Устройство защиты и регулирования нагрузки

September 15, 2011 by admin Комментировать »

На злободневный вопрос: как продлить срок службы лампы накаливания — отвечают многие авторы оригинальных схемно-технических решений, опубликованных в журнале «Радио» и нашедших воплощение в конструктивных разработках и изделиях. Лучшими из этих решений считаются светорегуляторы с плавным изменением напряжения и выдержкой времени. Большинство решений обеспечивают предварительное разогревание нити лампы накаливания небольшим током с последующей подачей на нее полного напряжения. Некоторые из этих решений защищают лампы накаливания от бросков тока в момент включения введением в схему ограничительного сопротивления в силовой цепи.

Рассматриваемое устройство защиты и регулирования напряжения на выходе предназначено для подключения к нему различных видов нагрузки: ламп накаливания, вентиляторов, паяльников, электроинструментов, электродвигателей. Хороший результат дает применение устройства в люстрах освещения помещений, общая мощность ламп накаливания в которых не превышает 300 Вт. Устройство обеспечивает ограничение тока, протекающего через спираль лампы, предварительный ее разогрев и плавное увеличение напряжения до номинального значения.

Принципиальная электрическая схема устройства защиты приведена на рис. 3.13. Устройство включает в свой состав входные и выходные цепи, релейный узел, регулятор напряжения с реле времени.

Включение и выключение устройства обеспечивается однополюсным переключателем S/, рассчитанным на коммутацию тока не менее 6 А. Плавкий предохранитель F/, установленный на входе, защищает элементы схемы от коротких замыканий, которые могут возникнуть при неправильном включении и при ошибках в монтаже.

На выходе устройства установлены приборные клеммы для подключения нагрузки в точках А и Б. Релейный узел обеспечивает кратковременное включение в цепи осветительных ламп или другой нагрузки ограничительного резистора R2 большой мощности. После включения напряжения переключателем St бросок тока воспринимает на себя резистор R2, а после замыкания контактов реле К1.1 он шунтируется и выключается из работы. Его кратковременное включение позволяет применить резистор мощностью до 5 Вт.

После замыкания контактов реле К1.2 напряжение начинает поступать на регулятор напряжения с выдержкой времени. Работает это устройство следующим образом. После включения контактов К1.2 начинает заряжать-

Рис. 3.13. Схема устройства защиты и регулирования нагрузки.

ся конденсатор СЗ. В это же время падение напряжения на резисторе R11 открывает транзистор VT3, а транзисторы VT1 и VT2 еще закрыты и управляющей команды на тиристор не поступает. Тринистор закрыт, и напряжение на лампы накаливания также не поступает.

Постепенная зарядка конденсатора СЗ уменьшает падение напряжения на резисторе R10, а это в свою очередь обеспечивает плавное закрывание транзистора VT3. Необходимо отметить, что пока транзистор VT3 открыт, зарядка конденсатора С2 невозможна из-за шунтирования. Но когда транзистор VT3 закроется, начинается плавная зарядка конденсатора С2 через цепочку R4, К1.2, VD6y R7.. По мере зарядки конденсатора С2 напряжение на нем повышается. Составной транзистор VTI, VT2 откроется, как только падение напряжения на резисторе R5 сравняется с напряжением зарядки конденсатора С2. Теперь после открывания транзисторов VTI, VT2 начинает плавно открываться тиристор KS/. Открывание тиристора KS/ можно регулировать переменным резистором /?7, а также изменением емкости конденсатора СЗ и сопротивления резистора R11.

Электропитание устройства регулирования напряжения и задержки времени включения нагрузки обеспечивается от выпрямителя, собранного на четырех выпрямительных диодах VD2, VD3, VD8, VD9 по однофазной двухполупериод- ной мостовой схеме. Мостовая схема выпрямления характеризуется повышенной частотой пульсации выпрямленного напряжения, пониженным обратным напряжением на диодном комплекте, возможностью работы без сетевых трансформаторов и сравнительно высоким кпд.

При сборке и монтаже устройства использованы следующие комплектующие ЭРЭ: тиристор VS1 типа КУ202Н; транзисторы VT1 типа КТ315Б, VT1 — КТ203Б, VT3 — КТ315Б; выпрямительные диоды VD1 типа КДЮ5Б, VD2 — Д226Б, VD3 — Д226Б, VD6 — Д226Б, VD8 — Д226Б, VD9 — Д226Б, VD7 — Д226Б; стабилитроны VD4 типа Д814В, VD5 — Д814В; конденсаторы С/ типа К50-6-25В-100 мкФ, С2 — КЮ- 17-Н90-0,5 мкФ, СЗ — К50-6-25В-100 мкФ; резисторы R1 типа МЛТ-2- 3 кОм, R2 — С5-35-7,5Вт-100 Ом, R3 — МЛТ-0,25-1 кОм, R4 — МЛТ- 2-62 кОм, R5 — МЛТ-0,25-10 кОм, R6 — МЛТ-0,25-510 Ом, R7 — СПЗ- 4М-0,25Вт-1 кОм, R8 — МЛТ-0,25-2,2 кОм, R9 — МЛТ-0,25-47 кОм, R10 — МЛТ-0,25-1,5 МОм, R11 — МЛТ-0,25-470 кОм; плавкий предохранитель Ft типа ПМ-1-2 А; электрический соединитель XI типа «вилка» с электрическим кабелем; электромагнитное реле /С/ типа МКУ48; электролитический конденсатор С4 типа К50-6-25В-50 мкФ.

При монтаже, регулировке и ремонте устройства можно использовать другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие качество, надежность и эксплуатационные характеристики устройства. Например, резисторы типа МЛТ можно заменить на резисторы типов ОМЛТ, МТ, ВС, ВСа, С1-4; конденсаторы типа К50-6 — на К50-3, К50-12, К50-16, К50-20; выпрямительные диоды типа Д226Б — на Д237Б, Д245Б, Д246, КД226Б; диод типа КДЮ5Б — на Д237Ж, КД202К; электромагнитное реле типа МКУ48 — на РЭС9, РЭС10, РЭС22; переключатель S1 типа П1Т-1-1 — на П2Т-1-1, МТ-1, ТП-1, ТВ2-1.

При регулировке устройства необходимо иметь в виду, что конденсатор С2 импульсно разряжается через транзисторы VT1 и VT2 и управляющий электрод тиристора VS1; напряжение на лампах накаливания увеличивается плавно, по мере открывания тиристора; при размыкании контактов переключателя S1 конденсатор С/ разряжается через резистор R6 в течение 10 с и так же плавно уменьшается накал ламп. Включенный в цепь выпрямителя диод VD6 предотвращает разряд конденсатора С/ в момент открывания тиристора.

Техническая характеристика

устройства защиты и регулирования нагрузки

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В ……………………………….. 220

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………… 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В ……………………………….. 180—250

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………… 49—51

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ………………….. 10

Максимальная мощность устройства, Вт…………. 1000

Количество одновременно включаемых ламп накаливания в люстре при мощности

каждой лампы 100 Вт, шт ………………………… 10

Мощность, потребляемая устройством в режиме

холостого хода (без нагрузки), Вт ……………… 8—10

Время задержки включения полной нагрузки

с момента включения в сеть, с …………………… 2—8

Время задержки снижения напряжения на выходе

после выключения, с………………………………… 5—10

Сопротивление изоляции токоведущих проводников

и частей относительно корпуса, МОм, не менее … 10 Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ ………… 100

Кпд, %, не менее ………………………………………. 95

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты