Беспомеховый регулятор напряжения

Беспомеховый регулятор напряжения

Простой беспомеховый регулятор мощности на симисторе

Автор: Aenigma
Опубликовано 21.02.2013
Создано при помощи КотоРед.


На микросхеме DD1 и элементах R1, C1, VD1, VD2 выполнен синхронизированный с сетью генератор прямоугольных импульсов. Период импульсов, вырабатываемых генератором, составляет около 1,3 с. Резистор R1 регулирует скважность импульсов. Элементы DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 включены как два RS‑триггера, на входы которых (выводы 1 и 9 микросхемы) через делитель R7R6 поступает часть сетевого напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 выполняют функцию мощного инвертора логических сигналов для управления симистором. Питание устройства осуществляется через параметрический стабилизатор, в котором задействованы балластный резистор R7, стабилитрон VD3 и сглаживающий конденсатор C3. Когда напряжение на верхнем по схеме сетевом выводе относительно нижнего отрицательное, стабилитрон VD3 пропускает ток в прямом направлении, когда положительное – ограничивает напряжение на выводах 1 и 9 микросхемы DD1 на уровне 10 В. Ток, проходящий через эти выводы и внутренние защитные диоды микросхемы, заряжает конденсатор C3 до напряжения около 9,2 В, которое служит для питания низковольтной части устройства. Использование защитных диодов микросхемы не приводит к её защёлкиванию, поскольку амплитудное значение тока через резистор R7 ограничено и составляет около 5 мА.

Рассмотрим более подробно логику работы устройства. Предположим, на выходе элемента DD1.4 присутствует низкий логический уровень, конденсатор C1 разряжен. Тогда независимо от полярности сетевого напряжения транзистор VT2 открыт, VT1 – закрыт, конденсатор C2 разряжен, управляющий сигнал на симистор не поступает – нагрузка остаётся выключенной. В это время на выходе DD1.2 присутствует уровень логической единицы, конденсатор C1 заряжается через цепочку R1VD1. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигнет порогового значения (около 4,6 В), элемент DD1.2 переключится в нулевое состояние, если напряжение в сети отрицательное (на верхнем по схеме выводе относительно нижнего). Если напряжение в сети было положительным, то переключение элемента DD1.2 откладывается до смены полярности сетевого напряжения. Когда DD1.2 переключится в нулевое состояние, RS-триггер на элементах DD1.1 и DD1.2 защёлкивается и больше не реагирует на изменения полярности сетевого напряжения, элемент DD1.4 принимает единичное состояние. Пока на выходе DD1.4 присутствует логическая единица, элемент DD1.3 работает как инвертор по отношению к выводу 9. В результате, на коллекторах транзисторов VT1, VT2 формируются импульсы напряжения, полярность которых совпадает с полярностью сетевого напряжения, но с отставанием на 0,05 мс. Эти импульсы дифференцируются конденсатором C2 и создают импульсы тока управления 50…60 мА, которые в начале каждого полупериода открывают симистор VS1. В это время конденсатор C1 перезаряжается током обратного направления через цепочку VD2R1. Когда напряжение на выводе 13 DD1 станет ниже порогового значения, элемент DD1.2 переключается в состояние логической единицы, а элемент DD1.4 «дожидается», когда напряжение в сети станет отрицательным, и затем переключается в нулевое состояние. После этого подача управляющих импульсов на симистор снова прекращается, нагрузка отключается. Таким образом, нагрузка включается и выключается на время, всегда равное целому числу периодов сетевого напряжения.

Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К176ЛЕ5 без каких-либо изменений в схеме. Применять их аналоги из серий К561, КР1561, а также зарубежные аналоги типов 4001, 4011, нежелательно из-за различий в конструкции входных цепей микросхем. Если всё же необходимо использовать серию микросхем, отличную от К176, то в схему потребуется внести следующие изменения: вместо стабилитрона VD3 включается диод Шоттки КД923А, а параллельно конденсатору C3 – стабилитрон КС191Ж (включаются анодами к общему проводу), ещё один диод КД923А включается параллельно резистору R6 (катодом к C3). Также следует обратить внимание на возможность использования микросхем серии К176 ранних годов выпуска (выпущенных до начала 80-х годов XX века), которые могут не иметь защитных диодов между входами и плюсом питания (в их входных цепях стоят только защитные стабилитроны). Если в распоряжении радиолюбителя оказалась такая микросхема, то её можно использовать, включив параллельно резистору R6 диод КД521А или любой другой кремниевый (катодом к C3). Указанные выше диоды Шоттки заменяются любыми из серии КД922, 1N17–1N19 или любыми маломощными кремниевыми диодами, например из серии КД521. Транзистор КТ3107Л можно заменить на КТ3107К, КТ3102Г – на КТ3102Е. Вместо стабилитрона 2С210Ж подойдут КС210Ж, КС406Б, КС510А, Д810, Д814В и другие с напряжением стабилизации около 10 В. При выборе стабилитрона следует помнить, что недопустимо использовать двуханодные, термокомпенсированные и составные стабилитроны. Симистор VS1 может быть КУ208Г1, КУ208Д1 или другой, рассчитанный на требуемый ток нагрузки и напряжение не менее 400 В. При мощности нагрузки до 1 кВт симистор ставится на теплоотвод площадью 150 см 2 . В случае использования симистора ТС106-10-4 максимальная мощность нагрузки составляет 2 кВт, и требуется теплоотвод площадью 300 см 2 .

Во время проверки регулятора мощности удобно в качестве нагрузки подключить лампу накаливания (желательно на 100 Вт или более). Устройство обычно не нуждается в налаживании, но если оказалось, что симистор VS1 открывается ненадёжно (лампа в нагрузке не включается или мерцает), можно попробовать уменьшить сопротивление резистора R4 или подобрать экземпляр симистора с меньшим током открывания. Резистор R4 позволяет выставить мгновенное напряжение сети, при котором происходит открывание симистора. Это напряжение может быть рассчитано по формуле Uпор ≈ Uпит∙R7/(2∙R4), где Uпит ≈ 9,2 В – напряжение на конденсаторе C3, сопротивления резисторов R6 и R7 должны быть равны. Уменьшение сопротивления резистора R4 обеспечивает более надёжное открывание симистора, но увеличивает уровень создаваемых помех, поэтому делать его сопротивление менее 30 кОм нежелательно.

[1] Молчанов В. Симисторный регулятор мощности. – Радио, 2009, № 9, с. 40–41.

[2] Черемисинова Н. Симисторный регулятор мощности. – Радио, 2009, № 11, с. 35.

[3] Гаврилов К. Регулятор мощности с малым уровнем помех. – Радио, 2011, № 2, с. 41–42.

Схемы регуляторов мощности (диммеров) на симисторах.

Принцип работы симисторных регуляторов мощности (напряжения) в цепях
переменного тока.

Что такое симистор, принцип его работы, а также справочные характеристики некоторых популярных приборов мы с Вами внимательно рассмотрели на странице &nbspСсылка на страницу.
Там же мы отметили, что симистор пришёл на смену рабочей лошадке-тиристору и практически полностью вытеснил его из электроцепей переменного тока.

Вспомним пройденный материал.
Отличительной чертой симистора является то, что при подаче на его управляющий электрод тока (напряжения), прибор переходит в проводящее состояние, замыкая нагрузку, причём проводит ток, независимо от полярности, приложенного к нагрузке напряжения.
Полярность открывающего напряжения должна быть либо отрицательной для обеих полярностей напряжения на условном аноде, либо совпадать с полярностью «анодного» напряжения (т.е. быть плюсовой в момент прохождения положительной полуволны и минусовой — в момент прохождения отрицательной).

Итак. Важным плюсом симисторных схем в электроцепях переменного тока является отсутствие выпрямительных устройств, и двухполюсность напряжения в нагрузке, что даёт возможность подключать их, помимо всего прочего, как трансформаторам, так и электродвигателям переменного тока.

Познакомимся с расхожими схемами симисторных регуляторов.

Для начала давайте рассмотрим простейшую, но вполне себе работоспособную схему симисторного регулятора мощности с фазово-импульсным управлением, позволяющего работать с нагрузками вплоть до 1200 Вт.

Рис.1

При замене симистора на другой, с большей величиной допустимого тока, мощность нагрузки можно увеличивать практически неограниченно.

