Fázový regulátor výkonu na tranzistoru s efektem pole. Tranzistorový regulátor napětí

REGULÁTOR FÁZOVÉHO VÝKONU NA TRANZISTORU KLÍČOVÉHO POLE záporného rezistoru, který snižuje rychlost klíče, protože je vytvořen RC obvod sestávající z tohoto odporu a kapacity hradla, nebo je výkon řídicího obvodu zesílen.

Typicky jsou fázové regulátory střídavého výkonu postaveny na bázi tyristoru nebo triaku. Tato schémata se již dávno stala standardem a byla mnohokrát opakována jak radioamatéry, tak i ve výrobním měřítku. Ale tyristorové a triakové regulátory, stejně jako spínače, měly vždy jednu důležitou nevýhodu, omezení minimálního zatěžovacího výkonu. To znamená, že typický tyristorový regulátor pro maximální výkon zátěže vyšší než 100 W nemůže dobře regulovat výkon zátěže s nízkou spotřebou, která spotřebovává jednotky a zlomky wattů. Klíčové tranzistory s efektem pole se liší v tom, že fyzický provoz jejich kanálu je velmi podobný provozu konvenčního mechanického spínače, v plně otevřeném stavu je jejich odpor velmi malý a činí zlomky ohmů a v sepnutém stavu svodový proud je mikroampérů. A to prakticky nezávisí na velikosti napětí na kanálu. Tedy stejně jako mechanický spínač. To je důvod, proč klíčová kaskáda na klíčovém tranzistoru s efektem pole může spínat zátěž s výkonem od jednotek a zlomků wattů až do maximální povolené hodnoty proudu. Například oblíbený tranzistor IRF840 s efektem pole bez chladiče, pracující v režimu klíče, dokáže přepínat výkon od téměř nuly až po 400W. Spínací FET má navíc velmi nízký hradlový proud, takže pro řízení je potřeba velmi nízký statický výkon.

Pravda, toto je zastíněno poměrně velkou kapacitou hradla, takže v prvním okamžiku zapnutí se může ukázat hradlový proud docela velký (proud na jedno nabití kapacity hradla). Bojuje se tím, že se sériově zapíná proudové hradlo Obvod regulátoru výkonu je znázorněn na obrázku. Zátěž je napájena pulzujícím napětím, protože je připojena přes diodový můstek VD5-VD8. To je vhodné pro napájení elektrického topného zařízení (páječka, žárovka). Vzhledem k tomu, že záporná půlvlna pulzujícího proudu je „otočena“ nahoru, dochází k vlnění o frekvenci 100 Hz, které je však kladné, tedy graf změny amplitudy napětí z nuly na kladnou. Proto je možné nastavení od 0% do 100%.Maximální výkon zátěže v tomto obvodu není omezen ani tak maximálním proudem otevřeného kanálu VT1 (to je ZOA), ale maximálním propustným proudem diod usměrňovacího můstku VD5-VD8.

Při použití diod KD209 může obvod pracovat se zátěží až 100W. Pokud potřebujete pracovat s výkonnější zátěží (až 400W), musíte použít výkonnější diody, například KD226G, D.

Na invertorech čipu D1 je vyroben budič řídících impulsů, které otevírají tranzistor VT1 v určité půlvlnové fázi. Prvky D1.1 a D1.2 tvoří Schmittův spouštěč a zbývající prvky D1.3-D1.6 tvoří výkonný výstupní invertor. Výstup musel být posílen, aby se kompenzovaly potíže způsobené proudovým rázem pro nabití kapacity hradla VT1 v okamžiku jeho zapnutí.

Nízkonapěťový napájecí systém mikroobvodu pomocí diody VD2 je rozdělen na dvě části, vlastní napájecí část,

I. NEČAJEV, Kursk

Tento regulátor umožňuje regulovat množství tepla generovaného elektrickým ohřívačem. Princip jeho činnosti je založen na změně počtu period síťového napětí přiváděného do ohřívače a k zapínání a vypínání dochází v okamžicích blízkých přechodu okamžité hodnoty síťového napětí přes nulu. Regulátor tedy prakticky nevytváří rušení spínání. Bohužel není vhodný pro stmívání žárovek, které budou znatelně blikat.

Schéma zařízení je znázorněno na Obr. 1.

