» » » Регулятор мощности на полевых транзисторах с ШИ-управлением + устройство для питания 110-вольтовой аппаратуры от 220 Вольт

 
 
 

Регулятор мощности на полевых транзисторах с ШИ-управлением + устройство для питания 110-вольтовой аппаратуры от 220 Вольт

Разместил riswel 5 марта 2014. Просмотров: 28823

38
Регулятор мощности на полевых транзисторах с ШИ-управлением + устройство для питания 110-вольтовой аппаратуры от 220 Вольт

Привет всем датагорцам и гостям Датагории!
Предлагаю схемку простого в изготовлении и наладке устройства. Это — регулятор мощности, мало чем отличающийся по функционалу от прочих аналогичных устройств, самые разнообразные схемы которых можно отыскать в Интернете.
Лично меня на изготовление этого регулятора сподвигло несколько обстоятельств:
1) необходимость плавного регулирования светового потока полукиловаттной группы галогенных ламп;
2) регулировка температуры секции ТЭНов;
3) димминг светодиодных групп при работе от различных напряжений;
4) балласт для музыкального центра, купленного знакомыми на EBAY, рассчитанного на работу от 110-вольтной сети переменного тока.

Недостатки тиристорных и симисторных схем

От схем тиристорных регуляторов, изготавливаемых ранее мною неоднократно, решил отказаться по многим причинам, не устраивающим меня:
а) трудноустраняемые помехи; б) большой ток управления;
в) полное открывание тиристоров (симисторов) без принятия специальных мер с усложнением схемы;
г) значительное падение напряжения, увеличивающее значение, рассеиваемой прибором мощности;
д) невозможность нормальной работы мощного триака на малых токах.

На самом деле проблему, указанную в пункте «а» можно решить глухой экранировкой и фильтрацией цепей питания, синхронизировать схему управления триаком с нулевым значением сетевой синусоиды, но эти меры неизбежно приведут к ухудшению массогабаритных показателей устройства, к его удорожанию.

Так же невозможно использование симисторной схемы в качестве балласта из-за полного открывания симистора в момент коммутации (без усложнения схемы), что может привести к выходу из строя питаемого через такой балласт устройства.

И, конечно, универсальный регулятор должен нормально работать в широком диапазоне токов нагрузки.

Схема регулятора мощности на полевых транзисторах

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Впрочем, как бы там ни было, я решил собрать регулятор на полевых транзисторах (далее ПТ) с ШИ-управлением. В отличие от схем на ПТ с фазоимпульсным управлением, где существует привязка схемы к частоте сетевого напряжения, при ШИ-управлении схемой управления генерируются собственная последовательность импульсов, модулируя сетевую частоту.
Изменением ширины этих импульсов достигается изменение значения выходного напряжения.

Схема регулятора получается достаточно простой, малошумящей и работоспособной при любых значениях тока в нагрузке.
Начну, пожалуй, с эксплуатационных характеристик. До 200 Вт полевые транзисторы практически не греются (для этого обеспечено их полное открывание импульсами схемы управления).
При эксплуатации регулятора с нагрузкой, имеющей большую, чем 200 Вт мощность, на ПТ следует установить радиаторы.
Так, например, при мощности нагрузки 1 кВт, на открытом канале ПТ, имеющем, предположим, сопротивление 0,1 Ом, падение напряжения составит около 0,45 В, а рассеиваемая мощность превысит 2 Вт, что неизбежно вызовет разогрев кристалла транзистора. При длительной работе на мощную нагрузку (от 500 Вт и выше) может потребоваться обдув радиатора. При работе с мощным трансформатором (от UPS — в понижающем включении), вторичная обмотка трансформатора была нагружена 12-вольтовой автомобильной галогенной лампой мощностью 190 Вт.

Особенности схемы, применённые детали

Схема управления выполнена на 
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


В схеме использованы самые доступные детали. Так, например, полевые транзисторы — от компьютерных БП (напряжения и токи указаны на схеме), но могут быть использованы любые другие с учётом работы на конкретную нагрузку.
При мощности нагрузки до 200 Вт регулятор может иметь очень малые (со спичечный коробок) габариты.

Результаты испытаний

Регулятор мощности на полевых транзисторах с ШИ-управлением + устройство для питания 110-вольтовой аппаратуры от 220 Вольт

Регулятор был собран на самопальной макетной плате моим другом и был опробован в работе с различными нагрузками:
1) галогенный прожектор (200 Вт);
2) тепловентилятор;
3) светодиодная группа от ТВ матрицы (150 В);
3) электродрель (360 Вт);
4) различные трансформаторы (от адаптеров питания старых модемов до трансформаторов от старых телевизионных приёмников).

Результаты оказались ожидаемыми. А это значит, что связку «регулятор-трансформатор» можно использовать в качестве автотрансформатора и получить на выходе регулируемое от 0 до максимального значения переменное напряжение.

Получилась также очень плавная регулировка светового потока, как галогенных ламп, так и светодиодной группы.

Регулировка оборотов/мощности двигателей (тепловентилятора и электродрели) так же — удалась, несмотря на то, что эта функция не имела для меня особого значения и была исследована ради интереса.

Регулировка мощности 2-киловаттной секции ТЭНов — успешно. Регулятор стабильно работает в широком диапазоне токов (от десятых долей миллиампер) и не имеет выбросов напряжения при коммутации.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Рекомендации

При работе на мощную нагрузку с частотой выше 5-7 кГц для некоторых экземпляров таймеров и ПТ с большой ёмкостью затвора, может потребоваться включение
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.
При этом убирается VD1, R1, и один из ПТ, а нагрузка включается между стоком ПТ и плюсом питающего напряжения, который подаётся и на вывод 8 микросхемы таймера.

