Fazni regulator snage na tranzistoru sa efektom polja. Tranzistorski regulator napona
FAZNI REGULATOR SNAGE NA TRANZISTORA KLJUČNOG POLJA negativnog otpornika, koji smanjuje brzinu ključa, jer se formira RC kolo koje se sastoji od ovog otpora i kapacitivnosti kapije, ili se izlaz kontrolnog kola pojačava.
Tipično, fazni AC regulatori snage su izgrađeni na bazi tiristora ili triaka. Ove sheme su odavno postale standardne i ponovljene su mnogo puta kako od strane radio-amatera tako i od strane produkcije. Ali tiristorski i triak regulatori, kao i prekidači, uvijek su imali jedan važan nedostatak, ograničenje minimalne snage opterećenja. To jest, tipičan tiristorski regulator za maksimalnu snagu opterećenja veću od 100 W ne može dobro regulirati snagu opterećenja male snage koje troši jedinice i frakcije vati. Ključni tranzistori sa efektom polja razlikuju se po tome što je fizički rad njihovog kanala vrlo sličan radu konvencionalnog mehaničkog prekidača, u potpuno otvorenom stanju njihov otpor je vrlo mali i iznosi frakcije oma, a u zatvorenom stanju struja curenja je mikroampera. I to praktički ne ovisi o veličini napona na kanalu. Odnosno, baš kao mehanički prekidač. Zato kaskada ključeva na ključnom tranzistoru sa efektom polja može prebaciti opterećenje snagom od jedinica i frakcija vati, do maksimalno dozvoljene vrijednosti struje. Na primjer, popularni tranzistor sa efektom polja IRF840 bez hladnjaka, koji radi u ključnom režimu, može prebaciti snagu sa skoro nule na 400W. Osim toga, prekidački FET ima vrlo nisku struju gejta, tako da je za vožnju potrebna vrlo mala statička snaga.
Istina, ovo je zasjenjeno relativno velikim kapacitivnošću gejta, pa se u prvom trenutku uključivanja struja gejta može pokazati prilično velikom (struja po punjenju kapacitivnosti kapije). Ovo se bori tako što se trenutni gejt uključi u seriju. Kolo regulatora snage je prikazano na slici. Opterećenje se napaja pulsirajućim naponom, jer je povezano preko diodnog mosta VD5-VD8. Ovo je pogodno za napajanje električnog uređaja za grijanje (lemilica, žarulja sa žarnom niti). Pošto je negativni polutalas pulsirajuće struje „okrenut“ prema gore, dobijaju se talasi frekvencije od 100 Hz, ali oni su pozitivni, odnosno grafik promjene od nule do pozitivne amplitudne vrijednosti napona. Stoga je moguće podešavanje od 0% do 100%.Maksimalna snaga opterećenja u ovom kolu ograničena je ne toliko maksimalnom strujom otvorenog kanala VT1 (ovo je ZOA), već maksimalnom strujom naprijed ispravljačkih dioda mosta VD5-VD8.
Kada koristite diode KD209, krug može raditi s opterećenjem do 100W. Ako trebate raditi sa snažnijim opterećenjem (do 400W), trebate koristiti snažnije diode, na primjer, KD226G, D.
Na pretvaračima D1 čipa napravljen je drajver upravljačkih impulsa koji otvaraju tranzistor VT1 u određenoj poluvalnoj fazi. Elementi D1.1 i D1.2 formiraju Schmittov okidač, a preostali elementi D1.3-D1.6 formiraju snažan izlazni pretvarač. Izlaz je morao biti pojačan kako bi se kompenzirali problemi uzrokovani strujnim udarom za punjenje kapacitivnosti VT1 kapije u trenutku kada je uključena.
Niskonaponski sistem napajanja mikrokola pomoću VD2 diode podijeljen je na dva dijela, stvarni dio napajanja,
I. NECHAYEV, Kursk
Ovaj regulator vam omogućava kontrolu količine topline koju proizvodi električni grijač. Princip njegovog rada zasniva se na promjeni broja perioda mrežnog napona koji se dovodi do grijača, a uključivanje i isključivanje se događa u trenucima blizu prijelaza trenutne vrijednosti mrežnog napona kroz nulu. Stoga kontroler praktički ne stvara smetnje pri prebacivanju. Nažalost, nije pogodan za prigušivanje žarulja sa žarnom niti, koje će primjetno treperiti.
Šema uređaja prikazana je na sl. 1.