Jako spínací prvky používá tranzistory IRF840 s efektem pole s přípustným napětím drain-source 500 V, sběrným proudem 8 A při teplotě pouzdra 25 °C a 5 A při teplotě 100 °C, pulzním proudem 32 A, odpor otevřeného kanálu 0,85 Ohm a ztrátový výkon 125 wattů. Každý tranzistor obsahuje vnitřní ochrannou diodu zapojenou paralelně s kanálem s obrácenou polaritou (katoda k kolektoru). To umožňuje připojením dvou tranzistorů zády k sobě spínat střídavé napětí.

Na prvcích DD1.1, DD1.2 je namontován pulzní generátor s nastavitelným pracovním cyklem sledující frekvenci přibližně 1 Hz. Na DD1.3, DD1.4 - komparátor napětí. DD2.1 - D-flip-flop, DD1.5, DD1.6 - vyrovnávací stupně. Zhášecí odpor R2, diody VD3 a VD4, zenerova dioda VD6, kondenzátor C2 tvoří parametrický regulátor napětí. Diody VD5, VD7 tlumí napěťové rázy na hradlech tranzistorů VT1, VT2.

Časové diagramy signálů na různých místech regulátoru jsou znázorněny na Obr. 2.

Kladná půlvlna síťového napětí, procházející diodami VD3, VD4 a rezistorem R2, nabíjí kondenzátor C2 na stabilizační napětí zenerovy diody VD6. Napětí na anodě diody VD4 je sinusoida, omezená zdola nulovou hodnotou a shora stabilizačním napětím zenerovy diody VD6 plus přímý úbytek napětí na samotné diodě. Komparátor na prvcích DD1.3, DD1.4 činí poklesy napětí strmější. Jím generované impulsy jsou přiváděny na synchronizační vstup (pin 11) spouště DD2.1 a na jeho vstup D (pin 9) - impulsy o frekvenci přibližně 1 Hz z výstupu generátoru na prvcích DD1 .1, DD1.2.

Spouštěcí výstupní impulsy jsou přiváděny přes paralelně zapojené (pro snížení výstupního odporu) prvky DD1.5 a DD1.6 na hradla tranzistorů VT1 a VT2. Od pulsů generátoru se liší tím, že časové rozdíly „svazují“ na průsečíky hladiny blízké nule síťovým napětím ve směru od plus do mínus. Proto k otevírání a zavírání tranzistorů dochází pouze v okamžicích takových průniků (což zaručuje nízkou úroveň rušení) a vždy po celý počet period síťového napětí. Se změnou proměnného rezistoru R1 pracovního cyklu impulzů generátoru se mění poměr trvání zapnutých a vypnutých stavů ohřívače a v důsledku toho průměrné množství tepla, které vyzařuje.

Tranzistory s efektem pole lze nahradit jinými, které jsou vhodné pro přípustné napětí a proud, vždy však s ochrannými diodami. Mikroobvody řady K561 jsou v případě potřeby nahrazeny funkčními analogy řady 564 nebo importovanými. Zenerova dioda D814D - jakýkoli střední výkon se stabilizačním napětím 10 ... 15 V.

Většina částí zařízení je umístěna na tištěný spoj z jednostranně fóliovaného skelného vlákna, znázorněného na obr. 3.

Při výkonu ohřívače větším než 500 W musí být tranzistory VT1 a VT2 vybaveny chladiči.

Deska je instalována v pouzdře z izolačního materiálu, na jehož stěně je namontována patice XS1 a proměnný rezistor R1. Na ose rezistoru musí být umístěna rukojeť z izolačního materiálu.

Při seřizování regulátoru se kontroluje napětí na kondenzátoru C2 v celém rozsahu nastavení výkonu. Pokud se znatelně změní, bude nutné snížit hodnotu odporu R2.
Rádio č. 4 2005.

Triakový regulátor výkonu.

A. STAS

Induktor L1 - jakékoli potlačení šumu používané v takových zařízeních, odpovídající zátěži. V zásadě se bez něj obejdete, zvláště pokud je zátěž indukční. Kondenzátory CI, C2 - pro napětí alespoň 250 V. Diody VD1 ... VD4 - libovolný křemík pro zpětné napětí alespoň 300 V.

Tranzistory VT1, VT2 - také v zásadě jakýkoli křemík s příslušným typem vodivosti.

Tento obvod pracuje s libovolným typem triaků pro odpovídající napětí. Nejvýkonnější, kterou se nám podařilo otestovat, byl TS142-80-10.