Об авторе

Константин (riswel)
Россия, г. Калининград
C детства - музыка и электро/радио-техника. Перепаял множество схем самых различных по разным поводам и просто, - для интереса, - и своих, и чужих.

За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил много различных стендов для проверки различного ремонтируемого оборудования.
Сконструировал несколько, различных по функционалу и элементной базе, цифровых измерителей длительности импульсов.

Более 30-ти рацпредложений по модернизации узлов различного профильного оборудования, в т.ч. - электропитающего. С давних пор все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.

Почему я здесь? Да потому, что здесь все - такие же, как я. Здесь много для меня интересного, поскольку я не силен в аудио-технике, а хотелось бы иметь больший опыт именно в этом направлении.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 70

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Контроллер управления кухонной электроплитой. Регулятор мощности и таймер отключения

Благодаря идее и участию Юрия Зинченко (ZenitSoft) было разработано и построено...

Моделирование линейного блока питания в программе «PSU Designer II»

Многие радиолюбители используют трансформаторы в качестве основы блоков питания, в том...

Облегченный лестничный регулятор громкости с дистанционным управлением

Конструкция регулятора громкости (РГ) в моей статье на Датагоре «Блок управления...

Аналог мощного стабилитрона как тестовая нагрузка для проверки зарядных устройств

При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее – ИБП) под зарядные устройства для...

Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 4. ЛБП на ШИ-регуляторе TL494

Популярность TL494 неоспорима. Появившись более двух десятков лет назад, микросхема производится...

Атаев, Болотников. Функциональные узлы усилителей высококачественного

Книга содержит свыше пятидесяти испытанных схем функциональных узлов (ФУ). В ней приводятся...

3-х фазный регулятор с Системой Импульсно-Фазового Управления.

3-х фазный регулятор с СИФУ Регулятор собран на печатной плате размерами 120х150 мм, и...

Микроконтроллерный регулятор мощности - 2

Учитывая замечания и предложение, поступившие в мой адрес после публикации статьи ...

Микроконтроллерный регулятор мощности на Atmega16

На фото представлен действующий макет регулятора мощности, схема которого (с небольшими...

Симисторный регулятор мощности. Просто, компактно, надёжно

Прочитав статью уважаемого ddssu "Универсальный привод с Системой Импульсно-Фазового Управления" я...

Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления

Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в...

Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. Дьяконов В. П., Максимчук А. А.,

Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. Дьяконов В. П., Максимчук А. А., Ремнев А. М.,...
<
  • Гражданин
4 апреля 2014 19:45

Вадим Худобец / Vadim Khudobets

  • Регистрация: 7.10.2012
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 16
 
  • 0
Полевые транзисторы какой марки можно применить в схеме? Нагрузка на регулятор не будет превышать 200-250 ватт

<
  • Гражданин
7 апреля 2014 15:56

Константин / riswel

  • Регистрация: 28.08.2009
  • Публикаций: 27
  • Комментариев: 117
 
  • 0
Цитата: Vadim Khudobets
Полевые транзисторы какой марки можно применить в схеме

Возможно применение практически любых ПТ с минимальной емкостью затвора (учитывая то, что выходной ток таймера не превышает 100мА, а для мощных ПТ с относительно большой емкостью затвора, необходим ток на порядок больший), минимальным сопротивлением открытого канала, с напряжением не менее 500В и допустимым током - с двух-трехкратным запасом по току нагрузки.

<
  • Гражданин
8 апреля 2014 19:49

Вадим Худобец / Vadim Khudobets

  • Регистрация: 7.10.2012
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 16
 
  • 0
Проблема в том, что мне нужны 2-3 конкретных марки полевиков, чтобы в магазине их сразу приобрести. У меня нет мощных полевиков вообще, так что выбирать не из чего; если честно, то я вообще их первый раз применять буду в своей практике, так что подробный гайд по их выбору не помешает

<
  • Гражданин
10 апреля 2014 16:54

Константин / riswel

  • Регистрация: 28.08.2009
  • Публикаций: 27
  • Комментариев: 117
 
  • 0
irfp450, FCB20N60F, FQB20N60 - например. мною были использованы нонейм китайцы с обозначением 20n50 из корректора мощности компьютерного БП. Для первого из указанных типов при работе на частоте свыше 5кГц может понадобиться умощнение выхода таймера эмиттерным повторителем (довольно большая емкость затвора).

<
  • Гражданин
15 декабря 2014 11:17

Василий / wasyls60

  • Регистрация: 23.11.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 10
 
  • 0
"Радиомир" №5 2006г. "Регулятор мощности на транзисторах MOSFET", А.Евсеев, г.Тула. Схема подобная, генератор на 561ЛА7, описание подробное. Схема проверена на китайском фрезерном станке с двигателем постоянного тока Р=150 Вт. На выходе добавлен мост и обратный диод параллельно двигателю. Работает по сей день.
Хочу предостеречь от использования с приборами, в которых используется бестрансформаторный БП с гасящим конденсатором. Поскольку емкостное сопротивление конденсатора зависит от частоты,а на выходе регулятора куча высших гармоник, шансов на выживание у прибора при работе с регулятором немного.

<
  • Кандидат
3 марта 2015 15:14

Николай / Lamitek

  • Регистрация: 28.02.2015
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
Возможно ли этим регулятором запитать дисковую отрезную пилу на 110 вольт от 220 вольт, мощность пилы 1200 Ватт.
Спасибо.

Назад Вперед
Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.