Regulacja napięcia za pomocą rezystora zmiennego. Rezystory zmienne

Rezystory zmienne różnią się od rezystorów stałych obecnością trzeciego wyjścia - suwaka, który jest sprężynowym suwakiem, który może poruszać się mechanicznie wzdłuż warstwy oporowej. Odpowiednio, w jednym skrajnym położeniu suwaka rezystancja między jego wyjściem a jednym z wyjść warstwy rezystancyjnej wynosi zero, w drugim - maksimum odpowiadające rezystancji nominalnej.

Ponieważ są trzy wyjścia, rezystor zmienny można podłączyć na dwa sposoby - jako prosty rezystor (wtedy wyjście silnika łączy się z jednym z wyjść skrajnych) oraz zgodnie z obwodem potencjometru, gdy wykorzystywane są wszystkie trzy wyjścia . Obie metody połączenia pokazano na ryc. 5.2. Rezystory, zgodnie z ich przeznaczeniem, służą do konwersji napięcia na prąd i odwrotnie - zgodnie z tym zwykły obwód włączania rezystora zmiennego służy do konwersji napięcia U na prąd /, a obwód potencjometru (dzielnika napięcia) - prąd / w napięcie U, Wygląda na to, że w obwodzie nie ma potrzeby podłączania wyjścia silnika do jednego z wyjść skrajnych do normalnego włączenia - jeśli pozostawisz niewykorzystane wyjście skrajne „wisi w powietrzu”, wtedy nic się w zasadzie nie zmieni. Ale to nie do końca prawda - na wyjściu „wiszącym” znajdują się przetworniki z pola elektrycznego „chodzącego” w przestrzeni i prawidłowe jest podłączenie rezystora zmiennego dokładnie tak, jak pokazano na ryc. 5.2.

Ryż. 5.2. Dwa sposoby podłączenia rezystorów zmiennych

Rezystory zmienne dzielą się na zmienne rzeczywiste (do których podłączone jest zewnętrzne pokrętło regulacyjne) oraz rezystory dostrajające - które zmienia się dopiero w procesie ustawiania obwodu poprzez obracanie silnika śrubokrętem (patrz rys. 5.1 poniżej). Rezystory zmienne niewiele się zmieniły przez cały okres ich istnienia, od czasów reostatu Michaela Faradaya, i wszystkie mają te same wady: w zasadzie jest to naruszenie mechanicznego kontaktu między suwakiem a warstwą oporową. Dotyczy to zwłaszcza tanich oporników przycinania otwartego typu SDR-1 (na ryc. 5.1 na dole, po prawej stronie) - wyobraź sobie działanie tego rezystora, na przykład, na telewizorze w domowej atmosferze kuchennej !

Dlatego w miarę możliwości należy unikać stosowania rezystorów zmiennych lub umieszczać je szeregowo ze stałymi tak, aby stanowiły tylko niezbędną część całej wartości rezystancji. Rezystory przycinające są dobre na etapie debugowania układu, wtedy lepiej jest je zastąpić stałymi i zapewnić możliwość podłączenia równoległych i / lub szeregowych stałych rezystorów na płytce w celu ostatecznego strojenia. Z zewnętrznych rezystorów zmiennych (jak regulacja głośności odbiornika) wydawałoby się, że nigdzie się nie da, ale tak nie jest: zastosowanie sterowanych cyfrowo regulatorów analogowych stanowi doskonałą alternatywę dla zmiennych. Ale jest to trudne, aw prostych obwodach, jeśli to możliwe, zamiast zmiennego rezystora należy zainstalować wielopozycyjny przełącznik krokowy - jest to znacznie bardziej niezawodne.