А теперь — как это всё работает?
В начале действия положительного полупериода симистор закрыт. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через последовательно соединённые резисторы R1 и R2. Причём увеличение напряжения на конденсаторе С1 отстаёт (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов и номинала ёмкости С1. Чем выше значения резисторов и конденсатора — тем больше сдвиг по фазе.
Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет порога пробоя динистора (около 35 В). Как только динистор откроется (следовательно, откроется и симистор), через нагрузку потечёт ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого симистора и нагрузки.
При этом симистор остаётся открытым до конца полупериода, т.е. момента, когда полуволна сетевого напряжения приблизится к нулевому уровню.
Переменным резистором R2 устанавливают момент открывания динистора и симистора, производя тем самым регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

При действии отрицательной полуволны принцип работы устройства аналогичен.

Диаграммы напряжения на нагрузке при различных значениях переменного резистора приведены на Рис.1 справа.

Для предотвращения ложных срабатываний триаков, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в электродвигателях и обмотках трансформаторов), симисторы должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это, как правило, демпферная RC-цепочка (снабберная цепь) между силовыми электродами триака, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (на схеме Рис.1 показана синим цветом).
В некоторых случаях, когда нагрузка имеет ярко выраженный ёмкостной характер, между силовыми электродами необходима индуктивность для ограничения скорости изменения тока при коммутации.

Существуют и различные модификации приведённой выше простейшей схемы диммера.

Рис.2

Дополнительная цепочка R3 C2 (Рис.2 слева) призвана увеличить максимально достижимый фазовый сдвиг между сетевым напряжением и напряжением, поступающим на левый вывод динистора, что в свою очередь позволяет производить более глубокую регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

На схеме, приведённой на Рис.2 справа, цепь, образованная диодами D1, D2 и резистором R1, обеспечивает плавность регулировки при минимальной выходной мощности. Без неё характеристика управления регулятором имеет гистерезис, что проявляется в скачкообразном повышении регулируемой мощности от нуля до 3. 5% от максимальной.
Диодно-резисторная цепочка разряжает конденсатор при переходе сетевого напряжения от отрицательной к положительной полуволне и, тем самым, устраняет эффект скачкообразного начального увеличения мощности в нагрузке.

Изредка можно встретить устройства, в которых регулировка мощности производится посредством отдельной схемы, которая формирует импульсы с регулируемой длительностью для управления симистором.
Такие диммеры обладают значительно лучшими характеристиками, чем представленные выше, однако обратной стороной медали является повышенная сложность устройств и необходимость наличия отдельного источника питания схемы. Исключения составляют устройства, выполненные на специализированных ИМС. Примером такой микросхемы является фазовый регулятор КР1182ПМ1.

Рис.3

Читайте также  Cхема управления лампой дневного света мощностью до 26 ватт

Применение КР1182ПМ1 в регуляторах мощности (Рис.3) позволяет добиваться как хорошей повторяемости, так и широкого диапазона перестройки и высокой температурной стабильности.

А если уж мы решили заморачиваться созданием отдельной схемы формирования управляющих импульсов, то имеет смысл отказаться от фазово-импульсного метода управления, и обратиться в сторону регуляторов мощности, работающих по принципу пропускания через нагрузку определённого целого числа периодов сетевого напряжения в единицу времени.
При таком способе регулирования появляется возможность включения симистора вблизи точки пересечения сетевым переменным напряжением нулевого потенциала, вследствие чего радикально снижается уровень помех, вносимых в электросеть.
Освещение таким диммером не запитаешь ввиду заметного мерцания, а вот для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов — самое то.

Данная схема (Рис.4) перекочевала со страницы https://www.radiokot.ru/circuit/power/converter/50/ и представляет собой модификацию регулятора мощности, описанного в журнале Радио, 2009, № 9, с. 40–41 «В.Молчанов Симисторный регулятор мощности». Вот, что пишет автор.

«Устройство предназначено для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов, работающих от сети переменного тока 220 В.
Кроме снижения уровня коммутационных помех, в регуляторе реализован принцип пропускания в нагрузку целого числа периодов сетевого напряжения. При таком способе регулирования с высокой точностью обеспечивается отсутствие постоянной составляющей напряжения на нагрузке, вследствие чего дополнительно снижается уровень искажений, вносимых в электросеть. Это особенно важно в случае мощной нагрузки.
Максимальная мощность нагрузки, подключаемой к регулятору, составляет 1 кВт. Потребляемый регулятором ток от сети не превышает 4 мА (действующее значение), типовое потребление – 3,5 мА.

