Схема простого регулятора напряжения по первичной обмотке: Регулировка тока по первичной обмотке

Регулировка тока по первичной обмотке

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Самодельный сварочный апарат с плавной регулировкой по вторичной обмотке

Продвинутые источники сварочного тока


Каждый способ регулирования способен положительно сказываться на работе сварочного агрегата, но есть у каждого метода и свои недостатки, которые желательно знать и уметь избегать неприятных ситуаций. Сварочный процесс является ответственной процедурой, поэтому становится определяющим практически любое отклонение от норм.

Поэтому регулятор тока для сварочного аппарата выполняет важную функцию и в качестве основных методов регулировки используют: магнитное шунтирование, подвижность обмоток, а так же дроссели разных видов. Если подключится к отводам, которые выполняются на второй обмотке трансформатора, то есть возможность для ступенчатого регулирования электрического тока.

При использовании данного способа меняется количество витков, таким образом, происходит уменьшение или увеличение тока. Но есть недостатки в этом методе, которые заключаются в минимальных диапазонах регулировки. И придется делать приличные габариты регулирующего устройства, чтобы выдерживать серьезные электрические перегрузки.

Также предстоит пользоваться мощными переключателями, способными выдерживать большие токи. Вторичная обмотка принимает значительно большие нагрузки, чем вторичная обмотка, поэтому это приспособление быстро изнашивается. Для улучшения показателей подобной конструкции применяются тиристоры, которые интегрируются в первичную обмотку.

С помощью такого прибора осуществляется настройка сварочного аппарата, причем делать это очень просто. Чтобы сделать регулятор тока для сварочного аппарата, нужно правильно подбирать сопротивления и прочие элементы, входящие в схему данного устройства. Тиристоры в устройстве устанавливаются параллельно, так что они открываются при помощи тока, который создается двумя транзисторами. Когда регулятор включается в схему, тиристоры находятся в закрытом состоянии, а заряд принимают конденсаторы благодаря переменному сопротивлению.

И при достижении конденсатором определенного напряжения происходит движение тока разряда. После транзистора происходит открытие тиристора, подключающего нагрузку. Меняя сопротивление резистора, будет можно осуществлять регулировку подключения тиристоров. В связи с этим происходит изменение общего тока на изначальной трансформаторной обмотке.

Чтобы добиться увеличения или снижения диапазона регулировки, меняется сопротивление резистора в нужном направлении. Если нет в наличии транзисторов, допустимым условием является применение динисторов. Монтируется регулятор тока для сварочного аппарата не только на транзисторах, предназначенных для получения лавинного напряжения, но и с использованием динисторов. Данный элемент нужно подключить анодами к выводам сопротивления, а катодами он должен быть присоединен к другим двум резисторам.

Используются для регуляторов сварочных приборов транзисторы моделей П, ГТ, но есть еще возможность для подключения маломощных транзисторов с похожими характеристиками. Резисторы переменного типа могут быть использованы СП-2, а в качестве постоянных элементов применяются МБМ. При этом нужно подбирать такое сопротивление, которое будет обладать подходящим рабочим напряжением.

Чтобы качественно собрать регулирующее устройство для сварочного аппарата, нужно воспользоваться текстолитовым основанием, имеющим толщину 1,5 — 2 миллиметра, тогда процесс монтажа получится более удобным. Необходимо предусмотреть изоляцию всех деталей, участвующих в схеме, от корпуса, так как возможны короткие замыкания и увеличение температуры. Серьезные перегрузки способны приводить к негативным последствиям и выходу из строя, как отдельных элементов, так и всего устройства.

Если при сборке регулирующего устройства соблюдались все правила, и детали были подобраны по оптимальным параметрам, то регулятор не обязательно настраивать. Но перед тем как эксплуатировать приспособление в полном объеме, нужно проконтролировать работу транзисторов, включенных в схему, потому что они могут не выдержать лавинного режима. Благодаря стабильной работе устройства сварочные аппараты смогут нормально работать с разными свариваемыми материалами и конструкциями.

Это достаточно распространённый вопрос, который имеет несколько путей решений. Есть один из наиболее популярных способов решить проблему, регулировка происходит посредством активного балластного соединения на выходе обмотки вторичной. На территории Российской Федерации, сварка для переменного тока заключается в используемой частоте в 50 Гц. В качестве источника питания используется сеть с напряжением В.

А все трансформаторы для сварки, имеют первичную и вторичную обмотку. В агрегатах, используемых в промышленной зоне, регулировку тока осуществляют по-разному. Например, с помощью подвижных функций обмоток, а также магнитного шунтирования, дроссельного шунтирования разного типа. Такой выбор силы сварочного тока нельзя назвать удобным способом, благодаря сложной схеме конструкции, перегревам и дискомфортом при переключениях.

Более удобным способом урегулировать сварочный ток, можно, если намотать вторичку вторичную обмотку , сделав отводы, что позволит изменять напряжение при переключении количество витков. Но контролировать напряжение в широких пределах, в этом случае, не выйдет.

Также отмечают определённые недостатки при корректировке из вторичной цепи. Таким образом, регулятор сварочного тока, на первоначальных оборотах пропускает через себя ток высокой частоты ТВЧ , что тянет за собой громоздкость конструкции. А стандартные переключатели вторичной цепи, не предполагают нагрузки в А. Зато в цепи первичной обмотки, показатели в 5 раз меньше.

В результате был найден оптимальный и удобный инструмент, при котором регулировка сварочного тока не кажется такой запутанной — это тиристор. Специалисты всегда отмечают его простоту, удобство в управлении и высокую надёжность. Сила сварочного тока зависит от отключения первичной обмотки на конкретные промежутки времени, на каждом из полупериодов напряжения. При этом средние показатели напряжения снизятся. Детали регулятора подключены как параллельно, так и встречно друг другу.

Они постепенно открываются импульсами тока, которые образуются транзисторами vt2 и vt1. При запуске прибора оба тиристора закрыты, С1 и С2 это конденсаторы, они будут заряжаться через резистор r7. В тот момент, как напряжение какого-либо из конденсаторов достигнет напряжения лавинной пробивки транзистора, тот открывается, и через него и идёт ток разряда, совместного с ним конденсатора.

После открытия транзистора открывается соответствующий ему тиристор, он подключит нагрузку в сеть. Затем начинается противоположный по признакам полупериод переменного напряжения, что предполагает закрытие тиристора, затем следует новый цикл подзарядки конденсатора, уже в противоположной полярности.

Далее открывается следующий транзистор, но снова подключит нагрузку в сеть. В современном мире, в большей мере используется сварка с постоянным током. Это связано с возможностью уменьшения количества присадочного материала электродов в сварном шве. Но при сварке переменным напряжением, можно добиться очень качественного результата сварки. Источники сварочного тока, работающие с переменным напряжением можно разделить на несколько видов:. Сварка постоянным током бывает двух типов, обратной и прямой полярности.

Во втором варианте сварочный ток движется от минуса к положительному показателю, а тепло сосредотачивается на заготовке. А обратная концентрирует внимание на торце электрода. Сварочный генератор для постоянного тока состоит из двигателя и самого генератора тока. Их используют для ручной сварки в монтажных работ и в полевых условиях. Показатель балластного сопротивления регулирующего аппарата находится на уровне 0, Ом.

Он подбирается путём эксперимента. Непосредственно для получения сопротивления, преимущественно используется сопротивление проволоки больших мощностей, их применяют в троллейбусах или на подъёмниках. Такое сопротивление включается стационарно или по-другому, чтобы в будущем была возможность с легкостью отрегулировать показатели.

Один край этого сопротивления подключается к выходу конструкции трансформатора, другой обеспечивается специальным инструментом для зажима, который сможет перекидываться по всей длине спирали, что позволит выбрать нужную силу напряжения.

Основная часть резисторов с использованием проволоки большой мощности, производится в виде открытой спирали. Она монтируется на конструкцию в длину полметра. Таким образом, спираль делается также из проволоки ТЭНа. Когда резисторы, изготовленные из магнитного сплава скооперировать со спиралью или любой деталью из стали, в процессе работы прохождения тока с высокими показателями, она начнёт заметно дрожать. Вполне реальным является самостоятельное изготовление дросселя в домашних условиях.

Это имеет место при наличии прямой катушки с достаточным количеством витков нужного шнура. Внутри катушки проводятся прямые пластинки из металла от трансформатора. Путём выбора толщины этих пластинок, есть возможность выбора стартового реактивного сопротивления. Рассмотрим конкретный пример. Дроссель с катушкой с витками и шнура диаметром 1,5 мм, заполняется пластинками с сечением 4,5 квадратных сантиметров.

Длина катушки и провода должна быть одинакова. В результате трансформаторный ток А уменьшится наполовину. Такой дроссель изготавливается с сопротивлением, которое можно изменять. Чтобы провести такую операцию, необходимо замерить углубление прохождения стержня сердечника внутрь катушки.

С отсутствием этого инструмента, катушка будет иметь не значительное сопротивление, но если стержень будет введён в неё, сопротивление повысится до максимума. Это учитывается при стяжке и крепеже железных пластин. Многие конструкции из металла собираются с применением электрической сварки.

Я изготовил для этого несколько аппаратов, и один оказался наиболее удачным и удобным в эксплуатации. Предлагаю вашему вниманию сварочный трансформатор с электронным регулированием тока. Он не имеет подвижных частей, требующих высокого качества сборки и подверженных вибрации.

Блок управления позволяет плавно регулировать сварочный ток поворотом ручки потенциометра. При этом во всем диапазоне изменения дуга горит стабильно.

На рисунке 1 представлена электрическая схема сварочного аппарата. Основная дуга питается от выпрямителя на тиристорах VS3, VS4; значение сварочного тока меняется путем изменения угла включения тиристоров. Когда силовые тиристоры закрыты, ток сварочной дуги обеспечивается цепью подпитки на диодах VD6 — VD9 и дросселем L1. Силовой выпрямитель имеет падающую внешнюю характеристику. Выпрямитель дежурной дуги имеет крутопадающую внешнюю характеристику, и за счёт дросселя L1 в цепи дуги поддерживается непрерывный ток, что обеспечивает устойчивое горение дуги и предотвращает осыпание обмазки электродов.

Схема управления состоит из источника питания на трансформаторе Т1, выпрямителя на диодах VD1, схемы синхронизации на транзисторах VT1 и VT5, фазосдвигающего устройства на транзисторах VТ3, VТ4, блока сравнения на транзисторе VТ2, схемы измерителя сварочного тока на трансформаторе тока Т4, цепи управления силовыми тиристорами на тиристорах VS1 и VS2.

Схема синхронизации на транзисторах VТ1, VТ5 предназначена для разряда емкости С3 фазосдвигающего устройства в начале каждого полупериода напряжения питания сети.


Симисторный регулятор для сварочного аппарата

Представляем вам еще одну схему сварочного полуавтомата с регулировкой тока по первичной обмотке. Вариантов регулирования сварочного тока очень много, есть вариант в тиристорном исполнении по первичной обмотке, тиристорная по вторичной, галетная по первичной и так далее. Мы предоставляем вам свою схему регулирования тока сварочного трансформатора. Кликните по изображению для просмотра схемы самодельного сварочного аппарата в большом разрешении. Регулировка тока в данной схеме ведется по первичной обмотке, коммутирующим звеном в которой являются реле

Как извесно из законов работы трансформатора ток в первичной обмотке, если трансформатор понижающий, меньше тока во.

Схема простого регулятора напряжения по первичной обмотке

Каждый способ регулирования способен положительно сказываться на работе сварочного агрегата, но есть у каждого метода и свои недостатки, которые желательно знать и уметь избегать неприятных ситуаций. Сварочный процесс является ответственной процедурой, поэтому становится определяющим практически любое отклонение от норм. Поэтому регулятор тока для сварочного аппарата выполняет важную функцию и в качестве основных методов регулировки используют: магнитное шунтирование, подвижность обмоток, а так же дроссели разных видов. Если подключится к отводам, которые выполняются на второй обмотке трансформатора, то есть возможность для ступенчатого регулирования электрического тока. При использовании данного способа меняется количество витков, таким образом, происходит уменьшение или увеличение тока. Но есть недостатки в этом методе, которые заключаются в минимальных диапазонах регулировки. И придется делать приличные габариты регулирующего устройства, чтобы выдерживать серьезные электрические перегрузки. Также предстоит пользоваться мощными переключателями, способными выдерживать большие токи. Вторичная обмотка принимает значительно большие нагрузки, чем вторичная обмотка, поэтому это приспособление быстро изнашивается.

Как сделать ругелятор тока для сварочного аппарата своими руками

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Автор: alex56 , 15 ноября в Электроника. Потерял тему, где это обсуждалось.

За долгие годы существования технологии электрической сварки металлов источники питания сварочной дуги также прошли длительный эволюционный путь, начиная от гальванической батареи и заканчивая современными инверторными сварочными аппаратами. Появление мощных ионных, а затем и полупроводниковых ключей позволило резко улучшить эксплуатационные характеристики ИСТ, а также снизить их массо-габаритные показатели.

Особенности и управление зарядным устройством с регулировкой по первичной обмотке трансформатора

Предлагаемая универсальная конструкция предназначена для зарядки кислотных ти и 6-ти вольтовых аккумуляторов и в состоянии обеспечить зарядный ток до А. Регулировка тока — плавная. В отличие от распространенных схем, в этой конструкции управляющий элемент тиристор VS1 включен в цепь первичной обмотки, что значительно уменьшило рассеиваемую на нем мощность и позволило обойтись без установки тиристора на радиатор. Схема контроля, собранная на стрелочном приборе PA1, тоже достаточно экономична, поскольку не имеет мощного шунта, включаемого обычно во вторичную цепь. Взглянем на принципиальную схему зарядного устройства.

Схема сварочного полуавтомата с регулятором сварочного тока по первичной обмотке.

Несмотря на множество достоинств, метод регулировки тока по вторичной обмотке при использовании в связке с трансформатором для сварки может быть не очень удобен, особенно для начинающих сварщиков. Прежде всего, баластник довольно громоздкий и его размер может достигать метра в длину. Существуют множество способов регулировки тока, и выше мы писали о вторичной и первичной обмотке. На самом деле, это очень грубая классификация, поскольку регулировка еще делится на несколько составляющих. Мы не сможем разобрать все составляющие в рамках этой статьи, поэтому остановимся на наиболее популярных. Регулировка тока во второстепенной цепочке трансформаторной конструкции для сварки связана с некоторыми проблемами.

Выношу на обсуждение тему плавной регулировки сварочного тока по первичной обмотке. Для меня актуальность этой темы.

Одна из главных составляющих по-настоящему качественного шва — это правильная и точная настройка сварочного тока в соответствии с поставленной задачей. В таких случаях возникает необходимость многоступенчатой регулировки тока, с точностью до ампера. Эту проблему можно легко решить путем включения в цепь дополнительного прибора — регулятора тока.

Есть терпенье, будет и уменье. Начинаешь убавлять потенциометром напряжение на первичной обмотке, вроде бы вначале все нормально, но начиная примерно с середины один из тиристоров закрывается в результате первичная обмотка трансформатора начинает работать как постоянный магнит и холостой ток транса поднимается до 20А, а это уж больно много. Что делать? Ясен пень, что если схема простая, то диапазон регулирования у нее достаточно узок, это скорее точная регулировка, основная регулировка должна производится переключением вторичной обмотки. Чтобы диапазон регулирования был широким нужно значительно усложнять схему, что вряд ли оправдано, или подбирать резисторы таким образом, чтобы загнать схему в нужный диапазон. Короче это врожденный дефект схемы в принципе, и вряд ли тут что то можно сделать.

Как восстановить утраченные данные на Micro SD флешке. Простой источник аварийного питания.

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Сообщение от lllll. Выбор схемотехнического решения мегулятора зависит от характеристики нагрузки. Тиристорные семисторные регуляторы плохо работают с индуктивными нагрузками. Сообщите назначение регулятора только тогда Вы сможете получить оптимальные рекомендации. Последний раз редактировалось pik;

Решил написать свой способ как собрать зарядное устройство для аккумулятора. Сразу скажу, что зарядное работает исключительно в ручном режиме и ни сколько не портит аккумулятор, если следить за напряжением и током. Лишь бы мощность подошла. Лично я выбрал такой:.


Регулировка первичной обмотки трансформатора

Запросить склады. Перейти к новому. Регулировка напряжения по первичке трансформатора.. Добрый день, пожалуста подкиньте схемок регуляторов напряжения по первичной обмотке трансформатора.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как подключить трансформатор от бесперебойника. Как определить обмотки трансформатора.

Регулирование напряжения трансформатора


В обычных условиях автомобильный аккумулятор заряжается при движении автомобиля. Но если машина долго стоит в гараже, то аккумуляторная батарея разряжается. Для ее зарядки нужна зарядка для аккумуляторов с регулировкой зарядного тока.

Один из вариантов этих приборов — зарядное устройство с регулировкой по первичной обмотке трансформатора. Скорость заряда аккумулятора зависит от тока, протекающего через него, но слишком быстрый заряд приводит к перегреву аппарата и выходу его из строя. Поэтому для зарядки аккумуляторных батарей используются устройства с регулировкой выходных параметров.

Это значит, что аккумулятор с емкостью 60Ач заряжается током не более 6А. Напряжение заряда при работе автомобиля 14,5В. Учитывая необходимый запас, зарядное устройства должно быть способно выдать 10А при напряжении 16В. Ток, протекающий при зарядке через аккумуляторную батарею, определяется внутренним сопротивлением аккумулятора, его ЭДС и напряжением на выходе зарядного устройства. Для его изменения, кроме других способов, можно регулировать напряжение на первичной обмотке.

Самый удобный способ — использование тиристорного регулятора. Тиристор имеет два состояния — открытый, в котором он пропускает электрический ток и закрытый. Открывается этот элемент при протекании тока через управляющий электрод и остается открытым, пока через тиристор идет ток. Переменное напряжение в сети имеет синусоидальную форму. Тиристор, включенный в цепи нагрузки, открывается в определенный момент полуволны. В результате этого через электроприбор ток протекает не все время, а только после перехода элемента в открытое состояние.

Это меняет действующее значение напряжения на нагрузке. Вольтметр измеряет действующее значение. Для надежной работы допустимое напряжение тиристоров должно соответствовать максимальному напряжению, которое больше в 1,4 раз.

Для бытовой сети это В. Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:. Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:.

У тиристора есть недостаток, усложняющий его применение в сети переменного тока — он пропускает через себя только одну полуволну и на выходе вместо переменного напряжения получается постоянное пульсирующее. Поэтому эти приборы используются парами или вместе с диодным мостом. От этого недостатка свободен симистор. Симистор внешне похож на тиристор. Также, как и тиристор, он открывается импульсом тока, протекающего через управляющий электрод, но этот прибор пропускает через себя обе полуволны и способен работать в сети переменного тока.

Принципиальная схема симисторного регулятора тока для активной и индуктивной нагрузки Устройство симисторного регулятора аналогично тиристорному. Отличие в том, что симистор управляет обоими полярностями и поэтому нет необходимости использовать диодный мост или встречно-параллельное включение элементов.

Кроме того, для симистора не имеет значение полярность управляющего напряжения, что позволяет упростить схему импульсного управления. Для регулировки симистором можно использовать диммер от лампы накаливания.

Для этого он включается между анодом и управляющим электродом силового симистора. Кроме тиристорных и симисторных регуляторов есть другие способы управления зарядным током в первичной обмотке трансформатора:. Несмотря на появление современных зарядных устройств, аппараты с обычными трансформаторами есть у многих владельцев автомобилей, и регулировка аппарата по первичной обмотке позволяет обойтись без мощных тиристоров или добавочных сопротивлений.

Содержание 1 Управление трансформатором по первичной обмотке 2 Особенности регуляторов для первички трансформаторов 3 Схема и назначение тиристорного регулятора напряжения для трансформатора 3. Добавить комментарий. Нажмите, чтобы отменить ответ.


Зарядное устройство с регулировкой тока по первичной обмотке

Решил написать свой способ как собрать зарядное устройство для аккумулятора. Сразу скажу, что зарядное работает исключительно в ручном режиме и ни сколько не портит аккумулятор, если следить за напряжением и током. Лишь бы мощность подошла. Лично я выбрал такой:. Полный размер. Можно использовать диодный мост с генератора любого авто, а можно купить 4 диода, рассчитанные на нужный ток, на радиорынке и собрать их по схеме:. Самый простой способ по-моему.

80 процентов и определяется в основном потерями в трансформаторе. протекающий в цепи первичной обмотки трансформатора, примерно в 10 15 раз При этом глубина регулировки в сторону уменьшения возрастает.

Регулируемый трансформатор с переключаемыми ответвлениями

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Автор: Гуд-вин , 6 февраля в Электроника. Шаманю потихоньку ЗУ для автоаккумуляторов, встал вопрос регулировки по току, знания мои в этих вопросах поверхостные, но вроде хвалят тиристорные схемы, гугл выдал несколько вариантов, один из них я хотел-бы выставить на обсуждение, схема предельно проста, оно и смущает! Попробуйте этот. Схема предельно проста и надежна. Много лет пользуюсь сам и друзьям много раз сделал. Тиристорные плохи тем, что имеют малое выходное сопротивление и, как следствие этого, большие изменения тока зарядки при изменении напряжения сети и аккумулятора. Конечно,это чисто мое мнение,но городить зарядное на импульснике чтобы не изменялся ток зарядки при колебаниях напряжения в сети считаю лишним.

Симисторный регулятор для сварочного аппарата

Для питания низковольтных паяльников, ламп накаливания, терморезаков для пенопласта и других подобных нагрузок обычно пользуются понижающим трансформатором с отводами от вторичной обмотки. Напряжение на нагрузке устанавливают подключением ее к соответствующим отводам, плавного изменения напряжения в этом варианте не получается. А если понижающий трансформатор вообще не имеет отводов? Тогда его приходится питать от сети через автотрансформатор, например, типа ЛАТР, с плавной регулировкой напряжения. Но есть и еще один способ, позволяющий обойтись и без отводов от обмотки и без автотрансформатора,— питать первичную обмотку нашего понижающего трансформатора через тринисторный регулятор либо подавать напряжение на нагрузку со вторичной обмотки через такой же регулятор.

