4 схемы на Регулятор напряжения своими руками 0-220в

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

2. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

3. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

4. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

а,а,б,а.

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

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.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

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.

Название	Мощность	Напряжение стабилизации	Цена	Вес	Стоимость одного ватта
Module ME	4000 Вт	0-220 В	6.68$	167 г	0.167$
SCR Регулятор	10 000 Вт	0-220 В	12.42$	254 г	0.124$
SCR Регулятор II	5 000 Вт	0-220 В	9.76$	187 г	0.195$
WayGat 4	4 000 Вт	0-220 В	4.68$	122 г	0.097$
Cnikesin	6 000 Вт	0-220 В	11.07$	155 г	0.185$
Great Wall	2 000 Вт	0-220 В	1.59$	87 г	0.080$

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.

Подборка тематических выдержек из статей

elektro220v.ru

Электронный регулятор напряжения бортовой сети авто

Электромеханический, в котором с помощью вибрирующих контактов изменяется ток в обмотке возбуждения генератора переменного тока. Работа вибрирующий контактов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бортовой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения. Однако вибрационные регуляторы напряжения поддерживают напряжение с точностью 5-10%, из-за этого существенно снижается  долговечность аккумулятора и освети тельных ламп автомобиля.
Электронные регуляторы напряжения бортовой сети типа Я112 , которые в народе называют «шоколадка». Недостатки этого регулятора известны всем — низкая надежность, обусловленная низким коммутационным током 5А и местом установки прямо на генераторе, что ведет к перегреву регулятора и выходу его из строя. Точность поддержания напряжения остается, несмотря на электронную схему, очень низкой и составляет 5% от номинального напряжения.

Вот поэтому я решил сделать устройство, которое свободно от вышеизложенных недостатков. Регулятор прост в настройке, точность поддержания напряжения составляет 1% от номинального напряжения. Схема, приведенная на рис.1 прошла испытания на многих автомобилях, в том числе и грузовых в течение 2-х лет и показала очень хорошие результаты.

Рис.1.

Принцип работы

При включении замка зажигания напряжение +12В подается на схему электронного регулятора. Если напряжение, поступающее на стабилитрон VD1 с делителя напряжения R1R2 недостаточно для его пробоя, то транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а VT3 — в открытом. Через обмотку возбуждения протекает максимальный ток, выходное напряжение генератора начинает расти и при достижении 13,5 — 14,2В возникает пробой стабилитрона.

Благодаря этому открываются транзисторы VT1, VT2, соответственно транзистор VT3 закрывается, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается выходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжения примерно на 0,05 — 0,12В достаточно, чтобы стабилитрон перешел в запертое состояние, после чего транзисторы VT1, VT2 закрываются, а транзистор VT3 открывается и через обмотку возбуждения снова начинает протекать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой 200 — 300 Гц, которая определяется инерционностью магнитного потока.

Конструкция

При изготовлении электронного регулятора, следует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора VT3. На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, 1ем не менее выделяется значительная мощность, поэтому его следует монтировать на радиаторе. Остальные детали можно разместить на печатной плате, прикрепленной к радиатору.

Таким образом, получается очень компактная конструкция. Резистор R6 должен быть мощностью не менее 2Вт. Диод VD2 должен иметь прямой ток около 2А и обратное напряжение не менее 400В, лучше всего подходит КД202Ж, но возможны и другие варианты. Транзисторы желательно применить те, которые указаны на принципиальной схеме, особенно VT3. Транзистор VT2 можно заменить на КТ814 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD1 желательно установить серии КС с напряжением стабилизации 5,6-9В, (типа КС156А, КС358А, КС172А), при этом увеличится точность поддержания напряжения.

Настройка

Правильно собранный регулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает стабильность напряжения бортовой сети примерно 0,1 — 0,12В, при изменении числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. Проще всего настройку производить на стенде, состоящем из регулируемого блока питания 0 — 17В и лампочки накаливания 12В 5-10Вт. Плюсовой выход блока питания подключают к клемме “+” регулятора, минусовой выход блока питания подключают к клемме «Общ”, а лампочку накаливания подключают к клемме «Ш» и клемме «Общ” регулятора.

Настройка сводится к подбору резистора R2, который изменяют в пределах 1-5 кОм, и добиваются порога срабатывания на уровне 14,2В. Это и есть поддерживаемое напряжение бортовой сети. Увеличивать его выше 14,5В нельзя, поскольку при этом резко сократится ресурс аккумуляторов.

xn—-7sbbil6bsrpx.xn--p1ai

Самодельный регулятор напряжения — MotoRegulator.com

Как я делал Реле-Регулятор (Реле зарядки) для мотоцикла.
Для начала отмечу, что нижеследующий текст является популистским и предназначен для людей, слабо разбирающихся в электронике, поэтому изобилует не совсем корректными сравнениями и упрощениями. Не надо тыкать мне в лицо учебником электротехники и учить меня законам Кирхгофа. Началось все с того, что ребята из дружественного мото-сервиса попросили меня срочно решить «проблемку с РР». Отказать ребятам было нельзя — свои, и я принялся изучать вопрос. Сначала выяснилось, что мотоциклетное РР — это совсем не то, что автомобильное.
Отличий два и все они очень серьёзны.
1) Авто — это стабилизатор.
Мото — это выпрямитель + стабилизатор .
2) Авто — регулирует напряжение на обмотке возбуждения генератора .
Мото — регулирует выходное напряжение генератора .
Есть мотоциклы с генераторами автомобильного типа, но их немного.
Вот тут надо сделать небольшое отступление на тему «что такое сила тока, напряжение, и стабилизатор напряжения». Электрический ток, как известно из школьного курса физики, это «направленное движение электронов». Вдаваться в подробности сейчас не будем, важно уяснить главное — у электрического тока есть множество параметров, но нам наиболее важны два из них — сила тока и напряжение. Ток измеряется в Амперах, а напряжение измеряется в Вольтах. Чтобы понять что это такое, представьте, что ваш провод это канал, а ток — вода текущая по нему. Так вот сила тока это скорость потока воды, а напряжение — уровень воды в канале. Для понимания дальнейшего текста этого хватит.
Теперь о стабилизаторах.
Заморачиваться на выпрямителях мы пока не будем — диод он диод и есть. Задача любого стабилизатора напряжения — получить напряжение, понизить его до заданного уровня и удерживать на этом уровне. По принципу действия стабилизаторы делятся на импульсные, линейные и шунтирующие. Шунтирующий стабилизатор «пускает лишнее напряжение мимо потребителя».
Простейший шунтирующий стабилизатор собирается из двух деталей — резистора и стабилитрона.

Стабилитрон, это такой забавный штук, который, когда напряжение меньше чем нужно, прикидывается что его (стабилитрона) нет (то есть якобы провод оборван), а когда напряжение больше, чем нужно, прикидывается проволочкой (то есть начинает свободно проводить ток). Представьте себе клапан с пружиной, вот принцип тот же. Работает это так. Вот напряжение, меньше чем нужно, стабилитрон ток не проводит, весь ток уходит потребителю. Воды мало, клапан закрыт. Вот напряжение почему-то повысилось и стало больше чем нужно. Стабилитрон начинает проводить ток, и все лишнее «проваливается» мимо потребителя через стабилитрон на массу. Воды много, клапан открылся и слил лишнюю воду. Таким образом, наше напряжение, наш «уровень воды» все время находится примерно на одном значении. Все бы ничего, но не бывает стабилитронов на большие токи. Этот клапан может быть только маленького диаметра. Поэтому сделать стабилизатор для большой силы тока только на стабилитроне — невозможно. Как с этим справляются расскажу позже.
Линейный стабилизатор действует по принципу: «при повышении напряжения ему создаются дополнительные трудности для прохождения». Лучшее сравнение — унитазный бачок. Уровень в бачке маленький — клапан открыт — вода наливается, уровень поднимается — поплавок тащит вверх, клапан закрывается, отверстие всё уже, уже, уже…. Уровень достиг нужного — клапан закрылся. Спустили воду — уровень упал — вода полилась, и всё по новой. Только быстро.
Приделываем к нашему стабилитрону транзистор.