На микросхеме DD1 и элементах R1, C1, VD1, VD2 выполнен синхронизированный с сетью генератор прямоугольных импульсов. Период импульсов, вырабатываемых генератором, составляет около 1,3 с. Резистор R1 регулирует скважность импульсов. Элементы DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 включены как два RS‑триггера, на входы которых (выводы 1 и 9 микросхемы) через делитель R7R6 поступает часть сетевого напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 выполняют функцию мощного инвертора логических сигналов для управления симистором. Питание устройства осуществляется через параметрический стабилизатор, в котором задействованы балластный резистор R7, стабилитрон VD3 и сглаживающий конденсатор C3. Когда напряжение на верхнем по схеме сетевом выводе относительно нижнего отрицательное, стабилитрон VD3 пропускает ток в прямом направлении, когда положительное – ограничивает напряжение на выводах 1 и 9 микросхемы DD1 на уровне 10 В. Ток, проходящий через эти выводы и внутренние защитные диоды микросхемы, заряжает конденсатор C3 до напряжения около 9,2 В, которое служит для питания низковольтной части устройства. Использование защитных диодов микросхемы не приводит к её защёлкиванию, поскольку амплитудное значение тока через резистор R7 ограничено и составляет около 5 мА.

Во время проверки регулятора мощности удобно в качестве нагрузки подключить лампу накаливания (желательно на 100 Вт или более). Устройство обычно не нуждается в налаживании, но если оказалось, что симистор VS1 открывается ненадёжно (лампа в нагрузке не включается или мерцает), можно попробовать уменьшить сопротивление резистора R4 или подобрать экземпляр симистора с меньшим током открывания. Резистор R4 позволяет выставить мгновенное напряжение сети, при котором происходит открывание симистора. Это напряжение может быть рассчитано по формуле Uпор ≈ Uпит∙R7/(2∙R4), где Uпит ≈ 9,2 В – напряжение на конденсаторе C3, сопротивления резисторов R6 и R7 должны быть равны. Уменьшение сопротивления резистора R4 обеспечивает более надёжное открывание симистора, но увеличивает уровень создаваемых помех, поэтому делать его сопротивление менее 30 кОм нежелательно».

И конечно, было бы совсем неправильно не упомянуть о таком важном представителе симисторного семейства, как — оптосимистор.
Оптосимистор включается посредством освещения полупроводникового слоя и представляет собой комбинацию оптоизлучателя и симистора в одном корпусе. Преимущество — простая однополярная схема управления и гальваническая изоляция цепей управления от фаз сетевого напряжения.

Оптосимисторы могут коммутировать нагрузку как сами (Рис.5),


Рис.5

так и управлять более мощными симисторами (Рис.6).


Рис.6

За счёт полной гальванической развязки управляющих цепей оптосимистора, основное его предназначение — это управление мощностью нагрузки при помощи логических устройств или микроконтроллеров с собственными цепями питания.

Рис.7

В качестве примера на Рис.7 приведена схема регулятора мощности паяльника.
Вот, как работу этой схемы описывает уважаемый Falconist на странице сайта http://forum.cxem.net .

«Оптосимистор серии МОС204х/306х/308х содержит внутри себя схему пересечения питающим напряжением нуля, т.е. открывается только в точке нулевого значения синусоидального сетевого напряжения, независимо от момента поступления управляющего напряжения на его светодиод. Тем самым обеспечивается ключевой режим подключения нагрузки, с практически полным отсутствием ВЧ помех, проникающих в сеть 220 В. Поэтому его замена на оптосимисторы МОС302х/305х, не имеющих такой схемы, крайне нежелательна, т.к. порочит сам принцип беспомехового регулирования.
Конденсатор С1 является балластным реактивным сопротивлением. Ток, который он пропускает совместно с подключенным параллельно ему резистором R1,приближенно составляет 16 мА. Данный ток используется для питания таймера DA1 и инфракрасного светодиода оптрона DA2».

Работа таймера, формирующего управляющий сигнал для оптотиристора, аналогична работе DD1 на Рис.4 и сводится к формированию импульсов с изменяемой скважностью.

5 самых популярных схем регуляторов напряжения (РН) 0-220 вольт своими руками

8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

  1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

  1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

  1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

  1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.

В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

  1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
  2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
  3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.

СНиП 3.05.06-85

Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

Читайте также  Формы представления частного в операциях деления

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

  1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
  2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

  • Первый вывод – входной сигнал.
  • Второй вывод – выходной сигнал.
  • Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

  1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
  2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
  3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
  4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

  1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
  2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
  3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
  4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.