Обмотка нагрузочного трансформатора с большим числом витков подключается к источнику питания, обмотка с малым числом витков подключается к реле.

Регулирование напряжения в трансформаторах

Принципы регулирования. При эксплуатации трансформаторов довольно часто возникает необходимость регулирования вторичного напряжения. При этом различают два основных случая:. В первом случае при небольших изменениях первичного напряжения можно изменять число витков либо первичной, либо вторичной обмотки. Например, при снижении первичного напряжения соответственно уменьшают число витков первичной обмотки так, чтобы ЭДС витка осталась неизменной. Поскольку число витков вторичной обмотки не изменяется, неизменной останется и ЭДС вторичной обмотки.

Рубрика: «Электронные самоделки»

Электрические станции и подстанции. Проблема состоит в том, что напряжение в электрической сети меняется в зависимости от ее нагруженности, в то время как для адекватной работы большинства потребителей электроэнергии необходимым условием является нахождение питающего напряжения в определенном диапазоне, чтобы оно не было бы выше или ниже определенных приемлемых границ. Поэтому и нужны какие-то способы подстройки, регулирования, корректировки сетевого напряжения. Для регулировки напряжения на вторичных обмотках трансформаторов, с целью поддержания у потребителей правильной величины напряжения, — у некоторых трансформаторов предусмотрена возможность изменять соотношение витков, то есть корректировать таким образом в ту или иную сторону коэффициент трансформации. Подавляющее большинство современных силовых трансформаторов оснащено специальными устройствами, позволяющими выполнять регулировку коэффициента трансформации, то есть добавлять или убавлять витки в обмотках. Такая регулировка может выполняться либо прямо под нагрузкой, либо только тогда, когда трансформатор заземлен и полностью обесточен. В обеих случаях обмотки трансформатора имеют ответвления, между которыми и происходит переключение.

трансформатор напряжения содержит: первичную обмотку, ответвлений трансформатора с 10% диапазоном регулировки.

Особенности и управление зарядным устройством с регулировкой по первичной обмотке трансформатора

Как восстановить утраченные данные на Micro SD флешке. Простой источник аварийного питания. Как извесно из законов работы трансформатора ток в первичной обмотке, если трансформатор понижающий, меньше тока во вторичной обмотки в отношение напряжений или количества витков трансформатора.

Тиристорный, симисторный регуляторы индуктивной нагрузки

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Сообщение от lllll. Выбор схемотехнического решения мегулятора зависит от характеристики нагрузки. Тиристорные семисторные регуляторы плохо работают с индуктивными нагрузками.

В обычных условиях автомобильный аккумулятор заряжается при движении автомобиля. Но если машина долго стоит в гараже, то аккумуляторная батарея разряжается.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры А разве понятие «эфир» можно всерьёз рассматривать в электронике? Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект.

Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии. Большинство силовых трансформаторов [1] оборудовано некоторыми приспособлениями для настройки коэффициента трансформации путём добавления или отключения числа витков. Настройка может производиться с помощью переключателя числа витков трансформатора под нагрузкой либо путём выбора положения болтового соединения при обесточенном и заземлённом трансформаторе.


Плавный регулятор для трансформатора

Трансформаторы, так же как и электродвигатели, имеют стальной сердечник. В нем верхняя и нижняя полуволна напряжения должны быть обязательно симметричны. Именно с этой целью используются регуляторы. Тиристоры сами по себе занимаются сменой фазы. Использоваться они могут не только на трансформаторах, но и на лампах накаливания, а также на нагревателях.

Если рассматривать активное напряжение, то тут требуются схемы, которые способны справиться с большой нагрузкой для осуществления индуктивного процесса. Некоторые специалисты в цепях используют симисторы, однако они не подходят для трансформаторов с мощностью более 300 В. В данном случае проблема заключается в разбросе положительной и отрицательной полярностей. На сегодняшний день с высокой активной нагрузкой позволяют справиться выпрямительные мосты. Благодаря им управляющий импульс в конечном счете достигает тока удержания.

Схема простого регулятора

Схема простого регулятора включает в себя непосредственно тиристор запирающего типа и контроллер для управления предельным напряжением. Для стабилизации тока в начале цепи используются транзисторы. Перед контроллером в обязательном порядке применяются конденсаторы. Некоторые используют комбинированные аналоги, однако это спорный вопрос. В данном случае оценивается емкость конденсаторов, исходя из мощности трансформатора. Если говорить об отрицательной полярности, то катушки индуктивности устанавливаются только с первичной обмоткой. Соединение с микроконтроллером в схеме может происходить через усилитель.

Другие простые варианты регулировки напряжения в первичке

Кроме тиристорных и симисторных регуляторов есть другие способы управления зарядным током в первичной обмотке трансформатора:

  • Переключением выводов первичной обмотки. Недостаток в том, что эти вывода необходимо делать при намотке катушек.
  • Подключением зарядного аппарата после ЛАТРА (лабораторного автотрансформатора). Его мощность должна быть не менее 160Вт.
  • Переменным сопротивлением, подключаемым последовательно с трансформатором. Его параметры приблизительно 50-100Ом, мощностью 50Вт и зависят от конкретного зарядного.

Несмотря на появление современных зарядных устройств, аппараты с обычными трансформаторами есть у многих владельцев автомобилей, и регулировка аппарата по первичной обмотке позволяет обойтись без мощных тиристоров или добавочных сопротивлений.

Реально ли сделать регулятор самостоятельно?

Тиристорный регулятор напряжения своими руками можно сделать, придерживаясь стандартных схем. Если рассматривать высоковольтные модификации, то резисторы лучше всего использовать герметизированного типа. Предельное сопротивление они способны выдерживать на уровне 6 Ом. Как правило, вакуумные аналоги более стабильны в работе, но активные параметры у них занижены. Резисторы общего назначения в данном случае лучше вообще не рассматривать. Номинальное сопротивление они в среднем выдерживают только на уровне 2 Ом. В связи с этим у регулятора будут серьезные проблемы с преобразованием тока.

Для высокой мощности рассеивания применяются конденсаторы класса РР201. Они отличаются хорошей точностью, высокоомная проволока для них подходит идеально. В последнюю очередь подбирается микроконтроллер со схемой. Низкочастотные элементы в данном случае не рассматриваются. Одноканальные модуляторы следует использовать только на пару с усилителями. Устанавливаются они у первого, а также у второго резисторов.

Устройства постоянного напряжения

Тиристорные регуляторы постоянного напряжения хорошо подходят для импульсных цепей. Конденсаторы в них, как правило, используются только электролитического типа. Однако их вполне можно заменить твердотельными аналогами. Хорошая пропускная способность тока обеспечивается за счет выпрямительного моста. Для высокой точности регулятора применяются резисторы комбинированного типа. Сопротивление максимум они способны поддерживать на отметке в 12 Ом. Аноды в схеме присутствовать могут только алюминиевые. Проводимость у них довольно хорошая, нагрев конденсатора не происходит очень быстро.

Использование элементов вакуумного типа в устройствах вообще не оправданно. В этой ситуации тиристорные регуляторы напряжения постоянного тока ощутят существенное снижение частоты. Для настройки параметров устройства применяют микросхемы класса СР1145. Как правило, они рассчитаны на многоканальность и портов имеют как минимум четыре. Всего разъемов у них предусмотрено шесть. Интенсивность отказов в такой схеме можно сократить за счет использования предохранителей. К источнику питания их следует подключать только через резистор.

Регуляторы переменного напряжения

Тиристорный регулятор переменного напряжения выходную мощность в среднем имеет на уровне 320 В. Достигается это за счет быстрого протекания процесса индуктивности. Выпрямительные мосты в стандартной схеме применяются довольно редко. Тиристоры для регуляторов обычно берутся четырехэлектродные. Выходов у них предусмотрено только три. За счет высоких динамических характеристик предельное сопротивление они выдерживают на уровне 13 Ом.

Максимальное напряжение на выходе равняется 200 В. За счет высокой теплоотдачи усилители в схеме абсолютно не нужны. Управление тиристором осуществляется при помощи микроконтроллера, который соединяется с платой. Запираемые транзисторы устанавливаются перед конденсаторами. Также высокая проводимость обеспечивается за счет анодной цепи. Электрический сигнал в данном случае быстро передается от микроконтроллера на выпрямительный мост. Проблемы с отрицательной полярностью решаются за счет повышения предельной частоты до 55 Гц. Управление оптическим сигналом происходит при помощи электродов на выходе.

Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора

Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:

  • Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода “+” и “-“. Вывода “~” подключаются в разрыв цепи вместо выключателя или последовательно с ним. Диодный мост выпрямляет напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.
  • Использовать два тиристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор соединяются управляющие вывода. Каждый из элементов открывается при своей полярности, а оба вместе управляют напряжением на нагрузке.

Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:

  • Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
  • Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды. Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные – тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов:
  • КУ 202Н – 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
  • КУ 201л – 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
  • КУ 201а – 25В, 30А, крепление – резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
  • КУ 101г – 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
  • КУ 104а – 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.

Модели для зарядки аккумуляторов

Тиристорный регулятор напряжения зарядки аккумулятора (схема показана ниже) отличается своей компактностью. Максимум сопротивление в цепи он способен выдерживать на уровне 3 Ом. При этом токовая нагрузка может составлять только 4 А. Все это говорит о слабых характеристиках таких регуляторов. Конденсаторы в системе часто используются комбинированного типа.

Емкость во многих случаях у них не превышает 60 пФ. Однако многое в данной ситуации зависит от их серии. Транзисторы в регуляторах используют маломощные. Это необходимо для того, чтобы показатель рассеивания не был таким большим. Баллистические транзисторы в данном случае подходят плохо. Связано это с тем, что ток они способны пропускать только в одном направлении. В результате напряжение на входе и выходе будет сильно отличаться.

Как сделать регулятор мощности своими руками

Для сборки стабилизатора напряжения на симисторе для трансформатора понадобятся следующие компоненты:

  • сам симистор и электронные компоненты: динистор, потенциометр, диоды, конденсатор и сопротивления;
  • радиатор;
  • изолирующая теплопередающая прокладка;
  • пластиковый корпус;
  • печатная плата;
  • мультиметр;
  • паяльник.


Стабилизатор-самоделка
Пошаговая инструкция, как собрать самодельный регулятор мощности:

  1. Сперва необходимо определить некоторые характеристики устройства, для которого нужен регулятор: входное напряжение, силу тока, сколько фаз (3 или 1), а также, есть ли необходимость в точной настройке мощности на выходе.
  2. Нужно определиться с типом прибора — цифровое или аналоговое. Можно смоделировать электрическую цепь посредством скачиваемых утилит, таких как CircuitMaker или Workbench, чтобы проверить, насколько выбранный тип будет подходить конкретной электросети. Также это можно сделать и онлайн.
  3. После можно приступить к расчетам тепловыделения с использованием формулы: спад напряжения в регуляторе помножить на силу тока. Оба параметра должны быть указаны в спецификациях симистора. Ориентируясь на полученную с помощью формулы мощность, нужно выбрать радиатор.
  4. Купить радиатор, электронные компоненты и печатную плату.
  5. Осуществить разводку дорожек контактов и приготовить места, куда нужно устанавливать электронные компоненты, симистор и радиатор.
  6. Закрепить при помощи паяльника все компоненты на печатной плате. В качестве альтернативы плате можно воспользоваться навесным монтажом с короткими проводами. Нужно внимательно следить за полярностью подключаемых компонентов: симистора и диодов.
  7. Взять мультиметр и проверить сопротивление получившейся схемы. Полученное значение не должно отличаться от теоретического.
  8. Скрепить симистор и радиатор, проложив между ними прокладку и заизолировав винт, которым они соединяются.
  9. Полученную микросхему нужно поместить в корпус из пластика.
  10. Поставить потенциометр на минимальное значение и попробовать включить. С помощью мультиметра замерить напряжение на выходе. Медленно поворачивать регулируемую ручку потенциометра, наблюдая за переменой напряжения.
  11. Если схема будет работать так, как было задумано, то можно подсоединять нагрузку. В ином случае нужно отрегулировать мощность по-другому.

Вам это будет интересно Особенности балласта 4х18

Особенности регуляторов для первички трансформаторов

Тиристорный регулятор напряжения для первички трансформатора резисторы использует эммитерного типа. Благодаря этому показатель проводимости довольно хороший. В целом такие регуляторы отличаются своей стабильностью. Стабилизаторы на них устанавливаются самые обычные. Для управления мощностью используются микроконтроллеры класса ИР22. Коэффициент усиления тока в данном случае будет высоким. Транзисторы одной полярности для регуляторов указанного типа не походят. Также специалисты советуют избегать изолированных затворов для соединения элементов. В этом случае динамические характеристики регулятора значительно снизятся. Связано это с тем, что на выходе из микроконтроллера повысится отрицательное сопротивление.

Измерение сварочного тока

После того как вы изготовили и настроили регулятор, его можно использовать в работе. Для этого вам нужен еще один прибор, который будет измерять сварочный ток. К сожалению, не получится использовать бытовые амперметры, поскольку они не способны работать с полуавтоматами мощностью более 200 ампер. Поэтому рекомендуем использовать токоизмерительные клещи. Это относительно недорогой и точный способ узнать значение тока, управление клещами понятное и простое.

Так называемые «клещи» в верхней части прибора охватывают провод и измеряют ток. На корпусе прибора находится переключатель пределов измерения тока. В зависимости от модели и цены разные производители изготавливают токоизмерительные клещи, способные работать в диапазоне от 100 до 500 ампер. Выберите прибор, характеристики которого совпадают с вашим сварочным аппаратом.

Регулятор на тиристоре КУ 202

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202 оснащается двухканальным микроконтроллером. Всего разъемов у него предусмотрено три. Диодные мосты в стандартной схеме используются довольно редко. В некоторых случаях можно встретить различные стабилитроны. Применяются они исключительно для увеличения предельной выходной мощности. Также они способны стабилизировать рабочую частоту в регуляторах. Конденсаторы в таких устройствах целесообразнее использовать комбинированного типа. За счет этого можно значительно понизить коэффициент рассеивания. Также следует учитывать пропускную способность тиристоров. Для выходной анодной цепи лучше всего подходят биполярные резисторы.

Модификация с тиристором КУ 202Н

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202Н способен довольно быстро передавать сигнал. Таким образом, управлять предельным током можно с большой скоростью. Теплоотдача в данном случае будет невысокой. Максимум нагрузку устройство должно держать на отметке в 5 А. Все это позволит беспрепятственно справляться с помехами различной амплитуды. Также не следует забывать про номинальное сопротивление на входе цепи. С использованием данных тиристоров в регуляторах процесс индукции осуществляется при выключенных запирающих механизмах.

Схема регулятора КУ 201л

Тиристорный регулятор напряжения КУ 201л включает биполярные транзисторы, а также многоканальный микроконтроллер. Конденсаторы в системе используются только комбинированного типа. Электролитические полупроводники в регуляторах встречаются довольно редко. В конечном счете это сильно отражается на проводимости катода.

Твердотельные резисторы необходимы только для стабилизации тока в начале цепи. Резисторы с диэлектриками могут использоваться на пару с выпрямительными мостами. В целом указанные тиристоры способны похвастаться высокой точностью. Однако они довольно чувствительные и рабочую температуру держат на низком уровне. За счет этого интенсивность отказов может быть фатальной.

Регулятор с тиристором КУ 201а

Конденсаторы предусматривает тиристорный регулятор напряжения подстроечного типа. Номинальная емкость у них находится на уровне 5 пФ. В свою очередь, предельное сопротивление они выдерживают ровно 30 Ом. Высокая проводимость тока обеспечивается за счет интересного построения транзисторов. Располагаются они по обе стороны от источника питания. При этом важно отметить, что ток проходит через резисторы во всех направлениях. В качестве замыкающего механизма представлен микроконтроллер серии ППР233. Периодическую подстройку системы с его помощью делать можно.

Что такое регулятор мощности

Самые первые прототипы устройств, позволяющих уменьшать проводимую к нагрузке мощность, были разработаны с учетом закона Ома. На этом принципе и основано функционирование реостата. Его можно подключать последовательно и параллельно нагрузке. При изменении сопротивления реостата можно регулировать его мощность.


Что собой представляет регулятор мощности

При подключении реостата к нагрузке ток распределяется между ними. В зависимости от способа подключения можно контролировать разные параметры: при параллельном — разницу потенциалов, а при последовательном — напряжение и силу тока. Реостаты различаются в зависимости от использованного в их конструкции материала: металла, керамики, угля или жидкости.

При использовании реостата поглощенная им энергия никуда не исчезает, а преобразуется в тепло. При большом количестве энергии целесообразно использовать системы охлаждения, чтобы температура устройства не была слишком высокой. Отводят тепло обычно с помощью обдува или погружая резистор в масло.

Такие простейшие реостаты широко применяются, но есть один значимый недостаток — невозможность использовать его в мощных электрических цепях. Поэтому резисторы применяются только в бытовых целях (к примеру, такие есть в конструкции радио).

Обратите внимание! Обычный реостат можно сделать и самому, для этого понадобится только проволока из нихрома или константана. Ее необходимо намотать на оправку, при этом изменение проходящей мощности происходит за счет регулировки длины проволоки.

Все полупроводниковые устройства сделаны на переходах или слоях (n-p, p-n). Простой диод — 1 переход и 2 слоя. Биполярный транзистор — 2 перехода и 3 слоя (трехфазный). А при добавлении четвертого слоя как раз и образуется стабилизатор мощности — тиристор. При соединении 2 тиристоров встречно-параллельно получается симистор.

Вам это будет интересно Схема звезда и треугольник

Параметры устройства с тиристором КУ 101г

Для подключения к высоковольтным трансформаторам используются указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы их предполагают использование конденсаторов с предельной емкостью на уровне 50 пФ. Подстрочные аналоги не способны похвастаться такими показателями. Выпрямительные мосты в системе играют важную роль.

Для стабилизации напряжения дополнительно могут использоваться биполярные транзисторы. Микроконтроллеры в устройствах предельное сопротивление должны выдерживать на уровне 30 Ом. Непосредственно индукционный процесс протекает довольно быстро. Использовать усилители в регуляторах допустимо. Во многом это поможет повысить порог проводимости. Чувствительность таких регуляторов оставляет желать лучшего. Предельная температура тиристоров доходит до 40 градусов. В связи с этим они нуждаются в вентиляторах для охлаждения системы.

Свойства регулятора с тиристором КУ 104а

С трансформаторами, мощность которых превышает 400 В, работают указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы расположения основных элементов у них могут различаться. В данном случае предельная частота должна находиться на уровне 60 Гц. Все это в конечном счете оказывает огромную нагрузку на транзисторы. Тут они используются закрытого типа.

За счет этого производительность таких устройств значительно повышается. На выходе рабочее напряжение в среднем находится на уровне 250 В. Использовать керамические конденсаторы в данном случае нецелесообразно. Также большой вопрос у специалистов вызывает применение подстроечных механизмов для регулировки уровня тока.

Схема тиристорного регулятора

Выше вы можете видеть схему простейшего регулятор на 2 тиристорах с минимумов недефицитных деталей. Вы также можете сделать регулятор на симисторе, но наша практика показала, что тиристорный регулятор мощности долговечнее и работает более стабильно. Схема для сборки очень простая и по ней вы сможете довольно быстро собрать регулятор, имея минимальные навыки пайки.

Принцип действия данного регулятора тоже прост. У нас есть цепь первичной обмотки, в которую подключается регулятор. Регулятор состоит из транзисторов VS1 и VS2 (для каждой полуволны). RC-цепочка определяет момент, когда откроются тиристоры, вместе с тем меняется сопротивление R7. В результате мы получаем возможность изменять ток по первичке трансформатора, после чего ток меняется и во вторичке.

Обратите внимание! Настройка регулятора осуществляется под напряжением, об этом не стоит забывать. Чтобы избежать фатальных ошибок и не получить травму нужно обязательно изолировать все радиоэлементы.

В принципе, вы можете использовать транзисторы старого образца. Это отличный способ сэкономить, поскольку такие транзисторы можно без проблем найти в старом радиоприемнике или на барахолке. Но учтите, что такие транзисторы должны использоваться на рабочем напряжении не менее 400 В. Если вы посчитаете нужным, можете поставить динисторы вместо транзисторов и резисторов, показанных на схеме. Мы динисторы не использовали, поскольку в данном варианте они работают не очень стабильно. В целом, эта схема регулятора сварочного тока на тиристорах неплохо зарекомендовала себя и на ее основе было изготовлено множество регуляторов, которые стабильно работают и хорошо выполняют свою функцию.

Также вы могли видеть в магазинах регулятор контактной сварки РКС-801 и регулятор контактной сварки РКС-15-1. Мы не рекомендуем изготавливать их самостоятельно, поскольку это займет много времени и несильно сэкономит вам деньги, но если есть такое желание, то можете изготовить РКС-801. Ниже вы видите схему регулятора и схему его подключения к сварочнику. Откройте картинки в новом окне, чтобы лучше видеть текст.

Регулятор напряжения для трансформатора схема

Home Радиотехника Низковольтный тринисторный регулятор напряжения

Для питания низковольтных паяльников, ламп накаливания, терморезаков для пенопласта и других подобных нагрузок обычно пользуются понижающим трансформатором с отводами от вторичной обмотки. Напряжение на нагрузке устанавливают подключением ее к соответствующим отводам, плавного изменения напряжения в этом варианте не получается.

А если понижающий трансформатор вообще не имеет отводов? Тогда его приходится питать от сети через автотрансформатор, например, типа ЛАТР, с плавной регулировкой напряжения.

