Stegspänningsregulator

En regulator som stöder nätspänning inom 190 ... 242 V.

Nätspänningsregulatorer

Det är känt att spänningen i elnätet ofta överskrider toleransgränserna. Under rörtv-dagarna var ferroresonantstabilisatorer mycket vanliga. Moderna TV-apparater kan användas med ändringar i ingångsspänning inom 110 ... 260 V.

Detsamma kan sägas om datorer, CD-spelare och i allmänhet om all utrustning där växelströmförsörjning används. Men för utrustning som matas direkt från nätverket är gränserna för spänningsförändring mycket mindre.

Ett slående exempel på denna teknik är ett kylskåp, en elektrisk kaffekvarn, en matprocessor, en lödkolv och en glödlampa. Naturligtvis är en sådan noggrannhet av spänningsstabilisering som för rör-TV inte nödvändig för sådana anordningar, därför är det fullt möjligt att använda en spänningsreglerande anordning i steg. En liknande regulator kommer att beskrivas i den här artikeln.

Stegspänningsreglering

Trots konstruktionens enkelhet har regulatorn följande data: när ingångsspänningen ändras i intervallet 150 ... 260 V, hålls utgången inom området 187 ... 242 V. Många elektriska hushållsapparater är i drift inom detta område. I den version där schemat i artikeln visas når regulatorns effekt 275 watt, vilket är tillräckligt för normal drift, till exempel ett kylskåp.

En liknande metod för stegvis spänningsreglering används i vissa modeller av avbrottsfri strömförsörjning för datorer: när den avbrottsfria strömförsörjningen fungerar från nätverket kan du höra hur reläet klickar i det. Detta är bara en grov justering av utspänningen. I detta läge används den avbrottsliga transformatorn som en autotransformator. I händelse av strömavbrott växlar transformatorn till omvandlarläge och kör på batteriström.

Det är känt att en transformator som ingår i autotransformatorläget kan arbeta med en belastning på nästan fem gånger sin effekt. I denna konstruktion används en transformator med en effekt på endast 57 watt, och därför är det tillräckligt för att byta ut transformatorn med en kraftfullare om det är nödvändigt att öka hela regulatorns effekt som helhet.

Naturligtvis tillverkar industrin nu nätverksstabilisatorer baserade på LATRA (vi kommer inte att prata om elektroniska här). I sådana anordningar driver en mikromotor med en reducer, som naturligtvis styrs av en elektronisk krets, en rörlig kontakt.

Tillförlitligheten för en sådan enhet kommer förmodligen att vara liten. Ett exempel på en sådan anordning kan fungera som en spänningsregulator Resanta Latviens produktion. Recensioner om det kan läsas på Internet.

Schemat för det föreslagna regleringsalternativet visas i figur 1.

Bild 1. Diagram för spänningsregulator

Beskrivning av regulatorns elektriska krets

Grunden för regulatorn är en enhetlig avvikande transformator T1. Det ingår i autotransformatorkretsen. Förutom transformatorn innehåller kretsen en likriktare för att driva den elektroniska delen av kretsen, två tröskelanordningar och en utgångsspänningsomkopplingsenhet. Det senare ger en viss försening i utseendet på spänning vid utgången. Detta är nödvändigt för att enheten ska gå in i driftläge.

Vid omkoppling av sekundärlindningarna är störningar oundvikliga, från vilka reläkontakterna bränns. För att skydda mot detta fenomen används en kedja bestående av ett motstånd R1 och en kondensator C2.

Den elektroniska delen av anordningen drivs av en instabil likriktare, bestående av en diodbrygga VD1 och en utjämningskondensator Cl.Kondensatorer C3 och C4 installerade i tröskelanordningar är konstruerade för att eliminera kortvariga förändringar (utsläpp) av den likriktade spänningen. Samma spänning används för att reglera nätspänningen.

På transistorn VT3 och elementen C5 och R6 monterade timerfördröjning. Enheten innehåller också två tröskelanordningar, vars utformning är liknande.