СНиП 3.05.06-85

Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

СНиП 3.05.06-85

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

Китайский РН на 220 вольт

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Название Мощность Напряжение стабилизации Цена Вес Стоимость одного ватта
Module ME 4000 Вт 0-220 В 6.68$ 167 г 0.167$
SCR Регулятор 10 000 Вт 0-220 В 12.42$ 254 г 0.124$
SCR Регулятор II 5 000 Вт 0-220 В 9.76$ 187 г 0.195$
WayGat 4 4 000 Вт 0-220 В 4.68$ 122 г 0.097$
Cnikesin 6 000 Вт 0-220 В 11.07$ 155 г 0.185$
Great Wall 2 000 Вт 0-220 В 1.59$ 87 г 0.080$

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

Беcпомеховый регулятор нагревателя

Какой радиолюбитель не любит ̶б̶ы̶с̶т̶р̶о̶й̶ ̶е̶з̶д̶ы̶ утюжить платы? (хотя с развитием сервиса таких становится все больше..)
А так как я обожаю слушать музыку по радио и терпеть не могу помехи приему, решил сделать беcпомеховый регулятор мощности для моего утюга. В отличие от фазового метода, он не «отрезает» куски от синусоиды сетевого напряжения, а пропускает или не пропускает целые периоды. В качестве платформы я взял самый маленький и дешевый контроллер с АЦП на борту — PIC10F222.
Работает регулятор мощности очень просто: с помощью АЦП контроллер следит за положением движка переменного резистора и пропорционально установленному уровню пропускает на нагревательный элемент количество периодов. Переключения происходят в момент пересечения нуля, поэтому помех коммутации в сети не создается.

Всего используется 32 уровня мощности, что вполне достаточно для управления нагревом любого достаточно инерционного нагревателя, от паяльника до утюга.
Для регулировки яркости ламп такой регулятор не подойдет — лампа будет мигать.
У меня «утюг для плат» небольшой — 400Вт всего. Поэтому для него вполне достаточно симистора ВТ134. Если Вы будете управлять бОльшей нагрузкой, то симистор следует взять побольше, например ВТ137, возможно понадобится небольшой радиатор.

Схема беспомехового регулятора мощности

Если у Вас возникнут вопросы или Вы захотите связаться со мной, сделайте это с помощью формы на страничке «Обратная связь»

30 thoughts on “ Беcпомеховый регулятор нагревателя ”

С возвращением к свободной жизни, Эдди!
Вопросы по регулятору: при выкручивании движка P1 вниз, мощность падает до нуля или остаётся на уровне 1 периода? Я в том плане, можно ли полностью снять мощность с нагрузки без выключателя.
Тиристор включается на оба полупериода или может быть постоянная составляющая? К примеру мощность 1 ступень будет давать всегда постоянный ток, который достаточно существенный при утюге 2 кВт (это если нужно получить самый маленький подогрев).
Спасибо!

Спасибо
На минимальной мощности выключения нет. Я подумал, что незачем держать в розетке регулятор, если не регулировать. На единичке будет пропускать одну полную волну, и положительную и отрицательную половинки.

Добрый день, Эдуард.
Спасибо вам за ваши разработки. У меня неплохо работают Питон и определитель кз катушек. Если не трудно объясните работу цепи R4-R1-D2-D4. По идее, это питание ПИКа, но цепь кажется бесполезной.

Доброго дня, Святослав
Цепь не бесполезная — я очень не люблю бесполезные детали в схемах.
R4 ограничивает ток при импульсных помехах в сети и бережет диоды от сгорания если воткнуть в розетку устройство при максимуме напряжения синусоиды. А R1 разряжает конденсатор при отключении из сети. Если его не ставить, будете получать удары током от отключенной от сети вилки. Неприятно..
D2-D4 вместе с диодами внутри контроллера образуют выпрямитель питания. И всё.

Здравствуйте, Eddy!
Парочка вопросов по регулятору.
1. Хочу подключить его не к сети 220, а к трансформатору на 40 вольт. Нужно ли менять номиналы элементов? Какие?
2. Есть контроллер PIC10F322 можно ли в него залить прошивку?
Спасибо.

Доброго дня
Начну с плохого — прошивка в PIC10F322 работать не будет (очень камни разные)
Для коррекции схемы надо будет увеличить номинал С1 примерно до 470нФ. Остальные элементы схемы должны работать без коррекции.