Но есть и еще один способ, позволяющий обойтись и без отводов от обмотки и без автотрансформатора,— питать первичную обмотку нашего понижающего трансформатора через тринисторный регулятор либо подавать напряжение на нагрузку со вторичной обмотки через такой же регулятор. Вот с этим вариантом мы и познакомимся.

Конечно, сначала расскажем об узле управления, формирующем импульсы включения тринисторов. Его схема приведена на рис. 1. На диодный мост (контакты 1 и 2) подают переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора, а с обмоток импульсного трансформатора Т1 (контакты 3, 4 и 5, 6) снимают импульсы, поступающие на управляющие электроды тринисторов, включенных в цепь питания нагрузки.

Узел управления состоит из генератора импульсов, выполненного на аналоге однопереходного транзистора (транзисторы VT3 и VT4) и так называемого нуль-органа (транзисторы VT1, VT2), необходимого для синхронизации генератора от сети. А это, в свою очередь, нужно для того, чтобы управляющее напряжение для тринисторов начинало формироваться только с момента перехода сетевого напряжения через нуль.

Нуль-орган «срабатывает» о тогда, когда на выходе выпрямителя (диоды VD1—VD4) в конце каждого полупериода напряжение падает до нуля. Транзистор VT1 в этот момент закрывается, a VT2 открывается и разряжает конденсатор С2. С этого момента начинается новая зарядка конденсатора через переменный резистор R5 (он влияет на продолжительность зарядки конденсатора). По достижении напряжения на конденсаторе определенного уровня «срабатывает» аналог однопереходного транзистора, и на первичной обмотке трансформатора Т1 появляется импульс напряжения (из-за разрядки через нее конденсатора С2). Такие же импульсы будут и на вторичных обмотках трансформатора, с которых, как вы уже знаете, сигнал поступает на тринисторы. Для равномерного распределения тока в цепи управляющих электродов тринисторов последовательно со вторичными обмотками включены резисторы R8 и R9.

Указанные на схеме детали узла управления монтируют на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Импульсный трансформатор наматывают на кольце типоразмера К10Х6Х5 из феррита 600НН. Каждая обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,2. Обмотки должны быть хорошо изолированы от кольца и друг от друга.

Одна из схем подключения узла управления к вторичной обмотке понижающего трансформатора приведена на рис. 3. Тринисторы VS1 и VS2, соединенные с узлом, включены последовательно с нагрузкой (ее подключают к зажимам ХТ1 и ХТ2). Каждый из тринисторов «работает» при «своем» полупериоде напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2.

При изготовлении этого регулятора тринисторы следует и установить каждый на радиатор площадью поверхности 50. 100 см 2 .

Другая схема приведена на рис. 4. Тринисторы включены несколько иначе — теперь при случайном кратковременном замыкании в цепи нагрузки они не выйдут из строя. Правда, для этих целей пришлось установить диоды VD1 и VD2, которые можно монтировать на общих с тринисторами радиаторах (VS1 с VD1, a VS2 с VD2).

Регуляторы работоспособны и с понижающими трансформаторами на 24 В или на 12 В. В первом случае в узле управления нужно установить резистор R4 сопротивлением 5,1 кОм, во втором — 1 кОм.

Как было сказано ранее, регулятор можно включать и в цепь первичной обмотки трансформатора. Одна из схем подобного включения показана на рис. 5. На входной диодный мост узла управления подают сетевое напряжение через гасящий резистор R10. Цепочка R11C3 защищает элементы узла от импульсных помех, способных возникнуть на первичной обмотке, а значит, повышает надежность управления тринисторами.

В таком варианте регулирования напряжения тринисторы могут работать без радиаторов.

Схема следующего регулятора приведена на рис. 6. В нем работает один тринистор, включенный в диагональ моста на диодах VD8— VD11.

А если у вас окажется симистор КУ208В (это симметричный тринистор, способный открываться при подаче на управляющий электрод импульса любой полярности), регулятор значительно упростится (рис. 7).

Трансформаторы, так же как и электродвигатели, имеют стальной сердечник. В нем верхняя и нижняя полуволна напряжения должны быть обязательно симметричны. Именно с этой целью используются регуляторы. Тиристоры сами по себе занимаются сменой фазы. Использоваться они могут не только на трансформаторах, но и на лампах накаливания, а также на нагревателях.

Если рассматривать активное напряжение, то тут требуются схемы, которые способны справиться с большой нагрузкой для осуществления индуктивного процесса. Некоторые специалисты в цепях используют симисторы, однако они не подходят для трансформаторов с мощностью более 300 В. В данном случае проблема заключается в разбросе положительной и отрицательной полярностей. На сегодняшний день с высокой активной нагрузкой позволяют справиться выпрямительные мосты. Благодаря им управляющий импульс в конечном счете достигает тока удержания.

Схема простого регулятора

Схема простого регулятора включает в себя непосредственно тиристор запирающего типа и контроллер для управления предельным напряжением. Для стабилизации тока в начале цепи используются транзисторы. Перед контроллером в обязательном порядке применяются конденсаторы. Некоторые используют комбинированные аналоги, однако это спорный вопрос. В данном случае оценивается емкость конденсаторов, исходя из мощности трансформатора. Если говорить об отрицательной полярности, то катушки индуктивности устанавливаются только с первичной обмоткой. Соединение с микроконтроллером в схеме может происходить через усилитель.

Реально ли сделать регулятор самостоятельно?

Тиристорный регулятор напряжения своими руками можно сделать, придерживаясь стандартных схем. Если рассматривать высоковольтные модификации, то резисторы лучше всего использовать герметизированного типа. Предельное сопротивление они способны выдерживать на уровне 6 Ом. Как правило, вакуумные аналоги более стабильны в работе, но активные параметры у них занижены. Резисторы общего назначения в данном случае лучше вообще не рассматривать. Номинальное сопротивление они в среднем выдерживают только на уровне 2 Ом. В связи с этим у регулятора будут серьезные проблемы с преобразованием тока.

Для высокой мощности рассеивания применяются конденсаторы класса РР201. Они отличаются хорошей точностью, высокоомная проволока для них подходит идеально. В последнюю очередь подбирается микроконтроллер со схемой. Низкочастотные элементы в данном случае не рассматриваются. Одноканальные модуляторы следует использовать только на пару с усилителями. Устанавливаются они у первого, а также у второго резисторов.

Устройства постоянного напряжения

Тиристорные регуляторы постоянного напряжения хорошо подходят для импульсных цепей. Конденсаторы в них, как правило, используются только электролитического типа. Однако их вполне можно заменить твердотельными аналогами. Хорошая пропускная способность тока обеспечивается за счет выпрямительного моста. Для высокой точности регулятора применяются резисторы комбинированного типа. Сопротивление максимум они способны поддерживать на отметке в 12 Ом. Аноды в схеме присутствовать могут только алюминиевые. Проводимость у них довольно хорошая, нагрев конденсатора не происходит очень быстро.

Использование элементов вакуумного типа в устройствах вообще не оправданно. В этой ситуации тиристорные регуляторы напряжения постоянного тока ощутят существенное снижение частоты. Для настройки параметров устройства применяют микросхемы класса СР1145. Как правило, они рассчитаны на многоканальность и портов имеют как минимум четыре. Всего разъемов у них предусмотрено шесть. Интенсивность отказов в такой схеме можно сократить за счет использования предохранителей. К источнику питания их следует подключать только через резистор.

Регуляторы переменного напряжения

Тиристорный регулятор переменного напряжения выходную мощность в среднем имеет на уровне 320 В. Достигается это за счет быстрого протекания процесса индуктивности. Выпрямительные мосты в стандартной схеме применяются довольно редко. Тиристоры для регуляторов обычно берутся четырехэлектродные. Выходов у них предусмотрено только три. За счет высоких динамических характеристик предельное сопротивление они выдерживают на уровне 13 Ом.

Максимальное напряжение на выходе равняется 200 В. За счет высокой теплоотдачи усилители в схеме абсолютно не нужны. Управление тиристором осуществляется при помощи микроконтроллера, который соединяется с платой. Запираемые транзисторы устанавливаются перед конденсаторами. Также высокая проводимость обеспечивается за счет анодной цепи. Электрический сигнал в данном случае быстро передается от микроконтроллера на выпрямительный мост. Проблемы с отрицательной полярностью решаются за счет повышения предельной частоты до 55 Гц. Управление оптическим сигналом происходит при помощи электродов на выходе.

Модели для зарядки аккумуляторов

Тиристорный регулятор напряжения зарядки аккумулятора (схема показана ниже) отличается своей компактностью. Максимум сопротивление в цепи он способен выдерживать на уровне 3 Ом. При этом токовая нагрузка может составлять только 4 А. Все это говорит о слабых характеристиках таких регуляторов. Конденсаторы в системе часто используются комбинированного типа.

Емкость во многих случаях у них не превышает 60 пФ. Однако многое в данной ситуации зависит от их серии. Транзисторы в регуляторах используют маломощные. Это необходимо для того, чтобы показатель рассеивания не был таким большим. Баллистические транзисторы в данном случае подходят плохо. Связано это с тем, что ток они способны пропускать только в одном направлении. В результате напряжение на входе и выходе будет сильно отличаться.

Особенности регуляторов для первички трансформаторов

Тиристорный регулятор напряжения для первички трансформатора резисторы использует эммитерного типа. Благодаря этому показатель проводимости довольно хороший. В целом такие регуляторы отличаются своей стабильностью. Стабилизаторы на них устанавливаются самые обычные. Для управления мощностью используются микроконтроллеры класса ИР22. Коэффициент усиления тока в данном случае будет высоким. Транзисторы одной полярности для регуляторов указанного типа не походят. Также специалисты советуют избегать изолированных затворов для соединения элементов. В этом случае динамические характеристики регулятора значительно снизятся. Связано это с тем, что на выходе из микроконтроллера повысится отрицательное сопротивление.

Регулятор на тиристоре КУ 202

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202 оснащается двухканальным микроконтроллером. Всего разъемов у него предусмотрено три. Диодные мосты в стандартной схеме используются довольно редко. В некоторых случаях можно встретить различные стабилитроны. Применяются они исключительно для увеличения предельной выходной мощности. Также они способны стабилизировать рабочую частоту в регуляторах. Конденсаторы в таких устройствах целесообразнее использовать комбинированного типа. За счет этого можно значительно понизить коэффициент рассеивания. Также следует учитывать пропускную способность тиристоров. Для выходной анодной цепи лучше всего подходят биполярные резисторы.

Модификация с тиристором КУ 202Н

Тиристорный регулятор напряжения КУ 202Н способен довольно быстро передавать сигнал. Таким образом, управлять предельным током можно с большой скоростью. Теплоотдача в данном случае будет невысокой. Максимум нагрузку устройство должно держать на отметке в 5 А. Все это позволит беспрепятственно справляться с помехами различной амплитуды. Также не следует забывать про номинальное сопротивление на входе цепи. С использованием данных тиристоров в регуляторах процесс индукции осуществляется при выключенных запирающих механизмах.

Схема регулятора КУ 201л

Тиристорный регулятор напряжения КУ 201л включает биполярные транзисторы, а также многоканальный микроконтроллер. Конденсаторы в системе используются только комбинированного типа. Электролитические полупроводники в регуляторах встречаются довольно редко. В конечном счете это сильно отражается на проводимости катода.

Твердотельные резисторы необходимы только для стабилизации тока в начале цепи. Резисторы с диэлектриками могут использоваться на пару с выпрямительными мостами. В целом указанные тиристоры способны похвастаться высокой точностью. Однако они довольно чувствительные и рабочую температуру держат на низком уровне. За счет этого интенсивность отказов может быть фатальной.

Регулятор с тиристором КУ 201а

Конденсаторы предусматривает тиристорный регулятор напряжения подстроечного типа. Номинальная емкость у них находится на уровне 5 пФ. В свою очередь, предельное сопротивление они выдерживают ровно 30 Ом. Высокая проводимость тока обеспечивается за счет интересного построения транзисторов. Располагаются они по обе стороны от источника питания. При этом важно отметить, что ток проходит через резисторы во всех направлениях. В качестве замыкающего механизма представлен микроконтроллер серии ППР233. Периодическую подстройку системы с его помощью делать можно.

Параметры устройства с тиристором КУ 101г

Для подключения к высоковольтным трансформаторам используются указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы их предполагают использование конденсаторов с предельной емкостью на уровне 50 пФ. Подстрочные аналоги не способны похвастаться такими показателями. Выпрямительные мосты в системе играют важную роль.

Для стабилизации напряжения дополнительно могут использоваться биполярные транзисторы. Микроконтроллеры в устройствах предельное сопротивление должны выдерживать на уровне 30 Ом. Непосредственно индукционный процесс протекает довольно быстро. Использовать усилители в регуляторах допустимо. Во многом это поможет повысить порог проводимости. Чувствительность таких регуляторов оставляет желать лучшего. Предельная температура тиристоров доходит до 40 градусов. В связи с этим они нуждаются в вентиляторах для охлаждения системы.

Свойства регулятора с тиристором КУ 104а

С трансформаторами, мощность которых превышает 400 В, работают указанные тиристорные регуляторы напряжения. Схемы расположения основных элементов у них могут различаться. В данном случае предельная частота должна находиться на уровне 60 Гц. Все это в конечном счете оказывает огромную нагрузку на транзисторы. Тут они используются закрытого типа.

За счет этого производительность таких устройств значительно повышается. На выходе рабочее напряжение в среднем находится на уровне 250 В. Использовать керамические конденсаторы в данном случае нецелесообразно. Также большой вопрос у специалистов вызывает применение подстроечных механизмов для регулировки уровня тока.

Одна из главных составляющих по-настоящему качественного шва — это правильная и точная настройка сварочного тока в соответствии с поставленной задачей. Опытным сварщикам часто приходится работать с металлом разной толщины, и порой стандартной регулировки min/max недостаточно для полноценной работы. В таких случаях возникает необходимость многоступенчатой регулировки тока, с точностью до ампера. Эту проблему можно легко решить путем включения в цепь дополнительного прибора — регулятора тока.

Ток можно регулировать по вторичке (вторичной обмотке) и по первичке (первичной обмотке). При этом каждый из способов настройки трансформатора для сварки имеет свои особенности, которые важно учитывать. В этой статье мы расскажем, как осуществляется регулировка тока в сварочных аппаратах, приведем схемы регуляторов для сварочного полуавтомата, поможем грамотно выбрать регулятор сварочного тока по первичной обмотке для сварочного трансформатора.

Способы регулировки тока

Существуют множество способов регулировки тока, и выше мы писали о вторичной и первичной обмотке. На самом деле, это очень грубая классификация, поскольку регулировка еще делится на несколько составляющих. Мы не сможем разобрать все составляющие в рамках этой статьи, поэтому остановимся на наиболее популярных.

Один из самых часто применяемых методов регулировки тока — это добавление баластника на выходе вторичной обмотки. Это надежный и долговечный способ, баластник можно легко сделать своими руками и использовать в работе без дополнительных приборов. Зачастую баластники используют исключительно для уменьшения силы тока.

В этой статье мы подробно описывали принцип работы и особенности использования баластника для сварочного полуавтомата. Там вы найдете подробную инструкцию, как изготовить прибор в домашних условиях и как использовать его в своей работе.

Несмотря на множество достоинств, метод регулировки тока по вторичной обмотке при использовании в связке с трансформатором для сварки может быть не очень удобен, особенно для начинающих сварщиков. Прежде всего, баластник довольно громоздкий и его размер может достигать метра в длину. Еще прибор часто находится под ногами и при этом сильно нагревается, а это грубое нарушение техники безопасности.

Если вы не готовы мириться с этими недостатками, то рекомендуем обратить внимание на метод, когда производится регулировка сварочного тока по первичной обмотке. Для этих целей зачастую используются электронные приборы, которые можно легко сделать своими руками. Такой прибор будет беспроблемно регулировать ток по первичке и не доставит сварщику неудобств при эксплуатации.

Электронный регулятор станет незаменимым помощником дачника, который вынужден проводить сварку в условиях нестабильного напряжения. Часто домам просто не положено использование электроприборов более 3-5 кВт, а это очень ограничивает в работе. С помощью регулятора можно настроить свой аппарат таким образом, чтобы он мог бесперебойно работать даже с учетом низкого напряжения. Также такой прибор пригодится мастерам, которым необходимо постоянно перемещаться с места на место во время работы. Ведь регулятор не нужно таскать за собой, как баластник, и он никогда не станет причиной травм.

Теперь мы расскажем о том, как самому изготовить электронный регулятор из тиристоров.

Схема тиристорного регулятора

Выше вы можете видеть схему простейшего регулятор на 2 тиристорах с минимумов недефицитных деталей. Вы также можете сделать регулятор на симисторе, но наша практика показала, что тиристорный регулятор мощности долговечнее и работает более стабильно. Схема для сборки очень простая и по ней вы сможете довольно быстро собрать регулятор, имея минимальные навыки пайки.

Принцип действия данного регулятора тоже прост. У нас есть цепь первичной обмотки, в которую подключается регулятор. Регулятор состоит из транзисторов VS1 и VS2 (для каждой полуволны). RC-цепочка определяет момент, когда откроются тиристоры, вместе с тем меняется сопротивление R7. В результате мы получаем возможность изменять ток по первичке трансформатора, после чего ток меняется и во вторичке.

Обратите внимание! Настройка регулятора осуществляется под напряжением, об этом не стоит забывать. Чтобы избежать фатальных ошибок и не получить травму нужно обязательно изолировать все радиоэлементы.

В принципе, вы можете использовать транзисторы старого образца. Это отличный способ сэкономить, поскольку такие транзисторы можно без проблем найти в старом радиоприемнике или на барахолке. Но учтите, что такие транзисторы должны использоваться на рабочем напряжении не менее 400 В. Если вы посчитаете нужным, можете поставить динисторы вместо транзисторов и резисторов, показанных на схеме. Мы динисторы не использовали, поскольку в данном варианте они работают не очень стабильно. В целом, эта схема регулятора сварочного тока на тиристорах неплохо зарекомендовала себя и на ее основе было изготовлено множество регуляторов, которые стабильно работают и хорошо выполняют свою функцию.

Также вы могли видеть в магазинах регулятор контактной сварки РКС-801 и регулятор контактной сварки РКС-15-1. Мы не рекомендуем изготавливать их самостоятельно, поскольку это займет много времени и несильно сэкономит вам деньги, но если есть такое желание, то можете изготовить РКС-801. Ниже вы видите схему регулятора и схему его подключения к сварочнику. Откройте картинки в новом окне, чтобы лучше видеть текст.

Измерение сварочного тока

После того как вы изготовили и настроили регулятор, его можно использовать в работе. Для этого вам нужен еще один прибор, который будет измерять сварочный ток. К сожалению, не получится использовать бытовые амперметры, поскольку они не способны работать с полуавтоматами мощностью более 200 ампер. Поэтому рекомендуем использовать токоизмерительные клещи. Это относительно недорогой и точный способ узнать значение тока, управление клещами понятное и простое.

Так называемые «клещи» в верхней части прибора охватывают провод и измеряют ток. На корпусе прибора находится переключатель пределов измерения тока. В зависимости от модели и цены разные производители изготавливают токоизмерительные клещи, способные работать в диапазоне от 100 до 500 ампер. Выберите прибор, характеристики которого совпадают с вашим сварочным аппаратом.

Токоизмерительные клещи — это отличный выбор, если нужно оперативно измерить значение тока, при этом не влияя на цепь и не подключая в нее дополнительные элементы. Но есть один недостаток: клещи абсолютно бесполезны при измерении значения постоянного тока. Дело в том, что постоянный ток не создает переменное электромагнитное поле, поэтому прибор просто не видит его. Но в работе с переменным током такой прибор оправдывает все ожидания.

Есть другой способ измерения тока, он более радикальный. Можно добавить в цепь вашего сварочного полуавтомата промышленный амперметр, способный измерять большие значения тока. Еще можно просто временно добавлять амперметр в разрыв цепи сварочных проводов. Слева вы можете видеть схему такого амперметра, по которой можете его собрать.

Это дешевый и эффективный способ измерения тока, но использование амперметра в сварочных аппаратах тоже имеет свои особенности. В цепь добавляется не сам амперметр, а его резистор или шунт, при этом стрелочный индикатор должен параллельно подключаться к резистору или шунту. Если не соблюдать эту последовательность, прибор в лучшем случае просто не будет работать.

Вместо заключения

Регулирование сварочного тока на полуавтомате — это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Если вы обладаете минимальными знаниями в области электротехники, то сможете без проблем собрать своими силами регулятор тока для сварочного аппарата на тримисторах, сэкономив на покупке этого прибора в магазине. Самодельные регуляторы особенно важны для домашних мастеров, которые не готовы к дополнительным тратам на оборудование. Расскажите о своем опыте изготовления и использования регулятора тока в комментариях и делитесь этой статьей в своих социальных сетях. Желаем удачи в работе!

Схема регулятора напряжения с стабилизацией » Паятель.Ру


Устройство предназначено для регулировки и стабилизации напряжения. Может применяться в бытовых и промышленных установках для поддержания напряжения на нагрузке (тэнах и лампах накаливания) при изменяющемся сетевом напряжении. На элементах VD1-VD6, R1, R2 собран не стабилизированный источник питания. Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе VT3, конденсаторе С1 и резисторах R11-R13. Импульсы с его выхода поступают на усилитель, выполненный на транзисторе VT4.


Основные технические характеристики:

1. Диапазон регулировки напряжения от 10 до 245 вольт при питании от 220-260 вольт.
2. Стабилизация напряжения осуществляется в диапазоне от 10 до 120 вольт при изменении сетевого напряжения от 180 до 260 вольт. Изменение напряжения на нагрузке, при этом, не превышает 2-3 вольт.
3. Мощность нагревателя зависит от применяемого симистора и размеров радиатора. В данном случае рассчитана на 2 КВт.
4. Включение цепи нагрузки производится электронным бесконтактным способом.
5. Схема управления регулятора имеет электрическую связь с электросетью, поэтому необходимо предусмотреть изоляцию регулятора и нагревателя от корпуса.