Radioamatér 8/97

Krokový regulátor výkonu.

K. MOVSUM-ZADE, Ťumen

Navržené zařízení se vyznačuje dostupnými díly s malým počtem z nich a nekritickými hodnoceními. Regulace postupně: 2/2, 2/3, 2/4, 3/7, 3/8, 3/9 a 3/10 plného zatížení.

Obvod regulátoru je znázorněn na Obr. 1.

Skládá se z výkonové jednotky (diody VD2, VD6, zenerova dioda VD1, rezistor R3, kondenzátor C1), řídicí jednotky (rezistory R1, R2, R4, R5, spínač SA1, desítkový čítač DD1, diody VD3-VD5) a výkonová jednotka na polním tranzistoru VT1 a diodovém můstku VD7-VD10, jeho součástí je i rezistor R6.

Předpokládejme, že přepínač SA1 je nastaven do polohy 2/3. Během prvního kladného půlcyklu síťového napětí jsou diody VD2 a VD6 rozepnuté. Proud protékající zenerovou diodou VD1 tvoří puls s amplitudou 15 V se strmým čelem a poklesem. Tento impuls přes diodu VD2 nabíjí kondenzátor C1 a přes rezistor R1 je přiveden na vstup CN čítače DD1. Na přední straně tohoto impulsu bude výstup 1 čítače nastaven na vysokou úroveň, která přes diodu VD4 a rezistor R4 přejde na bránu tranzistoru VT1 s efektem pole a otevře ji. V důsledku toho protéká zátěží kladná půlvlna proudu.

Během záporného půlcyklu jsou diody VD2 a VD6 sepnuté, ale napětí nabitého kondenzátoru C1 (dále dobíjeného každým kladným půlcyklem) nadále napájí čítač DD1, jehož stav se nemění. Tranzistor VT1 zůstává otevřený a proud dále protéká zátěží.

Se začátkem dalšího kladného půlcyklu bude úroveň na výstupu 1 čítače nízká a na výstupu 2 - vysoká. Tranzistor VT2, jehož napětí hradla se stalo nulovým, bude uzavřen a zátěž bude po celou dobu odpojena od sítě.

Ve třetím kladném půlcyklu přejde vysoká úroveň nastavená na výstupu 3 přes spínač SA1 na vstup R čítače, který se okamžitě vrátí do původního stavu s vysoká úroveň 0 na výstupu a nízká na všech ostatních výstupech. Napětí přiváděné přes diodu VD3 a rezistor R4 do brány tranzistoru VT1 ji otevře. Na konci tohoto období se cyklus opakuje. V ostatních polohách přepínače SA1 funguje zařízení obdobně, mění se pouze počet period, po které je zátěž připojena k síti a od ní odpojena.

Regulátor téměř nevytváří rádiové rušení, protože ke spínání čítače a tím k otevírání a zavírání tranzistoru VT1 dochází v okamžicích, kdy je okamžitá hodnota síťového napětí velmi blízká nule - nepřesahuje stabilizační napětí zenerovy diody VD1. Rezistor R6 potlačuje napěťové rázy, ke kterým dochází při spínání indukční zátěže, což snižuje pravděpodobnost poruchy tranzistoru VT1.

Regulátor je osazen na desce plošných spojů z jednostranné fólie textolitu (obr. 2).

Je určen pro rezistory MLT a podobně uvedené v diagramu výkonu a hodnoty rezistorů se mohou od uvedených hodnot několikrát lišit. Kondenzátor C1 - K50-35 nebo jiný oxid. Zenerova dioda KS515G může být nahrazena KS515Zh nebo KS508B, diody KD257B importovanými 1N5404 a tranzistor KP740 IRF740.

Přepínač SA1 - sušenka P2G-3 11P1N, z jedenácti poloh bylo využito pouze sedm. Výstupy spínače jsou propojeny ohebnými vodiči s neoznačenými kontaktními ploškami umístěnými na desce plošných spojů kolem čipu DD1.

Je vhodné zkontrolovat sestavené zařízení připojením k síti přes oddělovací transformátor s napětím na sekundárním vinutí 20 ... 30 V a nahrazením skutečné zátěže rezistorem 1,5 ... 3 kOhm. Teprve poté, co se ujistíte, že funguje správně, připojte jej přímo k síti. Poté je dotyk jakýchkoli prvků zařízení (kromě izolované rukojeti spínače) nebezpečný - jsou pod síťovým napětím.