Транзистор это и есть тот самый клапан в бачке. Напряжение маленькое — стабилитрон отключен (говорится «закрыт») — ток открывает транзистор — ток идет через транзистор к потребителю, напряжение повысилось — стабилитрон открылся — ток слился на массу — транзистор открывать уже нечем — он закрылся — отключил источник от потребителя. Ваша любимая «КРЕНка» и есть такой вот линейный стабилизатор, только схема внутри нее посложнее. И все бы ничего но, сам принцип линейного стабилизатора подразумевает «преобразование лишнего тока в тепло». Шунтирующий стабилизатор «пропускает через себя только лишнее». А линейный — всё. Поэтому греется он гораздо больше. И если заставить его стабилизировать большие токи, то
греться он будет быстрее чем остывать. И быстро сгорит. И никакие радиаторы не помогут. А в мотоциклах очень большие токи (я говорю о японцах). Поэтому тот кто советует «сделать РР для мотоцикла на КРЕНке» — бредит. Импульсный стабилизатор действует по похожему принципу, только у него нет промежуточных состояний. Он либо подключает, либо отключает источник от потребителя. Подробности в википедии.
Теперь вернёмся к нашим мотоциклам.
Итак для начала я попробовал собрать классический линейный стабилизатор. Да, да, я наступил на все грабли, на которые можно было наступить. 20-ти амперный тошибовский транзистор шарахнул так, что слышно было на улице. Тогда вместо классического «биполярного» транзистора я применил так называемый «полевой». Полевые транзисторы свободно оперируют большими токами не особо при этом нагреваясь.
Моя первая схема имела следующий вид.

Транзистор VT0 выполняет функцию «чем больше напряжение питания, тем меньше напряжение он выдаёт», микросхема DA1 — «дёргает напряжение, управляющее полевым транзистором, чем меньше напряжение на входе, тем реже дёргает» микросхема DA2 — усиливает напряжение, управляющее полевым тразистором, а то ему с DA1 мало, ну а полевой транзистор VT1 уже выполняет роль того самого клапана в бачке унитаза и питает весь мотоцикл. И ничего. Не перегревается. Эту схему я изготовил в единственном экземпляре, и она работала. О дальнейшей ее судьбе мне ничего не известно. Но судя по тому, что рекламаций мне не высказали, наверно работала она удовлетворительно. Однако это получается импульсный стабилизатор. И у него есть главный недостаток импульсного стабилизатора — большие пульсации. Грубо говоря, напряжение на его выходе не 13 вольт, как надо, а «то много, то мало, а в среднем то что надо». Если мой друг Вася выпил при мне две бутылки пива, а мне не дал ни одной, то теоретически, мы вместе выпили по бутылке пива каждый, а практически Васе пора бить морду. Я показал эту схему лишь для того, чтобы обозначить «этапы большого пути».
Но эту схему собирать не надо.
Именно из-за пульсаций. Мой коллега предложил аналогичную схему с меньшим количеством деталей, но работающую по тому же принципу.

Её тоже сделали. И она тоже работала. Но и это импульсный стабилизатор со всеми своими пульсациями, поэтому от этой схемы так же отказались. Что ж, я стал искать дальше. Очень скоро я обнаружил, что производители японских мотоциклов используют шунтирующие стабилизаторы, но ревностно хранят тайну их устройства.
Вот все что мне удалось найти, листая официальную документацию.

Содержимое «Integrated Circuit» остаётся загадкой. Однако главный принцип ясен — роль шунтирующего стабилизатора (то есть «клапана, сливающего лишнюю воду»), выполняет деталь под названием «тиристор». Это мощный электронный «клапан», который открывается, если на его управляющий контакт пустить ток, а закрывается когда ток через него падает до нуля(почти). Именно этим и занимается Integrated Circuit, осталось додуматься что же у него внутри? Поискав еще, я обнаружил, что не один я заморачиваюсь этой проблемой, и, в общем повторяю путь других людей. Вот только большинство людей остановились на одном и том же этапе — прицепили к тиристору стабилитрон. Попутно изыскатели еще и наделали других ошибок.
Так что я продолжаю показывать схемы, которые собирать не надо :
В этой схеме к стабилитрону зачем-то прилеплен конденсатор большой ёмкости.

Конденсатор большой ёмкости замедляет процесс «переключения напряжения туда-сюда», в линейном стабилизаторе он нужен, здесь же он только мешает стабилитрону нормально работать. Кроме того в этой схеме есть та же проблема, что и в следующей.
В этой схеме на первый взгляд все неплохо. Но тут уже начинается физика с математикой.

Как я уже говорил раньше «стабилитрон это клапан который не может быть слишком большим». Добавлю: слишком маленьким тоже. То есть — вот у вас стабилитрон который должен открываться при напряжении 13 вольт. Но кроме напряжения у нас есть понятие силы тока. Так вот у любого стабилитрона есть минимальный ток, меньше которого он еще не работает, и максимальный ток, больше которого он уже горит. Такой же параметр есть и у тиристора. И они не совпадают. Среднестатистический стабилитрон начинает работать с 5-ти миллиампер и сгорает, если ток выше 30-ти миллиампер. А тиристору, чтоб открыться нужно миллиампер 15. Одному. Но генератор мотоцикла трёхфазный — выдаёт ток с трёх точек. Поэтому тиристоров-то у нас три!
А в этой схеме вообще применены «более другие клапана» под названием «симистор». Симистору, чтоб открыться, в зависимости от модели, нужно от 30-ти до 70-ти миллиампер. Одному. Дальше все зависит от резистора под стабилитроном — если он маленький — стабилитрон сгорит. Если большой — тиристоры не будут нормально открываться. Есть стабилитроны которые держат до 100 миллиампер. Но они начинают работать только с 50-ти. Дело в том, что мотоциклетный генератор выдаёт очень большой разброс напряжений. На холостых это вольт 10, зато на полном газу — 60 вольт не предел. Вспоминаем закон ома «чем больше напряжение, тем больше сила тока». Считаем. 10 вольт генератора делим на 330 ом резистора — получаем 30 миллиампер тока. Обычный стабилитрон уже на пределе. Мощный еще даже не приготовился работать. 60 вольт генератора делим на те же 330 ом — получаем 180 миллиампер. Оно конечно, тиристоры сразу же, за микросекунду «уронят» напряжение обратно, но все же… все же… Может увеличить сопротивление ? Давайте попробуем.
60 / 1200 = 50 миллиампер.
Вроде нормально. Но 10 / 1200 = ?
То-то и оно.
Кроме того в этой схеме есть лишние детали. Следующую схему помещаю просто для коллекции — в ней та же проблема.
К тому же на ней честно написано «Не для сборки !»

А вот эта схема на первый взгляд лишена всех вышеперечисленных недостатков.

Тиристору надо 20 миллиампер ? Стабилитрон работает в разбросе 5-30? Пожалуйста — каждому тиристору свой стабилитрон. Все довольны. Но только вот какая засада — даже если детали сделаны на одном заводе, в один день и на одном станке, они все равно чуть-чуть разные. Вы купите три стабилитрона на 13 вольт, а реально получите один на 12.9 второй на 13 третий на 13.1 вольт. Та же история будет с резисторами — их сопротивление будет отличаться ом на 5-10 в разные стороны. Кроме того генератор изготовлен тоже людьми. И поэтому выдает не абсолютно одинаковые напряжения на каждой точке а чуть-чуть да разные. В итоге какой-то из трёх стабилитронов будет открываться чуть раньше остальных. И открывать тиристор. И на этот тиристор ляжет основная нагрузка. Большая часть «лишнего» напряжения будет «сливаться» через один тиристор и он быстро сдохнет от перенагрузки. То есть эта схема вполне работоспособна при условии максимальной одинаковости деталей. Иначе она будет сильно греться и быстро сгорит. Делаем вывод — стабилитрон должен быть один, общий, и рулить всеми тремя тиристорами одновременно, но между ним и тиристорами должно быть что-то еще, усиливающее ток.
Через некоторое время я нашел вот эту схему.