В его коллекторной цепи включена первичная обмотка импульсного трансформатора Т1, со вторичной обмотки которого импульсы поступают на симистор. На элементах VD7, С2 выполнен сглаживающий фильтр. Узел обратной связи выполнен на элементах Т2, VD9-VD12, С3. На транзисторах VT1 и VT2 выполнено устройство сравнения.

Работает регулятор следующим образом.

В начальный момент времени сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и ограничивается стабилитронами VD5-VD6. На нагрузке напряжение отсутствует, поэтому VT2 закрыт, a VT1 открыт если регулятор R4 находится в нижнем по схеме положении (и полностью закрыт, если R4 в верхнем положении).

Конденсатор С1 начинает заряжаться (время заряда зависит от степени открытия транзистора VT1). Когда напряжение достигает порога открывания однопереходного транзистора VT3 вырабатывается импульс, который усиливается по току транзистором VT4 и через импульсный трансформатор Т1 поступает на управляющий электрод симистора VS1 открывая его.

Тем самым происходит сдвиг по фазе относительно перехода через ноль синусоиды сетевого напряжения. Напряжение обратной связи, снимаемое с трансформатора Т2 выпрямляется диодным мостом VD9-VD12, сглаживается конденсатором С3 и подается на базу транзистора VT2, который, открываясь, смещает напряжение на эмиттере VT1 в отрицательную сторону, тем самым, как бы закрывая транзистор VT1. Уровень стабилизации зависит от регулятора R4.

Детали.

Особое внимание следует уделить транзисторам VT1 и VT2, — они должны быть наиболее близки друг к другу по характеристикам. Остальные детали не критичны. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце К20Хх12х6, его первичная обмотка содержит 100 витков провода ПЭВ2-0.2, а вторичная — 60 витков того же провода. Трансформатор Т2 — готовый маломощный силовой, его первичная обмотка рассчитана на напряжение 220В,а вторичная примерно на 7 В.

Настройка.

Налаживание сводится к установке сопротивления резистора R7 по максимуму напряжения на нагрузке (при этом R4 должен находится в нижнем, по схеме, положении). И к установке сопротивления R10 по минимуму нестабильности напряжения на нагрузке при изменении сетевого напряжения в пределах 180-260 В.

Мощный регулятор сетевого напряжения 220В

 

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1…2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Рекомендации

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подойдут приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Источник: None.

Регулятор напряжения 220в схема. Регулятор мощности для паяльника – разнообразие вариантов и схемы изготовления

Эти регуляторы напряжения сети широко известны и успешно применяются для регулировки яркости свечения ламп, температуры нагревателей, кипятильников, жала паяльника, регулировки тока заряда аккумулятора и так далее. В этой статье рассмотрены самые простые схемы таких регуляторов, показаны испытания в работе.

В основном наиболее распространены три схемы:

  1. Тиристорный регулятор на двух тиристорах, четырех диодах и двух конденсаторах.
  1. Тиристорный регулятор на двух тиристорах, двух динисторах и двух конденсаторах.

  1. Симисторный регулятор . Эта схема имеет минимальное количество деталей, так как симистор, это в принципе два тиристора в одном корпусе и он один работает на две полуволны, отрицательную и положительную, в то время как тиристор только на одну полуволну, и мы вынуждены были включать их встречно-параллельно, как и видно из предыдущих схем. Динистор DB3, также двунаправленный, в отличие от КН102.

Все схемы рабочие, выбрать можно ту, детали которой для вас доступнее. В свое время, очень давно, я выбрал схему 1, она по описанию регулирует напряжение от 40 В до 220В. Когда собрал, попробовал расширить пределы регулировки. Удалось добиться регулировки от 2 В до 215 В при напряжении сети 220 В. Изменены всего несколько номиналов резисторов и емкость одного конденсатора. Для удобства добавлен выключатель, предохранитель и вольтметр. Получилась вот такая схема, своего рода маленький ЛАТР (лабораторный автотрансформатор).

Недостатком является то, что при включении напряжение скачет до максимума, а затем устанавливается в соответствии с выставленным переменным резистором значением. Но это не слишком мешает если вы регулируете нагреватель, паяльник или лампу. Большим достоинством является плавная регулировка напряжения на нагрузке от 2-3 вольт до максимального значения, которое, как уже говорилось, всего на несколько вольт ниже напряжения сети. Если планируете регулировать напряжение на нагрузке с большими токами (5-7) А, тиристоры нужно установить на радиаторы. Их максимальный ток 10 А, но на пределе использовать не желательно.

Конструктивно тиристорный регулятор выполнен в алюминиевом корпусе, без печатной платы, навесным монтажом, на куске гетинакса.

Расположение основных деталей:

Минимальное напряжение на нагрузке несколько вольт, около 0 В.

Максимальное напряжение на нагрузке, на несколько вольт ниже напряжения сети.

Достоинство этой схемы – простота и надежность. Собрана в свое время из подручных деталей. Отработала без отказов много лет. В основном подключал нагрузки до 300 Вт, хотя иногда и больше.

Материал статьи продублирован на видео:

В статье рассказывается о том, как работает тиристорный регулятор мощности, схема которого будет представлена ниже

В повседневной жизни очень часто возникает необходимость регулирования мощности бытовых приборов, например электроплиты, паяльника, кипятильников и ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и т.д. На помощь приходит простейшая радиолюбительская конструкция — регулятор мощности на тиристоре. Собрать такое устройство не составит труда, оно может стать тем самым первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала паяльника начинающего радиолюбителя. Стоит отметить, что готовые паяльные станции с контролем температуры и прочими приятными функциями стоят на порядок дороже простого паяльника. Минимальный набор деталей позволяет собрать простой тиристорный регулятор мощности навесным монтажом.

К сведению, навесной монтаж — это способ сборки радиоэлектронных компонентов без применения печатной платы, а при хорошем навыке он позволяет быстро собрать электронные устройства средней сложности.

Вы также можете заказать тиристорного регулятора, а для тех, кто хочет разобраться во всём самостоятельно, ниже будет представлена схема и объяснён принцип работы.

Между прочим, это однофазный тиристорный регулятор мощности. Такой прибор может быть использован для управления мощностью или количеством оборотов. Однако для начала следует разобраться в принципе работы тиристора, ведь это позволит нам понять, на какую нагрузку лучше использовать такой регулятор.

Как работает тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, способный проводить ток в одном направлении. Слово «управляемый» употреблено неспроста, поскольку с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит ток только к одному полюсу, можно выбирать момент, когда тиристор начнет проводить ток. Тиристор имеет три вывода:

  • Анод.
  • Катод.
  • Управляющий электрод.

Для того чтобы ток начал течь через тиристор, необходимо выполнить следующие условия: деталь должна стоять в цепи, находящейся под напряжением, на управляющий электрод должен быть подан кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление тиристором не требует удержания управляющего сигнала. На этом нюансы не заканчиваются: тиристор можно закрыть, лишь прервав ток в цепи, или сформировав обратное напряжение анод — катод. Это значит, что использование тиристора в цепях постоянного тока весьма специфично и часто неблагоразумно, а вот цепях переменного, например в таком приборе как тиристорный регулятор мощности, схема построена таким образом, что обеспечено условие для закрытия. Каждая из полуволн будет закрывать соответствующий тиристор.

Вам, скорее всего, не всё понятно? Не стоит отчаиваться — ниже будет подробно описан процесс работы готового устройства.

Область применения тиристорных регуляторов

В каких цепях эффективно использовать тиристорный регулятор мощности? Схема позволяет отлично регулировать мощность нагревательных приборов, то есть воздействовать на активную нагрузку. При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу регулятора из строя.

Можно ли двигателя?

Я думаю, многие из читателей видели или пользовались дрелями, углошлифовальными машинами, которые в народе именуют «болгарками», и прочим электроинструментом. Вы могли заметить, что количество оборотов зависит от глубины нажатия на кнопку-курок прибора. Вот в этот элемент как раз и встроен такой тиристорный регулятор мощности (схема которого приведена ниже), с помощью которого осуществляется изменение количества оборотов.

Обратите внимание! Тиристорный регулятор не может изменять обороты асинхронных двигателей. Таким образом, напряжение регулируется на коллекторных двигателях, оборудованных щёточным узлом.

Схема одном и двух тиристорах

Типовая схема для того, чтобы собрать тиристорный регулятор мощности своими руками изображена на рисунке ниже.

Выходное напряжение у данной схемы от 15 до 215 вольт, в случае применения указанных тиристоров, установленных на теплоотводах, мощность составляет порядка 1 кВт. Кстати выключатель с регулятором яркости света сделан по подобной схеме.

Если у вас нет необходимости полной регулировки напряжения и достаточно получать на выходе от 110 до 220 вольт, воспользуйтесь этой схемой, которая показывает однополупериодный регулятор мощности на тиристоре.

Как это работает?

Описанная ниже информация справедлива для большинства схем. Буквенные обозначения будут браться в соответствии первой схемы тиристорного регулятора

Тиристорный регулятор мощности, принцип работы которого основан на фазовом управлении величиной напряжения, изменяет и мощность. Данный принцип заключается в том, что в нормальных условиях на нагрузку действует переменное напряжение бытовой сети, изменяющееся по синусоидальному закону. Выше, при описании было сказано, что каждый тиристор работает в одном направлении, то есть управляет своей полуволной от синусоиды. Что это значит?

Если с помощью тиристора периодически подключать нагрузку в строго определенный момент, величина действующего напряжения будет ниже, поскольку часть напряжения (действующая величина, которая «попадёт» на нагрузку) будет меньше, чем сетевое. Данное явление проиллюстрировано на графике.

Заштрихованная область — это и есть область напряжения, которое оказалось под нагрузкой. Буквой «а» на горизонтальной оси обозначен момент открытия тиристора. Когда положительная полуволна закончится и начнется период с отрицательной полуволной, один из тиристоров закрывается, и в тот же момент открывается второй тиристор.

Разберемся, как работает конкретно наш тиристорный регулятор мощности

Схема первая

Оговорим заранее, что вместо слов «положительная» и «отрицательная» будут использованы «первая» и «вторая» (полуволна).

Итак, когда на нашу схему начинает действовать первая полуволна, начинают заряжаться ёмкости C1 и C2. Скорость их заряда ограничена потенциометром R5. данный элемент является переменным, и с его помощью задаётся выходное напряжение. Когда на конденсаторе C1 появляется необходимое для открытия динистора VS3 напряжение, динистор открывается, через него поступает ток, с помощью которого будет открыт тиристор VS1. Момент пробоя динистора и есть точка «а» на графике, представленном в предыдущем разделе статьи. Когда значение напряжения переходит через ноль и схема оказывается под второй полуволной, тиристор VS1 закрывается, и процесс повторяется заново, только для второго динистора, тиристора и конденсатора. Резисторы R3 и R3 служат для управления, а R1 и R2 — для термостабилизации схемы.

Принцип работы второй схемы аналогичен, но в ней идёт управление только одной из полуволн переменного напряжения. Теперь, зная принцип работы и схему, вы можете собрать или починить тиристорный регулятор мощности своими руками.

Применение регулятора в быту и техника безопасности

Нельзя не сказать о том, что данная схема не обеспечивает гальванической развязки от сети, поэтому существует опасность поражения электрическим током. Это значит, что не стоит касаться руками элементов регулятора. Необходимо использовать изолированный корпус. Следует проектировать конструкцию вашего прибора так, чтобы по возможности вы могли спрятать её в регулируемом устройстве, найти свободное место в корпусе. Если регулируемый прибор располагается стационарно, то вообще имеет смысл подключить его через выключатель с регулятором яркости света. Такое решение частично обезопасит от поражения током, избавит от необходимости поиска подходящего корпуса, имеет привлекательный внешний вид и изготовлено промышленным методом.

Всем привет! В прошлой статье я расказывал, как сделать . Сегодня мы сделаем регулятор напряжения для переменного тока 220в. Конструкция довольно-таки проста для повторения даже начинающими. Но при этом регулятор может брать на себя нагрузку даже в 1 киловатт! Для изготовления данного регулятора нам понадобится несколько компонентов:

1. Резистор 4.7кОм млт-0.5 (пойдет даже 0.25 ватт).
2. Перменный резистор 500кОм-1мОм, с 500ком будет регулировать довольно плавно, но только в диапазоне 220в-120в. С 1 мОм — будет регулировать более жестко, тоесть будет регулировать промежутком в 5-10вольт, но зато диапазон возрастет, возможно регулировать от 220 до 60 вольт! Резистор желательно ставить со встроеным выключателем (хотя можно обойтись и без него, просто поставив перемычку).
3. Динистор DB3. Взять такой можно из ЛСД экономичных ламп. (Можно заменить на отечественный Kh202).
4. Диод FR104 или 1N4007, такие диоды встречаются практически в любой импортной радиотехнике.
5. Экономичные по току светодиоды.
6. Симистор BT136-600B или BT138-600.
7. Винтовые клемники. (обйтись можно и без них, просто припаяв провода к плате).
8. Небольшой радиатор (до 0,5кВт он не нужен).
9. Пленочный конденсатор на 400вольт, от 0.1 микрофарадп, до 0.47 микрофарад.

Схема регулятора переменного напряжения:

Приступим к сборке устройства. Для начало вытравим и пролудим плату. Печатная плата — её рисунок в LAY, находится в архиве. Более компактный вариант, представленный товарищем sergei — .



Затем паяем конденастор. На фото конднесатор со стороны лужения, т.к у моего экземпляра конденсатора были слишком коротки ножки.


Паяем динистор. У динистора полярности нет, так-что вставляем его как вам угодно. Припаиваем диод, резистор, светодиод, перемычку и винтовой клемник. Выглядит оно примерно так:


И в конце концов последний этап — это ставим на симистор радиатор.


А вот фото готового устройства уже в корпусе.

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.

Регулятор напряжения

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

ТЕСТ:

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.


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.


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.

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.


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.


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.


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.

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.тиристора,

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.

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.

В последнее время в нашем быту все чаще применяются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких приборов управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных приборов, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большинство регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, обладают существенными недостатками, ограничивающими их возможности. Во-первых, они вносят достаточно заметные помехи в электрическую сеть, что нередко отрицательно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно применять только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с нагрузкой индуктивного характера — электродвигателем, трансформатором.

Между тем все эти проблемы легко решить, собрав электронное устройство, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

Принципиальная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вносит помех в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры или настольной лампы, температуры нагрева паяльника или электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора или дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи одного транзистора — не более 100 Вт.

Регулирующий элемент прибора — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципиальная схема мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диод VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, формирует управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки зависит от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а следовательно, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

При крайнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в крайнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы фактически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при этом работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, свойственных тирис-торным устройствам.

Конструкция и детали

Теперь перейдем к конструкции прибора. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 устанавливаются на монтажной плате размером 55×35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса или текстолита толщиной 1…2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать следующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора размещаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса устанавливаются тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стенок корпуса.

С той же стороны сделано отверстие для сетевого шнура. На дне корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор необходимо снабдить радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

Рис. Печаная плата мощного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Теперь несколько рекомендаций тем, кто захочет усовершенствовать устройство. Изменения в основном касаются увеличения выходной мощности регулятора. Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если необходимо еще больше увеличить выходную мощность прибора, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов. Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить на четыре более мощных диода, рассчитанных на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подойдут приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Необходимо будет также заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

СТУПЕНЧАТЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Ступенчатый регулятор напряжения в основном представляет собой трансформатор, в котором обмотка высокого напряжения (шунт) и обмотка низкого напряжения (последовательно) соединены либо для поддержки, либо для противодействия их соответствующим напряжениям. Следовательно, выходное напряжение может быть суммой или разницей между напряжениями обмотки. Например, если трансформатор имеет соотношение витков 10:1 при 1000 В, приложенных к первичной обмотке, то вторичное напряжение будет 100 В.Сложение или вычитание с использованием упомянутого выше соединения — выходное напряжение будет 1100 В или 900 В соответственно. Таким образом, трансформатор становится автотрансформатором с возможностью повышать (повышать/увеличивать) или понижать (понижать/понижать) напряжение системы на 10 %.

Повышающий автотрансформатор (Boost)

Понижающий автотрансформатор (Бак)

Другими словами, за счет переключения места физического соединения с шунта на последовательную обмотку (реверсивный переключатель) и с изменением соотношения витков посредством автоматического переключения ответвлений — напряжение в системе настраивается на требуемый уровень.Это стало возможным благодаря тому, что автоматический регулятор напряжения включает в себя микропроцессорные и/или механические элементы управления, которые сообщают устройству, когда и как переключать отводы. Кроме того, современные контроллеры оснащены функциями сбора данных и связи для удаленных приложений.

Принципиальная схема ступенчатого регулятора напряжения

Ступенчатые регуляторы напряжения коммунального назначения обычно обеспечивают максимальный диапазон регулирования напряжения ±10 % от входного линейного напряжения с 32 шагами по 5/8 % или 0.625%. Получается по 16 шагов для снижения и повышения — 5/8% x 16 шагов = 10%. Коммунальные АРН могут быть установлены на фидерах или на шине подстанции. Блоки регулятора напряжения могут быть однофазными или трехфазными. Однако на трехфазном фидере в коммунальных службах чаще используются однофазные блоки, соединенные в группы по три (например, заземление по схеме «звезда», замкнутый треугольник). Это связано с тем, что линии распределения коммунальных услуг обычно имеют несбалансированную конструкцию, к которой добавляются однофазные нагрузки, создающие значительный дисбаланс линейных токов.Таким образом, три независимо управляемых регулятора вполне могут обеспечить лучший баланс между фазными напряжениями, чем один трехфазный блок или групповая работа. Кроме того, существует множество установок блоков регуляторов с открытым треугольником на слабонагруженных трехфазных фидерах, для которых требуется всего два регулятора и они менее дороги, чем полноценные трехфазные блоки.

Дуган Р., МакГранаган М., Сантосо С. и Бити Х.В. (2004). Качество систем электроснабжения (2 и ред.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Управление питанием, глава 7: ИС регулятора напряжения

Эта статья является частью серии «Управление питанием» в разделе «Управление питанием» нашей библиотеки серий.

Загрузите эту статью в виде электронной книги в формате PDF.

Практически во всех источниках питания используются полупроводники для обеспечения регулируемого выходного напряжения. Если источник питания имеет вход переменного тока, он выпрямляется до постоянного напряжения. ИС преобразователя мощности принимает входной сигнал постоянного тока и создает выходной сигнал постоянного тока или управляет внешними полупроводниковыми переключателями выходной мощности для получения выходного сигнала постоянного тока.Это регулятор напряжения, когда его выходное напряжение возвращается в цепь, в результате чего напряжение остается постоянным. Если выходное напряжение имеет тенденцию к росту или падению, обратная связь приводит к тому, что выходное напряжение остается прежним.

Преобразователь мощности может работать либо по импульсной, либо по линейной схеме. В линейной конфигурации управляющий транзистор всегда рассеивает мощность, которую можно свести к минимуму, используя стабилизаторы с малым падением напряжения (LDO), которые регулируются должным образом даже при относительно небольшой разности напряжений между их входом и выходом.ИС LDO имеют более простые схемы, чем их собратья с переключаемым режимом, и производят меньше шума (без переключения), но ограничены их способностью обработки тока и рассеиваемой мощности. Некоторые микросхемы LDO рассчитаны на ток около 200 мА, а другие могут выдерживать ток до 1 А.

КПД ИС LDO может составлять 40-60%, тогда как ИС с импульсным режимом могут демонстрировать КПД до 95%. Топологии с режимом переключения являются основным подходом для встроенных систем, но LDO также находят применение в некоторых приложениях.

Линейный регулятор с малым падением напряжения (LDO)

Линейные регуляторы LDO

обычно используются в системах, которым требуется малошумящий источник питания вместо импульсного регулятора, который может нарушить работу системы.LDO также находят применение в приложениях, где регулятор должен поддерживать стабилизацию при небольшой разнице между входным напряжением питания и выходным напряжением нагрузки, например, в системах с батарейным питанием. Их низкое падение напряжения и низкий ток покоя делают их подходящими для портативных и беспроводных приложений. LDO со встроенным силовым МОП-транзистором или биполярным транзистором обычно обеспечивают выходной ток в диапазоне от 50 до 500 мА.

Стабилизатор напряжения LDO работает в линейной области с топологией, показанной на рис.7-1. В качестве основного регулятора напряжения его основными компонентами являются транзистор с последовательным проходом (биполярный транзистор или MOSFET), дифференциальный усилитель ошибки и точный источник опорного напряжения.

7-1. В базовом LDO один вход дифференциального усилителя ошибки, установленный резисторами R1 и R2, отслеживает процент выходного напряжения. Другой вход усилителя ошибки представляет собой стабильное опорное напряжение (V REF ). Если выходное напряжение увеличивается относительно VREF, дифференциальный усилитель ошибки изменяет выход проходного транзистора, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение нагрузки (V OUT ).

Ключевыми эксплуатационными факторами для LDO являются его падение напряжения, коэффициент ослабления источника питания (PSRR) и выходной шум. Низкое падение напряжения относится к разнице между входным и выходным напряжениями, которая позволяет микросхеме регулировать выходное напряжение нагрузки. То есть LDO может регулировать выходное напряжение нагрузки до тех пор, пока его вход и выход не сравняются друг с другом при напряжении сброса. В идеале падение напряжения должно быть как можно ниже, чтобы свести к минимуму рассеиваемую мощность и максимизировать эффективность.Как правило, падение напряжения считается достигнутым, когда выходное напряжение падает на 100 мВ ниже его номинального значения. Ток нагрузки и температура проходного транзистора влияют на падение напряжения.