Regulátor byl testován se zátěží do 600 wattů. Tranzistor VT1 s efektem pole se v důsledku nízkého odporu otevřeného kanálu velmi mírně zahřívá, je však žádoucí jej opatřit malým chladičem.

Zdravím všechny Datagoriany a hosty Datagorie!
Navrhuji schematický diagram zařízení, které se snadno vyrábí a nastavuje. Jedná se o regulátor výkonu, který se funkčností jen málo liší od jiných podobných zařízení, jejichž nejrozmanitější schémata lze nalézt na internetu.
Osobně mě k vytvoření tohoto regulátoru motivovalo několik okolností:
1) potřeba plynulé regulace světelného toku půlkilowattové skupiny halogenových žárovek;
2) regulace teploty sekce topného článku;
3) stmívání skupin LED při provozu z různých napětí;
4) předřadník pro hudební centrum zakoupený přáteli na EBAY, určený pro provoz na 110 V AC.

Nevýhody tyristorových a triakových obvodů

Ze schémat tyristorové regulátory, kterou jsem dříve opakovaně dělal, jsem se rozhodl odmítnout z mnoha důvodů, které mi nevyhovovaly:
a) těžko odstranitelné rušení; b) vysoký řídicí proud;
c) úplné otevření tyristorů (triaků) bez provedení zvláštních opatření s komplikací obvodu;
d) výrazný pokles napětí, zvyšující hodnotu výkonu rozptýleného zařízením;
e) nemožnost normálního provozu výkonného triaku při malých proudech.

Problém uvedený v odstavci „a“ lze ve skutečnosti vyřešit slepým stíněním a filtrováním silových obvodů, synchronizací obvodu řízení triaku s nulovou hodnotou sinusoidy sítě, ale tato opatření nevyhnutelně povedou ke zhoršení hmotnosti a velikosti zařízení, k jeho růstu ceny.

Rovněž je nemožné použít triakový obvod jako předřadník z důvodu úplného otevření triaku v okamžiku sepnutí (aniž by se obvod zkomplikoval), což může vést k poruše zařízení napájeného přes takový předřadník.

A samozřejmě univerzální regulátor by měl normálně fungovat v širokém rozsahu zatěžovacích proudů.

Nicméně, ať je to jak chce, rozhodl jsem se sbírat FET ovladač(dále PT) s kontrolou SHI. Na rozdíl od obvodů na FET s fázově-pulzním řízením, kde dochází k vazbě obvodu na frekvenci síťového napětí, u PWM řízení generuje řídící obvod vlastní sekvenci pulzů, modulujících síťovou frekvenci.
Změnou šířky těchto impulsů se dosáhne změny hodnoty výstupního napětí.

Obvod regulátoru se ukazuje jako poměrně jednoduchý, nehlučný a účinný při jakýchkoli hodnotách proudu v zátěži.
Začněme výkonnostními charakteristikami. Až 200 W tranzistory s efektem pole se prakticky nezahřívají(k tomu je zajištěno jejich plné otevření impulsy řídicího obvodu).
Při provozu regulátoru se zátěží s výkonem vyšším než 200 W by měly být na PT instalovány radiátory.
Takže například s výkonem zátěže 1 kW na otevřeném kanálu FET, který má například odpor 0,1 Ohm, bude pokles napětí asi 0,45 V a ztrátový výkon překročí 2 W, což nevyhnutelně způsobí zahřátí krystalu tranzistoru. Při dlouhodobé práci se silným zatížením (od 500 W a výše) může být nutné profouknout radiátor. Při práci s výkonným transformátorem (od UPS - ve spínání sestupně) bylo sekundární vinutí transformátoru zatíženo 12voltovou automobilovou halogenovou žárovkou o výkonu 190 wattů.

Schéma využívá nejdostupnější části. Takže například tranzistory s efektem pole jsou z počítačových zdrojů (napětí a proudy jsou uvedeny ve schématu), ale lze použít jakékoli jiné, s přihlédnutím k práci pro konkrétní zátěž.
Při zatěžovacím výkonu do 200 W může mít regulátor velmi malé (s krabičkou od sirek) rozměry.

V tomto případě jsou VD1, R1 a jeden z FETů odstraněny a zátěž je zapnuta mezi kolektorem FET a plusem napájecího napětí, které je také přiváděno na kolík 8 čipu časovače.

