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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Regulador de energia. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor Usando transistores de efeito de campo de alta potência relativamente baratos com porta isolada (transistores IGF), você pode fazer um bom dispositivo para regular a potência de lâmpadas incandescentes, ferros de solda e outros equipamentos. A principal diferença entre o projeto proposto neste artigo e os descritos anteriormente nas páginas da revista Rádio é o baixo consumo de corrente nos circuitos de controle, controle de potência mais suave, principalmente na seção inicial da característica de controle. O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na fig. 1.
O elemento DD1.1 é usado para montar um modelador de pulso retangular, semelhante em formato a um “meandro”. As subidas e descidas desses pulsos coincidem no tempo com os momentos em que a tensão da rede passa por zero. Os pulsos são fornecidos ao circuito diferenciador C3R3 e ao inversor DD1.2. Depois de passar pelo inversor, seguem para a cadeia C4R4. Os diodos VD4, VD5 formam um elemento OR para pulsos diferenciados fornecidos através do divisor R7R8 à entrada (pino 8) do elemento DD1.3, que funciona como comparador. O capacitor C5 garante uma regulação suave da tensão, o que é especialmente importante para lâmpadas incandescentes. Ao mover o controle deslizante do resistor R5 (Fig. 2), a tensão no ponto A muda e, portanto, o ciclo de trabalho dos pulsos na saída (pino 10) do elemento DD1.3. Além disso, à medida que esta tensão aumenta, o ciclo de trabalho aumenta até que os pulsos desapareçam completamente e a saída do elemento DD1.3 atinja um nível log. 0 na posição superior do controle deslizante do resistor R5 conforme diagrama, que corresponde à carga desligada. À medida que a tensão no ponto A diminui, o ciclo de trabalho dos pulsos diminui até que eles se fundam completamente e a saída do elemento DD1.3 atinja um nível log. 1. Isso ocorre na posição inferior do controle deslizante do resistor R5 e corresponde a uma carga totalmente ligada.
A capacitância de entrada dos transistores de efeito de campo de alta potência é significativa. Para recarregar rapidamente essa capacidade e, portanto, alternar rapidamente o transistor, são necessárias grandes correntes. Por esse motivo, o sinal é fornecido à porta do transistor VT3 através de um amplificador de corrente feito nos transistores VT1, VT2. O transistor VT3 abre com uma tensão de rede próxima de zero e fecha com uma tensão determinada pela posição do controle deslizante do resistor R5. O regulador de potência utiliza resistores fixos MLT-0D25, resistores variáveis SP-1; capacitores de óxido - K50-35, o restante - KM-6. Os diodos KD226D (VD1, VD2 e VD6-VD9) podem ser substituídos por qualquer um com tensão reversa de pelo menos 400 V e corrente direta direta máxima de pelo menos 1 A. Substituiremos o diodo zener D814B(\/D3) com outro com tensão de estabilização de 9V. Substituir o microcircuito K176DE5 (DD1) por outros, por exemplo a série K561, é indesejável. O fato é que em tensões de entrada diferentes dos níveis 0 e 1, surgem correntes passantes nos microcircuitos CMOS [1] e, como as medições mostraram, mesmo em modo estático com tensões de entrada próximas ao limite, podem consumir corrente de centenas de microamperes (para chips da série K176) e até dezenas de miliamperes (para chips da série K561). À medida que a tensão de alimentação aumenta, o consumo de corrente aumenta acentuadamente. Descobriu-se também que se em uma das entradas do microcircuito a tensão corresponde à tensão limite, e nas demais - 0 ou 1, a corrente consumida é aproximadamente 20% menor do que se a tensão limite estivesse presente em todas as entradas. Levando isso em consideração, as entradas não utilizadas devem ser conectadas a um fio comum. Em vez do microcircuito K176LE5, você pode usar o M76LA7, mas suas entradas (pinos 2,5,9) através de resistores de 10 kOhm devem ser conectadas ao pino 14. Os transistores KT3102B, KTZ107B (VT1, VT2) são substituíveis por qualquer baixa potência aqueles de estrutura apropriada. O poderoso transistor de efeito de campo com porta isolada e canal tipo n KP707A1 pode ser substituído pelo KP707B2 usado em fontes de alimentação de televisão [2, 3]. Bons resultados são obtidos com os transistores BUZ90, pois sua capacitância de entrada é quase uma ordem de grandeza menor que a do KP707A1. O design do regulador pode ser qualquer. É necessário apenas que o comprimento dos condutores de conexão seja mínimo. O transistor VT3 é instalado em um dissipador de duralumínio com área de 24 cm2. As entradas livres do elemento DD1.4 (pinos 12 e 13) são conectadas ao pino 14 do DD1. Para configurar o regulador, você precisará de um osciloscópio com resistência de entrada de pelo menos 1 mOhm. Começa ligando o dispositivo sem carga. Ao mover o controle deslizante do resistor R5 no pino 10 do elemento DD1.3, deve-se observar uma mudança no ciclo de trabalho dos pulsos. Em seguida, verifique a tensão no diodo zener VD3 em todas as posições do motor R5 e, caso caia abaixo de 7 V, reduza a resistência do resistor R1. A seguir, em vez da carga, um resistor MLT-1 com resistência de 100...300 kOhm é conectado e os limites de controle de potência são especificados. Para fazer isso, coloque o controle deslizante do resistor R5 na posição superior do diagrama e selecionando o resistor R7, encontre seu valor mínimo no qual não há pulsos no pino 10 do elemento DD1.3, e a tensão corresponderá ao nível logarítmico . 0. Em seguida, o controle deslizante do resistor R5 é movido para a posição inferior e a resistência máxima possível do resistor R6 é selecionada. no qual no pino 10 do elemento DD1.3 a tensão corresponderá ao nível log. 1. Após isso, o funcionamento do dispositivo é verificado em diferentes posições do controle deslizante do resistor R5, monitorando o formato do sinal na carga. Se o dispositivo se autoexcitar, ele é eliminado selecionando a capacitância do capacitor C2. Deve-se notar que nas posições extremas do controle deslizante do resistor R5, é possível uma ligeira assimetria de tensão na carga. Pode ser reduzido selecionando os capacitores C3, C4 e os resistores R3, R4. Caso seja necessário conectar uma carga mais potente, os diodos VD6 - VD9 são substituídos por outros mais potentes e a área do dissipador de calor do transistor VT3 é aumentada. Também é possível conectar vários transistores de efeito de campo em paralelo. Com base no regulador considerado, é possível fabricar um dispositivo para ligar e desligar suavemente lâmpadas incandescentes. Para fazer isso, remova os resistores R5. R6, dois resistores conectados em série com resistência de 47 kOhm são instalados entre os pontos A e B. Uma chave é instalada entre o ponto de conexão desses resistores e o ponto B. O capacitor C5 é substituído por outro com capacidade de 47 μF e tensão de operação de 25 V. O amplificador de corrente (VT1, VT2 e R10) pode ser eliminado e a resistência do resistor R9 pode ser reduzida para 12 kOhm. É conveniente instalar o dispositivo próximo à caixa de distribuição. Paralelamente ao switch, pode-se instalar o circuito executivo de um optoacoplador, cuja parte LED é alimentada com sinais de um dispositivo de software externo, por exemplo, descrito em [4]. Isto. na ausência dos proprietários do apartamento, acenderá a luz durante algum tempo no escuro, afugentando “hóspedes” indesejados. Ao configurar o regulador, deve-se ter cuidado especial, pois o dispositivo não é isolado galvanicamente da rede. Literatura
Autor: S. Zorin, Znamensk, região de Astrakhan
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