Внутреннее опорное напряжение LDO представляет собой потенциальный источник шума, обычно определяемый как среднеквадратичное значение микровольт в определенной полосе пропускания, например, среднеквадратичное значение 30 мкВ в диапазоне частот от 1 до 100 кГц. Этот низкоуровневый шум вызывает меньше проблем, чем коммутационные переходные процессы и гармоники импульсного преобразователя. На рис. 7-1 LDO имеет контакт обхода (опорного напряжения) для фильтрации шума опорного напряжения с помощью конденсатора на землю.Добавление входных, выходных и обходных конденсаторов, указанных в техническом описании, обычно приводит к снижению уровня шума.

В число их эксплуатационных соображений входят тип и диапазон приложенного входного напряжения, требуемое выходное напряжение, максимальный ток нагрузки, минимальное падение напряжения, ток покоя, рассеиваемая мощность и ток отключения.

Управление контуром частотной компенсации LDO с включением нагрузочного конденсатора снижает чувствительность к ESR конденсатора (эквивалентное последовательное сопротивление), что обеспечивает стабильный LDO с конденсаторами хорошего качества любого типа.Кроме того, размещение выходного конденсатора должно быть как можно ближе к выходу.

Дополнительные функции в некоторых LDO:
  • Вход разрешения, позволяющий внешнее управление включением и выключением LDO.
  • Плавный пуск, ограничивающий пусковой ток и контролирующий время нарастания выходного напряжения при включении питания.
  • Байпасный контакт, который позволяет внешнему конденсатору уменьшить шум опорного напряжения.
  • Выход ошибки, указывающий на то, что выход выходит за пределы регулирования.
  • Термическое отключение, которое выключает LDO, если его температура превышает указанную величину.
  • Защита от перегрузки по току (OCP), которая ограничивает выходной ток LDO и рассеиваемую мощность.

LT3042

LT3042 от Linear Technology представляет собой линейный стабилизатор с малым падением напряжения (LDO), в котором используется уникальная архитектура для минимизации шумовых эффектов и оптимизации подавления пульсаций источника питания (PSRR).

 PSRR описывает, насколько хорошо схема подавляет пульсации, подаваемые на ее вход.Пульсации могут возникать либо от входного источника питания, например пульсации питания 50 Гц/60 Гц, пульсации переключения от преобразователя постоянного тока в постоянный, либо пульсации из-за совместного использования входного источника с другими цепями.

Для LDO PSRR является функцией регулируемой пульсации выходного напряжения по сравнению с пульсацией входного напряжения в заданном диапазоне частот (обычно от 10 Гц до 1 МГц), выраженной в децибелах (дБ). Это может быть важным фактором, когда LDO питает аналоговые схемы, потому что низкий PSRR может позволить выходным пульсациям влиять на другие схемы.

Выходные конденсаторы

с низким ESR и дополнительные конденсаторы обхода опорного напряжения улучшают характеристики PSRR. Системы на основе батарей должны использовать LDO, которые поддерживают высокий PSRR при низком напряжении батареи.

LT3042, показанный на упрощенной схеме рис. 7-2, представляет собой LDO, который уменьшает шум и увеличивает PSRR. Вместо опорного напряжения, используемого в большинстве традиционных линейных стабилизаторов, LT3042 использует опорный ток, который работает с типичным уровнем шумового тока 20 пА/√Гц (6 нARMS в полосе частот от 10 Гц до 100 кГц).

7-2. LT3042 — это LDO, использующий уникальную архитектуру для минимизации шумовых эффектов и оптимизации подавления пульсаций источника питания (PSRR).

За источником тока следует высокопроизводительный буфер напряжения питания от сети к шине, что позволяет легко подключать его параллельно для дальнейшего снижения шума, увеличения выходного тока и распределения тепла по печатной плате. Параллельное подключение нескольких LT3042 дополнительно снижает шум в √N раз, где N — количество параллельных цепей.

ЛТ3080

Linear Technology LT3080 — это уникальный, 1.1A LDO, который можно подключить параллельно для увеличения выходного тока или рассеивания тепла в платах для поверхностного монтажа (рис. 7-3). Эта ИС выводит коллектор проходного транзистора, чтобы обеспечить работу с малым падением напряжения — до 350 мВ — при использовании нескольких источников питания. Функции защиты включают защиту от короткого замыкания и безопасной рабочей зоны, а также отключение при перегреве.

7-3. LT3080 может запрограммировать выходное напряжение на любой уровень от нуля до 36 В.

Ключевой особенностью LT3080 является возможность обеспечения широкого диапазона выходного напряжения.Используя опорный ток через один резистор, выходное напряжение программируется на любой уровень от нуля до 36 В. Он стабилен при емкости 2,2 мкФ на выходе и может использовать небольшие керамические конденсаторы, не требующие дополнительного ESR, в отличие от других регуляторов.

LT3080 особенно хорошо подходит для приложений, требующих нескольких направляющих. Его архитектура настраивается до нуля с помощью одного резистора, работающего с современными низковольтными цифровыми ИС, а также обеспечивает простую параллельную работу и управление температурой без радиаторов.Настройка на «нулевой» выходной сигнал позволяет отключить силовые цепи, а когда входной сигнал предварительно отрегулирован, например, при входном напряжении 5 В или 3,3 В, внешние резисторы могут способствовать рассеиванию тепла.

Прецизионный «0» TC 10 мкА внутреннего источника тока подключается к неинвертирующему входу своего операционного усилителя мощности, который обеспечивает низкоимпедансный буферизованный выход по напряжению на неинвертирующем входе. Одиночный резистор от неинвертирующего входа к земле устанавливает выходное напряжение; установка этого резистора на ноль приводит к нулевому выходному сигналу.Любое выходное напряжение может быть получено от нуля до максимума, определяемого входным источником питания.

Использование реального источника тока позволяет стабилизатору демонстрировать коэффициент усиления и частотную характеристику независимо от положительного входного импеданса. Старые регулируемые регуляторы изменяют коэффициент усиления контура в зависимости от выходного напряжения и изменяют полосу пропускания при обходе регулировочного штифта. Для LT3080 коэффициент усиления контура не меняется при изменении выходного напряжения или обходе. Выходное регулирование не фиксируется в процентах от выходного напряжения, а является фиксированной долей милливольт.Использование настоящего источника тока позволяет использовать весь коэффициент усиления буферного усилителя для обеспечения стабилизации, и ни один из этих коэффициентов усиления не требуется для повышения опорного напряжения до более высокого выходного напряжения.

ИС может работать в двух режимах. Один из них — это режим с тремя контактами, который соединяет контакт управления с контактом ввода питания, что ограничивает падение напряжения до 1,35 В. В качестве альтернативы вы можете подключить контакт «control» к более высокому напряжению, а контакт питания IN к более низкому напряжению, что приведет к падению напряжения на контакте IN 350 мВ и сведет к минимуму рассеиваемую мощность.Это позволяет питанию 1,1 А регулировать от 2,5 В до 1,8 В ВЫХ или от 1,8 В до 1,2 В с низким рассеиванием.

Импульсные ИС

На рис. 7-4 показан упрощенный ШИМ-контроллер, используемый с импульсным преобразователем. При работе часть постоянного выходного напряжения возвращается обратно на усилитель ошибки, что заставляет компаратор управлять временем включения и выключения ШИМ. На рис. 7-4 показано, как изменяется ширина импульса ШИМ для различных процентов времени включения и выключения. Чем дольше время включения, тем выше выходное выпрямленное напряжение постоянного тока.Регулировка выходного напряжения сохраняется, если отфильтрованный выходной сигнал мощного полевого МОП-транзистора имеет тенденцию к изменению, если это происходит, обратная связь регулирует рабочий цикл ШИМ, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне.

7-4. ШИМ-контроллер генерирует прямоугольные волны разной ширины в зависимости от обратной связи по выходному напряжению.

Для генерации ШИМ-сигнала усилитель ошибки принимает входной сигнал обратной связи и стабильное опорное напряжение для создания выходного сигнала, связанного с разностью двух входных сигналов.Компаратор сравнивает выходное напряжение усилителя ошибки с пилообразной характеристикой генератора, формируя модулированную ширину импульса. Выход компаратора применяется к логике переключения, выход которой поступает на драйвер вывода для внешнего силового полевого МОП-транзистора. Логика переключения обеспечивает возможность включения или отключения ШИМ-сигнала, подаваемого на силовой полевой МОП-транзистор.

Большинство микросхем ШИМ-контроллеров обеспечивают защиту от ограничения тока путем измерения выходного тока. Если вход датчика тока превышает определенный порог, текущий цикл прерывается (поцикловое ограничение тока).

Компоновка схемы имеет решающее значение при использовании токоизмерительного резистора, который должен быть с малой индуктивностью. Найдите конденсатор фильтра измерения тока очень близко к контакту PWM IC и подключите его напрямую. Кроме того, все маломощные заземляющие соединения, чувствительные к помехам, должны быть соединены вместе рядом с заземлением микросхемы, и одно соединение должно быть выполнено с заземлением питания (точка заземления измерительного резистора).

В большинстве микросхем ШИМ-контроллера один внешний резистор или конденсатор задает частоту генератора.Чтобы установить желаемую частоту генератора, используйте уравнение в таблице данных контроллера для расчета значения резистора.

Некоторые ШИМ-преобразователи включают возможность синхронизации генератора с внешним тактовым генератором с частотой, которая выше или ниже частоты внутреннего генератора. Если синхронизация не требуется, подключите контакт синхронизации к GND, чтобы предотвратить шумовые помехи.

Поскольку микросхема ШИМ является частью цепи обратной связи, для обеспечения стабильности системы на входе усилителя ошибки должна использоваться цепь частотной компенсации.

Типовой силовой преобразователь принимает на вход постоянный ток, преобразует его в частоту переключения, а затем выпрямляет его для получения выходного постоянного тока. Часть его выхода постоянного тока сравнивается с опорным напряжением (V REF ) и управляет ШИМ. Если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, напряжение, подаваемое обратно в схему ШИМ, уменьшает ее рабочий цикл, что приводит к уменьшению выходного напряжения и поддержанию надлежащего регулируемого напряжения. И наоборот, если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, обратная связь вызывает увеличение рабочего цикла силового ключа, поддерживая надлежащее напряжение регулируемого выхода.

Как правило, силовой полупроводниковый переключатель включается и выключается с частотой от 100 кГц до 1 МГц, в зависимости от типа ИС. Частота переключения определяет физический размер и стоимость катушек индуктивности, конденсаторов и трансформаторов фильтра. Чем выше частота переключения, тем меньше физический размер и стоимость компонента. Для оптимизации эффективности материал магнитного сердечника катушки индуктивности и трансформатора должен соответствовать частоте переключения. То есть материал сердечника трансформатора/индуктора следует выбирать таким образом, чтобы он эффективно работал на частоте переключения.

На рис. 7-5 показана упрощенная схема импульсного регулятора напряжения. Импульсные преобразователи постоянного тока требуют средства для изменения их выходного напряжения в ответ на изменения их нагрузки. Один из подходов заключается в использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая управляет входом соответствующего переключателя питания. Сигнал PWM состоит из двух значений: ON и OFF. Фильтр нижних частот, подключенный к выходу ключа питания, обеспечивает напряжение, пропорциональное времени включения и выключения ШИМ-регулятора.

7-5. Импульсный преобразователь использует широтно-импульсный модулятор для управления регулированием

Существует два типа импульсных преобразователей: изолированные и неизолированные, что зависит от наличия прямого пути постоянного тока от входа к выходу. В изолированном преобразователе используется трансформатор для обеспечения изоляции между входным и выходным напряжением (рис. 7-6).

 

7-6. В изолированном импульсном преобразователе для изоляции используется трансформатор.

В неизолированном преобразователе обычно используется катушка индуктивности, и между входом и выходом отсутствует изоляция по напряжению (рис.7-7). Для подавляющего большинства приложений подходят неизолированные преобразователи. Однако в некоторых приложениях требуется изоляция между входным и выходным напряжениями. Преимущество преобразователя на основе трансформатора заключается в том, что он может легко создавать несколько выходных напряжений, тогда как преобразователь на основе индуктора обеспечивает только один выход.

7-7. Неизолированный импульсный преобразователь.

Топологии цепей

В преобразователях постоянного тока используются две основные топологии ИС.Если выходное напряжение ниже входного, говорят, что микросхема является понижающим или понижающим преобразователем. Если выходное напряжение выше, чем входное напряжение, ИС называется повышающим или повышающим преобразователем.

В своей базовой схеме (рис. 7-8) понижающий стабилизатор принимает на вход постоянный ток и преобразует его в ШИМ (широтно-импульсный модулятор) с частотой переключения, которая управляет выходом мощного полевого МОП-транзистора (Q1). Внешний выпрямитель, катушка индуктивности и выходной конденсатор обеспечивают регулируемый выход постоянного тока. ИС регулятора сравнивает часть выпрямленного выходного постоянного напряжения с опорным напряжением (V REF ) и изменяет рабочий цикл ШИМ для поддержания постоянного выходного напряжения постоянного тока.Если выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению, ШИМ уменьшает свой рабочий цикл, вызывая уменьшение выходного сигнала и поддерживая регулируемое выходное напряжение на правильном уровне. И наоборот, если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, обратная связь вызывает увеличение рабочего цикла ШИМ и поддерживает регулируемый выходной сигнал.

7.8. Базовый понижающий преобразователь; индуктор всегда «ослабляет» или действует против входного напряжения.

Преимущество топологии понижающего или понижающего регулятора заключается в простоте и низкой стоимости.Тем не менее, он имеет ограниченный диапазон мощности, и его прямой путь постоянного тока от входа к выходу может создать проблему в случае короткого замыкания силового ключа.

LT8602

LT8602 от Linear Technology представляет собой монолитный понижающий стабилизатор с постоянной частотой, работающий по току, с четырьмя выходными каналами (рис. 7-9). Два канала высокого напряжения с входным напряжением от 3 В до 42 В, а два других — низковольтные каналы с входным напряжением от 2,6 В до 5,5 В.

7-9. Счетверенный понижающий преобразователь LT8602 имеет два высоковольтных канала с входным напряжением от 3 В до 42 В, а два других — низковольтные каналы с входным напряжением 2.Вход от 6В до 5,5В.

IC использует один генератор, который генерирует два тактовых сигнала (CLK) на 180 градусов. не в фазе. Каналы 1 и 3 работают на CLK1, а каналы 2 и 4 работают на CLK2. Понижающий регулятор потребляет входной ток только во время верхнего цикла включения, поэтому многофазный режим сокращает пиковый входной ток и удваивает частоту входного тока. Это снижает как пульсации входного тока, так и требуемую входную емкость.

Каждый канал высокого напряжения (HV) представляет собой синхронный понижающий регулятор, работающий от собственного вывода PVIN.Внутренний МОП-транзистор максимальной мощности включается в начале каждого цикла генератора и выключается, когда ток, протекающий через верхний МОП-транзистор, достигает уровня, определяемого его усилителем ошибки. Усилитель ошибки измеряет выходное напряжение через внешний резистивный делитель, подключенный к выводу FB, для управления пиковым током в верхнем переключателе.

Пока верхний МОП-транзистор выключен, нижний МОП-транзистор включен на оставшуюся часть цикла генератора или до тех пор, пока ток дросселя не начнет меняться.Если условия перегрузки приводят к тому, что через нижний переключатель протекает более 2 А (канал 1) или 3,3 А (канал 2), следующий тактовый цикл будет отложен до тех пор, пока ток переключателя не вернется к более низкому безопасному уровню.

Высоковольтные каналы имеют входы Track/Soft Start (TRKSS1, TRKSS2). Когда этот вывод ниже 1 В, преобразователь регулирует вывод FB до напряжения TRKSS вместо внутреннего опорного напряжения. Вывод TRKSS имеет ток подтяжки 2,4 мкА. Вывод TRKSS также можно использовать, чтобы позволить выходу отслеживать другой регулятор, либо другой канал высокого напряжения, либо внешний регулятор.

Как показано на упрощенной схеме преобразователя постоянного тока с индуктивным усилением (рис. 7-10), включение мощного полевого МОП-транзистора вызывает накопление тока через дроссель. При выключении силового полевого МОП-транзистора ток через диод поступает на выходной конденсатор. Несколько циклов переключения создают напряжение выходного конденсатора из-за заряда, который он накапливает от тока катушки индуктивности. В результате выходное напряжение выше входного.

7-11. В прикладной схеме LTC3124 используется внешний резистивный делитель напряжения от VOUT до FB и SGND для программирования выхода с 2.от 5В до 15В.

Использование двух фаз через равные промежутки 180 град. друг от друга, удваивает частоту пульсаций на выходе и значительно снижает ток пульсаций выходного конденсатора. Хотя эта архитектура требует двух катушек индуктивности, а не одной катушки индуктивности, она имеет несколько важных преимуществ:

  • Значительно более низкий пиковый ток катушки индуктивности позволяет использовать катушки индуктивности меньшего размера и по более низкой цене.
  • Значительно сниженный пульсирующий ток на выходе минимизирует требования к выходной емкости.
  • Пульсации на выходе с более высокой частотой легче фильтровать для приложений с низким уровнем шума.
  • Пульсации входного тока также уменьшены для уменьшения шума на VIN.

При двухфазном режиме одна фаза всегда подает ток на нагрузку, когда VIN больше половины VOUT (для рабочих циклов менее 50%). По мере дальнейшего уменьшения рабочего цикла ток нагрузки между двумя фазами начинает перекрываться, что происходит одновременно для растущей части каждой фазы по мере того, как рабочий цикл приближается к нулю.По сравнению с однофазным преобразователем это значительно снижает как выходной пульсирующий ток, так и пиковый ток в каждой катушке индуктивности.

Преимущество LTC3124 для систем с батарейным питанием заключается в том, что он может запускаться при входном напряжении всего 1,8 В и продолжать работу при входном напряжении всего 0,5 В, создавая при этом выходное напряжение более 2,5 В. Это увеличивает время работы за счет максимального количества энергии, извлекаемой из входного источника. Ограничивающими факторами для применения являются способность источника питания обеспечивать достаточную мощность на выходе при низком входном напряжении и максимальный рабочий цикл, который фиксируется на уровне 94%.При низком входном напряжении небольшие падения напряжения из-за последовательного сопротивления становятся критическими и ограничивают мощность преобразователя.

Даже если входное напряжение превышает выходное напряжение, ИС будет регулировать выходное напряжение, обеспечивая совместимость с любым химическим составом батареи. LTC3124 — идеальное решение для приложений повышения напряжения, требующих выходного напряжения до 15 В, где определяющими факторами являются высокая эффективность, малый размер и высокая надежность.

LTC3110

LTC3110 от Linear Technology представляет собой комбинацию стабилизатора/зарядного устройства постоянного/постоянного тока на 2 А с выбираемыми контактами режимами работы для зарядки и резервирования системы (рис.7-12). Это двунаправленное зарядное устройство для суперконденсаторов с повышающим и понижающим входным током обеспечивает активную балансировку заряда для суперконденсаторов 1-й или 2-й серий. Его запатентованная малошумящая повышающе-понижающая топология выполняет работу двух отдельных импульсных стабилизаторов, уменьшая размер, стоимость и сложность.

7-13. Базовый прямой преобразователь может работать как повышающий или понижающий преобразователь. Теоретически он должен использовать «идеальный» трансформатор без потоков рассеяния, нулевого тока намагничивания и без потерь.

Его преимуществами являются простота, дешевизна и возможность повышать выходную мощность без трансформатора. Недостатками являются ограниченный диапазон мощностей и относительно высокие пульсации на выходе из-за энергии простоя, поступающей от выходного конденсатора.

Выбор катушки индуктивности является важнейшей частью схемы повышения напряжения, поскольку значение индуктивности влияет на входные и выходные пульсации напряжения и тока. Катушка индуктивности с низким последовательным сопротивлением обеспечивает оптимальную эффективность преобразования энергии.Выберите номинальный ток насыщения катушки индуктивности так, чтобы он был выше пикового тока катушки индуктивности в установившемся режиме приложения.

Для обеспечения стабильности при рабочих циклах выше 50 % дросселю требуется минимальное значение, определяемое минимальным входным напряжением и максимальным выходным напряжением. Это зависит от частоты коммутации, рабочего цикла и сопротивления мощного MOSFET во включенном состоянии.

Топология прямого преобразователя

(рис. 7-13) по существу представляет собой изолированную версию понижающего преобразователя. Использование трансформатора позволяет прямому преобразователю быть либо повышающим, либо понижающим преобразователем, хотя наиболее распространенным применением является понижающий преобразователь.Основными преимуществами прямой топологии являются ее простота и гибкость.

Другая топология с трансформаторной изоляцией, упрощенный обратноходовой преобразователь (рис. 7-14), работает в режиме непрямого преобразования. Топология обратного хода является одним из наиболее распространенных и экономически эффективных средств для создания умеренных уровней изолированной мощности в преобразователях переменного тока в постоянный. Он обладает большей гибкостью, поскольку может легко генерировать несколько выходных напряжений путем добавления дополнительных вторичных обмоток трансформатора. Недостатком является то, что регулирование и пульсации на выходе не так строго контролируются, как в некоторых других топологиях, и нагрузка на силовой ключ выше.

7-14. Трансформатор базового обратноходового преобразователя обычно имеет воздушный зазор, что позволяет ему накапливать энергию во включенном состоянии и подавать ее на диод в выключенном состоянии.

LT3798

Linear Technology LT3798 — это изолированный обратноходовой контроллер с одноступенчатой ​​активной коррекцией коэффициента мощности (PFC). Эффективность выше 86% может быть достигнута при уровне выходной мощности до 100 Вт. В зависимости от выбора внешних компонентов он может работать в диапазоне входного напряжения от 90 до 277 В переменного тока и может быть легко масштабирован выше или ниже.Кроме того, LT3798 может быть разработан для приложений постоянного тока с высоким входным напряжением, что делает его подходящим для промышленных, автомобильных, горнодобывающих и медицинских приложений.