Fázově pulzní regulátory (PIR) jsou zařízení, která umožňují nastavit jas lamp (stmívače), výkon elektrických ohřívačů, rychlost otáčení elektrického nářadí atd. FIR obsahuje elektronický klíč, který se připojuje mezi napájecí síť a zátěž. Během určité části periody síťového napětí je tento spínač sepnut a poté se rozepne. Prodlužováním nebo zkrácením doby, po kterou je klíč v zavřeném stavu, je možné zvýšit nebo snížit výkon uvolněný v zátěži. Obvykle se jako klíč používá tyristor. Uvažujme blokové schéma tyristoru FIR, znázorněné na obr. 1. Odpovídající časové diagramy jsou znázorněny na Obr. 2.

Volič nuly se aktivuje, když síťové napětí projde nulou. Zpožďovací obvod po časovém intervalu Tz, nastavitelném od nuly do 10 ms, spustí tvarovač impulsů, který otevře tyristor. Dále tyristor zůstává otevřený, dokud se proud skrz něj nestane menší než přídržný proud, tzn. téměř do konce poloviny cyklu.

Na časovém diagramu je Uc usměrněné síťové napětí. Un - napětí na zátěži. Časové body, kdy je tyristorový klíč zavřený, jsou zvýrazněny zeleně.

Při nízkém a středním Tz pracuje tyristor FIR vcelku uspokojivě, ale při velkém Tp, blízkém délce trvání půlcyklu síťového napětí, což odpovídá zátěži napájené krátkými pulzy o malé amplitudě, nastávají problémy skutečnost, že ne všechny typy zátěží mohou s takovým napájecím zdrojem fungovat normálně. Například žárovky začnou znatelně blikat. Navíc při velkých Tz nestabilita nastavitelného zpožďovacího obvodu způsobuje významné změny v trvání výstupních impulsů. Pokud se totiž Tz například v důsledku zahřátí prvků obvodu zvýší z 9 na 9,5 ms, tzn. o cca 5 %, pak se doba trvání impulsů na zátěži zkrátí z 1 ms na 0,5 ms, tzn. dvakrát. Pokud Tz překročí 10 ms, pak se tyristor otevře na samém začátku půlcyklu, což odpovídá maximálnímu výkonu. To může poškodit zátěž, pokud není dimenzována na plné síťové napětí.

Další nevýhodou tyristorových FIR je rušení, ke kterému dochází při sepnutí klíče a v menší míře při jeho otevření (myšleno provoz FIR na aktivní zátěži).

Skutečné tyristorové FIR se obvykle vyrábějí na symetrickém tyristoru (triaku), proto není nutný usměrňovač, ale jsou jim vlastní i uvažované nevýhody.

Pokud jako klíč nepoužijete tyristor, ale výkonný vysokonapěťový tranzistor MOSFET, můžete výrazně snížit problémy, které vznikají, když potřebujete napájet zátěž nízkým napětím.

Strukturní schéma FIR s klíčem na tranzistoru s efektem pole je znázorněno na Obr. 3. Časové diagramy jsou uvedeny na Obr. 4.

Komparátor porovnává regulované napětí Uop, generované zdrojem referenčního napětí, s usměrněným síťovým napětím. Pokud je síťové napětí nižší než referenční, pak je tranzistor s efektem pole otevřený, zátěž je připojena k síti. V opačném případě komparátor otevře klíč - zátěží neprochází žádný proud. Je zřejmé, že jak na vzestupné, tak na sestupné větvi sinusoidy budou úseky při sepnutém tranzistorovém spínači, což se odráží v časovém diagramu. To umožňuje přenést požadovaný výkon do zátěže po delší dobu než v případě tyristorového FIR, a tím snížit špičková napětí a zátěžové proudy.

Schéma elektrického obvodu tranzistoru FIR je uvedeno na Obr. 5.

Nastavitelný zdroj referenčního napětí je namontován na prvcích R1, C1, VD2 a R4. Napětí +12V ze zenerovy diody VD2 slouží také k napájení čipu DA1.1. Kondenzátor C2 snižuje šum, který vzniká při otáčení osy proměnného odporu R4. Operační zesilovač DA1.1, použitý jako komparátor, porovnává referenční napětí s napětím sítě přiváděným na inverzní vstup z děliče na rezistorech R2, R3. Tranzistor VT1 s efektem pole je výkonový spínač ovládaný signálem z výstupu komparátoru. Rezistor R8 odlehčuje výstup zesilovače DA1.1 od hradlové kapacity tranzistoru s efektem pole, navíc se díky tomuto rezistoru poněkud zpomaluje spínání VT1, což přispívá ke snížení rušení.