В принципе ее можно делать. Она будет работать как надо. Но я ее делать не стал. Я перфекционист. Транзисторы, предлагаемые тут, держат ток 100 миллиампер, причём тиристорами-симисторами управляет только один из них — правый — Q2. Если использовать симисторы — 90 миллиампер «съедаться» ими, еще немного уходит на взаимодействие со вторым транзистором, сколько остаётся запаса? Не люблю я так, чтоб впритык. А если взять транзисторы по мощнее, то стабилитрон их «не раскачает» как следует. Опять же — деталей в схеме много, паять ее долго и муторно. Надо двигаться дальше. Надо сказать что тогда я много спорил с автором одной из выше расположенных схем — Dingosobak-ой именно на счёт стабилитрона, и вот я, плюнув на всё, начинаю разрисовывать свой собственный вариант, но тут, Dingosobaka присылает мне схему которую получил от GogiII

Здесь все нормально, за исключением некоторых номиналов резисторов — резисторы R1 и R2 надо уменьшить килоОМ так до трёх, а то на опять-таки многострадальный стабилитрон идёт слишком маленький ток. (Схема требует пересчета многих номиналов, но ввиду её невостребованности делать это никто не собирается — поэтому относитесь к ней как к экспонату в музее). В этой схеме маленький стабилитрон «качает» маленький транзистор, маленький транзистор «качает» транзистор побольше, а большой транзистор «рулит» мощными симисторами — он свободно держит ток в 1000 миллиампер. То есть 1 ампер. Вот это я называю «запас» ! К тому времени схем накопилось много и надо было их как-то друг от друга отличать. Этой схеме я присвоил название исходная .
Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. На этом бы успокоиться, но — нет. Схема-то, для тех, кто «не в теме», сложная. И я стал искать пути упростить изготовление схемы без потери функциональности. Сначала я вознамерился приспособить автомобильное РР к мотоциклу. Исходил я из того что автомобильное РР по сути выполняет ту же функцию, что и Integrated Circuit, с той лишь разницей, что автомобильное РР управляет обмоткой возбуждения, а мотоциклетное — тиристорами-симисторами. Вот что в итоге у меня получилось:
Сначала собираем блок тиристоров-симисторов.

Затем берем автомобильное РР, выкусываем детальки, зачёркнутые крестиками, и впаиваем новые, отмеченные синим.
Внимание ! Нужно реле зарядки под названием 121.3702 . Всяческие 121.3702 -01 , 121.3702 -02 и 121.3702 -03 не годятся !

В зависимости от типа применяемых тиристоров-симисторов придётся подобрать тот резистор, что справа (как считать-подбирать резистор написано в конце статьи). По сути, мы просто собираем предыдущую схему GogiII-Dingosobaka, только с минимальными трудозатратами и максимальным использованием готовых изделий. Настроение было игривое, поэтому эта схема получила название брутальная . Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Дальше я стал делать ту же схему но задался целью найти готовый Integrated Circuit не в виде «РР от жигулей», а в виде готовой законченной микросхемы. И нашёл. Аж три штуки.
Схема приобрела вот такой вид.

За красоту и аккуратность схема получила название гламурная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но тут-то и возник парадокс. Почти у каждого из вас есть дома такая микросхема. В музыкальном центре. Она управляет светодиодными индикаторами. Но кто-нибудь хоть раз видел магнитофон у которого сдох светодиодный индикатор ? Ну не горит она, эта микросхема. Не с чего ей гореть. А раз не горит, значит ее не покупают. А раз не покупают, значит не везут !
Копеечную микросхему купить практически невозможно ее нет в магазинах. Но именно эту схему я собрал себе как запасную. Родное РР у меня пока (тьху-тьху-тьху) живо. И я стал думать дальше. Во всех предыдущих схемах используются тиристоры. Можно использовать и симисторы. Но именно можно а не обязательно. Напомню принцип работы тиристора — на «палочку» подключили массу, на «треугольничек» — плюс, если на управляющий контакт подать плюс — тиристор откроется, если минус — закроется. Только так и никак иначе. Поэтому я не могу использовать с тиристорами очень распространённую микросхему TL431 (она же КРЕН19) — тиристоры, чтобы открыть их, надо подключать к плюсу, а TL431 подключает к минусу. Сначала я пошёл по проторённому пути, и воткнул между TL431 и тиристорами переходной транзистор.

Продолжая модную тогда тему «падонкаффскаго езыка» я назвал схему готичная. Эту схему я делал. Она работает. Её делали и другие люди. И она у них работает. Но (!) больше я этого делать не буду. Смысл ? Опять много деталей. Меняем шило на мыло. Ну раньше было два транзистора, теперь одна трёхногая микросхема и один транзистор. Разницы-то? Хотя в этой схеме можно вместо стабилитрона с резистором поставить один переменный резистор, тогда появится возможность плавно регулировать напряжение, но переменный резистор это ненадёжная деталь. Особенно в условиях мотоцикла. Спустя почти год (я сделал эту схему в июле 2007-го) ребята из Саратова практически повторили эту схему, применив хоть и другие, но аналогичные детали.

Схема хороша, но сохраняет главный недостаток — много деталей. Микросхема, которую применили саратовчане (так называемый «супервайзер»)держит совсем уж мизерный ток, поэтому они усилили ее дополнительным транзистором. (Вот что непонятно — неужели в Саратове микросхема TL431 это большая проблема чем применённая ими PST529 ?) Когда я начинал, я смотрел в сторону PST529 и подобных, но отказался от них потому что они требуют большого количества дополнительных деталей. А моя задача была — свести количество деталей к минимуму, сохранив достойную функциональность. Вот тут видно как мне предлагают микросхему типа «супервайзер» а я от неё отказываюсь.
Через несколько лет Dyn предложил свой вариант «готичной»:

И успешно её изготовил. Деталей опять много, но ему было не лень.(да, чего уж там — на две три детали то больше… Если кого то интересует изготовление этой схемы — по ссылке выше описание и там же указаны номиналы деталей. Только я немного ошибся — R6 R7 надо поменять местами. Dyn)
Ну а пока я, с подачи Dyn-a, стал изучать симисторы. И обнаружил принципиальное их отличие от тиристоров. А именно — им совершенно не обязательно «на палочку подключили массу, на треугольничек — плюс, открывать плюсом». Им вообще пофиг какая полярность куда подключена. Это резко меняло дело и открывало новые горизонты. Еще раз напомню — все предыдущие схемы рассчитаны под тиристоры . В них можно использовать симисторы, но не обязательно. А я сделал схему, которая будет работать только с симисторами. И в ней симисторы работают в удобном для себя режиме.
В итоге схема приняла такой вид.

В уже сложившейся традиции схема была названа зач0тная. Ещё раз отмечу — с этим вариантом Integrated circuit можно использовать только симисторы, тиристоры использовать нельзя ! И включаются эти симисторы не так как на всех предыдущих схемах.
То есть взять эту схемку и пришпилить к ней «силовой блок» из прeдыдущих схем — нельзя! Запас по току правда не очень велик — TL431 держит всего 150 миллиампер, но все же это вполне допустимо. Но, как уже отмечалось, я — перфекционист и всё люблю делать с запасом, поэтому я заменил TL431 на классический нижний ключ ULN2003. (Так же можно использовать аналог TD62083). Эта микросхема есть в продаже, работает в этой схеме в своём нормальном режиме и держит ток 500 миллиампер. C этой деталью схема упростилась уже до полного безобразия, а так как принцип не поменялся, получила название зач0тная-2. Эти схемы я делал и делаю до сих пор. И они работают. Их делают и другие люди. И у них эти схемы так же работают.



Некоторое время назад товарищ Poner предложил использовать вместо ключа оптореле.
Собраный им образец показал свою работоспособность, хотя и чуть худшие характеристики.