На рис. 7-15 показано типичное применение LT3798. Эта ИС представляет собой контроллер переключения режима тока, предназначенный специально для генерирования источника постоянного тока/постоянного напряжения с изолированной топологией обратного хода. Для поддержания регулирования в этой топологии обычно используется обратная связь по выходному напряжению и току от изолированной вторичной обмотки выходного трансформатора к VIN.Как правило, для этого требуется оптоизолятор. Вместо этого LT3798 использует пиковый ток внешнего полевого МОП-транзистора, полученный от чувствительного резистора, для определения выходного тока обратноходового преобразователя без использования оптопары.

7-15. Обратноходовой контроллер LT3798 с одноступенчатой ​​активной коррекцией коэффициента мощности (PFC).

Как показано на рис. 7-15, выходной трансформатор имеет три обмотки, включая выходную. Сток внешнего МОП-транзистора подключается к одной из первичных обмоток.Третья обмотка трансформатора измеряет выходное напряжение, а также обеспечивает питание для установившегося режима работы. Вывод VIN подает питание на внутренний LDO, который генерирует 10 В на выводе INTVCC. Схема внутреннего управления состоит из двух усилителей ошибки, минимальной схемы, умножителя, передающего вентиля, компаратора тока, генератора с малым выходным током и задающего триггера. Кроме того, схема выборки и хранения контролирует выходное напряжение третьей обмотки. Компаратор обнаруживает режим прерывистой проводимости (DCM) с конденсатором и последовательным резистором, подключенным к третьей обмотке.

Во время типичного цикла драйвер затвора включает внешний МОП-транзистор, так что в первичной обмотке протекает ток. Этот ток увеличивается со скоростью, пропорциональной входному напряжению и обратно пропорционально индуктивности намагничивания трансформатора. Контур управления определяет максимальный ток, и компаратор выключает переключатель, когда он достигает этого тока. Когда ключ выключается, энергия трансформатора уходит из вторичной обмотки через выходной диод D1.Этот ток уменьшается со скоростью, пропорциональной выходному напряжению. При уменьшении тока до нуля выходной диод отключается и напряжение на вторичной обмотке начинает колебаться от паразитной емкости и намагничивающей индуктивности трансформатора.

Все обмотки имеют одинаковое напряжение, поэтому третья обмотка тоже звонится. Конденсатор, подключенный к выводу DCM, отключает компаратор, который служит детектором dv/dt, когда возникает звон. Эта временная информация используется для расчета выходного тока.Детектор dv/dt ожидает, пока сигнал звонка достигнет своего минимального значения, после чего включается переключатель. Такое поведение при переключении похоже на переключение при нулевом напряжении и сводит к минимуму потери энергии при включении переключателя, повышая эффективность на 5%. Эта ИС работает на границе непрерывного и прерывистого режимов проводимости, что называется критическим режимом проводимости (или граничным режимом проводимости). Работа в критическом режиме проводимости позволяет использовать трансформатор меньшего размера, чем в конструкциях с непрерывным режимом проводимости.

СЕПИК

Несимметричный преобразователь первичной индуктивности (SEPIC) представляет собой топологию преобразователя постоянного тока в постоянный, который обеспечивает положительное стабилизированное выходное напряжение из входного напряжения, которое изменяется сверху вниз по отношению к выходному напряжению. Упрощенный преобразователь SEPIC, показанный на рис. 7-16, использует две катушки индуктивности, L1 и L2, которые могут быть намотаны на одном сердечнике, поскольку на них подается одинаковое напряжение в течение всего цикла переключения. Использование связанного индуктора занимает меньше места на ПК. плата и, как правило, дешевле, чем две отдельные катушки индуктивности.Конденсатор С4 изолирует вход от выхода и обеспечивает защиту от короткого замыкания нагрузки.

7-16. Две катушки индуктивности в базовом преобразователе SEPIC могут быть намотаны на один и тот же сердечник, потому что на них подается одинаковое напряжение в течение всего цикла переключения.

Микросхема регулирует выход с помощью ШИМ-управления токовым режимом, который включает мощный полевой МОП-транзистор Q1 в начале каждого цикла переключения. Входное напряжение подается на индуктор и накапливает энергию по мере увеличения тока индуктора.В течение этой части цикла переключения ток нагрузки обеспечивается выходным конденсатором. Когда ток катушки индуктивности достигает порогового значения, установленного выходным сигналом усилителя ошибки, выключатель питания выключается, и внешний диод Шоттки смещается в прямом направлении. Катушка индуктивности передает накопленную энергию для пополнения выходного конденсатора и подачи тока нагрузки. Эта операция повторяется в каждом цикле переключения. Рабочий цикл преобразователя определяется компаратором управления ШИМ, который сравнивает выходной сигнал усилителя ошибки и текущий сигнал.

Сигнал линейного изменения от генератора добавляется к текущему линейному изменению. Эта компенсация наклона предназначена для предотвращения субгармонических колебаний, присущих управлению режимом тока при рабочем цикле выше 50%. Контур обратной связи регулирует вывод FB до опорного напряжения через усилитель ошибки. Выход усилителя ошибки подключен к выводу COMP. Внешняя компенсационная RC-цепочка подключена к выводу COMP для оптимизации контура обратной связи для обеспечения стабильности и переходной характеристики.

ТПС61170

TPS61170 представляет собой монолитный высоковольтный импульсный регулятор от Texas Instruments со встроенным силовым МОП-транзистором 1,2 А, 40 В. Устройство может быть сконфигурировано для нескольких стандартных топологий регулятора, включая boost и SEPIC. Рисунок 7-17 показывает конфигурацию SEPIC. Устройство имеет широкий диапазон входного напряжения для поддержки приложений с входным напряжением от батарей или регулируемых шин питания 5 В, 12 В.

7-17. TPS61170 настроен как преобразователь SEPIC.

Микросхема включает полевой транзистор нижнего плеча 40 В для обеспечения выходного напряжения до 38 В. Устройство регулирует выходной сигнал с помощью ШИМ-управления (широтно-импульсная модуляция) в режиме тока. Частота переключения ШИМ зафиксирована на уровне 1,2 МГц (типично). Схема управления ШИМ включает переключатель в начале каждого цикла переключения. Входное напряжение подается на индуктор и накапливает энергию по мере увеличения тока индуктора. В течение этой части цикла переключения ток нагрузки обеспечивается выходным конденсатором.Когда ток катушки индуктивности достигает порогового значения, установленного выходным сигналом усилителя ошибки, выключатель питания выключается, и внешний диод Шоттки смещается в прямом направлении. Катушка индуктивности передает накопленную энергию для пополнения выходного конденсатора и подачи тока нагрузки. Эта операция повторяется каждый цикл переключения. Как показано на блок-схеме, рабочий цикл преобразователя определяется компаратором управления ШИМ, который сравнивает выходной сигнал усилителя ошибки и сигнал тока.

TPS61170 работает на уровне 1.Частота переключения 2 МГц, что позволяет использовать низкопрофильные катушки индуктивности и маломощные керамические входные и выходные конденсаторы. Он имеет встроенную защиту, включая ограничение перегрузки по току, плавный пуск и отключение при перегреве.

Гистерезисный преобразователь

Базовый гистерезисный регулятор, показанный на рис. 7-18, представляет собой импульсный регулятор, в котором не используется ШИМ. Он состоит из компаратора с входным гистерезисом, который сравнивает выходное напряжение обратной связи с опорным напряжением. Когда напряжение обратной связи превышает опорное напряжение, выход компаратора переходит в низкий уровень, отключая понижающий переключатель MOSFET.Переключатель остается выключенным до тех пор, пока напряжение обратной связи не упадет ниже опорного напряжения гистерезиса. Затем выход компаратора становится высоким, включая ключ и позволяя выходному напряжению снова расти.

7-18. Базовый гистерезисный регулятор представляет собой самый быстрый метод управления преобразователем постоянного тока.

Базовый гистерезисный преобразователь состоит из компаратора ошибок, управляющей логики и внутреннего задания. Выход обычно приводит в действие синхронный выпрямитель, который может быть внутренним или внешним.Часть выходного напряжения подается обратно на компаратор ошибок, который сравнивает его с опорным напряжением. Если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению относительно опорного напряжения, выходной конденсатор заряжается до тех пор, пока не достигнет равновесия с опорным напряжением. Затем компаратор включает синхронный выпрямитель. Когда синхронный выпрямитель включен, выходное напряжение падает достаточно низко, чтобы преодолеть гистерезис компаратора, и в это время синхронный выпрямитель отключается, начиная новый цикл.

В гистерезисном регуляторе отсутствует усилитель ошибки напряжения, поэтому его реакция на любое изменение тока нагрузки или входного напряжения практически мгновенная. Таким образом, гистерезисный регулятор представляет собой самый быстрый способ управления преобразователем постоянного тока. Недостатком обычного гистерезисного регулятора является то, что его частота изменяется пропорционально ESR выходного конденсатора. Поскольку начальное значение часто плохо контролируется, а ESR электролитических конденсаторов также меняется в зависимости от температуры и возраста, практические изменения ESR могут легко привести к изменениям частоты порядка одного-трех.Однако существует модификация гистерезисной топологии, устраняющая зависимость рабочей частоты от ESR.

ЛМ3475

LM3475 представляет собой понижающий (понижающий) DC-DC контроллер, использующий гистерезисную архитектуру управления, что приводит к регулированию с частотно-импульсной модуляцией (PFM) (рис. 7-19). Схема гистерезисного управления не использует внутренний генератор. Частота переключения зависит от внешних компонентов и условий эксплуатации. Рабочая частота снижается при малых нагрузках, что обеспечивает превосходную эффективность по сравнению с архитектурой ШИМ.Поскольку переключение напрямую контролируется выходными условиями, гистерезисное управление обеспечивает исключительную переходную реакцию нагрузки.

7-19. LM3475 представляет собой понижающий (понижающий) контроллер постоянного тока, который использует гистерезисную архитектуру управления, что приводит к регулированию с частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ).

LM3475 использует контур управления напряжением на основе компаратора. Напряжение на выводе обратной связи сравнивается с опорным напряжением 0,8 В с гистерезисом 21 мВ. Когда вход FB компаратора падает ниже опорного напряжения, выход компаратора становится низким.Это приводит к тому, что выход драйвера PGATE переводит затвор PFET в низкий уровень и включает PFET.

При включенном PFET входной источник питания заряжает COUT и подает ток на нагрузку через PFET и катушку индуктивности. Ток через катушку индуктивности нарастает линейно, и выходное напряжение увеличивается. Когда напряжение FB достигает верхнего порога (опорное напряжение плюс гистерезис), выход компаратора становится высоким, и PGATE отключает PFET. Когда PFET выключается, запирающий диод включается, и ток через катушку индуктивности снижается.Когда выходное напряжение падает ниже опорного напряжения, цикл повторяется.

Конвертер Кука

Преобразователь Cuk представляет собой преобразователь постоянного тока, величина выходного напряжения которого может быть больше или меньше входного напряжения. По сути, это повышающий преобразователь, за которым следует понижающий преобразователь с конденсатором для передачи энергии. Это инвертирующий преобразователь, поэтому выходное напряжение отрицательно по отношению к входному напряжению. Неизолированный преобразователь Кука может иметь только противоположную полярность между входом и выходом.Он использует конденсатор в качестве основного компонента для хранения энергии, в отличие от большинства других типов преобразователей, в которых используется индуктор.

Как и другие преобразователи (понижающий преобразователь, повышающий преобразователь, понижающе-повышающий преобразователь), преобразователь Cuk может работать в режиме непрерывного или прерывистого тока. Однако, в отличие от этих преобразователей, он может работать и в режиме прерывистого напряжения (напряжение на конденсаторе падает до нуля во время цикла коммутации).

LM2611 от Texas Instruments представляет собой преобразователь Cuk, который состоит из контроллера токового режима со встроенным первичным переключателем и встроенной схемой измерения тока (рис.7-20). Обратная связь подключена к внутреннему усилителю ошибки и использует внутреннюю компенсацию типа II/III. Генератор рампы обеспечивает некоторую компенсацию наклона системы. Вывод SHDN — это логический вход, предназначенный для отключения преобразователя.

7-20. LM2611 настроен как преобразователь Cuk

Импульсный ШИМ-регулятор с фиксированной частотой в токовом режиме. LM2611 имеет опорное напряжение −1,23 В, что делает его идеальным для использования в преобразователе Кука. Преобразователь Кука инвертирует вход и может повышать или понижать абсолютное значение.Используя катушки индуктивности как на входе, так и на выходе, преобразователь Кука производит очень небольшие пульсации входного и выходного тока. Это значительное преимущество перед другими инвертирующими топологиями, такими как повышающе-понижающая и обратноходовая.

Многофазный преобразователь

По мере увеличения требований к току возрастает и потребность в увеличении количества фаз в преобразователе. Однофазные понижающие контроллеры прекрасно подходят для низковольтных приложений с токами до 25 А, однако при более высоких токах возникают проблемы с рассеиваемой мощностью и эффективностью.Одним из подходов для более высоких токовых нагрузок является многофазный понижающий контроллер. Их производительность делает их идеальными для питания персональной электроники, портативных промышленных устройств, твердотельных накопителей, приложений с малыми ячейками, ПЛИС и микропроцессоров.

Двухфазная цепь, показанная на рис. 7-21, имеет чередование фаз, что снижает пульсации тока на входе и выходе. Это также уменьшает точки перегрева на печатной плате или конкретном компоненте. Двухфазный понижающий преобразователь вдвое снижает среднеквадратичное значение рассеиваемой мощности в полевых МОП-транзисторах и катушках индуктивности.Чередование также уменьшает переходные потери.

7-21. Базовый многофазный преобразователь имеет две чередующиеся фазы, что снижает пульсации токов на входе и выходе.

Многофазные ячейки работают на общей частоте, но сдвинуты по фазе, так что переключение преобразования происходит через равные промежутки времени, контролируемые общей микросхемой управления. Чип управления распределяет время переключения каждого преобразователя так, чтобы фазовый угол между каждым переключением преобразователя составлял 360 градусов./n, где n — количество фаз преобразователя. Выходы преобразователей запараллелены таким образом, что эффективная частота пульсаций на выходе равна n × f, где f — рабочая частота каждого преобразователя. Это обеспечивает лучшие динамические характеристики и значительно меньшую емкость развязки, чем однофазная система.

Разделение тока между многофазными элементами необходимо, чтобы не потреблять слишком много тока. В идеале каждая многофазная ячейка должна потреблять одинаковое количество тока.Для достижения равного распределения тока необходимо контролировать и контролировать выходной ток каждой ячейки.

Многофазный подход также предлагает преимущества упаковки. Каждый преобразователь выдает 1/n от общей выходной мощности, уменьшая физический размер и ценность магнитного поля, используемого в каждой фазе. Кроме того, силовые полупроводники в каждой фазе должны обрабатывать только 1/n от общей мощности. Это распределяет внутреннее рассеивание мощности по нескольким силовым устройствам, устраняя концентрированные источники тепла и, возможно, необходимость в радиаторе.Несмотря на то, что при этом используется больше компонентов, его стоимость может быть выгодной.

Многофазные преобразователи

имеют важные преимущества: 

  • Уменьшенный среднеквадратичный ток во входном фильтрующем конденсаторе, позволяющий использовать меньшие по размеру и менее дорогие типы
  • Распределенное рассеивание тепла, снижение температуры точки перегрева, повышение надежности
  • Более высокая общая мощность
  • Увеличенная эквивалентная частота без увеличения коммутационных потерь , что позволяет использовать меньшую эквивалентную индуктивность, что сокращает время переходного процесса нагрузки
  • Уменьшенный ток пульсаций в выходном конденсаторе снижает пульсации выходного напряжения и позволяет использовать меньшие и менее дорогие выходные конденсаторы
  • Превосходная переходная характеристика нагрузки во всем диапазоне нагрузки

Многофазные преобразователи также имеют некоторые недостатки, которые следует учитывать при выборе количества фаз, такие как:

• Необходимость в большем количестве переключателей и выходных катушек индуктивности, чем в однофазной конструкции, что приводит к более высокой стоимости системы по сравнению с однофазным решением, по крайней мере, ниже определенного уровня мощности 

  • Более сложное управление
  • Возможность неравномерного распределения тока между фазами
  • Добавленная сложность схемы

Синхронное выпрямление

Эффективность является важным критерием при проектировании преобразователей постоянного тока, что означает, что потери мощности должны быть минимизированы.Эти потери вызваны выключателем питания, магнитными элементами и выходным выпрямителем. Для снижения потерь при переключении питания и магнитных полях требуются компоненты, способные эффективно работать при высоких частотах переключения. В выходных выпрямителях можно использовать диоды Шоттки, но более высокий КПД может обеспечить синхронное выпрямление (рис. 7-22), состоящее из силовых МОП-транзисторов.

7-23. Типичная модель импульсного источника питания с отрицательной обратной связью использует компенсационный блок, G(s) и H(s), коэффициент усиления без обратной связи.VIN(s) – это вход, а VOUT(s) – это выход.

Кроме того, для получения отклика, сходящегося к стабильному состоянию, нам необходимо убедиться, что фаза, в которой амплитуда контурного усиления равна 1, меньше -180 градусов. Чтобы убедиться, что мы держимся подальше от -180 град. на частоте кроссовера компенсатор G(s) должен адаптировать отклик контура на выбранной частоте кроссовера, чтобы создать необходимый запас по фазе. Соответствующий запас по фазе гарантирует, что, несмотря на внешние возмущения или неизбежные разбросы производительности, изменения коэффициента усиления контура не поставят под угрозу стабильность системы.Запас по фазе также влияет на переходную характеристику системы. Следовательно, компенсатор G(s) должен обеспечивать требуемые характеристики усиления и фазы.

Используя анализатор цепей, вы можете определить запасы устойчивости, измерив усиление и фазу контура управления, а затем наблюдая за результирующей диаграммой Боде (рис. 7-24), которая представляет собой график зависимости усиления и фазы от частоты источника питания. . 60-градусный. запас по фазе предпочтителен, но 45 град. обычно приемлемо. Запас по усилению –10 дБ обычно считается приемлемым.Усиление и запас по фазе важны, поскольку фактические значения компонентов могут меняться в зависимости от температуры. Таким образом, номиналы компонентов могут различаться в зависимости от производства, что приводит к соответствующим изменениям коэффициента усиления и фазы контура управления. Кроме того, значения компонентов могут изменяться со временем и вызывать нестабильность.

7-25. LM21305 — это микросхема импульсного стабилизатора, в которой используется один компенсационный узел, требующий компенсационных компонентов RC и CC1, подключенных между выводами COMP и AGND.

Определить компенсацию для источника питания не всегда просто, потому что оценка диаграммы Боде невозможна, когда к детали нет доступа к контуру обратной связи.В других случаях доступ к контуру обратной связи затруднен из-за того, что аппаратное обеспечение является интегрированным или требует вырезания дорожки печатной платы. В других случаях устройства либо содержат несколько контуров управления, причем доступен только один из них, либо порядок контура управления выше второго порядка, и в этом случае график Боде является плохим показателем относительной стабильности. Еще одна сложность заключается в том, что во многих портативных электронных устройствах, таких как сотовые телефоны и планшеты, схемы очень малы и плотно заполнены, что оставляет мало возможностей для доступа к элементам контура управления.

В приведенных выше случаях единственным способом проверки стабильности является неинвазивная оценка запаса стабильности (NISM). Он получен из легкодоступных измерений выходного импеданса. Математическое соотношение, которое позволяет точно определить стабильность контура управления на основе данных выходного импеданса, было разработано Picotest и включено в программное обеспечение OMICRON Lab Bode 100 Vector Network Analyzer (VNA). На рис. 7-26 показана тестовая установка для этого измерения.

7-27.Семейство блоков питания CUI NDM2Z использует автоматическую компенсацию, которая позволяет динамически устанавливать оптимальную стабильность и переходную характеристику.

Блоки питания NDM2Z на 50 А обеспечивают КПД 91 % при входном напряжении 12 В постоянного тока и выходном напряжении 1,0 В постоянного тока при нагрузке 50 %. Все эти источники питания имеют входной диапазон от 4,5 до 14 В постоянного тока и программируемый выходной сигнал от 0,6 до 5,0 В постоянного тока в версии на 12 А и от 0,6 до 3,3 В постоянного тока в версиях на 25 А и 50 А.

Функции модуля

включают в себя активное распределение тока, определение последовательности напряжения, отслеживание напряжения, синхронизацию и разнесение фаз, программируемый плавный пуск и останов, а также множество возможностей мониторинга.Простой и удобный в использовании графический интерфейс CUI помогает этим проектам.

ЗЛ8101

В NMD2Z используется синхронный понижающий контроллер Intersil/Zilker ZL8101, работающий по напряжению, с широтно-импульсным модулятором (ШИМ) с постоянной частотой. Этот цифровой контроллер третьего поколения использует специальный оптимизированный конечный автомат для генерации точных импульсов ШИМ и собственный микроконтроллер, используемый для настройки, обслуживания и оптимизации (рис. 7-28). Для этого требуются внешние драйверы, силовые МОП-транзисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.Встроенная дополнительная регулировка позволяет работать от одного источника питания от 4,5 В до 14 В. Используя простые штырьковые соединения или стандартные команды PMBus, вы можете настроить обширный набор функций управления питанием с помощью графического пользовательского интерфейса Intersil PowerNavigator.

7-28. Блок-схема интегральной схемы Intersil ZL8101 показывает выходы ШИМ (PWMH и PWML), которые взаимодействуют с внешним драйвером, таким как ZL1505.

