 |
| Схема регулятора мощности |
Коммутация нагрузки производится в моменты перехода сетевого напряжения через ноль, благодаря чему значительно снижаются импульсные помехи, что, несомненно, плюс. Схема регулятора мощности содержит формирователь ступенчатого нарастающего напряжения на микросхеме DD1 и два компаратора на ОУ микросхемы DA1, а так же мощный ключ на встречно-параллельно включённых тиристорах VS1 и VS2, работой которого управляет оптопара U1. Питание низковольтной части регулятора выполнено на бестрансформаторной основе, через балластный конденсатор С1. Резистор R1 ограничивает ток через диодный мост VD2—VD5 при включении устройства в сеть, чем повышается надёжность. Ограниченное по амплитуде балластным конденсатором С1 и выпрямленное диодным мостом VD2—VD5 напряжение стабилизируется цепью HL1VD6 на уровне 9...9,5 В. Конденсатор С2 отфильтровывает низкочастотную составляющую выпрямленного напряжения, СЗ уменьшает высокочастотные составляющие и коммутационные помехи, возникающие при работе компараторов и цифровой микросхемы, чем предотвращает возможные сбои при работе устройства. На DA1.1 выполнен формирователь тактовых импульсов. Резисторы R2, R3 выполняют ещё одну функцию — через них разряжается конденсатор С1 после отключения от сети, чем повышается электробезопасность устройства. Стабилитрон VD1 ограничивает амплитуду напряжения на резисторе R3 на безопасном для DA1.1 уровне. При включении в сеть на резисторе R3 образуются импульсы напряжения частотой 50 Гц. Компаратор DA1.1 превращает их в следующие с периодом 0,02 с прямоугольные, которые поступают на счётный вход шестиразрядного двоичного счётчика DD1. На его выходе 1 импульсы имеют форму меандра (т. е. их скважность равна 2) и период следования 0,04 с. На каждом последующем выходе счётчика период следования импульсов возрастает в два раза. Микросхема DD1 преобразует число поступивших импульсов в шестиразрядный двоичный код. Максимальный коэффициент счёта равен 64, и цикл регулирования составляет 0,02x64 = 1,28 с, при этом переключение счётчика происходит в моменты, когда напряжение питающей сети близко к нулю. Резистивная матрица типа R—2R на резисторах R6—R17 преобразует код в напряжение, в результате чего на её выходе формируется возрастающее напряжение, имеющее 64 ступени и синхронизированное с напряжением сети. Это напряжение поступает на неинвертирующий вход компаратора, выполненного на ОУ DA1.2, а на его инвертирующий вход подаётся образцовое напряжение с движка переменного резистора R19, служащего регулятором мощности. Пока напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем, на выходе компаратора присутствует низкий уровень — светят светодиоды HL2 и HL1, при этом оптосимистор U1.2 открывает тиристоры VS1 и VS2, и на нагрузку, подключённую к розетке XS1, подаётся сетевое напряжение. При равенстве напряжений на входах компаратор переключается — светодиод HL2 и излучающий диод U1.1 выключаются, нагрузка отключается от сети. Изменяя уровень образцового напряжения резистором R19, можно регулировать порог переключения компаратора DA1.2, изменяя, таким образом, число периодов, в течение которых нагрузка подключается к сети в каждом цикле регулирования. По продолжительности вспышек светодиода HL2 можно судить об уровне выходной мощности.
Конденсатор С1 — плёночный помехоподавляющий (заменим двумя включёнными последовательно конденсаторами К73-17 ёмкостью 0,47мк с номинальным напряжением 630 В), С2 — оксидный, СЗ — керамический любого типа. Резисторы R1 и R2 — МЛТ-0,5. Резисторы такой мощности рассеяния выбраны из соображений электрической прочности, так как к ним прикладывается амплитудное напряжение сети, а это свыше 300 В. Остальные резисторы — любых типа и мощности рассеяния. Переменный резистор R19 — проволочный ППЗ-40, но можно применить и не проволочный СП или СПО сопротивлением 15...51 кОм. Стабилитроны VD1 и VD6 могут быть любого типа (первый с напряжением стабилизации в пределах 3...6 В, а второй — 6...7,5 В). Светодиоды HL1 и HL2 — любые красного или зелёного цвета свечения, главное чтобы их прямое падение напряжения не превышало 1,7...2 В. Симистор оптопары U1 должен включаться при токе через излучающий диод не более 10 мА, а допускаемое напряжение на закрытом симисторе должно быть не менее 400 В. Этим требованиям отвечают приборы МОС3042, МОС3043, МОС3062, МОС3063, МОС3082, МОС3083. Максимальная мощность нагрузки описываемого регулятора — 4 кВт, поэтому тиристоры установлены на пластинчатых теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 150 см2 каждый.