První verze tranzistoru FIR obsahovala pouze tyto prvky. Byl sestaven na prkénku a ukázalo se, že je docela funkční, ale tvar napětí na zátěži se výrazně lišil od požadovaného. Odpovídající oscilogram je znázorněn na Obr. 6.

Levý vrchol na průběhu, odpovídající sestupné větvi sinusoidy, je výrazně nižší než pravý vrchol odpovídající vzestupné větvi. To je způsobeno zpožděním, které zavedl komparátor a klíč. Použití rychlejšího operačního zesilovače a snížení rezistoru R8 situaci zlepšuje, ale problém zcela neodstraní, navíc chtěl autor opravdu zůstat v rámci levných a dostupných součástek.

Pro odstranění tohoto nedostatku umožňuje zavedení druhého komparátoru DA1.2 do obvodu. Díky zpožďovacímu obvodu na prvcích VD3, R9, R10 a C3 se DA1.2 spouští za DA1.1 se zpožděním cca 100 mikrosekund. Toto zpoždění je dostačující na to, aby v době, kdy je spuštěn DA1.2, měly přechodové jevy spojené se spínáním DA1.1 čas skončit. Napětí z výstupu DA1.2 přes rezistor R7 se přičítá k signálu odebranému z děliče R2, R3. Díky tomu, jak na sestupné, tak na vzestupné větvi sinusoidy, pracuje komparátor DA1.1 o něco dříve - kompenzuje se zpoždění, vyrovnají se doby trvání a amplitudy obou vrcholů. Oscilogram pro tento případ je na obr. 7.

Pokud je FIR nakonfigurováno tak, že se DA1.1 spouští v blízkosti horní části sinusoidy (vysoký výkon při zátěži), pak výše popsané zpoždění neovlivňuje činnost zařízení. To je způsobeno skutečností, že v blízkosti vrcholu sinusoidy se rychlost změny síťového napětí zpomaluje a během doby zpoždění nedochází k žádné významné změně napětí. Na druhou stranu se ukázalo, že stejný důvod – pomalá změna síťového napětí v blízkosti vrcholu sinusoidy – vede k vlastním oscilacím v řetězci dvou komparátorů DA1.1 a DA1.2 pokrytých zpětná vazba. Eliminovat vlastní oscilace umožňuje řetěz VD3, R9. Díky němu se kondenzátor C3 nabíjí mnohem rychleji, než se vybíjí. Pokud jsou impulsy na výstupu DA1.1 dostatečně široké, což odpovídá velké amplitudě impulsů při zátěži FIR, pak se C3 nestihne vybít - objeví se na něm konstantní napětí, které převyšuje napětí na inverzní vstup DA1.2. Komparátor DA1.2 přestane spínat a nedochází k vlastním oscilacím. Hodnoty rezistorů R5, R6, R9 a R10 jsou zvoleny tak, aby k zablokování DA1.2 došlo, když je amplituda impulzů při zátěži FIR asi 150 V.

Zařízení bylo namontováno na prkénko, jehož fotografie není uvedena, protože. kromě popisovaného FIR na něm bylo smontováno další zařízení, které s tímto vývojem nesouvisí. Zátěž FIR je ohřívač o výkonu cca 100 VA a provozním napětí 70V. Tranzistor s efektem pole je umístěn na radiátoru ve formě desky o ploše 10 centimetrů čtverečních. Během provozu se téměř netopí - zřejmě lze radiátor snížit nebo úplně opustit.

Při ladění a následném provozu zařízení je třeba být opatrní. jeho prvky jsou v kontaktu s elektrickou sítí.

Nastavení zařízení je omezeno na výběr rezistoru R7. FIR by měl být připojen k síti 220V (přes oddělovací transformátor!). Jako zátěž lze použít žárovku 220V o výkonu cca 100 VA, páječku apod. Paralelně se zátěží zapněte vstup osciloskopu. Pomocí rezistoru R4 je potřeba nastavit amplitudu pulsů při zatížení cca 50 V. Rezistor R7 by měl být zvolen tak, aby amplituda pulsů na vzestupné a sestupné větvi sinusoidy byla stejná. Při odchylce výstupního napětí od 50V by neměla být výrazně narušena rovnost amplitud pulsů. Pro autora při výstupním napětí 20V se amplitudy impulsů lišily o 2V, při 30V - o 1V, při 100V - o 1V.