Первоначально функция автокомпенсации ZL8101 измеряет характеристики силовой передачи и определяет требуемую компенсацию.IC сохраняет значения компенсации и использует их при последующих вводах. После включения ZL8101 готов регулировать питание и выполнять задачи управления питанием без необходимости программирования. Расширенные параметры конфигурации и изменения конфигурации в режиме реального времени доступны через интерфейс I2C/SMBus. Встроенная энергонезависимая память (NVM) сохраняет данные конфигурации.

Вы должны выбирать внешние силовые полевые МОП-транзисторы в первую очередь при RDS(ON) и во вторую очередь при общем заряде затвора. Фактический выходной ток силового преобразователя зависит от характеристик драйверов и выходных МОП-транзисторов.

Настраиваемые функции защиты цепей постоянно защищают ИС и нагрузку от повреждений из-за системных сбоев. ZL8101 постоянно контролирует входное напряжение, выходное напряжение/ток, внутреннюю температуру и температуру внешнего термодиода. Вы также можете установить параметры мониторинга для оповещений о конкретных неисправностях.

Контур нелинейного отклика (NLR) улучшает время отклика и снижает переходные отклонения выходного сигнала под нагрузкой. Для оптимизации эффективности силового преобразователя ZL8101 отслеживает условия его работы и постоянно регулирует время включения и выключения мощных МОП-транзисторов верхнего и нижнего плеча.Адаптивные алгоритмы оптимизации производительности, такие как управление мертвым временем, эмуляция диодов и адаптивная частота, обеспечивают большее повышение эффективности.

Сигнал Power-Good (PG) указывает на то, что выходное напряжение находится в пределах заданного допуска целевого уровня, и неисправность отсутствует. По умолчанию вывод PG утверждает, находится ли выходное напряжение в пределах -10%/+15% от целевого напряжения. Вы можете изменить эти пределы и полярность через интерфейс I2C/SMBus.

Внутренняя схема фазовой автоподстройки частоты (PLL) служит в качестве часов для внутренней схемы.Вы можете управлять PLL от внешнего источника синхронизации, подключенного к выводу SYNC. Вы можете установить частоту переключения от 200 кГц до 1,33 МГц.

Графический пользовательский интерфейс на базе Windows обеспечивает полную настройку и возможности мониторинга через интерфейс I2C/SMBus.

NDM3Z-90

CUI — это модуль на 90 А, который имеет несколько функций, обеспечивающих высокую эффективность преобразования мощности. Адаптивные алгоритмы и поцикловое управление зарядкой улучшают время отклика и уменьшают выходное отклонение в результате переходных процессов нагрузки.

ЗЛ8800

NDM3Z использует Intersil ZL8800 для автоматической компенсации. Это двойной выход или двухфазный цифровой контроллер постоянного/постоянного тока. Каждый выход может работать независимо или использоваться вместе в двухфазной конфигурации для сильноточных приложений. ZL8800 поддерживает широкий диапазон выходных напряжений (от 0,54 В до 5,5 В) при входном напряжении от 4,5 В до 14 В. На рис. 7-29 показана двухфазная конфигурация с внешними силовыми модулями DRMOS.

7-29.Intersil ZL8800, сконфигурированный как двухфазный преобразователь

Благодаря полностью цифровому управлению ChargeMode ZL8800 будет реагировать на скачки нагрузки в течение одного цикла переключения. Этот уникальный метод модуляции без компенсации позволяет проектировать переходные характеристики с минимальной выходной емкостью, тем самым экономя затраты и место на плате.

Запатентованная Intersil однопроводная последовательная шина DDC (Digital-DC)

позволяет ZL8800 обмениваться данными между другими микросхемами Intersil.Используя DDC, ZL8800 реализует сложные функции, такие как балансировка фазных токов между микросхемами, определение последовательности и распределение неисправностей, устраняя необходимость в сложных менеджерах электропитания с многочисленными внешними дискретными компонентами.

ZL8800 имеет поцикловую защиту от перегрузки по выходному току. Входное напряжение, выходные напряжения и напряжения питания драйвера DrMOS/MOSFET защищены от пониженного и повышенного напряжения. Для контроля температуры доступны два внешних и один внутренний датчик температуры, один из которых используется для защиты от перегрева и понижения температуры.Функция параметрического захвата моментальных снимков позволяет пользователям делать моментальные снимки рабочих данных и данных об отказах в нормальных условиях или в условиях отказа.

Интегрированные стабилизаторы с малым падением напряжения (LDO)

позволяют ZL8800 работать от одного входного источника питания, устраняя необходимость в дополнительных линейных регуляторах. Выход LDO можно использовать для питания внешних драйверов или устройств DrMOS.

При полном соответствии PMBus ZL8800 способен измерять и сообщать о входном напряжении, входном токе, выходном напряжении, выходном токе, а также о внутренней температуре устройства, внешней температуре и входе вспомогательного напряжения.

Этот блок питания включает в себя широкий спектр настраиваемых функций управления питанием, которые легко реализовать с минимальным количеством внешних компонентов. Кроме того, блок питания имеет функции защиты, которые постоянно защищают нагрузку от повреждений из-за непредвиденных сбоев системы.

Стандартная конфигурация источника питания подходит для широкого диапазона работы с точки зрения входного напряжения, выходного напряжения и нагрузки. Конфигурация хранится во внутренней энергонезависимой памяти (NVM).Все функции управления питанием можно перенастроить с помощью интерфейса PMBus.

Автоматическая компенсация Powervation

Bellnix Co. Ltd. (Япония) использует цифровой контроллер ROHM PV3012 Powervation в своем низкопрофильном модуле постоянного/постоянного тока на 60 А. Цифровой модуль питания BDP12-0.6S60R0 представляет собой неизолированный понижающий преобразователь, совместимый с PMBus, который удовлетворяет потребности в конструкциях с малым форм-фактором, обеспечивая при этом высокую надежность и высокую производительность. PV3012 компании ROHM представляет собой цифровой двухфазный контроллер (рис.7-30).

7-30. ИС Powervation PV3012 представляет собой ИС автоматической компенсации в режиме реального времени с одним выходом, двух- или однофазным цифровым синхронным понижающим контроллером для приложений POL.

Используется BDP на 60 А, а параллельная работа модуля BDP поддерживается через шину распределения тока ROHM DSS. Этот совместимый с PMBus модуль обеспечивает точные измерения и телеметрические отчеты, полную линейку программируемых функций защиты источника питания, исправность питания и дополнительную функцию отслеживания, и все это в компактном корпусе 32.Конструкция корпуса SMD размером 8 мм × 23,0 мм соответствует требованиям ROHS.

Цифровой контроллер ROHM PV3012 Powervation также используется в сильноточных цифровых модулях POL серии iJB TDK-Lambda. Продукты серии iJB поддерживают работу при низком напряжении и сильном токе, обеспечивая при этом точность заданного значения ±0,5% в диапазоне сети, нагрузки и температуры. В то время как функциональность модуля PMBus обеспечивает телеметрию напряжения, тока и температуры в режиме реального времени и обеспечивает полную программируемость преобразователя постоянного тока, продукты серии iJB также используют контакты для настройки функций, что позволяет использовать их в приложениях, отличных от PMBus. .

Используя интеллектуальную технологию автонастройки Powervation Auto-Control, модули iJB POL улучшают динамические характеристики и стабильность системы в приложении. Auto-Control — это запатентованная технология адаптивной компенсации, которая оптимизирует динамические характеристики и стабильность системы в режиме реального времени, не требуя введения шума или недостатков периодических методов. Это ключевое преимущество для модулей и других конструкций, которые управляют неизвестными или переменными выходными нагрузками, и решает проблемы дрейфа параметров нагрузки, возникающего в зависимости от температуры и времени.

Другим пользователем цифрового контроллера PV3012 является модуль постоянного/постоянного тока OKLF-T/25-W12N-C компании Murata Power Solutions. Это неизолированный преобразователь постоянного тока в постоянный, обеспечивающий максимальный ток 25 А при выходном напряжении 1,2 В при температуре до 70°C и воздушном потоке 200 LFM. Регулируемые выходы обеспечивают точное регулирование от 0,69 В до 3,63 В в широком диапазоне входного напряжения (от 6,5 В до 14 В).

Модуль OKLF 25 A

Murata Power Solutions обеспечивает сверхбыструю реакцию на переходные процессы при нагрузке, исключительную эффективность снижения номинальных характеристик и типичный КПД >90% в форм-факторе с высокой удельной мощностью.Модуль представляет собой полноценный автономный источник питания; с использованием цифровой ИС управления PV3012 он обеспечивает полный набор функций защиты и прецизионную точность уставки.

Этот преобразователь POL обеспечивает прецизионную погрешность уставки ±0,5% в зависимости от линии, нагрузки и диапазона температур — намного лучше, чем аналоговые варианты. Кроме того, это предложение повышает ценность за счет использования компактных приподнятых катушек индуктивности и автоматического управления Powervation.

ПВ3204

Одним из новых продуктов Powervation от ROHM, обеспечивающих автоматическую компенсацию, является PV3204, двухфазный цифровой синхронный понижающий контроллер с адаптивной компенсацией контура для приложений в точке нагрузки (POL) (рис.7-31). Выход может подавать от 0,6 В до 5,5 В и может конфигурироваться и управляться через PMBus или с помощью программирования, хранящегося в энергонезависимой памяти (NVM). Помимо интерфейса SMBus, PV3204 предоставляет 3-битный параллельный интерфейс VID с отображением от 0,85 В до 1,0 В с шагом 25 мВ и 1,05 В.

7-31. Powervation PV3204 — это двухфазный цифровой синхронный понижающий контроллер с адаптивной автокомпенсацией контура для приложений в точке нагрузки (POL).

ПВ3204

PV3204 использует запатентованный Powervation адаптивный цифровой контур управления, Auto-Control, технологию адаптивной компенсации контура в реальном времени для переключения силовых преобразователей, которая автономно уравновешивает компромиссы между динамическими характеристиками и стабильностью системы.Auto-Control избавляет от сложных расчетов и настройки оптимальной стабильности, используемых с традиционными методами компенсации. Автоматическое управление регулирует коэффициенты P, I и D в каждом цикле переключения для постоянного достижения оптимальной стабильности в широком диапазоне возмущений. Автоматическое управление встроено в архитектуру управления цифровых устройств Powervation и не зависит от вносимого шума периодических калибровок. Непрерывный характер автоматического управления позволяет ему управлять изменениями в системе, которые происходят в режиме реального времени или постепенно, пока используется источник питания.Эта самокомпенсация происходит цикл за циклом, поэтому Auto-Control может непрерывно регулироваться в соответствии с изменениями температуры, происходящими во время использования источника питания, и учитывать другие факторы, такие как старение и дрейф.

Этот контроллер может использоваться в однофазном или двухфазном режиме. При использовании в двухфазном режиме фазы могут быть добавлены или удалены по мере изменения нагрузки, так что эффективность будет максимальной во всем диапазоне нагрузки. Кроме того, выходы фаз чередуются, так что эффективная частота коммутации на выходе удваивается.

Цифровые функции этого контроллера силового преобразователя PMBus позволяют осуществлять системную телеметрию (удаленные измерения и отчеты) о токе, напряжении и температуре.

Кроме того, чтобы максимизировать производительность и надежность системы, микросхема обеспечивает температурную коррекцию/компенсацию нескольких параметров.

Прочтите другие статьи из серии «Управление питанием» в разделе «Управление питанием» нашей библиотеки серий.

Что такое трансформатор постоянного напряжения

Превосходная защита от шипов и электрических помех:

Наилучшую защиту электропитания обеспечивает специальный тип трансформатора, известный как трансформатор постоянного напряжения ( вариатор).Обеспечивая непревзойденную надежность и производительность кондиционирования, пики и электрические помехи нейтрализуются затуханием до 75 дБ.

Кроме того, входная (или первичная) и выходная (или вторичная) обмотки трансформатора физически разделены. Это разделение, известное как гальваническая развязка, гарантирует отсутствие прямой связи между источником питания и нагрузкой.

А Таким образом, CVT обеспечивает непреодолимый барьер для всплесков и высокочастотных электрических помех.Этот барьер также работает в обратном режиме, чтобы не допустить, чтобы «шумная» нагрузка загрязняла сам источник питания.

Как это работает?

более детально »

Несмотря на простоту концепции, CVT очень сложно объяснить, поэтому некоторые эксперты по электронике называют его магией. Фактически цель состоит в том, чтобы поддерживать насыщение железного сердечника вторичной обмотки, что поддерживает постоянное напряжение на выходной обмотке.

Первичная обмотка должна быть ненасыщенной, чтобы предотвратить недопустимо высокие потери.

Этот эффект достигается двумя способами.

Во-первых, две магнитные цепи разделены, но взаимосвязаны, что позволяет передавать энергию от первичной к вторичной.

Во-вторых, во вторичной цепи преднамеренно введена индуктивность, и она подключена к резонансному конденсатору. Эта LC-цепь настроена на резонанс на желаемой частоте трансформатора.

Следствием этого является насыщение вторичной части трансформатора и постоянное выходное напряжение.

Улучшенная защита от провисания, скачков напряжения и пониженного напряжения:

Провалы и скачки напряжения сети автоматически корректируются вариатор.

В случае экстремального перенапряжения, такого как локальный удар молнии, стабилизатор напряжения обеспечивает низкий импеданс по отношению к сети, чтобы защитить как себя, так и любые подключенные нагрузки.

Автоматическая генерация синусоидального сигнала:

с использованием технологии феррорезонансного трансформатора означает, что каждый кондиционер всегда будет генерировать чистую стабильную синусоиду, даже если он питается от загрязненной сети или источника прямоугольной формы.

А = ВХОД

Б = ВЫХОД

БЕЗ движущихся частей БЕЗ электроники ТОЛЬКО магнитная магия

Драйвер

Perfect Switched Mode Power Supply (SMPS):

Технология феррорезонансного трансформатора

обеспечивает поднятие плеча формы волны — Вариатор — самый добрый способ привода импульсного блока питания. Всплески на входе уменьшаются, что продлевает срок службы, а время проводимости увеличивается. В дополнение CVT обеспечивает буферизацию гармоник и улучшенное удержание накопительного конденсатора для неизбежных микропрерываний питания, которые происходят при переключении защиты сети.

Трансформаторы постоянного напряжения не заботятся об окружающей среде

В отличие от некоторых чувствительных электронных стабилизаторов вариатор работает в очень большой диапазон состояний. Стандартные агрегаты могут работать при постоянной температуре 40°С, при этом 50°С не является проблемой в течение коротких периодов времени, в то время как специальная конструкция может выдерживать 70°С. Вариаторы работают при минус 40°C, хотя выделяемое при их работе тепло приводит к тому, что трансформатор быстро становится теплым на ощупь.

Защита от перегрузки

CVT разработан для обеспечения перегрузки 150%, при перегрузке около 200% форма выходного сигнала схлопывается почти до 0 В, БЕЗ ВРЕДА ДЛЯ CVT, прямое короткое замыкание в течение длительного времени не является проблемой для CVT, как только короткое замыкание будет устранено, продолжит подачу полезной мощности.

Фиксированная картинка осциллографа

Что-то даром: если присутствует не менее 30 % нормального напряжения питания, правильно выбранный CVT может обеспечить достаточную мощность для вашей критической нагрузки.

картинка для проезда

Подавление синфазных помех

Шумоподавление в последовательном режиме

Постановление

Выход в пределах 5 % от нулевой до полной нагрузки

Отличная стабилизация выходного сигнала при низких нагрузках или высоких входных напряжениях

Выход остается в пределах 5% от нуля до полной нагрузки, если требуется более жесткое регулирование, можно найти компромисс.При 50% нагрузке регулировка составляет около 3%. Между нулевой и легкой нагрузкой (3%) происходит наибольшее падение мощности, поэтому постоянная легкая нагрузка еще больше улучшает регулирование. Событие полной или нулевой нагрузки может привести к мгновенному изменению на 8%, но CVT оседает за пару циклов.

Стабилизация

Выход остается в пределах 3 % при входном размахе 15 % при половинной нагрузке Выходной сигнал 3 % может быть достигнут при входном размахе приблизительно 30 %

Выходной сигнал в пределах 3 % для номинального входного сигнала +/-15 % Еще более широкие колебания входного сигнала при нагрузке ниже номинальной

Правила вне спецификации

Суммарная стабильность и регулировка составляют 8 %, и снова можно добиться улучшений, уменьшив нагрузку.Выход в пределах 8% от нулевой до полной нагрузки и номинальный вход +/-20%

Коэффициент мощности

Все блоки имеют коэффициент мощности, зависящий от выходной нагрузки.

Бесступенчатая трансмиссия может управлять широким диапазоном нагрузок с коэффициентом мощности (+/-0,75)

Небольшие изменения выходного напряжения будут обнаружены по сравнению с настройкой с резистивной нагрузкой.

Выход изменяется в зависимости от частоты входа

Изменение частоты на 1% дает 1.5% изменение выходного напряжения

Фазовый сдвиг

Небольшой фазовый сдвиг на Вариатор варьируется в зависимости от нагрузки

Выходной синусоидальный сигнал с любого входа, включая прямоугольный сигнал

Вот фактические формы сигналов осциллографа, демонстрирующие чудо регенерации синусоидального сигнала, выполняемого вариатором. Это приложение показывает входную прямоугольную волну с большим содержанием гармоник (THD около 30%), несколько пиков и другие проблемы.Выходной сигнал представляет собой идеальную синусоиду. Поскольку резонансный контур CVT восстанавливает форму волны, все входные сигналы могут быть поглощены и выведены в виде идеальной синусоидальной волны.

Ввод

Выход

Осциллограмма крупным планом

Осциллограмма крупным планом

Трансформатор постоянного напряжения (CVT) как он работает?

Введение

Стабилизация переменного тока

может быть достигнута с помощью простого магнитного устройства, не имеющего движущихся частей.

Это процесс получения постоянного напряжения переменного тока из переменного источника переменного напряжения, в котором используются реакторы насыщения. Последнее может быть заложено в специальном трансформаторном магнитном насыщении, создаваемом в части магнитопровода.

Схема обмотки и конструкция одного такого трансформатора постоянного напряжения показаны на схеме:

Сердечник представляет собой трехплечевую оболочку с путем магнитного рассеяния, разделяющим пространство обмотки.В верхней части обмотки находится первичная и компенсационная обмотка, а в нижней части обмотки находится вторичная обмотка, к которой подключен конденсатор. Увеличение напряжения, подаваемого на первичную обмотку, вызывает увеличение потока в основной магнитной цепи, и вторичное напряжение увеличивается пропорционально этому напряжению. Увеличение потока приводит к увеличению реактивного сопротивления рассеяния вторичной обмотки, и оно приближается к значению, которое резонирует с подключенным к ней конденсатором.При достижении состояния резонанса вторичный ток быстро возрастает, насыщая нижние участки магнитопровода. Поток от первичной обмотки отклоняется через магнитный шунт, и дальнейшее увеличение напряжения первичной обмотки приводит к незначительному изменению ЭДС вторичной обмотки. Она нарастает очень медленно и компенсируется ЭДС, наведенной в компенсационной обмотке на верхней части сердечника, включенной последовательно против вторичной обмотки.

Таким образом, когда вторичная обмотка входит в резонанс, выходное напряжение вторичной и компенсационной обмоток остается постоянным, и именно в этих условиях используется трансформатор.

Преимущество этой формы стабилизации заключается в том, что ее можно применять к источникам нагревателя в дополнение к любым источникам ВТ, получаемым от нее. Однако из-за несинусоидальной формы сигнала показания, снятые с помощью обычных счетчиков выпрямительного типа, могут быть ошибочными.

Компенсационная обмотка создает небольшое напряжение, которое используется для «понижения» выходного напряжения.

Для получения синусоидальной формы сигнала добавляется дополнительная обмотка, которая соединяется через магнитный зазор.Эта дополнительная «нейтрализующая» обмотка может быть организована так, чтобы обеспечить подходящее количество 3-й и 5-й гармоник, которые при суммировании с выходной «прямоугольной» волной, приведенной выше, дают синусоиду.

Также показана эквивалентная схема первого члена:

Трансформатор постоянного напряжения (CVT) обеспечивает защиту от молнии

Введение

При ударе молнии рассеивается огромное количество энергии. Если удар каким-то образом прямой или почти прямой, то большинство попавших веществ испарятся локально.Электрораспределительные системы имеют специальные изолирующие устройства, ограничивающие воздействие ударов молнии на воздушные провода. Однако в воздушных линиях могут возникать серьезные переходные процессы, которые могут вывести из строя чувствительную электронику, если «шип» полностью проникнет в оборудование.

Молния

Типичный удар молнии создает форму волны с передним фронтом около 1,2 мкс, а через 50 мкс напряжение падает до половины своего пикового значения. Доступно специальное испытательное оборудование, которое генерирует сигнал 8/20 мкСм, который представляет собой эффект молнии, если напряжение составляет 6 кВ, а импеданс источника менее 2 Ом.Еще один популярный тест основан на форме 10/350, которая используется в телекоммуникационных приложениях.

Обычно не принимается во внимание тот факт, что офисная и домашняя электропроводка обычно «перегорает» при напряжении около 6 кВ, что ограничивает ожидаемое напряжение от местных ударов молнии.

Типичный «пробой» может нести около 200 000 ампер, что при подаче на заземленный проводник вызовет огромное повышение локального потенциала земли. Этот эффект может привести к тому, что довольно большое количество энергии будет передаваться по местной заземляющей проводке.Этой проблеме необходимо уделить особое внимание. Видеть Проводка ИКТ и соображения.

Пуленепробиваемая защита

Предварительный Бесступенчатые вариаторы, специально разработанные для защиты компьютеров, обеспечивают один из самых эффективных барьеров против повреждения молнией. CVT имеет магнитную цепь, которая становится очень низкоимпедансной при подаче высокого напряжения.

Если блок правильно установлен с защитным предохранителем или автоматическим выключателем, то Бесступенчатая трансмиссия перегорает предохранитель/прерыватель до того, как разрушающая энергия попадет в защищаемое электронное оборудование.

Это означает, что компьютер или другое оборудование может быть непреднамеренно выключено, но оно будет защищено от результирующей распределенной энергии удара молнии. Такие всплески энергии относительно распространены.

Единственным действием, которое требуется от пользователя, является замена предохранителя или сброс автоматического выключателя и продолжение использования оборудования.

Если удар имеет достаточную энергию, чтобы повредить входящую распределительную проводку из-за прямого удара, то может произойти что угодно.

Первичное напряжение — обзор

9.2.1 Пример обратного хода

Давайте сделаем изолированную лампу мощностью 3 Вт, последовательно соединив три белых мощных светодиода.

Предположим, у нас есть первичное напряжение 48 В и время включения 5 мкс, а соотношение первичных и вторичных витков составляет 1:0,1. Если мы управляем светодиодной нагрузкой 10 В, время выключения будет определяться преобразованием уравнения

0,11⋅10=24⋅10−610

Таким образом, T ВЫКЛ  = 2.4 мкс. Таким образом, период переключения должен быть больше 7,4 мкс, чтобы обеспечить полный отвод магнитной энергии в сердечнике трансформатора. Частота переключения ниже 130 кГц будет удовлетворительной, давайте возьмем 100 кГц, чтобы дать некоторый запас.

При переключении на 100 кГц период составит 10 мкс. Если средний выходной ток равен 350 мА, среднее значение за 2,4 мкс составит 1,46 А (350 мА * 10/2,4 = 1,46 А). Поскольку этот ток линейно затухает от обмотки трансформатора, пиковый вторичный ток будет вдвое больше: 2.92 А. Вторичная индуктивность будет

E=−L⋅дидт.

L=E⋅dtdi=10⋅2,4⋅10−62,92=8,22 мкГн

Поскольку первичная обмотка имеет в 10 раз больше витков, чем вторичная, индуктивность первичной обмотки будет в 100 раз больше, чем у вторичной (коэффициент витков, Н , возводится в квадрат при расчете индуктивности). Другими словами, первичная индуктивность будет 822 мкГн.

Большинство токовых источников питания управляют переключением таким образом, что МОП-транзистор выключается при достижении определенного пикового тока в первичной обмотке.Поскольку пиковый ток во вторичной обмотке составляет 2,92 А, а соотношение витков – 10:1, нам нужен пиковый первичный ток 292 мА. [Проверьте: E=-L⋅didt, поэтому E  = 822 * 10 −6 * 0,292/(5 * 10 −6 ) = 48 В].

Проблема с нашей конструкцией заключается в том, что ток светодиода будет меняться при изменении напряжения светодиода, потому что мы основываем нашу конструкцию на определенном выходном напряжении. На самом деле это дает постоянную выходную мощность при постоянном входном напряжении, что хорошо для некритичных конструкций.Но что, если входное напряжение изменится?

Более высокое входное напряжение будет означать, что ограничение по току будет достигнуто за более короткое время. Это означает, что рабочий цикл будет уменьшен и, следовательно, количество вольт-секунд на первичной обмотке не изменится. На практике присущие компаратору измерения тока задержки приводят к тому, что входной ток «превышает» опорный уровень. Этот выброс больше с увеличением входного напряжения, потому что задержка постоянна, но скорость нарастания тока увеличивается с входным напряжением.Компенсация этого выброса может быть достигнута путем подключения резистора между шиной питания и выводом датчика тока. Этот резистор вводит небольшое смещение постоянного тока, которое увеличивается с увеличением напряжения питания, и, таким образом, запускает компаратор раньше при повышении напряжения питания.

Соотношение витков 10:1 и выходное напряжение 10 В, используемые в ранее упомянутом примере, вызывают отраженное напряжение 100 В в первичной обмотке, когда имеет место вторичная проводимость. Это отраженное напряжение добавляется к напряжению питания, поэтому при питании этой схемы от источника 48 В требуется полевой МОП-транзистор с номинальным напряжением 200 В или выше.

Пример конструкции не обеспечивает эффективности. На практике обратноходовой преобразователь имеет КПД около 90 %, поэтому для этого необходимо увеличить входной ток примерно на 10 %.

Если бы мы проектировали цепь постоянного напряжения, мы бы позволили пиковому первичному току быть выше, чем в примере. Этот запас учитывает колебания входного напряжения. Затем мы будем использовать обратную связь с выхода для управления переключением, чтобы при необходимости уменьшить мощность в первичной обмотке.

Автотрансформатор: что это такое? (Определение, теория и схема)

Что такое автотрансформатор?

Автотрансформатор (или автотрансформатор ) представляет собой тип электрического трансформатора только с одной обмоткой. Приставка «авто» относится к одиночной катушке, действующей в одиночку (по-гречески «сам»), а не к какому-либо автоматическому механизму. Автотрансформатор подобен двухобмоточному трансформатору, но отличается тем, как взаимосвязаны первичная и вторичная обмотки трансформатора.

Теория автотрансформатора

В автотрансформаторе одна единственная обмотка используется как первичная и вторичная обмотки. Но в двухобмоточном трансформаторе две разные обмотки используются для первичной и вторичной цели. Принципиальная схема автотрансформатора показана ниже.

Обмотка AB с общим числом витков N 1 считается первичной обмоткой. Эта обмотка отводится от точки ‘C’, а участок BC считается вторичным. Предположим, что количество поворотов между точками ‘B’ и ‘C’ равно N 2 .

Если напряжение V 1 приложено к обмотке, то есть между ‘A’ и ‘C’.

Следовательно, напряжение на участке BC обмотки будет равно

Поскольку участок BC обмотки считается вторичным, можно легко понять, что значение константы ‘k’ представляет собой не что иное, как отношение витков или отношение напряжений из них автотрансформатор . Когда нагрузка подключается между вторичными клеммами, то есть между ‘B’ и ‘C’, начинает течь ток нагрузки I 2 .Ток во вторичной обмотке или общей обмотке равен разности I 2 и I 1 .

Экономия меди в автотрансформаторе

Теперь мы обсудим экономию меди в автотрансформаторе по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором.
Мы знаем, что вес меди любой обмотки зависит от ее длины и площади поперечного сечения. Опять же, длина проводника в обмотке пропорциональна количеству витков, а площадь поперечного сечения зависит от номинального тока.
Таким образом, масса меди в обмотке прямо пропорциональна произведению числа витков на номинальный ток обмотки.

Следовательно, масса меди в секции AC пропорциональна,

и аналогично, масса меди в секции BC пропорциональна,

Следовательно, общая масса меди в обмотке автотрансформатора пропорциональна,

In Аналогичным образом можно доказать, что масса меди в двухобмоточном трансформаторе пропорциональна в трансформаторе N 1 I 1 = N 2 I 2 )
Допустим, W a и W tw — масса меди в автотрансформаторе и двухобмоточном трансформаторе ∴ 3 9074 соответственно, 9074 Экономия меди в автотрансформаторе по сравнению с двухобмоточным трансформатором,


В автотрансформаторе используется только одна обмотка на фазу по сравнению с двумя отдельными обмотками в обычном трансформаторе.

Преимущества использования автотрансформаторов

Преимущества автотрансформатора включают:

  1. Для коэффициента трансформации = 2 размер автотрансформатора будет примерно 50% от соответствующего размера двухобмоточного трансформатора. Для коэффициента трансформации скажем 20, однако размер будет 95%. Экономия стоимости материала, конечно, не в такой же пропорции. Экономия затрат заметна, когда коэффициент трансформации низкий, то есть ниже 2.Таким образом, автотрансформатор меньше по размерам и дешевле.
  2. Автотрансформатор имеет более высокий КПД, чем двухобмоточный трансформатор. Это связано с меньшими омическими потерями и потерями в сердечнике из-за уменьшения материала трансформатора.
  3. Автотрансформатор имеет лучшую стабилизацию напряжения, так как падение напряжения на сопротивлении и реактивном сопротивлении одиночной обмотки меньше.

Недостатки использования автотрансформатора

К недостаткам автотрансформатора относятся:

  1. Из-за электропроводности первичной и вторичной обмоток цепь с более низким напряжением подвержена воздействию более высокого напряжения.Чтобы избежать пробоя в цепи более низкого напряжения, необходимо спроектировать цепь низкого напряжения так, чтобы она выдерживала более высокое напряжение.
  2. Поток рассеяния между первичной и вторичной обмотками мал, и, следовательно, сопротивление низкое. Это приводит к более сильным токам короткого замыкания в условиях отказа.
  3. Соединения на первичной и вторичной сторонах обязательно должны быть одинаковыми, за исключением случаев использования соединенных звездой соединений. Это приводит к осложнениям из-за изменения первичного и вторичного фазового угла, особенно в случае соединения треугольник/треугольник.
  4. Из-за общей нейтрали в автотрансформаторе, соединенном звездой, невозможно заземлить нейтраль только с одной стороны. Обе стороны должны иметь свой нейтралитет либо на земле, либо в изоляции.
  5. Сложнее поддерживать электромагнитный баланс обмотки, когда предусмотрены отводы для регулировки напряжения. Следует знать, что обеспечение ответвлений на автотрансформаторе значительно увеличивает габариты трансформатора. Если диапазон прослушивания очень велик, преимущества, полученные в первоначальных затратах, теряются из-за большого события.

Применение автотрансформаторов

Применение автотрансформатора включает:

  1. Компенсация падения напряжения путем повышения напряжения питания в распределительных сетях.
  2. Автотрансформаторы с рядом отводов применяются для пуска асинхронных и синхронных двигателей.
  3. Автотрансформатор используется как вариатор в лаборатории или там, где требуется непрерывная регулировка в широком диапазоне.

Что такое регулирование напряжения трансформатора? Примеры и приложения

Регулирование напряжения трансформатора – формулы и примеры

Что такое регулирование напряжения?

Регулировка напряжения трансформатора представляет собой отношение разницы между выходным напряжением трансформатора без нагрузки и при полной нагрузке к его выходному напряжению при полной нагрузке, выраженное в процентах (%).

Другими словами, регулирование напряжения трансформатора является мерой обеспечения постоянного выходного напряжения при различных токах нагрузки.

Проще говоря, изменение величины входного и выходного напряжения трансформатора известно как регулирование напряжения. т. е. изменение напряжения вторичной обмотки трансформатора от холостого хода до полной нагрузки, связанное с напряжением холостого хода, известно как «регулирование напряжения».

Математически регулирование напряжения выражается следующей формулой.

Регулятор напряжения первичной обмотки трансформатора

Где:

  • E 1 = Напряжение первичной клеммы без нагрузки
  • В 1 = Напряжение первичной клеммы при полной нагрузке
  • E 2 = Напряжение вторичной клеммы без нагрузки
  • В 2 = Напряжение вторичной клеммы при полной нагрузке

A Трансформатор, как правило, обеспечивает более высокое выходное напряжение без нагрузки, чем при полной нагрузке трансформатора в соответствии с номинальной мощностью трансформатора, указанной на паспортной табличке.Другими словами, под нагрузкой выходное напряжение трансформатора немного падает.

Силовой трансформатор должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (в идеале, так как в реальности это невозможно). Таким образом, лучше иметь как можно меньше изменений выходного напряжения при различных токах нагрузки. В этом сценарии регулирование напряжения показывает, насколько трансформатор может обеспечить постоянное вторичное напряжение при различных нагрузках, подключенных к выходу трансформатора.

Следующая базовая схема трансформатора и решенный пример прояснят концепцию регулирования напряжения трансформатора.

В первом сценарии Предположим, что к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. В этом случае разомкнутая цепь:

  • Нет тока нагрузки из-за разомкнутой цепи.
  • Когда ток нагрузки не течет, падение напряжения и реактивные падения на резисторе и катушках индуктивности отсутствуют.
  • Падение напряжения на первичных клеммах незначительно.

Во втором сценарии трансформатор нагружен, т. е. к клеммам вторичной обмотки трансформатора подключена нагрузка.В этом случае загруженной цепи:

  • Ток нагрузки протекает из-за замкнутой цепи и нагрузки, подключенной к клеммам вторичной обмотки.
  • Ток нагрузки протекает через нагрузку, поэтому на резисторах и катушках индуктивности должно быть падение напряжения.
  • Таким образом, среднее значение регулирования напряжения больше, чем у трансформатора без нагрузки.

Для лучшей производительности регулировка напряжения должна быть низкой (идеальный нуль), т.е. чем выше регулировка напряжения, тем хуже эффективность и производительность трансформатора.

Приведенная выше схема и объяснение, следующие два пункта заключаются в заключение:

  • В трансформаторе значение первичного напряжения всегда больше, чем ЭДС индукции в первичных обмотках.

В 1 > Е 1

  • В трансформаторе значение напряжения вторичной обмотки без нагрузки всегда больше, чем напряжение вторичной обмотки при полной нагрузке.

Е 2 > В 2

Основываясь на приведенной выше информации из указанной схемы, можно составить следующие два уравнения:

  • В 1 = I 1 R 1 Cosθ 1 + I 1 X 1 Sinθ

    2 3 0 8 1 +

  • E 2 = I 2 R 2 Cosθ 2 + I 2 X 2 Sinθ 2 + V 29082

Для различных видов нагрузок i.е. индуктивные и емкостные нагрузки и т. д., следующее выражение при вторичном напряжении без нагрузки.

Ниже приведены значения вторичного напряжения без нагрузки для различных видов нагрузок, т. е. индуктивных и емкостных нагрузок и т. д.

Регулирование напряжения для индуктивных нагрузок (отстающий коэффициент мощности)

E 2 = I 2 R 02 Cosθ 2 + I 2 X 02 Sinθ 2 0 3

    3 + 2 V

    E 2 – V 2 = I 2 R 02 Cosθ 2 + I 2 X 02 03 Sinθ 8 02 03 9090

    Регулирование напряжения трансформатора при отстающем коэффициенте мощности (индуктивная нагрузка):

    Регулирование напряжения для емкостных нагрузок (опережающий коэффициент мощности)

    E 2 = I 2 R 02 Cosθ 2 – I 2 X 02 Sinθ 2 0 3 0 3 + 2 V 2

    E 2 – V 2 = I 2 R 02 Cosθ 2 – I 2 X 02 903 90 8 0 903 90 8 0 903 90 8

    Регулирование напряжения трансформатора при ведущем коэффициенте мощности (емкостная нагрузка):

    Где:

    • (I 2 R 02 / E 2 ) x 100 — падение сопротивления в процентах
    • (I 2 X 02 / E 2 ) x 100 — падение реактивного сопротивления в процентах

    Запись по теме: Уравнение ЭДС трансформатора

    Примеры регулирования напряжения
    Пример 1:

    Предположим, трансформатор имеет напряжение без нагрузки 240 вольт и напряжение полной нагрузки 230 вольт.Регулирование трансформатора рассчитывается следующим образом.

    % Регулирование напряжения = [{(Напряжение без нагрузки – Напряжение с полной нагрузкой) / Напряжение с полной нагрузкой} x 100]

    % Регулировка напряжения = [{(240–230 В) / 230} x 100]

    % Регулировка напряжения = 4,347%

    Не устраивает базовый пример, приведенный выше, давайте немного усложним, как показано ниже.

    Пример 2:

    Трансформатор мощностью 50 кВА имеет 200 витков и 40 витков на первичной и вторичной обмотках соответственно.Сопротивление на первичной и вторичной обмотках составляет 0,15 Ом и 0,005 Ом соответственно. Величина реактивного сопротивления рассеяния на первичной и вторичной обмотках составляет 0,55 и 0,0175 Ом соответственно. Если напряжение питания на первичной стороне 1100В, рассчитать:

    1. Эквивалентное полное сопротивление, передаваемое на первичные обмотки
    2. Вторичная клемма Напряжение при полной нагрузке с отстающим коэффициентом мощности 0,8.
    3. Регулировка напряжения

    Решение:

    Данных Данных:

    • Первичное напряжение: 1100 В
    • Основные ходы: 200
    • вторичных витков: 40
    • Р 1 = 0.15 Ом
    • Ч 2 = 0,005 Ом
    • X 1 = 0,55 Ом
    • X 2 = 0,0175 Ом
    • Коэффициент мощности = Cos θ = 0,8 Отставание

    (1)

    Коэффициент поворота = K = N 2 / N 1 = 40 / 200 = 1/5

    R 01 = R 1 + R 2 / K 2 = 0,15 Ом + 0,005 Ом / (1/5) 2 = 0,275 Ом

    Х 01 = Х 1 + Х 2 / К 2 = 0.55 Ом + 0,0175 Ом / (1/5) 2 = 0,987 Ом

    Z 01 = 0,275 + j 0,987 = 1,025 ∠74,43 o

    Z 02 = K 2 Z 01 = (1/5) 2 (0,275 + j 0,987) = (0,011 + j 0,039)

    (2)

    Вторичное напряжение без нагрузки = кВ 1 = (1/5) × 1100 В = 220 В

    Вторичный ток: I 2 = 50 x 10 3 /220 В = 227,27 А … (I = P/V = 50 кВА / 220 В) 

    I 2 = 227.27 А

    Падение напряжения при полной нагрузке относительно вторичной обмотки

    = I 2 (R 02 Cos θ + X 02 Sin θ)

    = 227,27 А (0,011 × 0,8 – 0,039 × 0,6) = – 3,32 В

    Напряжение вторичной клеммы под нагрузкой = 220 В – 3,32 В = 216,68 В

    Вторичное напряжение при полной нагрузке: 216,68 В

    (3)

    % Регулировка = 3,32 В × 100/220 = 1,51

    или

    Регулировка напряжения:

    % Стабилизация напряжения = (В Без нагрузки – В Полная нагрузка / В Полная нагрузка ) x 100

    = (220В – 216.68 В / 216,68 В) х 100 = 1,53

    % Регулировка напряжения = 1,53

    Регулятор нулевого напряжения трансформатора

    Регулирование нулевого напряжения означает, что «напряжение холостого хода» и «напряжение полной нагрузки» трансформатора равны, т. е. между ними нет разницы. Регулирование нулевого напряжения указывает на максимально возможную производительность трансформатора, которая возможна только в теоретическом и идеальном трансформаторе.

    Помимо теории, чем ниже процент регулирования напряжения, тем стабильнее и постояннее напряжение вторичной клеммы для нагрузок с лучшим регулированием.

    Заявления о нарушении правил

    В некоторых случаях требуется плохое регулирование напряжения трансформатора, например, в «разрядной лампе». В этом случае необходим повышающий трансформатор, обеспечивающий высокое напряжение на начальном этапе для зажигания лампы, а затем падение уровня напряжения после зажигания и начала протекания тока в цепи разрядного освещения. Этот процесс можно легко осуществить с помощью повышающего трансформатора с плохой стабилизацией (высокий процент регулирования напряжения).

    аналогичным образом, в аппаратах для дуговой сварки требуется плохое регулирование напряжения, которое на самом деле является понижающим трансформатором, обеспечивающим низкое напряжение и большой ток в процессе дуговой сварки.

    Полезно знать: Регулировка высокого % напряжения означает плохую регулировку или работу.

    Как улучшить регулирование трансформатора?

    Устройство, известное как феррорезонансный трансформатор (сочетание трансформатора и LC-резонансного контура), используется для улучшения регулирования трансформатора (т.е. уменьшить процент регулирования напряжения трансформатора). Железный сердечник феррорезонансного трансформатора заполнен потоком (магнитными линиями) в течение большей части цикла переменного тока. Таким образом, первичный ток трансформатора и изменение напряжения питания мало влияют на плотность магнитного потока сердечника трансформатора. Это означает, что выход вторичной обмотки трансформатора имеет почти постоянное напряжение, на которое не влияют значительные колебания напряжения питания первичных обмоток трансформатора.

    Похожие сообщения:

    Основы регулирования напряжения трансформатора

    Многие ошибочно полагают, что трансформатор с регулированием на 10 % поддерживает выходное напряжение в пределах 10 % от номинального. Это просто не так. Давайте посмотрим, что такое регулирование напряжения трансформатора и чем оно вам полезно.

    В любом понижающем трансформаторе вторичный ток вызывает падение напряжения на резистивных и реактивных компонентах вторичной обмотки трансформатора.С другой стороны, первичный ток вызывает падение напряжения на резистивных и реактивных компонентах первичной обмотки трансформатора. Отсюда легко увидеть, что первичное напряжение будет меньше напряжения питания, а вторичное (выходное) будет меньше любого из них.

    Предположим, к трансформатору не подключена нагрузка. В таком случае вторичный ток не течет. Без тока у вас нет падения напряжения на этих резистивных и реактивных компонентах вторичной обмотки трансформатора.Но случается другое. Без вторичного тока первичный ток падает до тока холостого хода, который почти равен нулю. Это означает, что падение напряжения на резистивных и реактивных компонентах первичной обмотки трансформатора становится очень небольшим. Каков чистый эффект? В отсутствие нагрузки напряжение на первичной обмотке почти равно напряжению питания, а вторичное напряжение почти равно напряжению питания, умноженному на отношение первичных обмоток к вторичным.

    Можно предположить, что выходное напряжение трансформатора самое высокое на холостом ходу.Тогда имело бы смысл, что (в условиях нагрузки) резистивные и реактивные компоненты трансформатора вызывают падение выходного напряжения ниже уровня холостого хода. Это логическое предположение, но это не обязательно так. В зависимости от коэффициента мощности нагрузки выходное напряжение при полной нагрузке может фактически превышать напряжение холостого хода.

    Регулировка напряжения трансформатора представляет собой процентное изменение выходного напряжения от холостого хода до полной нагрузки. А поскольку коэффициент мощности является определяющим фактором вторичного напряжения, коэффициент мощности влияет на регулирование напряжения.Это означает, что регулирование напряжения трансформатора является динамическим, зависящим от нагрузки числом.

0 comments on “Схема простого регулятора напряжения по первичной обмотке: Регулировка тока по первичной обмотке

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.