От себя добавлю, что не вижу причин, почему бы не использовать в качестве ключа любой подходящий полевой МОП транзистор (MOSFET) .

После прочтения всей этой моей писанины, у вас наверняка накопились вопросы. Постараюсь на них ответить.
Многие спрашивают, почему я пишу «тиристоры» а на схемах рисую симисторы BTA26 ?
Причина проста — из-за лени. Большинство тиристоров-симисторов нельзя использовать без прокладок и неметаллических винтов! А вот симисторы BTA16-24-26-41 — можно. Если же использовать другие тиристоры-симисторы (25TTS, BT152, BT225 и т. д.) то приходится ставить каждый на прокладку, да прикручивать его неметаллическим винтом, да следить, чтоб не замкнуло, это так лениво.
Так же многие спрашивают какие можно еще применять тиристоры-симисторы. Да в общем-то любые, рассчитанные на ток не меньше 20-ти ампер. Вот прям прийти в магазин и сказать «дайте мне три тиристора или симистора ампер на двадцать.» Вообще-то можно и меньше (10-15 ампер), но как уже отмечалось — лично я люблю все делать с запасом. Кроме того, чем на меньше ампер рассчитан тиристор-симистор тем больше он будет греться.
Только если использовать симисторы, то для схем «исходная», «гламурная», «брутальная» и «готичная» годятся не любые симисторы а только четырёхквадрантные (4Q). Ещё бывают трёхквадрантные (3Q или hi-com) и они для вышеназванных схем не годятся.
А вот для схем «зач0тная» и «зач0тная-2» не только подходят любые симисторы — и 4Q и 3Q, но 3Q даже предпочтительнее, так как будут меньше нагреваться.
Но самый лучший симистор для наших целей это конечно BTA26 (он же ВТА24 в другом корпусе). Он подходит ко всем схемам, надёжен и недорог.
К тому же выпускается в двух вариантах BTA26бла-бла-бла B это 4Q, а BTA26бла-бла-бла W это 3Q.
Кроме того, под неизвестно-какие тиристоры-симисторы потребуется пересчитать номиналы резисторов, иначе тиристоры-симисторы будут сильно греться и в итоге сгорят.
Разберём этот момент на примере симисторов BTA140.
Открываем даташыт (ссылка)
Ищем в таблицах параметр I GT (Gate Trigger Current) видим максимальное значение 35 миллиампер.
Чуть-чуть «откатываемся назад» от максимального значения, чтобы не грузить симистор, и считаем:
14 вольт / 0.03 ампер = 470 ом.
То есть в управляющем контакте одного симистора BTA140 должно быть 470 ом.
То есть если взять схему «зачотная», то все резисторы между микросхемой и симисторами должны быть по 470 ом.
Если взять схему «брутальная» — по 360 а общий резистор в переделанном РР от жигулей — 110 ом.
Единственно чего нельзя делать — это ставить один общий резистор на все три тиристора-симистора, а их управляющие контакты собирать в один пучок. Тогда между тиристорами-симисторами возникнут паразитные связи и всё пойдёт в разнос. У каждого тиристора-симистора должен быть свой «персональный» резистор хотя бы ом на 70, а остальное может быть общим.
Короче, купив тиристоры-симисторы, уточняйте все эти моменты по документации на сайте оллдаташыт !
Часто меня спрашивают какой стабилитрон нужно применять в схеме.
Стабилитронов много, и многие годятся, но нужно учитывать следующие моменты:
Стабилитрон нужен на правильный ток. То есть минимальный ток стабилитрона должен быть не больше 5-ти миллиампер, а максимальный — не меньше 15-ти. Причём эти токи взаимосвязаны, рабочий участок стабилитрона обычно равен 20-30 миллиампер, то есть если у стабилитрона максимальный ток 50 миллиампер, то его минимальный ток будет миллиампер 50-30=20, то есть такой стабилитрон не годится. В магазинах частенько обозначают стабилитроны по мощности, например «13 вольт 0.5 ватта».
Это значит, что максимальный ток стабилитрона 0.5W / 13v = 30 миллиампер. Значит у этого стабилитрона минимальный ток будет около 1 миллиампера, и такой стабилитрон подойдёт.
Стабилитрон нужен на правильное напряжение, то есть на 14 вольт. Вольт туда — вольт сюда на стабилитроне, аукнется полутора вольтами на выходе схемы. Если стабилитрона на 14 вольт под руками нет, можно набрать его из нескольких стабилитронов в сумме (7+7 6+8) или добавить нужное количество любых маломощных кремниевых диодов в прямом включении, из расчёта, что 1 диод добавляет к стабилитрону 0.7 вольта. Например к стабилитрону на 13 вольт нужен 1 диод вроде 1N400*, КД521 , КД522 , КД509 , КД510 итд. C тем же успехом вместо диода можно использовать второй такой же стабилитрон. С точки зрения сборки это даже предпочтительнее — взял два стабилитрона на 13 вольт, спаял метками друг к другу, воткнул в схему любой стороной, и вопрос закрыт.

Теперь пару слов о той части мотоциклетного РР о которой мы еще не говорили — о выпрямительной. Токи потребляемые мотоциклом исчисляются десятками ампер, поэтому диоды надо применять мощные. Если объем двигателя кубиков 400-600, то вполне хватит 30-ти амперных диодов. Я обычно применяю готовый 36-ти амперный диодный мост (сборка на 6 диодов) 36MT. Но если объём двигателя большой — 36МТ не справится. Зависимость проста — большой двигатель труднее крутить стартером, значит стартер ставится более мощный, чтоб его крутить нужен мощный аккумулятор, значит он потребляет большой ток при зарядке. Для того чтоб не рисковать надо использовать 40-ка а то и 50-ти амперные диоды. Например 40CTQ 50HQ 52CPQ и т. д.
Вот например вариант «зач0тной-2» на трёх 50-ти амперных мостах KBPC5006 (они же MB506) и трёх симисторах BTA41 (все резисторы по 300 ом).

Про себя я называю этот вариант Ever Est что в переводе с латыни означает «вечный». Еще одно замечание — по той же причине (большие токи) провода, которые используются, должны быть очень толстыми. Иначе будет «чота я спаял а оно не работает». Я использую провода сечением 2-3 миллиметра.
Ещё один важный момент — радиатор. Лучший радиатор — крышка канализационного люка прикрученная на траверсу. Радиатор от старой РР не годится — он маленький. В родных РР бескорпусные детали приварены к радиатору, этим достигается лучший тепловой контакт. Прикручивая обычные детали к неровной поверхности «родного» радиатора вы не добьётесь такого же хорошего теплового контакта. Поэтому радиатор должен быть большой (я использую примерно 8см на 10см с высотой рёбер 2см) и иметь хотя бы одну идеально ровную поверхность (туда вы прикрутите детали). Ну и о проверке — проверять схему можно только полностью подключенной! Если вы прицепите три провода от генератора, а плюс и минус никуда не подключив будете мерить тестером — вы ничего не увидите. Схема работает только в полном подключении (впрочем так же себя ведут и «родные» РР). Если вы боитесь за мотоцикл то проверяйте на заменителе (аккумулятор плюс лампочка).

Никогда, ни при каких обстоятельствах, категорически НЕЛЬЗЯ сдёргивать клемму с аккумулятора на работающем мотоцикле ! Это верный способ убить мозг! (если вы это уже делали и мозг до сих пор жив, вам просто повезло)
Пара фоток как это выглядит в реале:
(Но я вас умоляю — не надо делать РР по фоткам ! РР надо делать по схемам. А фотки я помещаю исключительно для подтверждения, что всё написанное выше не теоретические измышлизмы, а вполне реальная практика)



После сборки и проверки обязательно залить эпоксидкой! Иначе от вибрации у деталей поотваливаются «ножки». Причем быстро. В течение дня-двух. Вот собственно и всё.
Если будут вопросы — задавайте в разделе ниже, тот который «обсуждения». P.S. Как вы заметили, я постоянно обновляю этот постинг. Дело в том, что некоторые подробности, которые я сперва не описывал, для меня само-собой разумеющееся, а вот для многих читателей оказались непонятны. Поэтому как только я получаю вопрос — ответ на него я вношу в этот постинг. Так что не стесняйтесь, спрашивайте.
Часто задается вопрос родной регулятор мотоцикла шести контактный, все схемы пятиконтактные — как поступить?
В некоторых мотоциклах сделано так, что управляющая схема регулятора запитывается от замка зажигания. То есть при выключенном замке зажигания нет утечки тока через регулятор и аккумулятор через него не разряжается.
Таким образом на регулятор приходит шесть проводов. Три фазы (обычно желтых) из генератора. Минус (он же корпус мотоцикла). Плюс аккумулятора и плюс с замка зажигания.
Варианта два.
Либо плюнуть на все умности и оставить провод с замка зажигания не при делах. Только его изолировать от реальности тщательно. И поставить пятиконтактный регулятор. Это на случай , например, установки не родного регулятора.
Либо если вы сами собрали схему, то руководствуясь приложенным рисунком сделать разрыв между точками А и В. Точку А подать на провод идущий к замку зажигания. Точку В подать на провод идущий к аккумулятору.
Если же вас интересует обратный процес — установка шестиконтактного регулятора (купленного по случаю) в мотоцикл где на регулятор приходит лишь пять проводов, тогда все так же три фазы на генератор, затем найдите минус (прозвоните тестером — минус звонится на корпус регулятора накоротко),остальные два провода скрутить и на плюс.

Еще часто бывает что выходные провода дублируются. из регулятора выходит два минуса и два плюса. Это легко понять по одинаковому цвету пар проводов. Это другая история — не перепутайте.

Источник: moto-electro.ru
Для правильного восприятия текст отредактирован. Орфография и пунктуация сохранены. Все оригинальные ссылки сохранены. Фото перенесены на сервер.

motoregulator.com

Регулятор переменного напряжения электронный | kavmaster

В этой статье будет рассмотрена схема электронного регулятора переменного напряжения (автотрансформатор), а так же описание его построения. Схема достаточно сложная но повторяемая, собрав такой регулятор напряжения, вы пополните свою коллекцию действительно нужным и не заменимым прибором. В конце статье есть файлы для загрузки, с печатной платой.

Лабораторный автотрансформатор практически незаменим для ремонта и наладки электронной аппаратуры. Однако наличие гальванической связи с сетью повышает риск поражения электрическим током или выхода из строя измерительной аппаратуры, используемой при настройке. Предлагаемый электронный регулятор позволяет минимизировать эти риски и сделать процесс налаживания устройств более безопасным и удобным.

Электронный регулятор позволяет изменять напряжение на нагрузке в диапазоне от 0 до 255В с шагом в 1В. Напряжение на нагрузке измеряется с разрешением 0,1В и выводится на семисегментные индикаторы. Максимальный ток в нагрузке ограничивается применяемым силовым трансформатором и сечением проводов его обмоток, в данном случае он равен 3А.

Электрические принципиальные схемы платы управления регулятора напряжения и силовой части регулятора представлены ниже.

Регулирование напряжения осуществляется за счёт коммутации вторичных обмоток трансформаторов Т1 и Т2 с помощью реле К1…К8. Напряжение на обмотке II трансформатора Т1 равно 1В, на каждой последующей обмотке значения напряжения удваиваются, достигая значения 128В на обмотке III трансформатора Т2, иными словами, уровни напряжений представляют собой ряд последовательных степеней числа «2» — двоичный ряд. Микроконтроллер DD1 подаёт двоичный код, соответствующий требуемому выходному напряжению, на ключи VT6…VT13, которые управляют реле К1…К8. Младший разряд числа соответствует реле К1, старший — К8. Допустим, необходимо получить на выходе напряжение, равное 173В. Число 173 в двоичном коде представляется как 10101101, таким образом, будут включены реле К8, К6, К4, К3, К1, которые скоммутируют обмотки с напряжениями 128В, 32В, 8В, 4В, 1В последовательно друг с другом, что в сумме составит как раз 173В.

Установка выходного напряжения осуществляется кнопками SB1…SB6. После включения регулятора в ячейке памяти, где хранится значение установленного напряжения, заносится 0. Функциональное назначение кнопок следующее:
SB1 — увеличение выходного напряжения на 1В;
SB2 — уменьшение выходного напряжения на 1В;
SB3 — увеличение выходного напряжения на 10В;
SB4 — уменьшение выходного напряжения на 10В;
SB5 — увеличение выходного напряжения на 100В;
SB6 — уменьшение выходного напряжения на 100В;

Перед установкой нового кода напряжения реле К1…К8 отключаются на время около 16мс. Несмотря на то, что время выключения реле, как правило, в 2 раза меньше времени включения, при размыкании контактов под нагрузкой возникает дуга, за счёт которой время полного отключения нагрузки увеличивается, а такой эффект может привести к броску напряжения на нагрузке в момент смены кода.

Подключением/отключением нагрузки к регулятору управляет МК DD1 при помощи кнопки SB7, ключей VT14…VT16 и реле К9, начальное состояние – отключено, включенное состояние индицируется светодиодом HL2. Ключи VT14…VT16 управляются двумя линиями порта МК DD1 – PC5, активный уровень «0», и PC6, активный уровень «1». Такое управление уменьшает вероятность непроизвольного срабатывания реле в момент включения/отключения регулятора или сброса контроллера.

Элементы C2 и R4 необходимы для гашения дуги между контактами реле при отключении нагрузки, имеющей индуктивный характер. Кроме этого, они способствуют уменьшению пускового тока устройств, содержащих выпрямители (импульсные БП), за счёт частичного предварительного заряда сглаживающего конденсатора последних, что предотвращает залипание контактов реле К9 в момент включения.

Выпрямление выходного напряжения для последующего измерения осуществляется с помощью элементов DA1, R1…R4, R6…R9, VD2,VD12, C3, C6, C8 на плате реле. Резисторы R1…R4 образуют делитель напряжения, диод VD2 шунтирует отрицательную полуволну напряжения, конденсатор C3 — фильтрующий. Однополярное включение ОУ DA1 не позволяет в отсутствие сигнала на входе получить нулевое напряжение на выходе. Для решения этой проблемы в цепь ООС DA1 включен диод VD12, напряжение падения на котором больше, чем минимальное напряжение на выходе 1 DA1. Конденсатор C8 интегрирует положительные полуволны напряжения, резистор R8 развязывает выход ОУ от ёмкостной нагрузки, а конденсатор C6 обеспечивает высокочастотное шунтирование.

Для проведения измерений применяется метод преобразования напряжения в частоту, внутренний АЦП МК DD1 не применяется. Измерительная часть состоит из интегратора, собранного на элементах DA1, R3, R4, C8, VT1, компаратора DA3 и работает следующим образом. В момент запуска преобразования микроконтроллер DD1 закрывает транзистор VT1. Одновременно с этим программа разрешает работу счетного регистра TCNT1 от тактовой частоты контроллера, деленной на 8, что составляет 1 МГц. Элементы DA1, R3, R4, образующие источник стабильного тока, заряжают конденсатор C8. Компаратор DA3 сравнивает линейно нарастающее напряжение на выв. 2 с измеряемым напряжением на выв.3, и, как только нарастающее напряжение станет больше измеряемого, на выв.1 DA2 установится низкий логический уровень. Спадающий фронт на выв. 20 контроллера DD1 приведет к записи в регистр захвата ICR1 содержимого счетного регистра TCNT1, запрос на прерывание по событию «захват» и вызов подпрограммы обработки прерывания. Подпрограмма открывает транзистор VT1, разряжая конденсатор C8, преобразует насчитанное счётчиком значение (количество подсчитанных тактов пропорционально измеряемому напряжению) в десятичную форму и выводит это значение на индикатор HL1.

Стабилитрон VD1 обеспечивает ограничение напряжения на выв. 3 относительно линейно нарастающего напряжения на выв. 2 компаратора DA3, гарантируя спадающий фронт на выв. 20 DD1, а значит, прерывание по событию «захват». Это ограничение необходимо в ситуации, когда измеряемое напряжение превышает установленное программой максимальное значение, в данном случае 499,9В. Превышение измеряемого напряжения 499,9 В приведёт к мерцанию индикатора с частотой 1 Гц и отображению числа «4999».

Если на выв. 3 компаратора DA4 присутствует нулевое значение напряжения, то отрицательного перепада на выв. 20 DD1 не произойдёт, поскольку уровень напряжения на выв. 2 будет заведомо больше. В этом случае произойдёт переполнение счётчика TCNT1, и будет вызвана подпрограмма обработки прерывания по событию «переполнение», которая выведет на индикатор значение «0.0».

Конденсатор C11 необходим для подавления выброса при переключении компаратора DA3, что приводит к преждевременному возникновению прерывания по событию «захват».

Ниже представлены схемы расположения и печатные платы блока управления и силовой части регулятора соответственно. В архиве прилагаются чертежи печатных плат в формате ACAD.

Фото готовой платы регулятора переменного напряжения:

Управляющая программа написана на ассемблере. Настройка фьюз-битов показана ниже, где галочка означает, что бит запрограммирован – равен нулю, а пустой квадрат — нет.

Программирование МК DD1 осуществляется через 10-ти контактный разъём XP1 по интерфейсу ISP, при этом на плату управления регулятора необходимо подать питание +12В. После того, как МК запрограммирован, при включении питания на индикатор HL1 в течении 1с выводится число «2816», после чего МК переходит в рабочий режим, и индицирует напряжение, измеренное на выходе. Для настройки измерительных цепей регулятора на вход «+Uвып» и «GND» от внешнего источника питания подаётся напряжение +4,500В…+4,800В, которое контролируется вольтметром. Подстройкой резистора R4 на индикаторе HL1 добиваются показаний, идентичных внешнему вольтметру. Далее внешний источник питания отсоединяется, и вход «+Uвып» платы регулятора соединяется с «GND». Возможна индикация значения, отличного от нуля, из-за задержек переключения, напряжения смещения нуля компаратора DA2 или ненулевого сопротивления сток-исток транзистора VT1. Для исключения этой погрешности предусмотрена программная компенсация измеренного напряжения.

Вход в режим коррекции осуществляется нажатием кнопки SB8. Индикатор HL1 начнёт мигать с частотой 1Гц, отображая при этом текущее измеряемое значение. В этом режиме каждое нажатие кнопки SB1 увеличивает константу, которая вычитается из измеренного значения напряжения, на единицу, а нажатие кнопки SB2 – уменьшает. Результат коррекции выводится на индикатор, позволяя осуществлять регулировку в режиме реального времени. После программирования МК в ячейках памяти EEPROM по всем адресам находятся значения, равные 0хFF, поэтому при первом запуске режима коррекции ячейку, в которой содержится константа, следует обнулить, нажав кнопку SB4. После нажатия на индикаторе появится значение измеряемого напряжения.

Выход из режима коррекции происходит при повторном нажатии кнопки SB8, при этом значение константы записывается в энергонезависимую память МК DD1. После этого на регулятор вновь подаётся напряжение +4,500В…+4,800В, и дополнительной подстройкой резистора R4 добиваются нужных показаний измеряемого напряжения.

Окончательная настройка сводится к установке индицируемого напряжения на индикаторе HL1 в соответствии с переменным напряжением на выходе регулятора, которое контролируется внешним вольтметром. Установка измеряемого напряжения устанавливается резистором R3 на плате реле, при этом на выходе устанавливается максимальный уровень в 255В.

Допустимая мощность нагрузки регулятора полностью зависит от характеристик трансформаторов Т1 и Т2 и реле К1…К9. Использовать 2 трансформатора не обязательно, будет достаточно и одного, но из-за большого количества витков во вторичных обмотках разместить их на одном магнитопроводе будет затруднительно.

Оба трансформатора намотаны на тороидальных сердечниках, поскольку тороидальные трансформаторы обладают более низким током покоя, практически бесшумны при работе, имеют меньший вес и габариты, чем трансформаторы, намотанные на «П» и «Ш» -образных сердечниках.

Все обмотки намотаны проводом диаметром 1,06мм, типоразмер сердечника – D=117мм, d=58мм, h=55мм. Количество витков указано в таблице ниже.

Напряжение	220В	128В	64В	32В	16В	8В	4В	2В	1В	13В
Кол-во витков	435	256	128	64	32	16	8	4	2	26

Если регулятор предполагается использовать для питания низковольтных, но потребляющих значительный ток устройств, обмотки от 1В до 16В имеет смысл мотать проводом большего сечения, нежели остальные.

Острые края тора, во избежание прокалывания изоляции у провода во время намотки, необходимо скруглить шлифмашиной или напильником, после чего наклеить на торцы шайбы из плотного картона, имеющие больший внешний диаметр, и меньше внутренний, чем у тора, на 5-7 мм. После этого тор обматывается лакотканью или киперной лентой, но если их не окажется под рукой, можно воспользоваться узким бумажным малярным скотчем.

Отводы от обмоток трансформатора лучше всего делать из гибкого и разноцветного многожильного провода, одножильный может сломаться из-за частых перегибов во время намотки, а разные цвета у обмоток помогут быстрее разобраться, какое напряжение у последних. Чтобы не перепутать фазировку при окончательном монтаже устройства, желательно сразу отмечать начало и конец обмоток. Сами обмотки пропитываются шеллаком, слои изолируется друг от друга.

Крепёжные элементы для тороидов показаны ниже, прижимная шайба изготовлена из стеклотекстолита толщиной 3мм.

В качестве прокладки между трансформаторами и корпусом регулятора используются полиуретановые мебельные подпятники.

Микроконтроллер DD1 ATmega16L можно заменить на ATmega16, резисторные сборки DR2, DR3 заменить обычными резисторами, объединив 8 выводов в один и подключив к цепи +5В. Сборка DR1 представляет собой 8 отдельных чип резисторов типоразмера 1206. Стабилизатор DA1 LM7812CV установлен на алюминиевой пластине размером 100х45 мм и толщиной 5 мм. Номиналы дугогасящей цепочки C2, R4, в зависимости от типа нагрузки, могут отличаться от указанных на схеме, возможно, их придётся пересчитать под собственные нужды. От этой цепочки можно отказаться, если вместо реле К9 использовать реле с дугогасительным магнитом.

Корпус регулятора собран из алюминиевых пластин толщиной 2мм скреплённых между собой алюминиевым уголком 15х15мм.

Фото готового прибора:

При работе с регулятором, несмотря на отсутствие гальванической связи с сетью 220В, не следует забывать о технике безопасности, поскольку уровень напряжения, способный достигнуть на выходе 255В, опасен для жизни. Кроме того, при наличии элементов C2 и R4, на выходе регулятора будет присутствовать напряжение, даже если контакты реле К9 разомкнуты.

Видео работы регулятора:

Файлы для загрузки:

Похожее

kavmaster.ru

ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Собранный однажды простейший регулятор напряжения на одном транзисторе был предназначен для определённого блока питания и конкретного потребителя, никуда больше его подключать было конечно не нужно, но как всегда наступает момент, когда правильно поступать мы перестаём. Следствием этого являются хлопоты и раздумья как жить-быть дальше и принятие решения восстанавливать сотворённое ранее или продолжать творить.

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 – 13 вольт. И общеизвестная схема регулятора напряжения на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного  резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 — мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты – видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос – «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Схема номер 2

В новой схеме также присутствует трёхвыводной эл. компонент (но это уже не транзистор) постоянный и переменный резисторы, светодиод со своим ограничителем. Добавлено только два электролитических конденсатора. Обычно на типовых схемах указаны минимальные значения C1 и C2 (С1=0,1 мкФ и С2=1 мкФ) которые необходимы для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до сотен микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме. При больших емкостях обязательно условие C1>>C2. Если ёмкость конденсатора на выходе будет превышать ёмкость конденсатора на входе, то возникает ситуация при которой выходное напряжение превышает входное, что приводит к порче микросхемы стабилизатора. Для её исключения устанавливают защитный диод VD1.