Доброго дня! А нельзя ли добавить опцию «плавный пуск» до значения установленого подстроечником. Да еще бы чтобы можно было включать в разрыв нагрузки.

Доброго дня.
К сожалению, в данной реализации плавный пуск затруднен — это не фазовый регулятор. Этот считает полуволны сетевого напряжения и пропускает пачками. Т.е. управлять чем-то вроде лампочки или электродвигателя не получится. Только нагревательные приборы.

Уважаемый Эдуард,есть вопрос по вашей конструкции расположенной на старом сайте,где его задать?
На этом сайте нет никакой связи с вами. Конкретней по Автовключатель освещения с датчиком-микрофоном

«Не верю!»
Связь исправно работает. И там на каждой страничке внизу есть линк для писем. Плюс на каждой страничке и там и тут ссылка на страницу поддержки в Фейсбуке (самый быстрый способ связи).
Так что всё работает, всегда отвечаю.

Здравствуйте, Эдуард. Очень рад что Вы вернулись к нормальной жизни. С товарищами наблюдал от самого момента вашего ареста.

По безпомеховому регулятору. Сам пользуюсь этим принципом управления уже далеко не в первом изделии. Поэтому стало любопытно как именно Вы управляете открытием симистора:
1) Открываете кратно полуволне или кратно полной волне.
2) В каком виде на нагрузку поступают полуволны/волны. Это пачки полуволн? (Типа медленного ШИМ) или используете равномерное перемешивание открытых состояний с закрытыми (PDM, Pulse Density Modulation см. Вики. Не путать с BAM.)
3) Что именно собой представляет управляющий сигнал на управляющем электроде.

Читайте также  Схема питания ламп дневного света

Что бы не было так что выпытываю у Вас инфо но сам не делюсь, распишу как я это делаю:
1) Управление кратно полуволне (так получается большее разрешение, особенно важно для ПИД-регулятора). Но трансформаторы тороидалы рычат. Хотя это чисто тест-драйв, ни одно из изделий через трансформатор в реальности не работает.
2) Использую только PDM управление. Причина проста, можно задать диапазон управления, скажем 0-511, и период будет длиться 5,12 секунды только для значения управления =1, при значениях 2, 3, 4… 511 частота коммутаций растёт, фактически превращаясь в равномерный поток единиц и нулей.
3) МК и вывод симистора (парный с управляющим электродом) у меня сидят на GND. На управляющий электрод загоняю что-то вроде меандра (частота не важна, неск. кГц). Меандр представляет собой пачку длиной 1 мс. управляю эмиттерным повторителе, например BC817. Вдуваю >50 мА (гарантирует открытие «тяжелого «симистора, типа BTA16-600 на 3-м квадранте). Нарезка отпирающего сигнала меандром и пачкой минимизирует потребляемый ток по 5В. Да и токоограничивающий резистор в управляющем электроде не раскаляется.

Заранее благодарен за ответ.

Доброго дня
В данной схеме всё максимально просто и без лишней математики. Управление симистором (чувствительным к току УЭ) всего одним коротким 50мкС импульсом в начале каждой полуволны (чтобы не коверкать симметрию нагрузки). Так как схема предназначена для управления простыми нагревательными приборами вроде паяльника, утюга, конвектора, то особой точности я не старался добиться. Тут 32 фиксированных уровня со счетом пропусков. Контроллер очень «лёгкий», поэтому туда фильтры или ЦОС просто не влезет. В схемах с фазовым управлением обычно применяю управление пачками импульсов. Чаще тот же импульс 50мкС и пауза 100-150мкС. Это сильно снижает потребление тока от конденсаторного БП. Не люблю чтобы схема грелась.

Спасибо за ответ, Эдуард.

Алгоритм PDM простой как тапок. ЦОС вовсе не нужны. Используются этапы:
Сложение
Сравнение (больше или равно)
Вычитание (если выполнено условие выше) И установка в 1 линии порта
Сброс в 0 линии порта (если условие не выполняется).

Всего несколько строчек на асм. Зато нагрузка «не мигает». На ТЭН это конечно не заметно, но перфекционист в душе любого радиолюбителя всегда будет рад

Согласен. Но свой регулятор для утюга делал по-быстрому, минут за двадцать. Работает стабильно, регулярно платы утюжу

Доброго времени суток, хороший приборчик, я подобный сделал, но в процессе работы с паяльником бывают казусы, лишь только из за того что в сети падает напряжение и порой не хватает нагрева. Сделал небольшой повышающий напряжения приборчик на совдеповских радиодеталях. Но к сожалению при переезде в другую страну пришлось оставить его. Понравилась ваша схема и я думаю что вам будет интересно дополнить схему диодным мостом с кандером, при входе 220 вольт переменного напряжения и на выходе 300 вольт прямого напряжения из радиодеталей зарубежного производства, а так же для включения в любую сеть переменного напряжения как 220 в. так и 110 в.

Доброго дня
Я этот регулятор делал для утюжка, который использую для изготовления плат методом ЛУТ. Со своей функцией устройство справляется, но стабилизации выходной мощности при изменениях входного напряжения оно не делает — измерять сетевое напряжение нечем..

Доброго вам дня, як можна прикріпити файл? Хотів вашої поради?

Вверху слева ссылка «О сайте и себе» — там под фото форма для связи электронной почтой.

Добрый день Эдуард!
По принципиальной схеме прибора сделаю небольшое замечание. В схеме можно обойтись без диода D2. Достаточно установить вместо него стабилитрон D3.

… формально тогда стабилитрон D3 (установленный вместо D2) должен быть на мощность 1,3 Ватта (чтобы держать ударный ток при включении не в нуле синусоиды и зарядке балластного конденсатора через резистор 33 Ом) и напряжение 5,6 Вольт (чтобы скомпенсировать падение на D4). В схеме Автора к стабилитрону 5,1В никаких требований, т.к. он заблокирован электролитом 100 мкФ (на 3 порядка больше балластного) и поэтому средний ток равен пиковому, значение 5…7 мА.

А если подумать?
Нет там такой мощности в 1.3 Ватт, от которой сгорел-бы стабилитрон. Скорее сгорит резистор на 33 Ом — на нем кратковременно, в момент включения, может выделится мощность в несколько раз больше, чем на стабилитроне. Верно?

Как говорится, практика — клитерий истины. Постоянной мощности конечно нет. Есть в момент включения всплеск тока. Грубо говоря 300В амплитудного напряжения поделенных на 33 Ома (как повезёт, можно и в максимуме синуса включить). Для простоты счёта иголка 10 ампер.
Много лет назад я делал диммер неэнергосберегающих ламп с пультом ДУ RC-5. Стабилизатор был именно как Вы предлагаете. Кондёр 0,1 мкФ. Экспериментировал: многократно включал в розетку и выключал. При номинале резистора 22 Ом он зачастую раскалывался, хоть 0,25 Вт, хоть 0,5 Вт. И иногда пробивался стабилитрон. При номинале 33 Ом изредка раскалывался резистор 0,25 Вт, но не раскалывался 0,5 Вт. При номинале 47 Ом не раскалывался резистор 0,25 Вт и не пробивался стабилитрон. Пробуйте…

Стабилитрон, в момент включения, будет либо пропускать ток как диод (с падением на нем 0.7 вольт) при одной полуволне сетевого напряжения. Либо будет зашунтирован цепью диод+ разряженный электролит при другой полуволне. Т.е. в любом случае ему сгореть не от чего.
Полагаю, вы в своих экспериментах слишком часто включали-выключали диммер в розетку. Электролит не успевал разрядиться, возникала вероятность попадания на полуволну, когда пару миллисекунд через стабилитрон шел ток 5А (при резисторе 33 Ом).
При обычном использовании никакого риска, что стабилитрон сгорит от мощности 1.3 Ватт, повторюсь, нет.

25/05 Эдуард уже отвечал… И здесь http://eddy71.ucoz.net/publ/umnaja_vytjazhka_dlja_tualeta/1-1-0-113 тоже применил два диода, хотя в исходной конструкции был стабилитрон на 5,6в в одном плече. Никто не застрахован от плохого контакта в розетке. Поэтому наэкономить ровно 1 диод и потерять надежность несопоставимо…

Здравствуйте уважаемый Eddy71.
Скажите,будет ли работать схема с контролером PIC10F200T-I/OT ? У меня своя технология ЛУТ. Я ложу плату на утюг и раскатываю сверху валиком.При большой температуре дорожки «плывут»,а при маленькой не «приклеиваются». Есть старый утюг в котором поломан регулятор,вот и хотелось бы его использовать. В моем городе доступен только вышеназванный контролер.Вот и хотелось бы узнать подойдет ли он?

Доброго дня.
Нет, Ваш контроллер не подойдет — в нем нет АЦП. Увы

А какие еще можно применить? Что бы заказать из Китая.Очень нужна данное изделие.PIC10F206-I/OT или такой PIC10F204T-I/OT подойдут?

P.S. Я понимаю что время деньги,но если оно у Вас появиться,не могли бы Вы переделать прошивку под более доступные 629/675 чипы?

Живу в Беларуси,тут такое болото,в котором ничего нет((((

Время таки = деньги, поэтому Вам дешевле будет пару сотен нужных контроллеров купить, чем переделывать под другую модель.
Гляньте тут:
https://aliexpress.ru/item/4000175844517.html

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Беспомеховый регулятор напряжения

Путеводитель по журналу «Радио» 1981-2009 гг

Для Народного Хозяйства И Быта

Сигнализатор электронный СЭ-8

Охранное устройство для автомобиля.

Измеритель вибраций и перемещений

Болотов Б., Ситов В.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Инфракрасный термометр

Фигурнов Е., Мрыхин С.

Для дистанционного измерения температуры от 0 до 150 градусов.

Автоматическая система зажигания

С регулятором угла опережения зажигания. Для мотоциклов с двухтактными двигателями.

Автомобильный тахометр

Бесконтактное реле времени

Мартынова Н., Чикваидзе Е.

Стабилизированный многоискровой блок зажигания

Измеритель энергии лампы вспышки

Петров В., Янишевский Н.

Цифровой тахометр

Бесконтактный датчик и индикаторы Ф207.

Три конструкции для сельского хозяйства

Купянский Г., Николаев В., Володарский В.

Частотомер для доильных аппаратов. Индикатор морозостойкости озимых культур. Индикатор мастита.

Блок управления тиристорами

Устройство защиты электродвигателя

Волик А., Марков А.

Для определения жирности молока.

Автоматический регулятор полива

Павлов Е., Чирков В., Штабный В.

Контролирующее устройство для автомобиля

Устройство управления электродвигателями

Пионтак Б., Скляр Е.

Стимулятор всхожести семян

Бобрицкий С., Ирха А., Федотовских Ю.

Комбинированная электронная система зажигания

Кодовый замок на МС

Цифровой тахометр

Индикатор для сельского электромонтера

Стабилизатор частоты вращения вала электродвигателя

Индикатор дефектов сварочных швов

Индикатор белка в молоке

Узел включения автосторожа

Блок управления садовым электронасосом

Устройство для подбора светофильтров

Масловский В., Шаповал В.

Электронный звонок-сторож

Простейший автомат для включения и выключения противоослепляющего устройства

Устройство для зажигания газа в плите

Электронный термобарометр

Алексаков Г., Терехов Г.

Фотореле на ИК-лучах

Программатор полива

Широтно-импульсный регулятор напряжения

Ограничитель напряжения сварочного трансформатора

Автоматический осветитель

Измеритель вибросмещения

Цифровой термометр

Хоменков Н., Зверев А.

Кабельный пробник

Термостабилизатор к электропаяльнику

Реле времени

Продление срока службы аккумулятора

Термокомпенсированный регулятор напряжения

Экономичный термостабилизатор для овощехранилища

Батурин А., Обиденко Е.

Электромагнитный миксер

Биотехнический комплекс «Сигнал»

Электронный блок управления экономайзера ( ВАЗ-2105 )

Сигнализатор превышения скорости

К тахометру В Р 1983 № 9 с 28.

Устройство для отбраковки двойных листов

Зажигалка для газовой плиты

Преобразователь напряжения с ШИ стабилизацией

Две схемы вх. напр. 3. 12 В, вых. напр. 9 В и вх. напр. 4. 12 В, вых. двуполярное напр. 15 В, 2 Вт.

Датчик частоты вращения

Пионтак Б., Скляр Е.

Электроника в автодиагностике

Электронный расходомер жидкости

Семенов И., Савельев И., Коноплев В.

Повышение КПД стабилизаторов напряжения

Источники Питания

Машненков В., Миронов А.

Автоматическое резервирование сигнальных ламп

Чулохин В., Ясинов Г.

Измеритель частоты пульса

Ефремов В., Нисневич М.

Автомобильный регулятор напряжения

Прецезионный измеритель перемещения

Панов Н., Вишницкий А., Яковлев Ю.

Цифровой велоспидометр

Электронный блок автомобильного экономайзера