обусловлено тем, что при меньшей мощности и сетевом напряжении более 220. 225 В выходное напряжение повышается сверх установленного допуска из-за уменьшения падения напряжения на индуктивном сопротивлении секции 1.2 сетевого трансформатора.

Внешний вид описываемого стабилизатора показан в заголовке статьи, а его конструкция и графики, характеризующие его основные параметры,— показаны ниже.

Выпрямитель КЦ405А (VD1) можно заменить четырьмя диодами с обратным напряжением не менее 600 В и выпрямленным током 1 А; КД906А (VD5) — диодами с прямым током не менее 30 мА: транзисторы КТ809А (VT1, VT2) — аналогичными им мощными, например, КТ812А, КТ812Б. Транзисторы VT3 и VT6 могут быть любыми маломощными соответствующей структуры.

Резисторы Rl—R4 (С5-5-10 Вт) смонтированы на отдельной плате, которая размещена под выключателем SB 1. Подстроечный резистор R13 может быть любого типа. Конденсаторы С2 и СЗ — К50-6, С1 — КМ-6, выключатель питания SB1 — ПК.Н-41.

Читайте так же:
Датчика тока в стабилизаторах тока

Мощность, рассеиваемая каждым из транзисторов VT1.VT2, равна 8 Вт, поэтому они установлены на отдельные теплоотводы с площадью поверхности по 500 см 2 .

Габаритная мощность автотрансформатора Т1 — около 220 Вт. Можно использовать автотрансформатор от магнитофона “Маяк-202” (магнитопровод ШЛ20Х20, секция 1.1 обмотки содержит 1364 витка провода ПЭВ-2 0,31, секция 1.2 — 193 витка провода ПЭВ-2 0,63).

Трансформатор Т2 выполнен на магнитопроводе ШЛ16Х16. Обмотка I содержит 2560 витков провода ПЭВ-2 0,1, обмотка II — 350 витков провода ПЭВ-2 0,2 с отводом от 70-го витка (для питания индикаторной лампы HL1).

Кожух стабилизатора лучше всего изготовить из изоляционного материала. В панелях кожуха надо предусмотреть вентиляционные отверстия. Если кожух металлический, необходимо позаботиться о надежной изоляции от него всех токоведущих деталей и проводов.

При налаживании сначала подборкой резистора R11 устанавливают напряжение 12 В на эмиттере транзистора VT6 (общим проводом устройства служит отрицательный вывод диодного моста VD5). При этом на базе транзистора VT4 должно установиться напряжение около 8 В.

К выходу стабилизатора подключают нагрузку. Ею может служить лампа накаливания мощностью 150. 200 Вт. С лабораторного автотрансформатора РНО-250 на вход стабилизатора подают напряжение 220 В и резистором R13 устанавливают на выходе номинальное сетевое напряжение 220 В. Падение напряжения на каждом из транзисторов регулирующего элемента должно быть 80. 100 В. При изменении входного напряжения на +22 В напряжение на выходе стабилизатора должно оставаться практически неизменным. Отсутствие стабилизации свидетельствует об ошибке в монтаже или неисправности той или иной детали.

Возбуждение стабилизатора устраняют подборкой конденсатора С1.

Мощность стабилизатора можно увеличить до 450 Вт, если его регулирующий элемент смонтировать по схеме, показанной на рис. 3.

Для этого случая автотрансформатор Т1 нужно выполнить на магнитопроводе ШЛ20Х Х25. Секция 1.1 обмотки должна содержать 1300 витков провода ПЭВ-2 0,36, секция 1.2 — 180 витков провода ПЭВ-2 0,9.

Наиболее важные преимущества описанного стабилизатора по сравнению с феррорезонансным — малые нелинейные искажения выходного напряжения и почти полное отсутствие магнитного поля, отрицательно влияющего на работу цветных телевизоров.

Стабилизаторы в цепи переменного тока

Требования, предъявляемые к стабилизаторам напряжения и, в частности, к допустимому отклонению напряжения электропитания потребителей промышленного и бытового назначения, определяются ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

По принципу действия стабилизаторы переменного тока можно классифицировать следующим образом:

· ступенчатые корректоры напряжения (стабилизаторы со ступенчатым регулированием);

· электромеханические стабилизаторы с электроприводом;

· стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора;

· системы с двойным преобразованием энергии;

· высокочастотные транзисторные регуляторы (стабилизаторы с дискретным ВЧ регулированием).

1. Стабилизаторы напряжения со ступенчатым регулированием представляют наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации основан на автоматической коммутации (переключении) секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). В силу ряда достоинств, ступенчатые корректоры напряжения получили наибольшее распространение.

· широкий диапазон входного напряжения;

· возможность работы при холостом ходе;

· отсутствие искажения формы выходного напряжения;

· высокое значение КПД.

· ступенчатое изменение выходного напряжения, ограничивающее точность стабилизации.

2. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения построены на основе использования феррорезонанса в нелинейном контуре трансформатор — конденсатор, который обеспечивает непрерывное регулирование выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В настоящее время находят ограниченное применение из-за ряда недостатков.

· устойчивость к перегрузкам по напряжению и широкий диапазон температур;

· большой ресурс работы.

· искажение формы входного напряжения;

· недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках;

· зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети;

· низкое значение КПД.

3. Электромеханические стабилизаторы напряжения представляют собой следящую систему с использованием электродвигателя, автотрансформатора и системы управления двигателем. Такие стабилизаторы позволяют непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы.

· высокая точность регулирования;

· высокая перегрузочная способность;

· широкий диапазон регулирования.

· ограниченный срок службы при наличии требования по проведению периодических регламентных работ;

· наличие открытого скользящего электрического контакта, ограничивающее среду использования.

4. Стабилизаторы напряжения с подмагничиванием трансформатора основаны на компенсации изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания стержней автотрансформаторов со специально выполненным магнитопроводом и системой обмоток. Подмагничивание осуществляется с помощью тиристорного регулятора. Такие стабилизаторы характеризуются высокими перегрузочными способностями, но имеют ограниченный диапазон регулирования и существенный коэффициент искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со ступенчатыми корректорами напряжения.

Читайте так же:
Пусковой ток при включении стабилизатора напряжения

5. Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии содержат выпрямитель и транзисторный инвертор с ШИМ управлением, обеспечивающий стабильное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц. В настоящее время находятся в стадии промышленного освоения.

6. Стабилизаторы напряжения с высокочастотным транзисторным регулированием основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов, коммутируемых с высокой частотой на каждом периоде сетевого напряжения. Являются перспективным направлением в развитии стабилизаторов. В настоящее время находятся на стадии разработок, в промышленном производстве отсутствуют.

1. Стабилизаторы напряжения со ступенчатым регулированием

На рисунке изображена принципиальная схема тиристорного стабилизатора напряжения в цепи переменного тока с использованием пары встречно-параллельных тиристоров в первичной цепи трансформатора.

При высоких мощностях устройства используют шунтирующие диоды совместно с встречно-параллельными тиристорами, включенные в противоположном направлении. При этом возможно использование одной системы управления для отрицательной и положительной полуволны входного напряжения. Без шунтирующих диодов обязательно должны быть две разделенные системы управления для надежной работы схемы. Диоды обеспечивают непрерывное протекание тока в моменты перекоммутации и защищают ключи от обратного напряжения.

Временные зависимости для напряжений в схеме импульсного стабилизатора имеют вид:

Система управления формирует повторный импульс с небольшим интервалом для гарантированного включения тиристора. При сравнении напряжения обратной связи (Uос), снимаемого с нижнего плеча делителя R2 , с пилообразным напряжением изменяется фаза подачи управляющего импульса в соответствии с полярностью напряжения сети (a1 для положительной полуволны напряжения, a2 — для отрицательной). Частота пилообразного напряжения должна совпадать с частотой питающей сети для обеспечения синхронной работы схемы. Закрывание тиристоров обеспечивается подачей обратного напряжения на анод за счет смены полярности напряжения сети. Усилитель мощности (УМ) обеспечивает гальваническую развязку цепей и гарантирует надежное открывание тиристора за счет достаточной мощности управляющего сигнала.

Дата добавления: 2017-10-04 ; просмотров: 1113 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Описание стабилизатора переменного тока

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Мощный ступенчатый стабилизатор переменного напряжения

В некоторых районах, особенно сельской местности, нередки случаи, когда напряжение сети в течение суток меняется от 220 до 160. 170 В.

Идея разработки мощного стабилизатора переменного напряжения у меня появилась, когда из-за подобной «стабильности» сети вышел из строя холодильник, а СВЧ печь отказывалась работать при напряжении, меньше 200 В.

Мощный ступенчатый стабилизатор переменного напряжения предназначен для поддержания сети на уровне 220 В ± 10 % при понижении сетевого напряжения до 160. 170 В.

Читайте так же:
Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока

Базовая модель рассчитана на нагрузку не более 1,3 кВт, но ее легко переделать на нагрузку до 2 кВт и более. Стабилизатор собран из унифицированных деталей, дешевый в изготовлении, прост в наладке.


(нажмите для увеличения)

Рассмотрим принцип действия стабилизатора по принципиальной схеме (см. рисунок). При понижении напряжения сети устройство управления, собранное на микросхеме LM 324, через симистор VS1 подключает трансформатор Т1, включенный как повышающий автотрансформатор. К сетевому напряжению добавляется напряжение вторичной обмотки Т1, составляющее примерно 20 В.

При дальнейшем понижении напряжения сети подключается трансформатор Т2, а затем Т3. Трансформаторы суммарно добавляют к сетевому напряжению приблизительно 60 В.

Таким образом, при уменьшении сетевого напряжения до 160 В на нагрузке будет примерно 220 В.

При повышении сетевого напряжения от 160 до 220 В устройство управления последовательно отключает Т1. Т3. На нагрузке поддерживается напряжение 205. 242 В во всем диапазоне регулирования.

Устройство управления выполнено на счетверенном ОУ типа LM254. Все четыре канала собраны по одинаковой схеме, поэтому рассмотрим работу канала 1.

ОУ DA 1.1 включен в режим компаратора с положительной обратной связью. Напряжение сети через диодный мост VD1, делитель R3, R4, диод VD1’, резистор R3’ подается на неинвентирующий вход ОУ, где сравнивается с опорным напряжением, снимаемым со стабилитрона VD3.

Если напряжение Uвх, снимаемое с делителя R3, R4, ниже опорного, реле К1 отключено и своими н.з. контактами К1.1 через симистор VS1 включает трансформатор Т1, добавляя к напряжению сети примерно 20 В. Если Uвх выше опорного, К1 срабатывает и отключает вольтдобавку.

При указанных на схеме номиналах элементов срабатывание/отпускание реле К1 канала управления происходит при изменении сетевого напряжения примерно на 10 В. Гистерезис можно изменить подбором сопротивления резистора R4’.

Канал 4 служит для задержки подключения нагрузки на время окончания переходных процессов в стабилизаторе при первоначальном включении, а также для отключения нагрузки от сети при невозможности обеспечить более 200 В на выходе стабилизатора. Емкость конденсатора С1’ в канале 4 — 22 мкФ.

Трансформаторы Т1. Т3 серийные типа ТН 60-220/12750 или любой другой, рассчитанный на мощность 160. 250 Вт с напряжением на вторичной обмотке 20. 24 В при токе 6. 10 А. Т4 — любой маломощный на 24 В.

220 В, все четыре группы контактов запараллелены. Резисторы R4, R6, R8, R10 подстрочные СПЗ-1, СПЗ-22 или другие малогабаритные, остальные резисторы — МЛТ.

Соединения силовой части стабилизатора выполнить гибкими медными проводниками сечением 2,5 мм2.

Стабилизатор смонтирован в металлическом корпусе с вентиляционными отверстиями.

Верхняя крышка покрыта декоративной самоклеющейся пленкой. На ней установлена розетка и светодиод HL1. Симисторы и реле установлены внутри корпуса на стеклотекстолитовой пластине. Для устранения наводок печатную плату устройства управления лучше расположить подальше от трансформаторов и проводов силовых цепей.

При длительной работе стабилизатора с номинальной мощностью необходимо предусмотреть принудительное охлаждение, например, мини-вентилятором от ЭВМ (вентилятор на схеме не показан).

Для налаживания устройства необходимы ЛАТР и вольтметр. Сеть подключают к стабилизатору через регулируемый выход ЛАТРа. В качестве нагрузки используют лампу накаливания на 200. 300 Вт. Вольтметр включают параллельно нагрузке. Движки подстроечных резисторов надо установить в среднее положение. Включить стабилизатор без нагрузки.

Вращая потенциометр R10 канала 4, добиваются срабатывания реле К5, а вращая потенциометры R4, R6, R8 добиваются срабатывания реле К1, К2, К3. Подключить нагрузку и вольтметр. Понизить ЛАТРом напряжение на нагрузке до 210 В. Медленно вращая резистор R4, добиться включения Т1.

Уменьшить ЛАТРом напряжение на нагрузке до 210 В. Повторить вышеописанную операцию для каналов 2 и 3. Напряжение отключения стабилизатора от нагрузки каналом 4 установить на уровне 200 В.

Повторить настройку несколько раз до желаемого результата.

Примечание. При желании один из каналов можно настроить на понижение напряжения сети, для чего контакты управляющего реле заменить нормально открытыми, а концы вторичной обмотки трансформатора поменять местами, включив трансформатор как понижающий.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Стабилизатор напряжения переменного тока

Из-за отсутствия силового автотрансформатора с таким числом отводов, как у применённого автором в этом устройстве (у имеющегося у меня выводов намного меньше), схему пришлось немного изменить сайте www.radiochipi.ru.

Схема стабилизатора переменного тока

Взамен шифратора на элементах микросхемы К561ЛП2 применён импортный шифратор CD4532B [6] в паре с дешифратором этой же серии CD4028B (аналог К561ИД1). От дополнительной стабилизации образцового напряжения с помощью параметрического стабилизатора (в прототипе — R4VD3) отказался — интегральный стабилизатор напряжения DA1 (из серии 7812) поддерживает на выходе напряжение во вполне приемлемых пределах.

Читайте так же:
Самодельная схема стабилизатора тока

Для более полного использования изменения амплитуды U, (без потерь на масштабирование) применён стабилитрон VD1. Добавлено пороговое устройство на стабилитроне VD2 и транзисторах VT1, VT2, отключающее стабилизатор от сети при превышении допустимого значения напряжения. Для упрощения налаживания делители на входах компараторов, составленные из требующих подбора постоянных резисторов, заменены многооборотными подстроечными резисторами R7—R10. Симисторные ключи дополнены так называемыми снабберами (шунтирующими симисторы последовательными RC-цепями), предотвращающими ошибочные включения симисторов, которые могут произойти от сетевых помех.

В остальном схема не отличается от описанной в [5]. Применённый мною понижающий трансформатор Т2 имеет сетевую обмотку с двумя отводами и две вторичные (на 44 и 48 В) с отводами от середины. В стабилизаторе оставлены четыре канала управления (для города этого вполне достаточно). До окончательной сборки были сняты характеристики автотрансформатора при нагрузке мощностью 500 Вт в вариантах коммутации сети или нагрузки. Понижающие обмотки соединялись согласно с сетевой по схеме автотрансформатора. В первом варианте стабилизатора коммутировалась нагрузка без применения демпфирующих цепей.

Стабилизатор работал, но сбоил (работа этого варианта со снабберными цепями не проверялась). В рабочем варианте выбрана коммутация обмоток с постоянным подключением нагрузки. В связи с её индуктивным характером в каждом канале применена демпфирующая цепь (R27C7—R30C10). В соответствии с техническими характеристиками микросхемы CD4028B максимальный выходной ток одного канала — 10 мА, в связи с чем применены оптосимисторы МОС3063 с током включения не более 5 мА.