У этой схемы уже совсем другие возможности. Входное напряжение от 5 до 40  вольт, выходное 1,2 – 37 вольт. Да, имеется падение напряжения вход – выход равное примерно 3,5 вольтам, однако роз без шипов не бывает. Зато микросхема КР142ЕН12А именуемая линейным регулируемым стабилизатором напряжения имеет неплохую защиту по превышению тока нагрузки и кратковременную защиту от короткого замыкания на выходе. Её рабочая температура до + 70 градусов по Цельсию, работает с внешним делителем напряжения. Выходной ток нагрузки до 1 А при длительной работе и 1,5 А при непродолжительной. Максимально допустимая мощность при работе без теплоотвода 1 Вт, если микросхему установить на радиатор достаточного размера (100 см.кв.) то Р макс. = 10 Вт.

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор LM317Т. Автор Babay iz Barnaula.

   Форум по ИП

   Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

radioskot.ru

простые самодельные схемы для повторения

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

Описание устройства

Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. То есть это устройство, с помощью которого можно управлять значением мощности, подводимой к нагрузке. При этом регулировать подаваемый уровень энергии можно как на реактивной, так и активной нагрузке.

Самым простым устройством, с помощью которого можно изменять уровень сигнала, считается реостат. Он представляет собой резистор, имеющий два вывода, один из которых подвижный. При перемещении ползункового вывода реостата изменяется сопротивление. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, позволяющий регулировать величину разности потенциалов на нагрузке в пределах от нуля до значения, выдаваемого источником энергии.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно через него пропустить. Так как при больших значениях тока или напряжения он начинает сильно нагреваться и в итоге перегорает, поэтому на практике применение реостата ограничено. Его используют в параметрических стабилизаторах, элементах электрического фильтра, усилителях звука и регуляторах освещённости небольшой мощности.

Разновидности приборов

По виду выходного сигнала регуляторы разделяют на стабилизированные и нестабилизированные. Также они могут быть аналоговыми и цифровыми (интегральными). Первые строятся на основе тиристоров или операционных усилителей. Их управление осуществляется путём изменения параметров RC цепочки обратной связи. Совместно с ними для повышения мощности применяются биполярные или полевые транзисторы. Работа же интегральных устройств связана с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поэтому в цифровой схемотехнике используются микроконтроллеры и силовые транзисторы, работающие в ключевом режиме.

При изготовлении самодельного регулятора напряжения могут быть использованы следующие элементы:

• резисторы;
• тиристоры или транзисторы;
• цифровые или аналоговые интегральные микросхемы.

Первые два типа имеют несложные схемы и довольно просты к самостоятельной сборке. Их можно изготавливать без использования печатной платы с помощью навесного монтажа, в то время как импульсные регуляторы на основе микроконтроллеров требуют более обширных знаний в радиоэлектронике и программировании.

Характеристика регулятора

По своему виду приспособления могут изготавливаться в портативном или стационарном исполнении. Устанавливаются они в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном.

Устройства могут крепиться с использованием дин-рейки или встраиваться в различные блоки и приборы. Конструктивно регуляторы возможно изготовить как корпусными, так и без помещения в корпус.

К основным характеристикам устройств относят следующие параметры:

1. Плавность регулировки. Обозначает минимальный шаг, с которым происходит изменение величины разности потенциалов на выходе. Чем он плавнее, тем точнее можно выставить значение напряжения на выходе.
2. Рабочая мощность. Характеризуется значением силы тока, которое может пропускать через себя прибор продолжительное время без повреждения своих электронных связей.
3. Максимальная мощность. Пиковая величина, которую кратковременно выдерживает устройство с сохранением своей работоспособности.
4. Диапазон входного напряжения. Это значения входного сигнала, с которым устройство может работать.
5. Диапазон изменяемого сигнала на выходе устройства. Обозначает значения разности потенциалов, которое может обеспечить устройство на выходе.
6. Тип регулируемого сигнала. На вход устройства может подаваться как переменное, так и постоянное напряжение.
7. Условия эксплуатации. Обозначает условия, при которых характеристики регулятора не изменяются.
8. Способ управления. Выставление выходного уровня сигнала может осуществляться пользователем вручную или без его вмешательства.

Особенности изготовления

Изготовить регулирующее приспособление можно несколькими способами. Самый лёгкий -приобрести набор, содержащий уже готовую печатную плату и радиоэлементы, необходимые для сборки своими руками. Кроме них, набор содержит электрическую и принципиальную схему с описанием последовательности действий. Такие наборы называются KIT и предназначены для самых неопытных радиолюбителей.

Другой путь подразумевает самостоятельное приобретение радиокомпонентов и изготовление в случае необходимости печатной платы. Используя второй способ, можно будет сэкономить, но он занимает больше времени.

Существует множество схем разного уровня сложности для самостоятельного изготовления. Но чтобы сделать регулятор напряжения, кроме схемы, понадобится подготовить следующие инструменты, приборы и материалы:

• паяльник;
• мультиметр;
• припой;
• пинцет;
• кусачки;
• флюс;
• технический спирт;
• соединительные медные провода.

Если планируется собирать устройство, состоящее из 6 и более элементов, то целесообразно будет смастерить печатную плату. Для этого необходимо иметь фольгированный текстолит, хлорное железо и лазерный принтер.

Техника изготовления печатной платы в домашних условиях называется лазерно-утюжной (ЛУТ). Её суть заключается в распечатывании печатной платы на глянцевом листе бумаги, и переносом изображения на текстолит с помощью проглаживания утюгом. Затем плату погружают в раствор хлорного железа. В нём открытые участки меди растворяются, а закрытые с переведённым изображением формируют необходимые соединения.

При самостоятельном изготовлении прибора важно соблюдать осторожность и помнить про электробезопасность, особенно при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно правильно собранный регулятор из исправных радиодеталей не нуждается в настройке и сразу начинает работать.

Простые схемы

Для управления величиной выходного напряжения для слабо мощных устройств можно собрать простой регулятор напряжения на 2 деталях. Понадобится лишь транзистор и переменный резистор. Работа схемы проста: с помощью переменного резистора происходит индуцирование (отпирание транзистора).

Если управляющий вывод резистора находится в нижнем положении, то напряжение на выходе схемы равно нулю. А если вывод перемещается в верхнее положение, то транзистор максимально становится открытым, а уровень выходного сигнала будет равен напряжению источника питания за вычетом падения разности потенциалов на транзисторе.

При изменении сопротивления регулируется величина напряжения на выходе. В зависимости от типа транзистора изменяется и схема включения. Чем номинал переменного резистора будет меньше, тем регулировка будет плавней. Недостатком схемы является чрезмерный нагрев транзистора, поэтому чем больше будет разница между Uвх и Uвых, тем он будет сильнее нагреваться.

Такую схему удобно применять для регулировки вращения компьютерных вентиляторов или других слабых двигателей, а также светодиодов.

Симисторный вид

Для регулировки переменного напряжения используются симисторные регуляторы, с помощью которых можно управлять мощностью паяльника или лампочки. Собрав схему на недорогом и доступном симисторе BT136, можно изменять мощность нагрузки в пределах 100 ватт.

Для сборки схемы понадобится:

Наименование	Номинал	Аналог
Резистор R1	470 кОм
Резистор R2	10 кОм
Конденсатор С1	0,1 мкФ х. 400 В
Диод D1	1N4007	1SR35–1000A
Светодиод D2	BL-B2134G	BL-B4541Q
Динистор DN1	DB3	HT-32
Симистор DN2	BT136	КУ 208

Принцип работы регулятора заключается в следующем: через цепочку, состоящую из динистора DN1, конденсатора C1 и диода D1, ток поступает на симистор DN2, что приводит к его открытию. Момент открытия зависит от ёмкости C1, которая заряжается через резисторы R1 и R2. Соответственно, изменением сопротивления R1 управляется скорость заряда C1.

Несмотря на простоту, такая схема отлично справляется с регулировкой вольтажа нагревательных устройств, использующих вольфрамовую нить. Но так как такая схема не имеет обратной связи, использовать её для управления оборотами коллекторного электродвигателя нельзя.

Реле напряжения

Для автолюбителей важным элементом является устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети в установленных пределах при изменении различных факторов, например, оборотов генератора, включении или выключении фар. Использующиеся для этого приборы работают по одинаковому принципу – стабилизация напряжения путём изменения тока возбуждения. Иными словами, если уровень сигнала на входе изменяется, то устройство уменьшает или увеличивает ток возбуждения.

Собранная схема своими руками реле-регулятора напряжения должна:

• работать в широком диапазоне температур;
• выдерживать скачки напряжения;
• иметь возможность отключения во время запуска мотора;
• обладать малым падением разности потенциалов.

Упрощённо принцип работы можно описать в следующем виде: при величине напряжения, превышающей установленное значение, ротор отключается, а при её нормализации запускается вновь. Основным элементом схемы является ШИМ стабилизатор LM 2576 ADJ.

Микросхема TC4420EPA предназначена для моментального переключения транзистора. С помощью резистора R3, конденсатора C1 и стабилитронов VD1, VD2 осуществляется защита микросхемы и полевого транзистора. Резисторы R1 и R2 задают опорное напряжение для стабилизатора. DD1 управляет работой полевого транзистора и ротора. Диод D2 используется для ограничения управляющего напряжения. Индуктивность L1 обеспечивает плавность разрядки ротора через диоды D4 и D5 при размыкании цепи.

Управляемый блок питания

Конструируя различные схемы, радиолюбители часто собирают источники напряжений. Спаяв регулятор постоянного напряжения своими руками, его можно будет использовать как управляемый блок питания в диапазоне от 0 до 12В.

Собираемый источник напряжения состоит из 2 частей: блока питания и параметрического регулятора напряжения. Первая часть изготавливается по классической схеме: понижающий трансформатор — выпрямительный блок. Типом используемого трансформатора, выпрямительных диодов и транзистора определяется мощность устройства. Переменное напряжение сети понижается в трансформаторе до 11 вольт, после чего попадает на диодный мост VD1, где становится постоянным. Конденсатор C1 используется как сглаживающий фильтр. Сигнал поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R1 и стабилитрона VD2.

Параллельно стабилитрону подключён резистор R2, которым и изменяется уровень выходного напряжения. Транзисторы включены по упрощённой схеме эмиттерного повторителя, и при появлении на их переходах напряжения начинают работать в режиме усиления тока. То есть сигнал, снятый с R2, поступает на выход прибора через транзисторы, которые снижают его значение на величину своего насыщения. Таким образом, чем больше подаётся на них напряжение, тем сильнее они открываются и больше мощности поступает на выход.

Этот регулируемый блок питания может работать с нагрузкой до трёх ампер, то есть обеспечивать мощность до 30 ватт. Если есть опыт, то схема паяется навесным монтажом с использованием проводов любого сечения.

rusenergetics.ru

Регуляторы напряжения.

Регулятор напряжения



Для чего генератору нужен регулятор?

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля и работы двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи или ее перезаряд, а питание потребителей осуществлялось напряжением и током требуемой величины.
Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

ЭДС индукции в соответствии с законом Фарадея, зависит от скорости перемещения проводника в магнитном поле и величины магнитного потока:

Е = с×Ф×ω,

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора;
ω — угловая скорость ротора (якоря) генератора:
Ф — магнитный поток возбуждения.

Поэтому напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения его ротора и интенсивности магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В свою очередь мощность магнитного потока зависит от величины тока возбуждения, который изменяется пропорционально частоте вращения ротора, поскольку ротор выполнен в виде вращающегося электромагнита.
Кроме того, ток, поступающий в обмотку возбуждения, зависит от величины нагрузки, отдаваемой в данный момент потребителям бортовой сети автомобиля. Чем больше частота вращения ротора и ток возбуждения, тем большее напряжение вырабатывает генератор, чем больше ток нагрузки, тем меньше генерируемое напряжение.

Пульсация напряжения на выходе из генератора недопустима, поскольку это может привести к выходу из строя потребителей бортовой электрической сети, а также перезаряду или недозаряду аккумулятора. Поэтому использование на автомобилях в качестве источника электроэнергии генераторных установок обусловило использование специальных устройств, поддерживающих генерируемое напряжение в приемлемом для работы потребителей диапазоне. Такие устройства называются реле-регуляторы напряжения.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация вырабатываемого генератором напряжения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в бортовой электросети.

Наиболее просто контролировать величину вырабатываемого генератором напряжения изменением величины тока в обмотке возбуждения, регулируя тем самым мощность создаваемого обмоткой магнитного поля. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но управлять магнитным полем такого магнита сложно, поэтому в генераторных установках современных автомобилей применяются роторы с электромагнитами в виде обмотки возбуждения.

На автомобилях для регулирования напряжения генератора применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. По мере развития электротехники и электроники, регуляторы генерируемого напряжения претерпели существенную эволюцию, от простых электромеханических реле, называемых вибрационными регуляторами напряжения, до бесконтактных интегральных регуляторов, в которых полностью отсутствуют подвижные механические элементы.

***



Вибрационный регулятор напряжения

Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения.
Вибрационный регулятор напряжения (рис. 1) имеет добавочный резистор R_о, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.

При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор R_о.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжения генератора значения размыкания U_р сила магнитноо притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор, и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания реле значения I_р, начнет падать.
Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение напряжения генератора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания U_з, сила натяжения пружины преодолеет силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся, и ток возбуждения увеличится. При работающем двигателе и генераторе этот процесс периодически повторяется с большой частотой.
В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения U_ср определяет напряжение генератора. Очевидно, что это напряжение зависит от силы натяжения пружины реле, поэтому изменяя натяжение пружины можно регулировать напряжение генератора.

В конструкцию вибрационных регуляторов (рис. 1, а) входит ряд дополнительных узлов и элементов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебания якоря с целью уменьшения пульсации напряжения (ускоряющие обмотки или резисторы), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из тугоплавких металлов, биметаллические пластины, магнитные шунты), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки).

Недостатком вибрационных регуляторов напряжения является наличие подвижных элементов, вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются.
Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока. Использование раздельных ветвей питания обмотки возбуждения и двухступенчатых регуляторов напряжения с двумя парами контактов не решали проблему полностью и приводили к усложнению конструкции регулятора, поэтому дальнейшее совершенствование шло, прежде всего, по пути широкого использования полупроводниковых приборов.
Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения являются переходной конструкцией от механических регуляторов к полупроводниковым. При этом транзистор выполнял функцию элемента, прерывающего ток в обмотку возбуждения, а электромеханическое реле с контактами управляло работой транзистора. В таких регуляторах напряжения сохранялись электромагнитные реле с подвижными контактами, однако, благодаря использованию транзистора ток, протекающий через эти контакты, удалось значительно уменьшить, увеличив тем самым срок службы контактов и надежность работы регулятора.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения.
Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор запирает цепь обмотки возбуждения, а при снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается.
Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.

Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора.
Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незначительны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Конструктивно регуляторы напряжения могут выполняться в виде отдельного прибора, устанавливаемого раздельно с генератором, или интегральными (интегрированными), устанавливаемыми в корпусе генератора. Интегральные регуляторы напряжения обычно объединяются с щеточным узлом генератора.

Ниже приведены принципиальные схемы подключения и работы полупроводниковых регуляторов напряжения различных типов и конструкций.

***

Определение неисправностей генератора и регулятора напряжения



k-a-t.ru

No related posts.