功率调节器的改进。方案、说明

电源调节器的改进。无线电电子电气工程百科全书

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超过 15 年以来，我一直在使用 S. Lukashenko 文章“不会产生干扰的电源调节器”（《无线电》，1987 年，第 12 期，第 22、23 页）中描述的设备来控制烟房电加热器。总的来说，这是一个很好的设计，但不幸的是，并非没有缺陷。

首先，脉动电流流过负载，这意味着调节器只能为有源负载供电。其次，在开关SA1的某些位置，奇数个干线电流半周期流过负载，这对网络中包含的感性负载产生负面影响。第三，暴露出器件可靠性不足：K176J1E5芯片多次出现故障。

原因有两个：电源电压的 DD1.1 元件输入端的电压超过时钟频率（通过 VD4 二极管上的压降），这是不推荐的；以及 DD1.4 元件的输入电路“开路”。当开关电源时DD8元件（引脚1）——开关SA5的活动触点的一段时间跨度，这个结论“悬而未决”，这是不可接受的。缺点还包括缺乏指示调节器已连接到网络的信息（由于网络延长线故障，调节器多次陷入故障）以及自身电流消耗相当大：VD8-VD1 上消耗了大量功率二极管桥和电阻器R2。最后，负载功率限制为 XNUMX kW，在实践中发生的许多情况下不允许使用调节器。

米。 1（点击放大）

为了消除这些缺点，该方案进行了重新设计（图1）。改进后的器件的电源是无变压器的，具有镇流电容器C1，电阻器R3将器件连接到网络时出现的电流脉冲限制在二极管电桥VD2-VD5的安全水平。整流电压由 VD6 齐纳二极管上的参数稳定器稳定。打开与其串联的 HL1 LED 可以引入开启指示，同时“节省”限流电阻和小功率电源的几毫安输出电流。电容器C2和C3 - 滤波（C2消除整流电压的低频分量，C3 - 高频分量，以及数字微电路工作期间出现的电源电路中的开关噪声）。电流消耗的降低（与原型相比）也降低了氧化物电容器 C2 的电容。

在电阻R1、R2和稳压二极管VD1上制作了频率为50Hz的时钟脉冲发生器（与原型机不同，其频率为100Hz）。通过该电路，当设备断网时，电容C1也会放电，增加了设备的用电安全性。时钟脉冲的幅度几乎比电源电压小 2V（HL1 LED 上的电压降）。元件 DD.1 和 DD1.2 上的施密特触发器改善了时钟脉冲的形状（图 2，图 1）。

功率调节器的改进
图。 2

带有解码器 DD2 的二进制十进制计数器由时钟脉冲的边沿触发，在输出端生成正脉冲，其持续时间等于电源电压的周期，相对于另一个脉冲的偏移周期的持续时间。元件 DD1.3 和 DD1.4 上的 RS 触发由输入脉冲的前端触发。当计数器 DD0 出现在输出 2 处（图 2，图 2）时，RS 触发器进行切换，并且在其输出处出现相同的电平（图 4）。此时，三极管VT1打开，光敏电阻U1的发光二极管导通，进入导通状态。结果，反并联连接的晶闸管 VS1 和 VS2 依次打开：第一个晶闸管将电源电流的正半波传递到负载，第二个晶闸管将负半波传递到负载（图 5）。晶闸管打开，直到计数器 DD2 的输出出现高电平为止，SA1 开关的可移动触点连接到该输出（例如，在输出 3 处 - 图 3）。在此脉冲的边沿，RS 触发器关闭，流过负载的电流停止。电阻器 R6 的引入可以避免 DD1.4 元件在“悬挂”输入下运行。

晶闸管的切换发生在电源电压幅度不超过 10 V 的时刻，而干扰最小。当 SA1 开关设置到“100%”位置时，RS 触发器不会切换，晶闸管始终打开，并向负载释放全功率。

在开关SA1的任何位置，偶数个电源电流半周期通过负载，这排除了其恒定分量的出现。再加上两个背靠背晶闸管的使用，可以将负载功率增加到 4 kW，足以满足家庭用途。流经负载的交流电使得 XS1 插座中不仅可以包含有源负载，还可以包含感性负载。例如，使用降压变压器，调节低压负载的功率——电动绕线器、用于打开蜂巢的蜂刀等（以前必须使用笨重的LATR来实现此目的），并通过将风扇连接到设备，调节其电动机的速度（通电时加速，暂停时减速，从而降低转速）。

在该装置的制造中，使用了印刷电路板（上述文章中的图3），从该印刷电路板上拆下了部件R1、VD1-VD4、C1。

新引入的部件被放置在尺寸为 20x55 mm 的通用面包板的碎片上，该面包板垂直安装在拆卸部件的位置。晶闸管VS1、VS2安装在冷却表面积为150cm2的散热器上。二极管 VD7 和 VD8 直接焊接到其端子上。

电容C1为薄膜噪声抑制器，可用两只容量为73微米、额定电压为17V的K0,47-630电容串联代替，电阻R1、R3为MLT-0,5，其余任意型号。

光敏电阻工作电流不得超过10mA，允许的开关电压不得低于500V（MOC3052、MOC3053、MOC3062、MOC3063、MOC3082、MOC3083满足这些要求）。

该设备不需要调整。

改进后的电力调节器已经运行五年多了，他对自己的工作很满意。

作者：K.莫罗兹

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