Den första tröskelanordningen är gjord på transistor VT1, motstånd R2, R3, zenerdioder VD2, VD3 och kondensator C3. Relä K1 ingår i kollektorkretsen för transistorn VT1. För att skydda transistorn från självinduktionsspänningen, växlas reläspolen av VD4-dioden.

Kontakterna från reläet K1 växlar transformatorens T1 lindningar när tröskelanordningen utlöses. Kondensator C3 är utformad för att jämna ut kretsen av den likriktade spänningen, samt eliminera störningar. Den andra tröskelanordningen monteras på samma sätt. Den består av elementen VT2, VD4, VD5, R4, R5, C4, relä K2.

Spänningsregulator

Regulatorns funktion är bekväm att överväga i delar. När enheten slås på visas en spänning på kondensatorn C1, som börjar ladda kondensatorn C5. Med en fördröjning på cirka två sekunder öppnas VT3-transistorn, K3-reläet slås på och spänningen appliceras på lasten.

Nätspänning reducerad

I fallet när nätspänning mindre än 190 V, kommer ingen tröskelanordning att fungera och kontakterna för reläerna K1 och K2 är i det läget, som visas i diagrammet. I detta fall kommer nätspänningen att appliceras på lasten och plusspänningen från lindningarna III och VI. Om nätspänningen i detta ögonblick är 150 V är belastningen minst 190 V.

Nätspänningen är nästan normal

Om nätspänningen är i området 190 ... 220 V är likriktarens utspänning tillräcklig för att öppna Zener-dioderna VD2, VD3, vilket kommer att leda till öppningen av transistorn VT1, så att relä K1 kommer att lösa ut. om du följer schemat kan du se att i detta fall är lindningarna III och IV anslutna.

Nätspänningen ökade

I händelse av att nätspänningen överskrider 220 V kommer K2-reläet att fungera, vilket kommer att förbinda V- och IV-lindningarna med dess kontakter. Dessa lindningar är ur fas, så utspänningen kommer att minska.

Detaljer och konstruktion av spänningsregulatorn

Nästan alla delar kan monteras på en tryckt brödskiva med trådmontering. I designen kan du använda motstånd som MLT eller importerad. Oxidkondensatorer importeras också bättre, nu är de förmodligen lättare att köpa än inhemska. Och deras kvalitet är bättre. Diodbron kan ersättas av diskreta dioder, till exempel 1N4007. Transistorer är lämpliga för varje låg effekt med en kollektorsändarspänning på minst 30 V och en ström som är tillräcklig för att trigga reläet. Förutom de som anges på diagrammet är KT645, KT503, KT972 med valfritt bokstavsindex lämpliga.

I stället för de två zenerdioder som anges på diagrammet kan den vanliga D810 ... D814 användas. Innan installationen bör de väljas enligt spänningen i enlighet med diagrammen.

Det är bättre att använda importerade reläer (Tianbo, Trl, Trk och liknande, de är också nu enklare och billigare att köpa) med en 24 V. spole. Reläkontakter måste klassificeras för en ström på minst 1,5 A. Många av dessa reläer, på mycket små dimensioner, har kontakter designade för en ström på 10 ... 16 A.

En enhetlig TPP270 - 127/220 - 50 används som en transformator. Den nominella effekten för en sådan transformator är 57 watt.

Enhetsinställning

För justering är regulatorn ansluten till LATR-utgången. För att ta hänsyn till transformatorns svar på lasten är den senare ansluten till enhetens utgång. Genom att ändra spänningen vid ingången till regulatorn är det nödvändigt att konfigurera tröskelanordningar. Detta bör göras med ett urval av zenerdioder med olika stabiliseringsspänningar. För mer exakt inställning i serie med zenerdioder kan du sätta på kisel- eller germaniumdioder. Det bör komma ihåg att direktspänningen för kiseldioder är cirka 0,7 V och för germanium 0,4 V.

Boris Aladyshkin