Cześć wszystkim! W moim ostatnim poście pokazałem jak zrobić . Dziś zrobimy regulator napięcia dla AC 220v. Projekt jest dość prosty do powtórzenia nawet dla początkujących. Ale jednocześnie regulator może przyjąć obciążenie nawet 1 kilowata! Do produkcji tego regulatora potrzebujemy kilku komponentów:

1. Rezystor 4,7 kOhm mlt-0,5 (wystarczy nawet 0,25 wata).
2. Rezystor zmienny 500kΩ-1mΩ, przy 500kΩ będzie regulował dość płynnie, ale tylko w zakresie 220v-120v. Z 1 mOhm - będzie regulował mocniej, to znaczy będzie regulował z interwałem 5-10 woltów, ale zakres się zwiększy, można regulować od 220 do 60 woltów! Pożądane jest zainstalowanie rezystora z wbudowanym przełącznikiem (chociaż można się bez niego obejść, po prostu zakładając zworkę).
3. Dinistor DB3. Możesz to wziąć z ekonomicznych lamp LSD. (Może być zastąpiony krajowym KH102).
4. Dioda FR104 lub 1N4007, takie diody można znaleźć w prawie każdym importowanym sprzęcie radiowym.
5. Diody LED oszczędzające prąd.
6. Triak BT136-600B lub BT138-600.
7. Zaciski śrubowe. (Możesz się bez nich obejść, wystarczy przylutować przewody do płytki).
8. Mały grzejnik (do 0,5 kW nie jest potrzebny).
9. Kondensator foliowy 400 V, od 0,1 mikrofarada do 0,47 mikrofarada.

Obwód regulatora napięcia AC:

Zacznijmy składać urządzenie. Na początek wytrawimy i wydłużymy deskę. Płytka drukowana - jej rysunek w LAY, znajduje się w archiwum. Bardziej kompaktowa wersja przedstawiona przez znajomego Siergiej - .

Następnie przylutuj kondensator. Na zdjęciu kondensator od strony cynowania, bo mój egzemplarz kondensatora miał za krótkie nóżki.

Lutujemy dinistor. Dinistor nie ma polaryzacji, więc wstawiamy go tak, jak chcesz. Lutujemy diodę, rezystor, diodę LED, zworkę i zacisk śrubowy. Wygląda to mniej więcej tak:

I na koniec ostatni etap to założenie grzejnika na triak.

A oto zdjęcie gotowego urządzenia już w etui.

Regulator nie wymaga żadnych dodatkowych ustawień. Film z działania tego urządzenia:

Chcę zauważyć, że można go umieścić nie tylko w sieci 220 V na urządzeniach konwencjonalnych, ale także na dowolnym innym źródle prądu przemiennego o napięciu od 20 do 500 V (ograniczone parametrami ograniczającymi elementów radiowych obwodu). był z tobą Gotować-:D

Omów artykuł REGULATOR ZMIENNEGO NAPIĘCIA

Wiele urządzeń elektrycznych używanych przez techników radiowych i modelarzy wymaga napięć innych niż sieciowe. Do podłączenia ich do sieci potrzebne są zasilacze regulowane. Proponujemy Ci kilka schematów regulatory elektroniczne, łatwy w produkcji i niezawodny w eksploatacji.

Urządzenie, którego obwód pokazano na rysunku 1, jest przeznaczone do regulacji napięcia przemiennego. Łączy w sobie zalety przekształtników transformatorowych (izolacja galwaniczna od sieci, a co za tym idzie bezpieczeństwo eksploatacji) oraz tyrystorowych urządzeń sterujących (płynna regulacja napięcia wyjściowego w szerokim zakresie, wysoka sprawność). Cenną właściwością tego regulatora jest elektroniczne zabezpieczenie przed przeciążeniami prądowymi, które występują przy podłączeniu do sieci. Jego elementy mocy i obciążenie są chronione przed uszkodzeniem przez dodatkowe prądy. Eliminacja „przepięć” prądu po włączeniu znacznie zwiększa żywotność żarówek o niskiej rezystancji zimnego żarnika.

Wraz z najprostszym prostownikiem diodowo-mostkowym regulator służy również jako źródło napięcia stałego, a dokładniej napięcia pulsującego, które można wygładzić filtrem pojemnościowym.

Sprawność regulatora jest wysoka: sięga 70…80 procent i jest determinowana głównie stratami w transformatorze. Transformator może być zarówno obniżany (w tym przypadku liczba zwojów uzwojenia L1 jest większa niż L2), jak i podwyższany.

Regulator może być stosowany w zasilaczu laboratoryjnym do uzyskania napięcia stałego lub przemiennego. Przydaje się również do ładowania mocnych akumulatorów. W takim przypadku stosuje się transformator obniżający napięcie o współczynniku transformacji 10 ... 15. W tym przypadku prąd płynący w obwodzie uzwojenia pierwotnego transformatora jest około 10...15 razy mniejszy niż prąd uzwojenia wtórnego. Tak więc moc cieplna rozpraszana przez trinistor mocy VD jest nieznaczna nawet przy wysokich prądach obciążenia (5 ... 10 A). Eliminuje to konieczność stosowania radiatorów i upraszcza konstrukcję regulatora.

Zasada działania urządzenia jest następująca. Średnia (efektywna) wartość napięcia jest regulowana poprzez zmianę kąta fazowego zapłonu tyrystora mocy. Trinistor mocy można traktować jako przełącznik, który przepuszcza prąd przez pewną część okresu napięcia sinusoidalnego. Wprowadzając opóźnienie otwarcia tego klucza, zmieniamy w ten sposób średnią wartość prądu przepływającego przez obciążenie.

Na elementach VT1, VT2 montowany jest analog tranzystora jednozłączowego, który steruje działaniem trinistora mocy VD. Napięcie blokujące jest podawane na bazę tranzystora VT1 z dzielnika napięcia utworzonego przez elementy R1...R4. Elementy R5, R6 i C1 tworzą obwód przesunięcia fazowego. Zmieniając rezystancję rezystora R6, można zmienić czas ładowania kondensatora C1 do wartości napięcia blokującego, a tym samym dostosować opóźnienie włączenia trinistora VD. W ten sposób moc w obciążeniu jest regulowana.

Rezystancja rezystora R5 ustawia górną wartość napięcia wyjściowego. Dlatego rezystancja rezystora R5 jest wybierana w zakresie 5,1-20 kOhm. Należy pamiętać, że zwiększając rezystancję R5 zmniejszamy maksymalną wartość napięcia wyjściowego.
Rezystancję zmiennego rezystora R6 można zwiększyć do 220 kOhm. W tym przypadku głębokość regulacji zwiększa się w dół, ale maksymalna wartość napięcia nie ulega zmianie.

Ochronę przed przeciążeniami prądowymi, gdy regulator jest podłączony do sieci, zapewnia wprowadzenie do obwodu dzielnika napięcia, który ustawia progowe napięcie blokujące termistora R4, który ma ujemny współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR). Ze względu na bezwładność termiczną termistora, progowe napięcie blokujące dostarczane na bazę tranzystora VT1 ma wartość maksymalną w momencie włączenia sterownika i stopniowo maleje w miarę nagrzewania termistora przez prąd płynący przez dzielnik napięcia. W związku z tym napięcie wyjściowe w pierwszej chwili po włączeniu ma wartość minimalną i stopniowo wzrasta w okresie czasu określonym przez bezwładność termiczną termistora (zwykle 0,5 ... 1 s), dążąc do wartości stałej. W takim przypadku elementy obciążenia i mocy regulatora są niezawodnie chronione przed przełączaniem dodatkowych prądów. Należy zauważyć, że skuteczność ochrony wzrasta, jeśli zamiast jednego termistora 2 ... 3 identyczne są połączone szeregowo. Wartości pozostałych elementów obwodu w tym przypadku nie zmieniają się.

W regulatorze zastosowano następujące elementy: kondensator C1 typu MBM na napięcie robocze co najmniej 160 V, rezystory stałe typu MLT, rezystor zmienny typu SPZ-12a, SPZ-6 i podobne (dostrajanie dopuszczalne są rezystory typu SPZ-1a, SPZ-1b). Zamiast termistora T8M można zastosować dowolne termistory z serii T8, T9 (w tym przypadku czas wejścia w tryb będzie się nieznacznie różnić od podanego).

Jako transformator T można zastosować gotowe typy TN-54 (maksymalny prąd wyjściowy 5 A), TN-58 (prąd wyjściowy nie większy niż 6 A), w których wyprowadzenia uzwojeń wtórnych 9-10, 11- 12, 14-15 można łączyć szeregowo w celu uzyskania pożądanego stopnia przekształcenia. Ponadto nie wyklucza się stosowania transformatorów typu TPP. Transformator można również wykonać samemu według opisów zamieszczonych w czasopiśmie Radio nr 1 za 1980 i nr 4 za 1984 oraz w zbiorze Pomoc dla krótkofalowca nr 84. Należy pamiętać, że obliczona moc transformatora nie powinna przekraczać 150 watów.

