Amélioration du régulateur de puissance. Schéma, description

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Amélioration du régulateur de puissance. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques

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Depuis plus de 15 ans, j'utilise l'appareil décrit dans l'article de S. Loukachenko "Un régulateur de puissance qui ne crée pas d'interférences" ("Radio", 1987, n° 12, pp. 22, 23) pour contrôler la puissance de le radiateur électrique du fumoir. En général, un bon design, mais malheureusement pas sans défauts.

Premièrement, un courant pulsé traverse la charge, ce qui signifie que seule une charge active peut être alimentée par le régulateur. Deuxièmement, dans certaines positions de l'interrupteur SA1, un nombre impair d'alternances du courant secteur parcourt la charge, ce qui affecte négativement la charge de nature inductive incluse dans le réseau. Troisièmement, la fiabilité insuffisante de l'appareil a été révélée: la puce K176J1E5 a échoué plusieurs fois.

Il y a deux raisons: la tension dépassant la fréquence d'horloge aux entrées de l'élément DD1.1 de la tension d'alimentation (par la chute de tension aux bornes de la diode VD4), ce qui n'est pas recommandé, et une "ouverture" dans le circuit d'entrée de l'élément DD1.4 (broche 8) lors de la commutation de l'alimentation - pendant un certain temps du contact mobile de l'interrupteur SA1, cette conclusion "se bloque" dans l'air, ce qui est inacceptable. Les inconvénients comprennent également le manque d'indication que le régulateur est connecté au réseau (il a eu plusieurs fois des problèmes en raison d'un dysfonctionnement du câble d'extension du réseau) et une consommation de courant propre assez importante : une puissance importante est dissipée sur le VD5-VD8 pont de diodes et résistance R1. Enfin, la limitation de la puissance de charge à 2 kW ne permet pas l'utilisation du régulateur dans de nombreux cas qui se présentent en pratique.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Pour éliminer ces lacunes, le schéma a été repensé (Fig. 1). L'alimentation de l'appareil amélioré est rendue sans transformateur avec un condensateur de ballast C1, la résistance R3 limite les impulsions de courant qui se produisent lorsque l'appareil est connecté au réseau à un niveau sûr pour le pont de diodes VD2-VD5. La tension redressée est stabilisée par un stabilisateur paramétrique sur une diode Zener VD6. Allumer la LED HL1 en série avec elle permettait d'introduire une indication de marche, tout en « économisant » la résistance de limitation de courant et quelques milliampères du courant de sortie d'une alimentation de faible puissance. Condensateurs C2 et C3 - filtrage (C2 élimine la composante basse fréquence de la tension redressée, C3 - haute fréquence, ainsi que le bruit de commutation dans les circuits de puissance qui se produit lors du fonctionnement des microcircuits numériques). La réduction de la consommation de courant (par rapport au prototype) a réduit la capacité du condensateur à oxyde C2.

Sur les résistances R1, R2 et la diode zener VD1, un générateur d'impulsions d'horloge avec une fréquence de 50 Hz est fabriqué (contrairement au prototype, dans lequel leur fréquence est de 100 Hz). Par ce circuit, le condensateur C1 se décharge également lorsque l'appareil est déconnecté du réseau, ce qui augmente la sécurité électrique de l'appareil. L'amplitude des impulsions d'horloge est inférieure de près de 2 V (chute de tension aux bornes de la LED HL1) à la tension d'alimentation. Le trigger de Schmitt sur les éléments DD.1 et DD1.2 améliore la forme des impulsions d'horloge (Fig. 2, schéma 1).

Amélioration du régulateur de puissance
Fig. 2

Un compteur décimal binaire avec un décodeur DD2 est déclenché par le front des impulsions d'horloge, générant sur les sorties des impulsions positives d'une durée égale à la période de la tension secteur, décalées l'une par rapport à l'autre de la durée de la période. Le déclenchement RS sur les éléments DD1.3 et DD1.4 est déclenché par le front des impulsions d'entrée. Lorsqu'un compteur de niveau haut DD0 apparaît sur la sortie 2 (Fig. 2, schéma 2), la bascule RS bascule, et le même niveau apparaît sur sa sortie (schéma 4). Dans ce cas, le transistor VT1 s'ouvre, la diode émettrice de l'optosimistor U1 devient passante et il passe dans un état passant. En conséquence, les thyristors VS1 et VS2 connectés en anti-parallèle s'ouvrent à leur tour: le premier d'entre eux fait passer des alternances positives du courant secteur dans la charge, les secondes - négatives (schéma 5). Les thyristors sont ouverts jusqu'à ce qu'un niveau haut apparaisse à la sortie du compteur DD2, auquel est relié le contact mobile de l'interrupteur SA1 (par exemple, à la sortie 3 - schéma 3). Au front de cette impulsion, la bascule RS s'éteint et le courant traversant la charge s'arrête. L'introduction de la résistance R6 a permis d'éviter le fonctionnement de l'élément DD1.4 avec une entrée "suspendue".

La commutation des thyristors se produit à des moments où l'amplitude de la tension secteur ne dépasse pas 10 V, alors que les interférences sont minimes. Lorsque le commutateur SA1 est réglé sur la position "100%", le déclencheur RS ne commute pas, les thyristors sont ouverts en permanence et la pleine puissance est libérée sur la charge.

A n'importe quelle position de l'interrupteur SA1, un nombre pair d'alternances du courant secteur traverse la charge, ce qui exclut l'apparition de sa composante constante. Ceci, ainsi que l'utilisation de deux thyristors dos à dos, a permis d'augmenter la puissance de charge à 4 kW, ce qui est suffisant pour un usage domestique. Le flux de courant alternatif à travers la charge a permis d'inclure non seulement des charges actives, mais également des charges inductives dans la prise XS1. Par exemple, à l'aide d'un transformateur abaisseur, réglez la puissance d'une charge basse tension - un enrouleur électrique, un couteau à abeille pour ouvrir les nids d'abeilles, etc. (auparavant, un LATR volumineux et lourd devait être utilisé à cette fin), et en connectant un ventilateur à l'appareil, réglez la vitesse de son moteur électrique (lors de l'alimentation en tension, il accélère, pendant les pauses, il ralentit, en conséquence, la vitesse de rotation diminue).

Lors de la fabrication de l'appareil, une carte de circuit imprimé a été utilisée (Fig. 3 dans l'article mentionné), à partir de laquelle les pièces R1, VD1-VD4, C1 ont été démontées.

Les pièces nouvellement introduites sont placées sur un fragment d'une planche à pain universelle aux dimensions de 20x55 mm, qui est installée verticalement à la place des pièces démontées. Les thyristors VS1, VS2 sont montés sur des dissipateurs thermiques d'une surface de refroidissement de 150 cm2. Les diodes VD7 et VD8 sont soudées directement sur leurs bornes.

Le condensateur C1 est un suppresseur de bruit à film, il peut être remplacé par deux condensateurs K73-17 connectés en série avec une capacité de 0,47 microns et une tension nominale de 630 V, les résistances R1 et R3 sont des MLT-0,5, les autres sont de tout type .

Le courant de fonctionnement de l'optosimistor ne doit pas dépasser 10 mA et la tension de commutation autorisée ne doit pas être inférieure à 500 V (MOC3052, MOC3053, MOC3062, MOC3063, MOC3082, MOC3083 répondent à ces exigences).

L'appareil ne nécessite aucun réglage.

Le régulateur de puissance amélioré fonctionne depuis plus de cinq ans, alors qu'il est satisfait de son travail.

Auteur : K. Moroz

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