Na závěr poukazujeme na znaky tohoto FIR, které určují možný rozsah. Doporučuje se používat pro napájení nízkonapěťových zařízení, která z toho či onoho důvodu potřebují napájet ze sítě 220V. Velkou měrou k tomu přispívá stabilizace amplitudy pulsů na výstupu tranzistoru FIR.

Autor úspěšně použil jako zátěž 30VA páječku, určenou pro napětí 27V, dále žárovku 6V 0,6VA. Žárovka hořela bez blikání, její jas byl plynule regulován od nuly do viditelného přepalu. Rádiový přijímač středních vln umístěný vedle tohoto zařízení nereagoval na jeho zařazení. Z toho můžeme usoudit, že existuje malá úroveň vysokofrekvenčního rušení.

Při napájení FIR žárovkou na napětí 220V se ukázalo, že při nízkých úrovních stmívání (téměř maximální jas) dochází k samovolným a velmi znatelným změnám jasu. Analýza tohoto jevu ukázala, že příčinou je výrazný rozdíl ve tvaru síťového napětí ze sinusoidy. Padne-li práh odezvy komparátoru na dostatečně vysunutý plochý vršek, který má skutečné síťové napětí, pak i malé změny hodnoty napětí v síti způsobí výrazné kolísání doby trvání pulsů generovaných komparátorem. To způsobí změnu jasu lampy.

Při vývoji a testování tohoto zařízení se předpokládalo, že zátěž může být pouze aktivní (rezistor, topné těleso, žárovka). Možnost použití tranzistorového FIR s jalovou zátěží, dále pro nabíjení libovolných baterií, regulaci otáček elektromotorů atd. nebyl zkontrolován ani testován.

Jednoduchý obvod pro úpravu a stabilizaci napětí je na obrázku. Takové schéma může provést i amatér nezkušený v elektronice. Na vstup je přivedeno 50 voltů, zatímco na výstupu je 15,7 V.

Stabilizační obvod.

Tranzistor s efektem pole se stal hlavním detailem tohoto zařízení. Může být použit jako IRLZ 24 / 32 / 44 a podobné polovodiče. Nejčastěji se vyrábějí v pouzdře TO - 220 a D2 Pak. Jeho cena je nižší než jeden dolar. Tento výkonný hráč v poli má 3 kolíky. On má vnitřní struktura kov-izolátor-polovodič.

TL 431 v balení TO-92 umožňuje úpravu hodnoty výstupního napětí. Výkonný tranzistor s efektem pole jsme nechali na chladiči chladiče a připájeli jej dráty k desce plošných spojů.

Vstupní napětí pro takový obvod je 6-50 V. Na výstupu se dostaneme od 3 do 27 V s možností nastavení proměnného odporu o 33 kOhm. Výstupní proud je velký a je až 10 A, v závislosti na radiátoru.

Vyrovnávací kondenzátory C1, C2 s kapacitou 10 až 22 mikrofaradů, C2 - 4,7 mikrofaradů. Bez takových detailů bude obvod fungovat, ale ne s kvalitou, kterou potřebuje. Nesmíme zapomenout na přípustné napětí elektrolytických kondenzátorů, které musí být instalovány na výstupu a vstupu. Vzali jsme nádoby, které vydrží 50 V.

Takový stabilizátor je schopen rozptýlit výkon ne vyšší než 50 wattů. Terénní pracovník musí být namontován na chladicím radiátoru. Je účelné provést jeho plochu nejméně 200 cm 2 . Při instalaci terénního pracovníka na radiátor musíte dotykový bod potřít teplovodivou pastou pro lepší odvod tepla.

Lze použít proměnný odpor 33 kOhm typu WH 06-1. Takové odpory mají schopnost doladit odpor. Jsou dováženy a vyráběny v tuzemsku.

Pro snadnou instalaci jsou k desce připájeny 2 podložky místo vodičů. Protože dráty rychle vypadnou.

Pohled na desku diskrétních součástek a proměnného odporu typ SP 5-2.

Výsledná stabilita napětí je docela dobrá a výstupní napětí kolísá o několik zlomků voltu. na dlouhou dobu. Obvodová deska je kompaktní a snadno se používá. Dráhy desky jsou natřeny zeleným zaponlakem.

Výkonný stabilizátor pole

Zvažte sestavu navrženou pro vysoký výkon. Zde se vlastnosti zařízení vylepšují pomocí výkonného elektronického klíče v podobě tranzistoru s efektem pole.

Při vývoji výkonných stabilizátorů výkonu amatéři nejčastěji používají speciální řadu mikroobvodů 142 a podobně, které jsou zesíleny několika paralelně zapojenými tranzistory. Proto se získá stabilizátor výkonu.

Schéma takového modelu zařízení je znázorněno na obrázku. Využívá výkonné pole IRLR 2905. Slouží ke spínání, ale v tomto zapojení se používá v lineárním režimu. Polovodič má malý odpor a při zahřátí na 100 stupňů poskytuje proud až 30 ampérů. Potřebuje hradlové napětí až 3 volty. Jeho výkon dosahuje 110 wattů.

Terénní pracovník je řízen čipem TL 431. Stabilizátor má následující princip činnosti. Při připojení transformátoru se na sekundárním vinutí objeví střídavé napětí 13 voltů, které je usměrněno usměrňovacím můstkem. Na vyrovnávacím kondenzátoru značné kapacity se objeví konstantní napětí 16 voltů.

Toto napětí přechází na kolektor tranzistoru s efektem pole a přes odpor R1 jde do hradla, přičemž tranzistor otevírá. Část výstupního napětí přes dělič vstupuje do mikroobvodu, přičemž uzavírá obvod OOS. Napětí zařízení stoupá, dokud vstupní napětí mikroobvodu nedosáhne hranice 2,5 voltu. V tomto okamžiku se mikroobvod otevře, čímž se sníží napětí brány polního zařízení, to znamená, že se trochu uzavře a zařízení pracuje ve stabilizačním režimu. Kapacita C3 umožňuje stabilizátoru dosáhnout nominálního režimu rychleji.

Hodnota výstupního napětí je nastavena na 2,5-30 voltů, výběrem proměnného odporu R2 se jeho hodnota může pohybovat v širokých mezích. Kapacity C1, C2, C4 umožňují stabilní provoz stabilizátoru.

U takového zařízení je nejmenší úbytek napětí na tranzistoru až 3 volty, i když je schopen pracovat při napětí blízkém nule. Taková nevýhoda nastává, když je na bránu přivedeno napětí. Při malém poklesu napětí se polovodič neotevře, protože hradlo musí mít kladné napětí vzhledem ke zdroji.

Pro snížení úbytku napětí se doporučuje připojit obvod hradla ze samostatného usměrňovače o 5 voltů vyššího, než je výstupní napětí zařízení.

Dobré výsledky lze dosáhnout připojením diody VD 2 k usměrňovacímu můstku. V tomto případě se napětí na kondenzátoru C5 zvýší, protože pokles napětí na VD 2 bude nižší než na usměrňovacích diodách. Pro plynulou regulaci výstupního napětí musí být konstantní odpor R2 nahrazen proměnným rezistorem.

Hodnota výstupního napětí je určena vzorcem: U out \u003d 2,5 (1 + R2 / R3). Pokud použijeme tranzistor IRF 840, tak nejmenší hodnotuřídicí napětí brány je 5 voltů. Volí se malorozměrové tantalové nádrže, odpory - MLT, C2, P1. Usměrňovací dioda s nízkým úbytkem napětí. Vlastnosti transformátoru, usměrňovacího můstku a kapacity C1 se volí podle požadovaného výstupního napětí a proudu.

Pracovník v terénu je navržen pro významné proudy a výkon, to vyžaduje dobrý chladič. Tranzistor slouží k montáži na radiátor pájením s mezilehlou měděnou deskou. K němu je připájen tranzistor s dalšími částmi. Po instalaci se deska položí na radiátor. K tomu není zapotřebí pájení, protože deska má významnou kontaktní plochu s radiátorem.

Pokud použijete čip P_431 C, odpory P1 a čipové kondenzátory pro venkovní instalaci, pak jsou umístěny na desce plošných spojů z textolitu. Deska je připájena k tranzistoru. Nastavení zařízení spočívá v instalaci požadovanou hodnotu Napětí. Je nutné zkontrolovat zařízení a zkontrolovat, zda je ve všech režimech samobuzení.