Jako blok diodowy C możesz użyć KTs405A, B, a także KTs402A-B. Zamiast tranzystorów wskazanych na schemacie są one całkiem odpowiednie: VT1-MP21 z indeksami B-E, MP26; VT2-KT315 z dowolnym indeksem literowym. Trinistor VD może być typu KU201L. Przełącznik 5 - dowolna sieć o napięciu co najmniej 250 V i prądzie co najmniej 2 A (można użyć przełącznika TV1-1).

Do zasilania konwencjonalnych urządzeń sieciowych o napięciu 220 V i mocy do 200 W (np. żarówek, grzałek elektrycznych itp.) regulator może być stosowany w wersji beztransformatorowej. Transformator T jest wyłączony z obwodu, a obciążenie jest włączane zamiast uzwojenia pierwotnego W1. W tym przypadku nie ma separacji galwanicznej od sieci, jednak właściwości ochronne obwodu przed przeciążeniami po włączeniu są w pełni zachowane.

Czasami wymagane jest regulowanie napięcia nie od zera do maksimum, ale w stosunkowo niewielkich granicach zmian. Jedną z opcji regulatora, która pozwala regulować napięcie w zakresie 160 ... 220 V, jest pokazana na rysunku 2 (co oznacza efektywną wartość napięcia, która określa efekt cieplny prądu elektrycznego) . Ten schemat (ryc. 2) jest w dużej mierze podobny do poprzedniego. Ale jest różnica: kształt napięcia w obciążeniu ma wyraźną asymetrię. Dlatego urządzenia o dużej indukcyjności nie mogą być używane jako obciążenie. Zakresem tego regulatora jest zasilanie urządzeń grzewczych i oświetleniowych o mocy do 400 W (w tym przypadku zastosowanie diod typu KD202 z indeksy K-R).

W powyższych obwodach termistory służą do ochrony przed przepięciami prądowymi, gdy regulatory są włączone. Radioamatorzy, zwłaszcza początkujący, mogą mieć trudności z ich zdobyciem. W takim przypadku rezystor R4 można po prostu wyłączyć z obwodu (poprzez podłączenie dolnego zacisku rezystora R3 do „minusu” regulatora), pozostawiając takie same oceny pozostałych elementów. Wtedy urządzenie będzie działać podobnie do konwencjonalnego tyrystorowego regulatora napięcia.

Regulator, którego schemat pokazano na rysunku 3, składa się tylko z kilku części. Dzięki niemu możesz zwiększyć napięcie bez transformatorów. Sprawność takiego regulatora jest bardzo wysoka i sięga 98 proc. Należy jednak pamiętać, że wyjście regulatora ma prawie stałe napięcie. W rzeczywistości regulator to prostownik z filtrem. Efekt podbicia napięcia wynika z ładowania kondensatorów. W ten sposób urządzenie działa wyłącznie z aktywnym obciążeniem, którego moc może osiągnąć 600 watów.

Regulator zapewnia skokową regulację napięcia wyjściowego. Liczbę kroków można zmienić, podłączając dodatkowe kondensatory. Maksymalny współczynnik wzrostu wartości skutecznej napięcia na wyjściu urządzenia w stosunku do wejścia zależy od stosunku pojemności całkowitej podłączonych kondensatorów do rezystancji obciążenia. Przy wskazanych ocenach może osiągnąć 1,2 ... 1,4.

Proponowany regulator jest wygodny w użyciu jako przystawka do lutownicy elektrycznej. Może się przydać również przy pracach fotograficznych przy sztucznym oświetleniu: cała część przygotowawcza odbędzie się przy normalnym napięciu, a w momencie fotografowania od razu włącza się wymuszony tryb zasilania lampy. W tym przypadku moc świetlna żarówek gwałtownie wzrasta (do 2 ... 2,5 razy), a charakterystyka spektralna poprawia się - „biel” światła lub, jak mówią, „temperatura barwowa” lampy wznoszą się.

W obwodzie regulatora można stosować diody serny KD202 o indeksach K-R, kondensatory typu K50-7 dla napięcia roboczego 450 V. Przełączniki S1-S3 to dowolne przełączniki sieciowe o prądzie co najmniej 1 A.

Wszystkie opisane regulatory, z elementami sprawnymi, zaczynają działać natychmiast, bez regulacji.