Для питания устройства и получения управляющего напряжения U, использован отдельный трансформатор Т1 с встроенным термопредохранителем RH01-83 (250 В, 2 А, 83 °С), обозначенным на схеме как FU2. FU1 — плавкая вставка в цепи первичной обмотки этого трансформатора, FU3 — восстанавливающийся предохранитель вышедшего из строя стабилизатора. Типы стабилитронов VD1 и VD2 зависят от параметров трансформатора Т1 (в первую очередь, от его коэффициента трансформации).

При максимальном “рабочем” напряжении сети (в данном случае 250 В) напряжение на подстроечном резисторе R11 относительно общего провода должно быть около 12 В (напряжение питания микросхем), а при минимальном — стабилитрон VD1 не должен выходить из режима стабилизации. В авторском устройстве при сетевом напряжении 250 В напряжение на выходе выпрямителя VD3 поднимается до 32 В, а при 170 В опускается до 24 В, поэтому в качестве VD1 применён стабилитрон КС520В (напряжение стабилизации— 19…21 В). Для срабатывания защиты при напряжении в сети 260 В выбран стабилитрон КС210Ж (напряжение стабилизации — 9…11 В).

Детали устройства смонтированы на трёх печатных платах из фольгированного стеклотекстолита. Постоянные резисторы — любые малогабаритные, подстроечные — многооборотные проволочные (например, СП5-2), конденсатор С2 – КМ, С7-С10 — К73-17, остальные — оксидные импортные. Транзистор ВС547С заменим любым из серии КТ3102, а ВС557С — из серии КТ3107. Для коммутации обмоток трансформатора Т2 желательно применить симисторы серии ВТА41, так как все их выводы изолированы от крепёжного фланца, и это позволяет установить их без изоляции на общий теплоотвод, который необходим при мощности нагрузки более 300…500 Вт.

Вместе с трансформаторами Т1, Т2 платы размещены в корпусе вышедшего из строя стабилизатора Mustek Power Mate 625 (рис. 2). Собранный стабилизатор поддерживает на питаемой нагрузке напряжение в пределах допускаемого отклонения от номинального значения (±10 %) при изменении напряжения сети от 180 до 250 В. Примерное значение сетевого напряжения индицирует один из светодиодов HL3—HL6. При отклонении напряжения за указанные пределы нагрузка отключается, а на передней панели устройства светится один из светодиодов HL1, HL2, показывая, в какую сторону изменилось напряжение (соответственно велико оно или мало). Если трансформатор позволяет, число каналов управления можно увеличить (увеличив соответственно число компараторов и симисторных ячеек). Работа и настройка устройства в основном не отличаются от описанных в статье [5].

Стабилизаторы постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока ( стабилизаторы переменного напряжения на тиристорах)

Схемы транзисторных стабилизаторов напряжения с последовательным включением регулирующего элемента в большинстве случаев не могут использоваться для стабилизации напряжения свыше 300 В. Это объясняется тем, что с увеличением выходного напряжения стабилизатора увеличивается напряжение на регулирующем транзисторе, а также на элементах усилителя и схемы сравнения. Поэтому при относительно высоких выходных напряжений наиболее целесообразно включать регулирующий элемент в цепь переменного тока. Структурная электрическая схема стабилизатора постоянного напряжения с регулированием в цепи переменного тока приведена на рисунке 2.62.

Читайте так же:
Крен в стабилизаторе тока

124

Рисунок 2.62- Структурная электрическая схема стабилизатора

напряжения с регулирующим элементом в цепи

Данная структурная схема стабилизатора, которая приведена на рисунке 2.62. состоит из следующих функциональных узлов : РЭ- регулирующего элемента, Тр- силовой трансформатор, В- выпрямитель, СФ –сглаживающий фильтр, СС- схемы сравнения и СУ – схему управления.