Kao sklopne elemente koristi tranzistore sa efektom polja IRF840 sa dozvoljenim naponom drain-source od 500 V, strujom odvoda od 8 A pri temperaturi kućišta od 25 °C i 5 A pri temperaturi od 100 °C, impulsnom strujom od 32 A, otpor otvorenog kanala od 0,85 Ohma i disipirana snaga od 125 vati. Svaki tranzistor sadrži internu zaštitnu diodu spojenu paralelno sa kanalom obrnutim polaritetom (katoda prema drenažu). Ovo omogućava, povezivanjem dva tranzistora jedan uz drugi, prebacivanje naizmjeničnog napona.
Na elementima DD1.1, DD1.2 montiran je podesivi generator impulsa radnog ciklusa koji prati na frekvenciji od približno 1 Hz. Na DD1.3, DD1.4 - komparator napona. DD2.1 - D-flip-flop, a DD1.5, DD1.6 - bafer stepeni. Otpornik za gašenje R2, diode VD3 i VD4, zener dioda VD6, kondenzator C2 čine parametarski regulator napona. Diode VD5, VD7 prigušuju udare napona na vratima tranzistora VT1, VT2.
Vremenski dijagrami signala u različitim tačkama regulatora prikazani su na sl. 2.
Pozitivni poluval mrežnog napona, prolazeći kroz diode VD3, VD4 i otpornik R2, puni kondenzator C2 na stabilizacijski napon zener diode VD6. Napon na anodi diode VD4 je sinusoida, ograničena odozdo nultom vrijednošću, a odozgo naponom stabilizacije zener diode VD6 plus direktnim padom napona na samoj diodi. Komparator na elementima DD1.3, DD1.4 čini padove napona strmijim. Impulsi koje generira dovode se na sinkronizacijski ulaz (pin 11) okidača DD2.1, a na njegov ulaz D (pin 9) - impulsi frekvencije od približno 1 Hz sa izlaza generatora na elementima DD1 .1, DD1.2.
Izlazni impulsi okidača se napajaju kroz paralelno spojene (za smanjenje izlaznog otpora) elemente DD1.5 i DD1.6 na kapije tranzistora VT1 i VT2. Razlikuju se od generatorskih impulsa po tome što "vezuju" razlike u vremenu na sjecištima nivoa blizu nule naponom mreže u smjeru od plusa do minusa. Stoga se otvaranje i zatvaranje tranzistora dešava samo u trenucima takvih ukrštanja (što garantuje nizak nivo smetnji) i to uvek za ceo broj perioda mrežnog napona. Sa promjenom promjenjivog otpornika R1 radnog ciklusa impulsa generatora, mijenja se omjer trajanja uključenih i isključenih stanja grijača, a time i prosječna količina topline koju emitira.
Tranzistori sa efektom polja mogu se zamijeniti drugim koji su prikladni za dozvoljeni napon i struju, ali uvijek sa zaštitnim diodama. Mikrokrugovi serije K561, ako je potrebno, zamjenjuju se funkcionalnim analozima serije 564 ili uvezenim. Zener dioda D814D - bilo koja srednja snaga sa stabilizacijskim naponom od 10 ... 15 V.
Većina dijelova uređaja nalazi se na štampana ploča od jednostrano foliranog fiberglasa, prikazanog na sl. 3.
Sa snagom grijača većom od 500 W, tranzistori VT1 i VT2 moraju biti opremljeni hladnjakom.
Ploča je ugrađena u kućište od izolacionog materijala, na čiju su zidu montirani utičnica XS1 i varijabilni otpornik R1. Na os otpornika mora se postaviti ručka od izolacijskog materijala.
Prilikom podešavanja regulatora, napon na kondenzatoru C2 se provjerava u cijelom rasponu podešavanja snage. Ako se primjetno promijeni, vrijednost otpornika R2 morat će se smanjiti.
Radio br. 4 2005.
Triac regulator snage.
A. STASInduktor L1 - bilo koje suzbijanje buke koje se koristi u takvim uređajima, koje odgovara opterećenju. U principu možete bez njega, posebno ako je opterećenje induktivno. Kondenzatori CI, C2 - za napon od najmanje 250 V. Diode VD1 ... VD4 - bilo koji silicijum za obrnuti napon od najmanje 300 V.
Tranzistori VT1, VT2 - također, u principu, bilo koji silicij s odgovarajućom vrstom vodljivosti.
Ovaj krug radi sa bilo kojom vrstom trijaka za odgovarajući napon. Najmoćniji koji smo uspjeli testirati je TS142-80-10.
Radio amater 8/97
Stepen regulator snage.
K. MOVSUM-ZADE, TjumenjPredloženi uređaj odlikuje se dostupnim dijelovima s malim brojem i nekritičnim ocjenama. Regulacija u koracima: 2/2, 2/3, 2/4, 3/7, 3/8, 3/9 i 3/10 snage punog opterećenja.
Krug kontrolera je prikazan na sl. 1.
Sastoji se od jedinice za napajanje (diode VD2, VD6, zener dioda VD1, otpornik R3, kondenzator C1), upravljačke jedinice (otpornici R1, R2, R4, R5, prekidač SA1, decimalni brojač DD1, diode VD3-VD5) i jedinica za napajanje na tranzistoru polja VT1 i diodnom mostu VD7-VD10, također uključuje otpornik R6.
Pretpostavimo da je prekidač SA1 postavljen na položaj 2/3. Za vrijeme prvog pozitivnog poluperioda mrežnog napona, diode VD2 i VD6 su otvorene. Struja koja teče kroz zener diodu VD1 formira na njoj impuls s amplitudom od 15 V sa strmim frontom i padom. Ovaj impuls kroz diodu VD2 puni kondenzator C1, a kroz otpornik R1 se dovodi na ulaz CN brojača DD1. Na prednjoj strani ovog impulsa, izlaz 1 brojača će biti postavljen na visoki nivo, koji će preko diode VD4 i otpornika R4 otići do kapije tranzistora sa efektom polja VT1 i otvoriti je. Kao rezultat, pozitivni poluval struje teče kroz opterećenje.
Tijekom negativnog poluciklusa diode VD2 i VD6 su zatvorene, ali napon napunjenog kondenzatora C1 (koji se dalje puni svakim pozitivnim poluperiodom) nastavlja hraniti brojač DD1, čije se stanje ne mijenja. Tranzistor VT1 ostaje otvoren, a struja nastavlja da teče kroz opterećenje.
Sa početkom sljedećeg pozitivnog poluciklusa, nivo na izlazu 1 brojača će biti nizak, a na izlazu 2 - visok. Tranzistor VT2, čiji je napon gejt-izvora postao nula, bit će zatvoren, a opterećenje će biti isključeno iz mreže za cijeli period.
U trećem pozitivnom poluperiodu, visoki nivo postavljen na izlazu 3 će proći preko prekidača SA1 do ulaza R brojača, koji će se odmah vratiti u prvobitno stanje sa visoki nivo 0 na izlazu i niska na svim ostalim izlazima. Napon doveden kroz diodu VD3 i otpornik R4 do kapije tranzistora VT1 će ga otvoriti. Na kraju ovog perioda ciklus će se ponoviti. U ostalim položajima prekidača SA1 uređaj radi slično, samo se mijenja broj perioda tokom kojih je opterećenje priključeno na mrežu i isključeno iz nje.
Regulator gotovo da ne stvara radio smetnje, jer se prebacivanje brojača, a time i otvaranje i zatvaranje tranzistora VT1, dešava u trenucima kada je trenutna vrijednost mrežnog napona vrlo blizu nuli - ne prelazi stabilizacijski napon zener diode VD1. Otpornik R6 potiskuje skokove napona koji se javljaju prilikom prebacivanja induktivnog opterećenja, što smanjuje vjerojatnost kvara tranzistora VT1.
Regulator je montiran na štampanoj ploči od jednostranog folijskog tekstolita (sl. 2).
Dizajniran je za MLT otpornike i slično navedene na dijagramu snage, a vrijednosti otpornika mogu se nekoliko puta razlikovati od navedenih. Kondenzator C1 - K50-35 ili drugi oksid. KS515G zener dioda može se zamijeniti sa KS515Zh ili KS508B, KD257B diodama sa uvoznim 1N5404, a tranzistor KP740 sa IRF740.
Prekidač SA1 - keks P2G-3 11P1N, od kojih je korišćeno samo sedam od jedanaest pozicija. Izlazi prekidača su povezani fleksibilnim žicama na neobeležene kontaktne pločice koje se nalaze na štampanoj ploči oko DD1 čipa.
Preporučljivo je provjeriti sastavljeni uređaj spajanjem na mrežu kroz izolacijski transformator s naponom na sekundarnom namotu od 20 ... 30 V i zamjenom stvarnog opterećenja otpornikom od 1,5 ... 3 kOhm. Tek nakon što se uvjerite da radi ispravno, povežite ga direktno na mrežu. Nakon toga, dodirivanje bilo kojeg elementa uređaja (osim izolovane ručke prekidača) je opasno - oni su pod mrežnim naponom.
Regulator je testiran sa opterećenjem do 600 vati. Tranzistor sa efektom polja VT1, zbog malog otpora otvorenog kanala, vrlo se lagano zagrijava, međutim, poželjno je imati mali hladnjak.
Pozdrav svim Datagoriancima i gostima Datagorije!
Predlažem shematski dijagram uređaja koji je jednostavan za proizvodnju i postavljanje. Ovo je regulator snage koji se malo razlikuje u funkcionalnosti od drugih sličnih uređaja, čije se najrazličitije sheme mogu naći na Internetu.
Mene lično da napravim ovaj regulator motivisalo je nekoliko okolnosti:
1) potreba za glatkom regulacijom svetlosnog toka grupe halogenih sijalica od pola kilovata;
2) kontrolu temperature dela grejnog elementa;
3) zatamnjivanje LED grupa pri radu od različitih napona;
4) balast za muzički centar koji su kupili prijatelji na EBAY-u, dizajniran za rad na 110-voltni AC.
Nedostaci tiristorskih i trijačkih kola
Od šema tiristorski regulatori, koji sam ranije pravio više puta, odlučio sam da odbijem iz više razloga koji mi nisu odgovarali:a) smetnje koje se teško uklanjaju; b) visoka regulaciona struja;
c) potpuno otvaranje tiristora (trijaka) bez preduzimanja posebnih mjera uz komplikaciju kola;
d) značajan pad napona, povećavajući vrijednost snage koju troši uređaj;
e) nemogućnost normalnog rada snažnog trijaka pri malim strujama.
Zapravo, problem naveden u paragrafu "a" može se riješiti slijepim zaklonom i filtriranjem strujnih kola, sinhronizacijom kontrolnog kola trijaka sa nultom vrijednošću sinusoida mreže, ali ove mjere će neminovno dovesti do pogoršanja težine i veličine uređaja, do njegovog poskupljenja.
Također je nemoguće koristiti triac kolo kao balast zbog potpunog otvaranja trijaka u trenutku prebacivanja (bez kompliciranja kruga), što može dovesti do kvara uređaja koji se napaja kroz takav balast.
I, naravno, univerzalni regulator bi trebao normalno raditi u širokom rasponu struja opterećenja.
Međutim, kako god bilo, odlučio sam da prikupim FET kontroler(u daljem tekstu PT) sa SHI-kontrolom. Za razliku od sklopova na FET-u sa fazno-impulsnom kontrolom, gdje postoji vezanje kola za frekvenciju mrežnog napona, kod PWM kontrole upravljačko kolo generiše vlastiti niz impulsa, modulirajući frekvenciju mreže.
Promjenom širine ovih impulsa postiže se promjena vrijednosti izlaznog napona.
Krug regulatora ispada prilično jednostavan, tih i efikasan pri bilo kojoj vrijednosti struje u opterećenju.
Počnimo s karakteristikama performansi. Tranzistori sa efektom polja do 200 W praktički se ne zagrijavaju(za to je osigurano njihovo potpuno otvaranje impulsima upravljačkog kruga).
Prilikom rada regulatora sa opterećenjem veće od 200 W snage, radijatore treba postaviti na PT.
Tako, na primjer, sa snagom opterećenja od 1 kW, na otvorenom FET kanalu, koji, na primjer, ima otpor od 0,1 Ohm, pad napona će biti oko 0,45 V, a disipacija snage će premašiti 2 W, što će neizbježno uzrokovati zagrijavanje kristala tranzistora. Prilikom dugotrajnog rada pri snažnom opterećenju (od 500 W i više), možda će biti potrebno izduvati radijator. Prilikom rada sa snažnim transformatorom (od UPS-a - u step-down prekidaču), sekundarni namotaj transformatora bio je opterećen 12-voltnom automobilskom halogenom lampom snage 190 vati.
Shema koristi najpristupačnije dijelove. Tako, na primjer, tranzistori s efektom polja su iz računarskih izvora napajanja (naponi i struje su naznačeni na dijagramu), ali se mogu koristiti bilo koji drugi, uzimajući u obzir rad za određeno opterećenje.
Sa snagom opterećenja do 200 W, regulator može imati vrlo male (sa kutijom šibica) dimenzije.
U tom slučaju se uklanjaju VD1, R1 i jedan od FET-ova, a opterećenje se uključuje između odvoda FET-a i plusa napona napajanja, koji se također dovodi na pin 8 čipa tajmera.
Fazno-pulsni kontroleri (PIR) su uređaji koji vam omogućavaju podešavanje svjetline lampi (dimera), snage električnih grijača, brzine rotacije električnog alata itd. FIR sadrži elektronski ključ, koji je povezan između mreže napajanja i opterećenja. Tokom nekog dijela perioda mrežnog napona, ovaj prekidač je zatvoren, a zatim se otvara. Povećanjem ili smanjenjem vremena tokom kojeg je ključ u zatvorenom stanju, moguće je povećati ili smanjiti snagu koja se oslobađa u opterećenju. Obično se tiristor koristi kao ključ. Razmotrite blok dijagram tiristora FIR, prikazan na sl. 1. Odgovarajući vremenski dijagrami su prikazani na sl. 2.
Selektor nule se aktivira kada mrežni napon prođe kroz nulu. Kolo odgode nakon vremenskog intervala Tz, podesivog od nule do 10 ms, pokreće oblikovnik impulsa koji otvara tiristor. Nadalje, tiristor ostaje otvoren sve dok struja kroz njega ne postane manja od struje zadržavanja, tj. skoro do kraja poluciklusa.
Na vremenskom dijagramu, Uc je ispravljeni mrežni napon. Un - napon na opterećenju. Tačke vremena kada je tiristorski ključ zatvoren su označene zelenom bojom.
Pri niskom i srednjem Tz tiristor FIR radi sasvim zadovoljavajuće, ali pri velikim Tp, blizu trajanja poluperioda mrežnog napona, što odgovara opterećenju koje se napaja kratkim impulsima male amplitude, nastaju problemi zbog činjenica da ne mogu sve vrste opterećenja normalno raditi s takvim napajanjem. . Na primjer, žarulje sa žarnom niti počinju primjetno da trepere. Osim toga, pri velikim Tz, nestabilnost kola podesivog kašnjenja uzrokuje značajne promjene u trajanju izlaznih impulsa. Doista, ako se Tz, na primjer, kao rezultat zagrijavanja elemenata kruga, poveća sa 9 na 9,5 ms, tj. za oko 5%, tada će se trajanje impulsa na opterećenju smanjiti sa 1 ms na 0,5 ms, tj. dvaput. Ako Tz prelazi 10 ms, tada će se tiristor otvoriti na samom početku poluciklusa, što odgovara maksimalnoj snazi. Ovo može oštetiti opterećenje ako nije predviđeno za puni mrežni napon.
Još jedan nedostatak tiristorskih FIR-a je smetnja koja se javlja kada je ključ zatvoren i, u manjoj mjeri, kada je otvoren (što znači rad FIR-a na aktivnom opterećenju).
Pravi tiristorski FIR se obično izrađuju na simetričnom tiristoru (triaku), stoga ispravljač nije potreban, ali su i njima svojstveni razmatrani nedostaci.
Ako ne koristite tiristor kao ključ, već snažan visokonaponski MOSFET tranzistor, tada možete značajno smanjiti probleme koji nastaju kada trebate napajati opterećenje niskim naponom.
Strukturni dijagram FIR-a sa ključem na tranzistoru sa efektom polja prikazan je na sl. 3. Vremenski dijagrami su prikazani na sl. 4.
Komparator upoređuje regulisani napon Uop, generisan od izvora referentnog napona, sa ispravljenim mrežnim naponom. Ako je mrežni napon manji od referentnog, tada je tranzistor s efektom polja otvoren, opterećenje je spojeno na mrežu. U suprotnom, komparator otvara ključ - nema struje kroz opterećenje. Očigledno je da će i na uzlaznoj i na silaznoj grani sinusoida postojati sekcije kada je tranzistorski prekidač zatvoren, što se odražava u vremenskom dijagramu. To vam omogućava da potrebnu snagu prenesete na opterećenje kroz duže vrijeme nego u slučaju tiristora FIR i, u skladu s tim, smanjite vršne napone i struje opterećenja.
Dijagram električnog kola tranzistora FIR prikazan je na sl. 5.
Podesivi izvor referentnog napona montiran je na elemente R1, C1, VD2 i R4. Napon +12V iz VD2 zener diode se također koristi za napajanje DA1.1 čipa. Kondenzator C2 smanjuje šum koji nastaje kada se os varijabilnog otpornika R4 rotira. Operacijski pojačavač DA1.1, koji se koristi kao komparator, upoređuje referentni napon sa naponom mreže koji se dovodi na inverzni ulaz iz razdjelnika na otpornicima R2, R3. Tranzistor sa efektom polja VT1 je prekidač za napajanje kojim se upravlja signalom s izlaza komparatora. Otpornik R8 rasterećuje izlaz pojačala DA1.1 iz kapacitivnosti gejta-izvora tranzistora s efektom polja, osim toga, zahvaljujući ovom otporniku, prebacivanje VT1 donekle usporava, što pomaže u smanjenju smetnji.
Prva verzija tranzistora FIR sadržavala je samo ove elemente. Sastavljen je na matičnoj ploči i pokazao se prilično funkcionalnim, ali oblik napona na opterećenju značajno se razlikovao od željenog. Odgovarajući oscilogram je prikazan na sl. 6.
Lijevi vrh na talasnom obliku, koji odgovara silaznoj grani sinusoide, znatno je niži od desnog vrha, koji odgovara uzlaznoj grani. To je zbog kašnjenja koje unose komparator i ključ. Upotreba bržeg operativnog pojačala i smanjenje otpornika R8 poboljšava situaciju, ali ne eliminira u potpunosti problem, osim toga, autor je zaista želio ostati u okviru jeftinih i pristupačnih komponenti.
Da bi se otklonio ovaj nedostatak, omogućava se uvođenje drugog komparatora DA1.2 u krug. Zahvaljujući krugu kašnjenja na elementima VD3, R9, R10 i C3, DA1.2 se aktivira nakon DA1.1 sa kašnjenjem od oko 100 mikrosekundi. Ovo kašnjenje je sasvim dovoljno da do trenutka kada se DA1.2 aktivira, tranzijenti povezani sa prebacivanjem DA1.1 imaju vremena da se završe. Napon sa izlaza DA1.2 kroz otpornik R7 dodaje se signalu preuzetom od razdjelnika R2, R3. Zbog toga, i na silaznim i na uzlaznim granama sinusoida, komparator DA1.1 radi nešto ranije - kašnjenje se kompenzira, trajanja i amplitude oba vrha su usklađeni. Oscilogram za ovaj slučaj je prikazan na sl. 7.
Ako je FIR konfiguriran tako da se DA1.1 aktivira blizu vrha sinusoida (velika snaga pri opterećenju), tada gore opisano kašnjenje ne utječe na rad uređaja. To je zbog činjenice da se blizu vrha sinusoida brzina promjene mrežnog napona usporava i ne dolazi do značajne promjene napona tokom vremena kašnjenja. S druge strane, pokazalo se da isti razlog - spora promjena mrežnog napona u blizini vrha sinusoide - dovodi do samooscilacija u lancu od dva komparatora DA1.1 i DA1.2 pokrivenih povratne informacije. Eliminirati samooscilacije omogućava lanac VD3, R9. Zahvaljujući njemu, kondenzator C3 se puni mnogo brže nego što se prazni. Ako su impulsi na izlazu DA1.1 dovoljno široki, što odgovara velikoj amplitudi impulsa na FIR opterećenju, tada C3 nema vremena za pražnjenje - na njemu se pojavljuje konstantan napon koji premašuje napon na inverznoj ulaz DA1.2. Komparator DA1.2 prestaje da se uključuje i ne dolazi do autooscilacija. Vrijednosti otpornika R5, R6, R9 i R10 su odabrane tako da se blokiranje DA1.2 javlja kada je amplituda impulsa na FIR opterećenju oko 150 V.
Uređaj je postavljen na matičnu ploču, čija fotografija nije data, jer. pored opisanog FIR-a na njemu je montiran još jedan uređaj koji nije u vezi sa ovim razvojem. FIR opterećenje je grijač snage oko 100 VA i radnog napona od 70V. Tranzistor sa efektom polja postavljen je na radijator u obliku ploče površine 10 kvadratnih centimetara. Tokom rada, gotovo se ne zagrijava - očito se radijator može smanjiti ili potpuno napustiti.
Prilikom otklanjanja grešaka i naknadnog rada uređaja treba biti oprezan. njegovi elementi su u kontaktu sa električnom mrežom.
Podešavanje uređaja svodi se na izbor otpornika R7. FIR treba spojiti na 220V mrežu (preko izolacionog transformatora!). Kao opterećenje možete koristiti žarulju sa žarnom niti od 220 V snage oko 100 VA, lemilicu itd. Paralelno sa opterećenjem, uključite ulaz osciloskopa. Koristeći otpornik R4, potrebno je postaviti amplitudu impulsa na opterećenje od oko 50 V. Otpornik R7 treba odabrati tako da amplituda impulsa na uzlaznoj i silaznoj grani sinusoida bude jednaka. Kada izlazni napon odstupi od 50V, jednakost amplituda impulsa ne bi trebala biti značajno narušena. Za autora, pri izlaznom naponu od 20V, amplitude impulsa su se razlikovale za 2V, na 30V - za 1V, na 100V - za 1V.
U zaključku ističemo karakteristike ovog FIR-a koje određuju mogući obim. Preporučljivo je koristiti ga za napajanje niskonaponskih uređaja koji se iz ovog ili onog razloga moraju napajati iz mreže od 220 V. Tome uvelike doprinosi stabilizacija amplitude impulsa na izlazu tranzistora FIR.
Autor je uspješno koristio lemilo od 30VA, dizajnirano za napon od 27V, kao i sijalicu od 6V 0.6VA kao opterećenje. Sijalica je gorjela bez treperenja, njena svjetlina je bila glatko regulirana od nule do vidljivog prekoračenja. Radio prijemnik srednjeg talasa koji se nalazi pored ovog uređaja nije reagovao na njegovo uključivanje. Iz ovoga možemo zaključiti da postoji mali nivo visokofrekventnih smetnji.
Kada se napaja od FIR žarulje sa žarnom niti za napon od 220V, pokazalo se da se pri niskim nivoima zatamnjenja (skoro maksimalna svjetlina) dešavaju spontane i vrlo primjetne promjene svjetline. Analiza ove pojave pokazala je da je uzrok značajna razlika u obliku mrežnog napona u odnosu na sinusoidu. Ako prag odziva komparatora padne na dovoljno prošireni ravan vrh, koji ima stvarni mrežni napon, tada će čak i male promjene vrijednosti napona u mreži uzrokovati značajne fluktuacije u trajanju impulsa koje generira komparator. To uzrokuje promjenu svjetline lampe.
Prilikom razvoja i testiranja ovog uređaja, pretpostavljeno je da opterećenje može biti samo aktivno (otpornik, grijač, žarulja sa žarnom niti). Mogućnost korištenja tranzistora FIR sa reaktivnim opterećenjem, kao i za punjenje bilo koje baterije, regulaciju brzine elektromotora itd. nije pregledan niti testiran.
Jednostavan sklop za podešavanje i stabilizaciju napona prikazan je na slici. Takvu shemu može izvesti čak i amater neiskusan u elektronici. Na ulazu je primijenjeno 50 volti, dok je na izlazu 15,7 V.
Stabilizatorski krug.
Tranzistor sa efektom polja postao je glavni detalj ovog uređaja. Može se koristiti kao IRLZ 24 / 32 / 44 i slični poluvodiči. Najčešće se izrađuju u kućištima TO - 220 i D2 Pak. Njegova cijena je manja od jednog dolara. Ovaj moćni igrač u polju ima 3 čunjeva. On ima unutrašnja struktura metal-izolator-poluprovodnik.
TL 431 u paketu TO-92 omogućava podešavanje vrijednosti izlaznog napona. Ostavili smo snažan tranzistor sa efektom polja na radijatoru za hlađenje i zalemili ga na ploču sa žicama.
Ulazni napon za takav krug je 6-50 V. Na izlazu dobijamo od 3 do 27 V, uz mogućnost podešavanja promjenjivog otpora za 33 kOhm. Izlazna struja je velika i iznosi do 10 A u zavisnosti od radijatora.
Izjednačujući kondenzatori C1, C2 kapaciteta od 10 do 22 mikrofarada, C2 - 4,7 mikrofarada. Bez takvih detalja, sklop će funkcionirati, ali ne s kvalitetom koji mu je potreban. Ne zaboravite na napon elektrolitički kondenzatori, koji se mora postaviti na izlazu i ulazu. Uzeli smo kontejnere koji mogu izdržati 50 V.
Takav stabilizator može rasipati snagu ne veću od 50 vati. Radnik na terenu mora biti montiran na radijator za hlađenje. Preporučljivo je izvršiti njegovu površinu ne manju od 200 cm 2 . Prilikom postavljanja terenskog radnika na radijator, potrebno je da mjesto dodira namažete termalnom pastom, radi boljeg odvođenja topline.
Može se koristiti varijabilni otpornik od 33 kOhm tipa WH 06-1. Takvi otpornici imaju mogućnost finog podešavanja otpora. Oni su iz uvoza i domaće proizvodnje.
Radi lakše montaže, 2 jastučića su zalemljena na ploču, umjesto žica. Pošto se žice brzo otkače.
Pogled na ploču diskretnih komponenti i varijabilnog otpora tipa SP 5-2.
Rezultirajuća stabilnost napona je prilično dobra, a izlazni napon fluktuira za nekoliko djelića volta. dugo vremena. Ploča je kompaktna i jednostavna za korištenje. Tragovi table su ofarbani zelenim zaponlakom.
Snažan stabilizator polja
Razmotrite sklop dizajniran za veliku snagu. Ovdje su svojstva uređaja poboljšana uz pomoć snažnog elektronskog ključa u obliku tranzistora s efektom polja.
Prilikom razvoja snažnih stabilizatora snage, amateri najčešće koriste posebnu seriju mikro krugova 142 i slično, koji se pojačavaju s nekoliko paralelno povezanih tranzistora. Stoga se dobiva stabilizator snage.
Dijagram takvog modela uređaja prikazan je na slici. Koristi snažno polje IRLR 2905. Služi za prebacivanje, ali se u ovom kolu koristi u linearnom režimu. Poluprovodnik ima mali otpor i daje struju do 30 ampera kada se zagreje na 100 stepeni. Potreban mu je napon kapije do 3 volta. Njegova snaga dostiže 110 vati.
Radnikom na terenu upravlja čip TL 431. Stabilizator ima sljedeći princip rada. Kada je transformator spojen, na sekundarnom namotu se pojavljuje izmjenični napon od 13 volti, koji se ispravlja ispravljačkim mostom. Na kondenzatoru za izjednačavanje velikog kapaciteta pojavljuje se konstantni napon od 16 volti.
Ovaj napon prelazi na odvod tranzistora sa efektom polja i, kroz otpor R1, ide do kapije, dok se tranzistor otvara. Dio izlaznog napona kroz razdjelnik ulazi u mikrokolo, dok zatvara OOS kolo. Napon uređaja raste sve dok ulazni napon mikrokola ne dostigne granicu od 2,5 volti. U ovom trenutku, mikrosklop se otvara, smanjujući napon na vratima polja uređaja, odnosno malo ga zatvarajući, a uređaj radi u stabilizacijskom režimu. Kapacitet C3 čini da stabilizator brže dostigne nominalni režim.
Vrijednost izlaznog napona je postavljena na 2,5-30 volti, odabirom promjenjivog otpora R2, njegova vrijednost može varirati u širokim granicama. Kapaciteti C1, C2, C4 omogućavaju stabilan rad stabilizatora.
Za takav uređaj, najmanji pad napona na tranzistoru je do 3 volta, iako je sposoban raditi na naponu blizu nule. Takav nedostatak se javlja kada se napon dovede na kapiju. Uz mali pad napona, poluvodič se neće otvoriti, jer kapija mora imati pozitivan napon u odnosu na izvor.
Da bi se smanjio pad napona, preporuča se spojiti krug kapije iz zasebnog ispravljača 5 volti većeg od izlaznog napona uređaja.
Dobri rezultati se mogu postići spajanjem diode VD 2 na ispravljački most. U ovom slučaju, napon na kondenzatoru C5 će se povećati, jer će pad napona na VD 2 postati manji nego na ispravljačkim diodama. Za nesmetanu regulaciju izlaznog napona, konstantni otpor R2 mora se zamijeniti promjenjivim otpornikom.
Vrijednost izlaznog napona određena je formulom: U out = 2,5 (1 + R2 / R3). Ako koristimo tranzistor IRF 840, onda najmanju vrijednost napon kontrole kapije postaje 5 volti. Odabiru se tankovi s tantalom malih dimenzija, otpornosti - MLT, C2, P1. Ispravljačka dioda sa malim padom napona. Svojstva transformatora, ispravljačkog mosta i kapacitivnosti C1 biraju se prema željenom izlaznom naponu i struji.
Radnik na terenu je dizajniran za značajne struje i snagu, za to je potreban dobar hladnjak. Tranzistor se koristi za montažu na radijator lemljenjem sa srednjom bakrenom pločom. Na njega je zalemljen tranzistor sa ostalim dijelovima. Nakon ugradnje, ploča se postavlja na radijator. Za to nije potrebno lemljenje, jer ploča ima značajno područje kontakta s radijatorom.
Ako koristite P_431 C čip, P1 otpore i čip kondenzatore za vanjsku instalaciju, onda se oni postavljaju na tiskanu ploču od tekstolita. Ploča je zalemljena na tranzistor. Postavljanje uređaja se svodi na instalaciju željenu vrijednost voltaža. Potrebno je provjeriti uređaj i provjeriti da li postoji samopobuda u svim režimima.