Принцип работы стабилизатора заключается в следующем. Напряжение сети поступает на регулирующий элемент, в котором осуществляется стабилизация по уровню напряжение сети. С регулирующего элемента напряжение сети поступает на первичную обмотку силового трансформатора, преобразуется по величине, выпрямляется выпрямителем В, фильтруется СФ сигнал и поступает на выход стабилизатора. Выходное напряжение с входа стабилизатора поступает в схему сравнения СС, где сравнивается с опорным напряжением, которое вырабатывает отдельный источник электропитания. Разностный сигнал, с выхода схемы сравнения, поступает в схему управления СУ. Сигнал с выхода схемы управления воздействует на регулирующий элемент таким образом, что любые изменения выходного напряжения компенсируются изменением напряжения на регулирующем элементе. В результате выходное напряжение стабилизируется с определенной точностью.

В качестве регулирующих элементов в цепи переменного тока часто используются тиристоры, симисторы и т.д. Тиристоры в регулирующем элементе стабилизатора работают в ключевом режиме, что определяет малые габаритные размеры и большой КПД стабилизатора. Значительный коэффициент усиления по мощности позволяет применить сравнительно маломощную схему управления.

Стабилизатор состоит из регулирующего элемента, выполненного на диодах VD1, VD2 и на тиристорах VS1,VS2, трансформатора TV, выпрямителя В, сглаживающего фильтра СФ, схемы сравнения СС, усилителя постоянного тока УПТ и схемы управления.

На управляющие электроды тиристора VS1, VS2 от схемы управления поступают импульсы положительной полярности (рисунок 2.63,б ).

В первый полупериод напряжения на аноде тиристора VS1 положительный потенциал (рисунок 2.63,а). Однако в интервале 0…t1 он закрыт, так как на его управляющий электрод не подан положительный импульс. В этом интервале все

напряжение сети падает на закрытом тиристоре VS1, а напряжение на первичной обмотке трансформатора равно нулю. В момент времени t1 на управляющий электрод подан положительный импульс от схемы управления и он открывается.

В интервале времени t1 …t2 тиристор VS1 открыт и напряжение сети через открытый тиристор VS1 и диод VD2 подключается к первичной обмотке трансформатора ТV. В интервале t1 …t 2 напряжение первичной обмотки трансформатора U1 равно напряжению сети. Начиная с момента времени t2 к тиристору VS1 прикладывается обратное напряжение сети он закроется.

Во второй полупериод анод тиристора VS2 положителен, однако он закрыт до момента времени t3 и в интервале t2…t3 напряжение U1 равно нулю. В момент t3 на его управляющий электрод подается положительный импульс, и с этого момента времени напряжение U1 повторяет напряжение сети.

а — схема стабилизатора ;

б — временные диаграммы

Рисунок 2.62- Электрическая функциональная схема стабилизатора

напряжения с тиристорным регулирующим элементом в

цепи переменного тока

Принцип действия стабилизации схемы стабилизатора напряжения основан на изменении угла φ включения тиристора.

При изменении выходного напряжения стабилизатора напряжения изменяется уровень сигнала на выходе схемы сравнения СС и на выходе усилителя постоянного тока УПТ. Изменения уровня сигнала на выходе УПТ приводит к изменению фазы управляющих импульсов, а следовательно, к

изменению угла включения тиристоров φ.

При увеличении выходного напряжения стабилизатора напряжения в результате воздействия цепи обратной связи угол φ увеличивается, что приводит к уменьшению напряжения на первичной обмотке трансформатора и к снижению выходного напряжения на выходе стабилизатора напряжения до своего первоначального значения. При уменьшении выходного напряжения угол φ уменьшается.

Стабилизаторы на тиристорах (симисторах) применяются на повышенный мощности, нежели стабилизаторы на транзисторах.

Недостатком схемы стабилизаторов на тиристорах является искажение формы напряжения на первичных и вторичных обмотках трансформатора, за счет чего увеличивается пульсация на выходе выпрямителя. Увеличение пульсации приводит к необходимости увеличивать индуктивность и емкость фильтра.

|следующая лекция ==>
Регулированием|Стабилизаторы постоянного напряжения с двумя регулирующими элементами

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector