Регулятор мощности на полевом транзисторе: Фазовый регулятор мощности на ключевом полевом транзисторе

Содержание

Сетевой регулятор мощности на транзисторе

Первоначально задача состояла в том, чтобы сделать несложный и компактный регулятор мощности для сетевого паяльника, работающего от переменного напряжения 220 вольт и после некоторых поисков за основу была взята схема, опубликованная некогда в журнале Радио 2-3\92 (автор —  И.Нечаев г. Курск).

Схема принципиальная регулятора 220В

Интересная особенность этой схемы заключается в том, что на её выходе можно получить напряжение большее, чем на входе. Это может понадобиться, например, если нужно по каким-либо причинам  увеличить номинальную мощность Вашего паяльника. Например, если нужно выпаять/впаять какую-либо массивную деталь, а температура жала паяльника для этого недостаточна. Повышение напряжения происходит благодаря его преобразованию из переменного в постоянное (после выпрямления диодным мостом и сглаживающего пульсации напряжения конденсатора С1). Таким образом, после выпрямителя, мы можем получим постоянное напряжение до 45 вольт.

На первых двух элементах микросхемы К176ЛА7 здесь собран обычный генератор с возможностью регулировки скважности импульсов и ещё на двух её элементах — умощняющий буферный каскад. Частота генератора при указанных на схеме элементах С3, R2, R3 — указана порядка 1500Гц, а скважность импульсов  можно регулировать резистором R4 от 1,05 до 20. Эти импульсы через буферный каскад  и резистор R5 поступают на электронный ключ на транзисторах и с него — на нагрузку (паяльник). Напряжение на нагрузке примерно равно 40…45В в зависимости от мощности понижающего трансформатора на входе и мощности потребления паяльника).

Существует, также, вариант этой же схемы, но несколько переделанный для возможности работать с нагрузкой 220 вольт. Принцип работы этой схемы тот же, но в качестве ключа применён полевой транзистор и, соответственно, несколько изменены номиналы некоторых элементов для обеспечения работы схемы с напряжением:

Здесь управление «ключом» на транзисторе VT1 также производится широтно — импульсным методом. И напряжение на своём паяльнике Вы также можете регулировать в довольно широких пределах, от максимального (примерно 300 вольт) до минимального уровня (в десятки вольт). Пределы регулировки, выходного напряжения можно сузить до необходимых Вам пределов, если последовательно с диодами VD6, VD7 включить резисторы, как в предыдущей схеме. Номиналы этих резисторов могут быть в пределах от единиц до 100 кОм и подбираются (если это необходимо) при настройке. Ни в каких других настройках обе схемы не нуждаются и не критичны к применяемым деталям.

Мною была собрана и опробована вторая схема для паяльника на 220 вольт. Вместо фильтрующего конденсатора С1 был установлен номинал 25 мкФ х 400 В (больших ёмкостей просто не оказалось в наличии), а С2 увеличен до 47 мкФ х 16 В и С3 — 150 пФ (частота генератора при этом получилась порядка 30 кГц, что гораздо больше, чем в первой схеме. Но схема заработала при этом вполне нормально и, честно говоря, увеличивать эту ёмкость и менять частоту не пытался).

Печатная плата рисовалась «от руки»:

Микросхему здесь можно заменить на другую из серий К561, К176 либо аналогичную  импортную, содержащую не менее четырёх инверторов/элементов «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ» (К561ЛЕ5, К176ЛЕ5, К561ЛН2, CD4001, CD4011 …). Транзистор я поставил типа BUZ90. При подключении нагрузки до 100 ватт (пробовал с обычной лампой накаливания) транзистор не грелся вообще и теплоотвод не потребовался (схема собиралась для паяльника мощностью 40 ватт). Но сильно грелся резистор R1, поэтому в качестве него пришлось поставить два двухваттных резистора по 47 кОм, включённых параллельно. И всё равно они греются при работе довольно ощутимо, поэтому пришлось сделать в корпусе ряд небольших отверстий в месте расположения этих резисторов для вентиляции:

Стабилитрон был поставлен Д814Г (можно применить любой на напряжение 6 — 14 вольт и на ток порядка 20 мА, в зависимости от диапазона питания и тока потребления применённый микросхемы), переменный резистор R2 — 220 кОм. Вместо диодов 1N4148 можно поставить КД522 или КД521. Электролитические конденсаторы обязательно должны быть на рабочее напряжение не меньше требуемого по схеме. В качестве простейшего индикатора работы был применён светодиод (можно любой, малой мощности), включённый параллельно выходу последовательно с гасящим резистором. Номинал резистора подбирается при настройке в зависимости от типа светодиода и необходимой яркости его свечения (анод светодиода подключается к «+» выводу выхода схемы).

Вся схема, как видно, легко умещается в корпусе от адаптера/зарядки. Её также можно использовать в качестве, например, регулятора яркости свечения лампы накаливания. Яркость регулируется плавно и никаких «мерцаний» лампы при этом замечено не было. 

Проверка работы регулятора

   

Материал прислал Барышев Андрей.

Фазовые регуляторы мощности — 17 Июля 2013 — Портфель

 Обычно фазовые регуляторы мощности переменного тока строятся на основе тиристора или симистора. Эти схемы уже давно стали типовыми и повторены многократно как радиолюбителями, так и в масштабе производства. Но тиристорным и симисторным регуляторам, равно как и ключам, всегда был свойственен один важный недостаток, ограничение минимальной мощности нагрузки. То есть, типовой тиристорный регулятор на максимальную мощность нагрузки более 100W не может хорошо регулировать мощность маломощной нагрузки, потребляющей единицы и доли ватт.

Фазовый регулятор мощности на полевом транзистореКлючевые полевые транзисторы отличаются тем, что физически работа их канала очень напоминает работу обычного механического выключателя, в полностью открытом состоянии их сопротивление очень мало и составляет доли Ом, а в закрытом состоянии ток утечки составляет микроамперы. И это практически не зависит от величины напряжения на канале. То есть, именно как механический выключатель.

Именно поэтому ключевой каскад на ключевом полевом транзисторе может коммутировать нагрузку мощностью от единиц и долей ватт, до максимально допустимого по току значения. Например, популярный полевой транзистор IRF840 без радиатора работая в ключевом режиме может коммутировать мощность практически от нуля до 400W. Кроме того ключевой полевой транзистор обладает очень низким током затвора, поэтому для управления требуется очень низкая статическая мощность. Правда это омрачается относительно большой емкостью затвора, поэтому в первый момент включения ток затвора может оказаться и довольно большим (ток на заряд емкости затвора). С этим борются включением   последовательно затвору токоограничительного резистора, что снижает быстродействие ключа, так как образуется RC-цепь состоящая из этого сопротивления и емкости затвора, либо выход схемы управления делают более мощным. Схема регулятора мощности показана на рисунке. Нагрузка питается пульсирующим напряжением, так как подключена через диодный мост VD5-VD8. Для питания электронагревательного прибора (паяльника, лампы накаливания) это подходит. Так как у пульсирующего тока отрицательная полуволна «вывернута» вверх, получаются пульсации с частотой 100 Гц Но они положительные, то есть, график изменения от нуля до положительного амплитудного значения напряжения. Поэтому регулировка возможна от 0% до 100%. Величина максимальной мощности нагрузки в этой схеме ограничена не столько максимальным током открытого канала VT1 (это 30А), сколько максимальным прямым током диодов выпрямительного моста VD5-VD8. При использовании диодов КД209 схема может работать с нагрузкой мощностью до 100W. Если нужно работать с более мощной нагрузкой (до 400VV) нужно использовать более мощные диоды, например, КД226Г, Д. На инверторах микросхемы D1 выполнен формирователь управляющих импульсов, которые открывают транзистор VT1 в определенной фазе полуволны. Элементы D1.1 и D1.2 образуют триггер Шмитта, а остальные элементы D1.3-D1.6 образуют умощненный выходной инвертор. Умощнить выход пришлось чтобы компенсировать неприятности вызванные скачком тока на заряд емкости затвора VT1 в момент его включения. Система низковольтного питания микросхемы посредством диода VD2 разделена на две части, собственно питающую часть, создающую постоянное напряжение между выводами 7 и 14 микросхемы, и часть представляющую собой датчик фазы сетевого напряжения. Работает это следующим образом.

Сетевое напряжение выпрямляется мостом VD5-VD8, затем поступает на параметрический стабилизатор на резисторе R6 и стабилитроне VD9. Так как в данной цепи нет сглаживающего конденсатора напряжение на стабилитроне носит пульсирующий характер. Цепь R1-R2-C1 совместно с диодом VD1 устанавливает фазу пульсирующего напряжения при которой напряжение на конденсаторе С1 достигает порога переключения триггера Шмитта. Изменяя сопротивление данной RC-цепи мы изменяем время задержки открытия ключевого транзистора от момента того, когда напряжение в сети достигает значения 8-10V (значения напряжения порога переключения триггера Шмитта). Поскольку частота сети достаточно стабильна, то момент открытия ключевого транзистора относительно фазы сетевого напряжения поддерживается достаточно стабильным относительно установленного резистором R1. Диод VD1 вместе с резистором R5 образует цепь ускоренной разрядки конденсатора С1, необходимую для того чтобы этот конденсатора разряжался при приходе фазы сетевого напряжения к нулю. При этом триггер Шмитта переключается в нулевое состояние и ключевой транзистор закрывается. Таким образом, регулируя сопротивление R1 мы изменяем фазу момента открывания ключевого транзистора, и напряжение на нагрузку поступает только в период от этой точки до амплитудного значения. Таким образом происходит фазовая регулировка мощности. В общем, принцип почти такой же как в тиристорном регуляторе. Теперь о источнике питания микросхемы. Практически микросхема питается напряжением запасенным в конденсаторе С2. На каждой полуволне этот конденсатор заряжается через диод VD2. Затем, при переходе фазы к нулю этот диод закрывается и питание микросхемы поддерживается зарядом конденсатора С2, Поэтому напряжение питания микросхемы постоянное, стабильное и не подверженное пульсациям. Все детали кроме резистора R1 на печатной плате с односторонней металлизацией. Так как авторский вариант рассчитан на работу с нагрузкой мощностью не более 100W никаких радиаторов не предусмотрено и в мостовом выпрямителе используются диоды КД209. Впрочем, полевому транзистору радиатор не понадобится и при номинальной мощности нагрузки до 400W. А вот диоды придется подобрать более мощные. Микросхему К561ЛН2 можно заменить на К1561ЛН2. Стабилитрон Д814Г можно заменить другим стабилитроном на напряжение около 10V. В процессе налаживания может потребоваться подбор сопротивлений резистора R2 (чтобы обеспечить необходимую ширину диапазона регулировки) и резистора R5 (чтобы обеспечивалась разрядка С1). Сопротивление R5 нужно выбрать как можно большим, но таким чтобы при минимальной мощности установленной R1 транзистор не открывался вообще.

КалачееД.Е

Фазовый регулятор мощности для паяльника

Конечно, по правилам электромонтажа для работы с печатными платами требуются низковольтные паяльники, но многие радиолюбители пользуются маломощными паяльниками на 220V, мощностью 25W, 40W, с соответственно заточенным или замененным жалом. Такой паяльник производит гораздо больше теплоты, чем требуется для разогрева тоненького жала. В результате, жало перегревается и быстро прогорает, особенно если вы заняты наладкой или ремонтом, и паяльник большее время лежит на подставке. Другой случай, пониженное напряжение в сети. Из-за этого паяльник недогревается и пайка получается плохой. На рисунке показана схема несложного регулятора, с помощью которого можно не только понизить напряжение на паяльнике, но и повысить его относительно сетевого (если напряжение в сети занижено). Кроме того, когда паяльник лежит на подставке напряжение на нем снижается, что исключает перегрев.

Схема построена на основе фазового регулятора мощности на популярной микросхеме КР1182ПМ1. Отличие от типовой схемы в двух резисторах-регуляторах R1 и R2 и в том, что напряжение на нагрузку подается через мостовой выпрямитель. Выключатель S1 связан с подставкой и под весом паяльника его контакты замыкаются. Таким образом, когда паяльник в руках работает только резистор R2, им установлен номинальный или максимальный нагрев, такой чтобы можно было обеспечить качественную пайку. Когда паяльник лежит на подставке контакты S1 замкнуты и параллельно R2 подключается резистор R1, которым нужно установить степень пониженения напряжения на паяльнике во время его нахождения на подставке, то есть такое напряжение, чтобы рабочая температура сохранялась, но не наступал перегрев. Эти две регулировки выполняются вручную резисторами R1 и R2 экспериментально для каждого типа паяльника. Наличие мостового выпрямителя на выходе способствует тому, что паяльник питается постоянным током, а величина постоянного напряжения на выходе мостового выпрямителя выше величины эффективного переменного напряжения, подаваемого на выпрямитель. Поэтому, реальное напряжение на паяльнике оказывается выше и соответственно и нагревается он больше. С помощью этого моста можно повысить напряжение на паяльнике до номинального даже если напряжение в сети понижено. Несмотря на то что схема работает от сети переменного тока напряжение на конденсаторах С1, С2 и СЗ не превосходит 6V, поэтому ставить сюда высоковольтные конденсаторы нет смысла. А конденсатор С4 должен быть на напряжение не ниже 300V. Дроссель L1 и резистор R3 от платы фильтра питания старого полупроводникового цветного телевизора типа 3-УСЦТ. От этого же телевизора диоды моста и конденсатор С4. S1 — «микрик (микропереключатель). Он вмонтирован в деревянное основание подставки, а железная часть подставки с одной стороны закреплена с зазором, так что под весом паяльника опускается и нажимает на шток S1.

Настройка.

Нужно возле ручки переменного резистора R2 сделать метку, соответствующую номинальному напряжению в сети. Подключите паяльник. Измерьте напряжение в сети. Затем переключите прибор на измерение напряжения постоянного тока и теперь измерьте им напряжение на паяльнике. Поверните ручку R2 так, чтобы величина постоянного напряжения на паяльнике была равна величине переменного напряжения в электросети. Это положение R2 отметьте.

Назаров B.C.


Простой регулятор мощности на тиристорах

Схема регулятора мощности
   Устройство на схеме предназначено для регулирования мощности в нагрузке. Способ регулирования путём изменение числа периодов подаваемого на нагрузку питающего напряжения, число полупериодов всегда остается чётным, что исключает появление постоянной составляющей потребляемого тока. Всё это позволяет подключать нагрузку большой 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 0,02×64 = 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.

Регулятор температуры сетевого паяльника — RadioRadar

Предлагаемое устройство позволяет регулировать температуру жала паяльника не только от минимальной до номинальной, но и устанавливать её больше номинальной, подавая на паяльник немного повышенное напряжение.

Обычно температуру жала сетевого паяльника регулируют изменением питающего напряжения. В таких случаях широко применяют фазоимпульсные регуляторы на тринисторах. Для этих же целей можно с успехом применить регуляторы, описание которых приведено в статье автора «Регуляторы яркости КЛЛ, и не только…» («Радио», 2017, №4, с. 40-44). Но регулировка возможна только от максимума в сторону уменьшения. Это удобно, если требуется перевести паяльник в «дежурный» режим с последующим быстрым возвратом к рабочей температуре. Но в некоторых случаях мощности паяльника оказывается недостаточно, и требуется на короткое время включить его в форсированном режиме с повышенной температурой. Для предлагаемого вниманию читателей регулятора это не проблема. С его помощью можно изменять напряжение питания сетевого паяльника от требуемого значения (хоть от нескольких вольт) до 290 В. С такой же лёгкостью этим устройством можно регулировать яркость свечения КЛЛ и ламп накаливания, а также температуру маломощных (до 60 Вт) нагревательных приборов.

Схема регулятора показана на рис. 1. Она практически аналогична регулятору, схема которого представлена на рис. 12 в упомянутой выше статье. Основное отличие заключается в том, что на выходе установлен конденсатор, который заряжается до амплитудного значения импульсов напряжения, поступающих на выход. Именно это напряжение с максимальным значением 300…320 В подаётся на нагрузку.

Рис. 1. Схема регулятора

 

Сетевое напряжение через токоограничивающий резистор R1 (выполняющий ещё и функцию предохранителя) и выключатель SA1 поступает на помехоподавляющий фильтр C1L1L2C2 и далее на мостовой выпрямитель на диодах VD1-VD4. Диод VD5, резисторы R2, R3, R8, конденсатор С3 и светодиод HL1 образуют цепь питания микросхемы DA1 и затвора транзистора VT1. Светодиод сигнализирует о работе регулятора. Пульсирующее напряжение поступает на управляющий вход (вывод 1) микросхемы DA1 с резистивного делителя R4-R7. Выходное напряжение регулируют резистором R6.

В качестве порогового устройства применена микросхема параллельного стабилизатора напряжения серии TL431 (DA1), передаточная характеристика которой сравнительно крутая. При напряжении на управляющем входе не более 2,5 В ток через неё не превышает 0,3…0,4 мА. Он резко возрастёт, если напряжение превысит указанное значение. Поэтому в самом начале каждого полупериода сетевого напряжения ток через микросхему мал, и на затвор полевого транзистора через резистор R8 поступает открывающее напряжение с конденсатора С3. Напряжение на затворе ограничивает стабилитрон VD6. Поскольку транзистор открыт, конденсатор С4 будет заряжаться в те моменты, когда напряжение на нём меньше сетевого. Когда напряжение сети превысит пороговое значение, установленное резистором R6, напряжение на микросхеме DA1 уменьшится примерно до 2 В, в результате чего полевой транзистор закроется и зарядка конденсатора прекратится. При уменьшении сетевого напряжения до порогового значения транзистор вновь откроется и конденсатор подзарядится. Таким образом, конденсатор С4 заряжается до напряжения, значение которого фиксировано, а это значит, что напряжение питания паяльника (или другой нагрузки) оказывается стабилизированным.

Диод VD7 устраняет влияние конденсатора С4 на работу регулятора. Если нагрузка не подключена, резисторы R9 и R10 обеспечивают разрядку конденсатора С4 после выключения регулятора. Поскольку через резистор R8 постоянно протекает ток, значение которого ограничено резисторами R2 и R3, напряжение на конденсаторе С3 не превышает 35 В.

Большинство элементов устройства размещены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4 и импортные, переменный — серии PC-16S с пластмассовыми корпусом и осью, что обеспечит электробезопасность. Оксидные конденсаторы — импортные, остальные — плёночные, дроссели — серии RLB1314 или аналогичные индуктивностью 47…150 мкГн. Светодиод — любого цвета свечения повышенной яркости с диаметром корпуса 3…5 мм. Стабилитрон — любой маломощный на напряжение стабилизации 12…14 В, замена транзистора IRF840 — IRFBC40. Выключатель питания движковый — KBB70-2P2W, он установлен на одной из стенок корпуса, а на противоположной размещены гнёзда XS1 и XS2.

Рис. 2. Чертёж печатной платы устройства

 

Смонтированная плата показана на рис. 3. Ось резистора выведена на стенку корпуса (его габаритные размеры без выступающих частей — 50x55x80 мм) с сетевой вилкой и снабжена ручкой с указателем и шкалой (рис. 4). На эту же сторону выведен светодиод. Для этого на плате и в корпусе сделаны отверстия соответствующего диаметра. Плата закреплена в корпусе с помощью крепёжной гайки переменного резистора. Полевой транзистор снабжён ребристым теплоотводом.

Рис. 3. Смонтированная плата

 

Рис. 4. Внешний вид прибора

 

Может возникнуть резонный вопрос. Почему при мощности паяльника не более 50…60 Вт (средний ток — не более 0,25…0,3 А) потребовался теплоотвод для транзистора? Всё дело в том, что в регуляторе энергия запасается в конденсаторе С4 в течение не всего полупериода сетевого напряжения, а только его части. Это означает, что амплитуда тока зарядки превышает среднее значение в несколько раз, поэтому на полевом транзисторе и рассеивается существенно большая мощность. Это же относится и к дросселям помехоподавляющего фильтра. Они должны быть рассчитаны на ток, приблизительно в два-три раза больше среднего тока нагрузки.

Налаживание сводится к установке интервала регулировки выходного напряжения подборкой резисторов R4, R5 и R7. Чтобы обеспечить более плавную регулировку напряжения, её интервал следует уменьшить. Например, сделать его от 180 до 290 В. Следует ещё раз отметить положительное свойство регулятора — стабилизация выходного напряжения в случае, если оно меньше амплитуды сетевого.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Ступенчатый регулятор мощности

Ступенчатый регулятор мощности

 Ступенчатый регулятор мощности

 

Предлагаемое устройство отличается доступными деталями при небольшом их числе и некритичности номиналов. Регулирование ступенча­тое: 2/2, 2/3, 2/4, 3/7, 3/8, 3/9 и 3/10 полной мощности нагрузки.
Схема регулятора изображена на рис. 1. Он состоит из узла питания (ди­оды VD2, VD6, стабилитрон VD1, резистор R3, конденсатор С1), узла управле­ния (резисторы R1, R2, R4. R5, пере­ключатель SA1, десятичный счетчик DD1, диоды VD3—VD5) и силового узла на полевом транзисторе VT1 и диодном мосте VD7—VD10, в него же входит ре­зистор R6.

 

Предположим, переключатель SA1 установлен в положение 2/3. Во время первого положительного полупериода сетевого напряжения диоды VD2 и VD6 открыты. Ток, протекающий через ста­билитрон VD1, формирует на нем им­пульс амплитудой 15 В с крутыми фрон­том и спадом. Этот импульс через диод VD2 заряжает конденсатор С1, а через резистор R1 поступает на вход CN счет­чика DDI. По фронту этого импульса на выходе 1 счетчика будет установлен вы­сокий уровень, который через диод VD4 и резистор R4 поступит на затвор поле­вого транзистора VT1 и откроет его. & результате через нагрузку протекает положительная полуволна тока.
Во время отрицательного полупери­ода диоды VD2 и VD6 закрыты, но на­пряжение заряженного конденсатора С1 (далее его подзаряжает каждый по­ложительный полупериод) продолжаетпитать счетчик DD1, состояние которого не изменяется. Транзистор VT1 остает­ся открытым, и ток через нагрузку про­должает течь.
С началом следующего положитель­ного полупериода уровень на выходе 1 счетчика станет низким, а на выходе 2 — высоким. Транзистор VT2, напряжение затвор—исток которого стало нулевым, будет закрыт, а нагрузка отключена от сети на весь период.
В третьем положительном полупери­оде высокий уровень, установленный навыходе 3, поступит через переключатель SA1 на вход R счетчика, который немед­ленно перейдет в исходное состояние с высоким уровнем на выходе О и низким на всех остальных выходах. Напряже­ние, поступившее через диод VD3 и ре­зистор R4 на затвор транзистора VT1, откроет его. По окончании этого перио­да цикл повторится. В других положени­ях переключателя SA1 прибор работает аналогично, изменяется лишь число пе­риодов, в течение которых нагрузка под­ключена к сети и отключена от нее.
Регулятор почти не создает радиопо­мех, так как переключение счетчика, а с ним открывание и закрывание тран­зистора VT1 происходят в моменты, ког­да мгновенное значение сетевого на­пряжения очень близко к нулевому — оно не превышает напряжения стабили­зации стабилитрона VD1. Резистор R6 подавляет выбросы напряжения, возни­кающие при коммутации индуктивной нагрузки, что уменьшает вероятность пробоя транзистора VT1.
Регулятор собран на печатной плате из односторонне фольгированного тек­столита (рис. 2).

Она рассчитана на ре­зисторы МЛТ и им подобные указанной на схеме мощности, причем номиналы резисторов могут в несколько раз отли­чаться от указанных. Конденсатор С1 — К50-35 или другой оксидный. Стабили­трон КС515Г можно заменить КС515Ж или КС508Б, диоды КД257Б — импорт­ными 1N5404, а транзистор КП740 — IRF740.
Переключатель SA1 — галетный П2Г-3 11П1Н, из одиннадцати положений ко­торого использовано только семь. Вы­воды переключателя соединяют гибки­ми проводами с не имеющими обозна­чений контактными площадками, распо­ложенными на печатной плате вокруг микросхемы DD1.
Собранный прибор желательно про­верить, подключив к сети через разде­лительный трансформатор с напряже­нием на вторичной обмотке 20…30 В и заменив реальную нагрузку резисто­ром 1.5…3 кОм. Только убедившись в правильной работе, подключайте его к сети напрямую. После этого прика­саться к каким-либо элементам устрой­ства (кроме изолированной ручки пере­ключателя) опасно — они находятся под сетевым напряжением.
Регулятор проверен с нагрузкой мощностью до 600 Вт. Полевой транзис­тор VT1 благодаря малому сопротивле­нию открытого канала нагревается очень незначительно, тем не менее же­лательно снабдить его небольшим теплоотводом.

 

Сайт создан в системе uCoz

Узнаем как изготовить регулятор мощности для паяльника? Регулятор мощности для паяльника своими руками: схемы и инструкция

Устройства для настройки уровня напряжения, подающегося на нагревательный элемент, нередко используются радиолюбителями для предотвращения преждевременного разрушения жала паяльника и повышения качества пайки. Наиболее распространенные схемы регуляторов мощности для паяльника содержат двухпозитронные контактные переключатели и тринисторные устройства, установленные в подставке. Эти и другие приборы обеспечивают возможность выбора необходимого уровня напряжения. Сегодня применяются самодельные и заводские установки.

Простой регулятор мощности для паяльника

Если нужно получить 40 Вт из паяльника на 100 Вт, можно применить схему на симисторе ВТ 138-600. Принцип работы заключается в обрезке синусоиды. Уровень среза и температуру нагрева можно регулировать, используя резистор R1. Неоновая лампочка выполняет функцию индикатора. Ставить ее не обязательно. На радиатор устанавливается симистор ВТ 138-600.

Корпус

Вся схема обязательно должна быть помещена в закрытый диэлектрический корпус. Желание сделать прибор миниатюрным не должно влиять на безопасность при его использовании. Помните, что устройство работает от источника напряжения 220 В.

Тринисторный регулятор мощности для паяльника

В качестве примера можно рассмотреть устройство, рассчитанное на нагрузку от нескольких ватт до сотни. Диапазон регулирования номинальной мощности такого прибора изменяется от 50% до 97%. В устройстве используется тринистор КУ103В с удерживающим током не более одного миллиампера.

Через диод VD1 беспрепятственно проходят отрицательные полуволны напряжения, обеспечивая примерно половину всей мощности паяльника. Ее можно регулировать тринистором VS1 в течение каждого положительного полупериода. Устройство включается встречно-параллельно диоду VD1. Тринистор управляется по фазоимпульсному принципу. Генератор вырабатывает импульсы, поступающие на управляющий электрод, состоящий из цепи R5R6C1, задающей время, и однопереходного транзистора.

Позицией ручки резистора R5 определяется время от положительного полупериода. Схема регулятора мощности требует температурной стабильности и повышения помехоустойчивости. Для этого можно зашунтировать управляющий переход резистором R1.

Цепь R2R3R4VT3

Генератор питается импульсами напряжением до 7В и длительностью 10 мс, сформированными цепью R2R3R4VT3. Переход транзистора VT3 является стабилизирующим элементом. Он включается в обратном направлении. Мощность, которую рассеивает цепь резисторов R2-R4, будет уменьшена.

Схема регулятора мощности включает в себя конденсатор С1КМ5, резисторы — МЛТ и R5 — СП-0,4. Транзистор можно использовать любой.

Плата и корпус для прибора

Для сборки данного устройства подойдет плата из фольгированного стеклопластика диаметром 36 мм и толщиной 1 мм. Для корпуса можно использовать любые предметы, например пластиковые коробки или футляры из материала с хорошей изоляцией. Понадобится база под элементы вилки. Для этого к фольге можно припаять две гайки М 2,5 таким образом, чтобы штыри прижимали плату к корпусу при сборке.

Недостатки тринисторов КУ202

Если мощность паяльника небольшая, регулирование возможно только в узкой области полупериода. В той, где удерживающее напряжение тринистора хотя бы немного ниже тока нагрузки. Температурная стабильность не может быть достигнута, если использовать такой регулятор мощности для паяльника.

Повышающий регулятор

Большая часть устройств для стабилизации температуры работает только на снижение мощности. Регулировать напряжение можно от 50-100% или от 0-100%. Мощности паяльника может оказаться недостаточно в случае подачи питания ниже 220 В или, например, при необходимости выпаять большую старую плату.

Действующее напряжение сглаживается электролитическим конденсатором, увеличивается в 1,41 раза и питает паяльник. Постоянная мощность, выпрямленная на конденсаторе, достигнет 310 В при питании 220 В. Оптимальная температура нагрева может быть получена даже при 170 В.

Мощные паяльники не нуждаются в повышающих регуляторах.

Необходимые детали для схемы

Чтобы собрать удобный регулятор мощности для паяльника своими руками, можно использовать метод навесного монтажа возле розетки. Для этого нужны малогабаритные комплектующие. Мощность одного резистора должна составлять не менее 2 Вт, а остальных — 0,125 Вт.

Описание схемы повышающего регулятора мощности

На электролитическом конденсаторе C1 с мостом VD1 выполнен входной выпрямитель. Его рабочее напряжение не должно быть меньше 400 В. На полевом транзисторе IRF840 размещается выходная часть регулятора. С этим устройством можно использовать паяльник до 65 Вт без радиатора. Они могут нагреваться выше нужной температуры даже при пониженной мощности питания.

Управление ключевым транзистором, размещенным на микросхеме DD1, производится от ШИМ-генератора, частота которого задается конденсатором C2. Параметрический стабилизатор монтируется на приборах C3, R5 и VD4. Он питает микросхему DD1.

Для защиты выходного транзистора от самоиндукции устанавливается диод VD5. Его можно не ставить, если регулятор мощности паяльника не будет использоваться с другими электрическими приборами.

Возможности замены деталей в регуляторах

Микросхема DD1 может быть заменена на К561ЛА7. Выпрямительный мостик делается из диодов, рассчитанных на минимальный ток 2А. Устройство IRF740 можно использовать как выходной транзистор. Схема не нуждается в накладке, если все детали исправны и при ее сборке не было допущено ошибок.

Другие возможные варианты устройств для рассеивания напряжения

Собираются простые схемы регуляторов мощности для паяльника, работающие на симисторах КУ208Г. Вся их хитрость в конденсаторе и неоновой лампочке, которая, меняя свою яркость, может послужить в качестве индикатора мощности. Возможное регулирование – от 0% до 100%.

При отсутствии симистора или лампочки можно применить тиристор КУ202Н. Это весьма распространенный прибор, имеющий множество аналогов. С его использованием можно собрать схему, работающую в диапазоне от 50% до 99% мощности.

Ферритовое кольцо от компьютерного шнура можно использовать для изготовления петли, чтобы погасить возможные помехи от переключения симистора или тиристора.

Стрелочный индикатор

В регулятор мощности паяльника может быть интегрирован стрелочный индикатор для большего удобства при использовании. Сделать это совсем несложно. Неиспользуемая старая аудиоаппаратура может помочь с поиском таких элементов. Приборы несложно найти на местных рынках в любом городе. Хорошо, если один такой лежит дома без дела.

Для примера рассмотрим возможность интегрирования в регулятор мощности для паяльника индикатора М68501 со стрелкой и цифровыми отметками, который устанавливался в старых советских магнитофонах. Особенность настройки заключается в подборе резистора R4. Наверняка придется подбирать прибор R3 дополнительно, если будет использован другой индикатор. Необходимо соблюдение соответствующего баланса резисторов при понижении мощности паяльника. Дело в том, что стрелка индикатора может отображать снижение мощности на 10-20% при фактическом потреблении паяльником 50%, то есть наполовину меньше.

Заключение

Регулятор мощности для паяльника можно собрать, руководствуясь множеством инструкций и статей с приведенными примерами возможных разнообразных схем. От хороших припоев, флюсов и температуры нагревательного элемента во многом зависит качество спайки. Сложные устройства для стабилизации или элементарное интегрирование диодов может применяться при сборке аппаратов, необходимых для регулирования поступающего напряжения.

Такие приборы широко используются с целью понижения, а также повышения мощности, подающейся на нагревательный элемент паяльника в диапазоне от 0% до 141%. Это очень удобно. Появляется реальная возможность работать при напряжении ниже 220 В. На современном рынке доступны качественные аппараты, укомплектованные специальными регуляторами. Заводские устройства работают только на понижение мощности. Повышающий регулятор придется собирать самостоятельно.

Регулятор громкости на транзисторах | Техника и Программы

   Существует множество всевозможных регуляторов, от простого переменного резистора до современного цифрового регулятора. Каждому из них присущи как определенные достоинства, так и недостатки. Достоинство простого резистора в том, что он не вносит искажений, а недостаток — то, что со временем (сильно зависит от конструкции) в процессе регулировки он начинает вносить помехи в виде потрескиваний. Наиболее сильно этот дефект мешает в магнитофонах — в регуляторах уровня записи. Электронные регуляторы свободны от этого дефекта, не требуют монтажных проводов, подверженных внешним паразитным наводкам, но, как правило, имеют ограниченный диапазон перегрузочной способности, вносят собственные шумы и переходные помехи из цепей управления, а также (в зависимости от выбранного управляемого элемента и схемы его включения: биполярные транзисторы, полевые транзисторы, фоторезисторы, аналоговые перемножители, умножающие цифро-аналоговые преобразователи и др.) вносят относительно большие искажения. Сразу оговоримся, что биполярные транзисторы из-за небольшого допустимого динамического диапазона малопригодны в качестве регуляторов и коммутаторов. Неплохие результаты можно получить на оптронных фоторезисторах и прецизионных аналоговых перемножителях. Цифровые регуляторы свободны от недостатков двух первых, но достаточно сложны, поэтому оправданы лишь в аппаратуре с дистанционным управлением. В качестве управляемых резисторов в таких регуляторах используют МОП-транзисторы с резистивным затвором, в которых изменения входного сигнала не оказывают никакого влияния на величину сопротивления. Нелинейные искажения такого регулятора не превышают 0,01%. В престижной же аппаратуре для этой цели используют обычные резисторы с дистанционно управляемым электроприводом, кроме того, аналоговый регулятор громкости обладает более высоким разрешением на малой громкости.

   Если в разработках прежних лет регулятор громкости преимущественно устанавливался на входе предусилителя, то с целью уменьшения шумов, особенно на малой громкости, в последнее время регулятор громкости преимущественно устанавливают непосредственно на входе УМЗЧ.

   С целью уменьшения шумов в некоторых моделях своих усилителей фирма Marantz использует «двухступеньчатую» регулировку, где помимо обычного регулятора громкости, который ослабляет уровень входного сигнала, с помощью второй ступени регулируется глубина ОС, причем малая громкость обеспечивается в основном за счет второй ступени, а не за счет ослабления входного сигнала, а значит и меньше увеличивается уровень шумов.

   Если обратиться к кривым равной громкости [3], учитывающим физиологические особенности нашего слуха, то станет ясно, что обеспечить требуемую АЧХ при малой громкости с помощью про

   

   стых регуляторов тембра практически невозможно. Как показывает практика, большинство аудиофилов слушает музыку с крайним подъемом как высоких, так и низких частот. Правильно спроектированный тонкорректор (loudness) упрощает управление усилителем и позволяет существенно улучшить субъективно воспринимаемую звуковую картину, особенно при низких уровнях громкости.

   В основу регулятора положен упрощенный вариант [42], который требует применения переменного резистора группы В, т.е. с логарифмической характеристикой.

   Строго говоря, необходимая характеристика резистора несколько отличается от логарифмической. Для согласования с нагрузкой в качестве буферного каскада использован «суперэмиттерный» повторитель на транзисторах VT2…VT5. Сопротивление резистора R13 совместно с параллельно включенной нагрузкой (с входным сопротивлением УМЗЧ) должно быть равно сопротивлению R10. В этом случае ток транзистора VT4 = const, а значит постоянно и падение напряжения на его базо-эмиттерном переходе, что обеспечивает низкий коэффициент гармоник (< 0,001%). В регуляторе предусмотрена возможность отключения тонкоррекции, поскольку ее использование в ряде случаев связано с определенными проблемами [27]:

   ♦ при данном положении регулятора заранее неизвестно, какой в действительности окажется субъективная громкость;

   ♦ любая коррекция АЧХ вносит определенные фазовые искажения;

   ♦ многие музыкальные инструменты при исполнении на них громких и тихих пассажей издают звуки с разной тембраль-ной окраской.

   Подбором резистора R7 добиваются одинаковой громкости фонограммы при включенной и выключенной тонкомпенсации. В прототипе для увеличения глубины тонкомпенсации в области НЧ последовательно с резистором R2 включен конденсатор (ориентировочная величина емкости для данной схемы — 1,0 мкФ). Ее можно включить постоянно, т.е. не закорачивать при выключении тонкомпенсации.

   

MOSFET регулятор напряжения — CircuitLab

Эта схема регулятора напряжения основана на «источнике питания передатчика ARC 5 W2UD». Предназначен для генератора и усилителя мощности. подача экранного напряжения. Напряжение снижено до минимума, рекомендованного для правильной работы преобразователя.

Регулятор

оптимизирован для получения нерегулируемого входного сигнала от Drake AC-4 Supply.

AC-4 и регулятор для подачи пониженного напряжения для работы приемников и передатчиков ARC-5.

Для приемника требуется 200 В при 100 мА

Датчик OSC требует 200 В при 20 мА (уменьшено по сравнению с ориг.характеристики)

Экран усилителя мощности передатчика = 200 В 15 мА (уменьшено по сравнению с исходными спецификациями)

Пластина передатчика = 550В (Снижается???)


Выход блока питания AC-4:

650 В при 300 мА в среднем, 500 мА макс, 10% регулировка от 100 мА до 500 мА, максимальная пульсация менее 1%

250 В при 175 мА, регулирование 10 % от 150 мА до 180 мА, максимальная пульсация менее 1/4 %


Будет использоваться Variac на входе переменного тока или делительный резистор на выходе AC-4 для снижения напряжения.

Регулятор

в первую очередь будет поставлять осциллограф передатчика и экран усилителя мощности.

Регулятор также может питать приемник (если запас мощности полевого МОП-транзистора достаточен)

AC-4 будет питать передающую пластину напрямую (через делитель или Variac).


Сценарии требований регулятора:

1) Только осц и экраны передатчика: 200 В при 20 мА + 15 мА = 35 мА

2) Генератор, экраны и приемник: 200 В при 35 мА + 100 мА = 135 мА

Характеристики регулятора

**** Напряжение питания влияет на ток Зенера

**** Нагрузка Не влияет на ток Зенера

Стабилитрон IN4757: P или = 1 Вт, напряжение стабилитрона = 51В, Iz =5.0 мин/18 макс. ма

с питанием 230 В

Зенер:= 6 мА, 306 мВт

R1 (4000k) = 6 мА, 141 мВт

R2 (480k) = 0

с питанием 250 В

Зенер: = 10,5 мА, 545 мВт

R1 (4000k) = 10,48 мА, 440 мВт

R2 (480k) = 0

**** Напряжение питания и нагрузка влияют на мощность MOSFET

MOSFET IRF840: 500 В, 8,0 А, 44 Вт

Напряжение на нагрузке: при питании 230 В = 202 В

Напряжение на нагрузке: при питании 250 В = 204 В

*** Вт/нагрузка 200 мА, мощность = 40 Вт (экономично для требований сценария 2)

Вт/230 В Источник питания: мощность МОП-транзистора = 5. 66 Вт

Вт/250 В Питание: МОП-транзистор Мощность = 9,45 Вт

*** Вт/нагрузка 100 мА, мощность = 20 Вт ((консервативное требование для сценария 1))

Вт/230 В Питание: МОП-транзистор Мощность = 2,8 Вт

Вт/250 В Питание: МОП-транзистор Мощность = 4,75 Вт


Выводы:

Консервативно Поддерживайте напряжение питания на уровне около 230 вольт.

Возможна одновременная поставка генераторов и экранов приемника и передатчика.

Предельная нагрузка до 200 мА. (обратите внимание, номинальная максимальная выходная мощность 250 В AC-4 составляет 175 мА)

R1 должен быть от 1/2 до 1 Вт.

Проверить производительность.


Эффективное регулирование при постоянном напряжении 230 В = 0,1 % (при переменной нагрузке)

В, нагрузка при 13,5 мА = 202,4 В; В нагрузки @ 202 мА = 202,2 В

Предполагая, что напряжение питания AC-4 находится в пределах допустимого отклонения выходного сигнала 10 %,

230 В мин. / 243 В макс., подаваемое на регулятор с запросом нагрузки при 200 мА, напряжение на нагрузке = 202,2 В мин./ 203,3 В макс.

Максимальное потребление при подаче = 210 мА

Комментариев пока нет. Будь первым!

транзистор Irf540 регулятора напряжения тока Mosfet Irf540n

Регулятор напряжения MOSFET Irf540n представляет собой N-канальный MOSFET.Этот МОП-транзистор может управлять нагрузкой до 23 А и поддерживать пиковый ток до 110 А. Он также имеет пороговое напряжение 4 В, что означает, что он может легко управляться низкими напряжениями, такими как 5 В. Следовательно, он в основном используется с Arduino и другими микроконтроллерами для логического переключения.

Регулятор напряжения МОП-транзистора

Irf540n не является полевым МОП-транзистором с «логическим уровнем», и для достижения минимального значения Ron требуется напряжение затвора +10 В постоянного тока.

Регулятор напряжения Mosfet

Irf540n очень чувствителен по сравнению с FET (полевым транзистором) из-за его очень высокого входного сопротивления. IRF540 может выполнять очень быстрое переключение по сравнению с обычным транзистором.

Он основан на технологии HEXFET и работает в диапазоне температур от -55 до 175 градусов Цельсия.

Если нам нужно какое-то приложение для переключения между различными сигналами или для выполнения какого-либо процесса усиления, в этом случае лучшим вариантом будет регулятор напряжения Mosfet Irf540n, поскольку он может выполнять очень быстрое переключение по сравнению с аналогичными обычными транзисторами. Он имеет очень широкий спектр применения в реальной жизни e.грамм. импульсные драйверы высокой мощности для высокой скорости, импульсные регуляторы, релейные драйверы, импульсные преобразователи, драйверы двигателей.

Технические характеристики: –

  • Малосигнальный N-канальный MOSFET
  • Непрерывный ток стока (ID) составляет 33 А при 25°C
  • Импульсный ток стока (ID-пик) составляет 110 А
  • Минимальное пороговое напряжение затвора (VGS-th) равно 2 В
  • Максимальное пороговое напряжение затвора (VGS-th) равно 4 В
  • Напряжение затвор-исток (VGS) составляет ±20 В
  • Максимальное напряжение сток-исток (VDS) составляет 100 В
  • Время включения и выключения составляет 35 нс каждое’
  • Обычно используется с Arduino, из-за низкого порогового тока .
  • Доступен в пакете То-220

МОП-транзистор Irf540n Применение: –
  • Переключение устройств большой мощности.
  • Управление скоростью двигателей.
  • Светодиодные диммеры или мигалки.
  • Приложения для высокоскоростного переключения.
  • Преобразователи или схемы инверторов
Конфигурация контактов МОП-транзистора Irf540n: –
Номер контакта Имя Описание
1 Источник Ток протекает через источник
2 Ворота Управляет смещением MOSFET
3 Слив Ток поступает через сток
IRF540N Распиновка

IRF540N эквивалент

РФП30Н06, ИРФЗ44, 2Н3055, ИРФ3205

IRF540N MOSFET Лист данных

http://www. irf.com/product-info/datasheets/data/irf540n.pdf

Сопутствующие товары на majju.pk

 

5-вольтовый регулятор постоянного тока без трансформатора с использованием МОП-транзистора

Если вы ищете 5-вольтовый регулятор постоянного тока без трансформатора. Эта схема может помочь вам. Он подходит для цифровой схемы , использующей низкий ток. Используйте MOSFET на основе .

Преимущество этой схемы в том, что она маленькая и легкая. Идеально подходит для схем, в которых недостаточно места для трансформаторов .

Внимание! Эта цепь, Регулятор постоянного тока Без трансформатора, не подходит для соединения с другими внешними цепями. Потому что у него нет разделительного трансформатора. Эта схема требует работы в одиночку. В пластиковой коробке или в хорошей электрической изоляции. Высокое напряжение внутри может вас убить!

Как работает бестрансформаторный блок питания 5 В

Диоды D1–D4 используются для преобразования линии питания переменного тока в импульсное постоянное напряжение. Пиковое напряжение составляет около 310 вольт. Затем он поступает на сток MOSFET-T1 через токоограничивающий резистор-R9.

Схема контроллера приводит к тому, что полевой МОП-транзистор работает только кратковременно, до и после отключения сети переменного тока при нулевом напряжении.

Теперь импульсное напряжение постоянного тока ниже 5 вольт .

В это же время разрядятся конденсаторы фильтра тока-C2. Кроме того, он обеспечивает выходной ток. Таким образом, конденсатор-С2 должен иметь высокую емкость около 10000 мкФ.Максимальный ток импульса постоянного тока составляет 4А.

Стабильность выходного напряжения зависит от нагрузки. Максимальный выходной ток может составлять 110 мА.

Блок питания контроллера включает резистор-R2, конденсатор-C1 и диоды-D5 и D6.

В секции контроллера находится схема оконного компаратора, состоящая из трех операционных усилителей. Который нам нужно правильно настроить.

Перед вводом переменного тока на вход схемы. Вы должны настроить P1 на середину.Затем поверните P2, чтобы низко приблизиться к земле.

После этого подайте на цепь переменное напряжение. Затем проверьте рабочее напряжение цепи. Использование вольтметра постоянного тока для измерения выходного напряжения.

Затем отрегулируйте P2, пока стрелка измерителя не начнет слегка извиваться. Затем отрегулируйте P1, пока показания счетчика не станут от 4,8 до 5 вольт .

T1 и R9 выделяют всего около 3 Вт тепла. Поэтому его можно устанавливать в труднодоступных местах.
Но вы должны быть осторожны при создании и использовании схемы.Он имеет высокое напряжение, чтобы появиться в цепи.

Примечание:
IC1, IC2, IC3: CA3130 OP-AMP
D1 … D5: 1N4007, 1000V 1A Диоды
Панауты MOSFET BUZ74

‘Держите чтение: Transferenless AC в цепь источника питания постоянного тока »

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .

RM Модернизация регулятора статора MOSFET

Автор Эван Грист.Опубликовано в Технические советы

Многие из нас, кто ездит на велосипедах для приключений, сталкивались с проблемами в системе зарядки и знают, насколько это может быть неприятно, особенно в длительных поездках. Никто не хочет тратить хороший день на устранение неполадок с электричеством, пытаясь отследить запасные части вдали от дома и ожидая их прибытия.

К сожалению, системы зарядки мотоциклов имеют тяжелую работу в очень стрессовой среде, и отказы компонентов не являются редкостью.Система зарядки на большинстве современных мотоциклов состоит из статора, который вырабатывает переменный ток (AC) для зарядки аккумулятора, и регулятора/выпрямителя напряжения, который выполняет две функции: выпрямление и регулирование. Функция выпрямителя отвечает за преобразование выхода статора в постоянный ток (DC), который требуется аккумулятору для зарядки. Не менее важна функция регулирования, предотвращающая повреждение батареи высоким напряжением из-за перезарядки.

Рассмотрите возможность модернизации регулятора/выпрямителя напряжения с помощью универсального комплекта регулятора MOSFET из статора RM .Комплект работает практически на любом велосипеде и улучшит систему зарядки за счет более точной регулировки напряжения, более низких температур регулятора при интенсивном использовании и долговременной надежности.

Универсальный комплект регулятора MOSFET RMSTATOR RM30510H со всеми необходимыми компонентами для полной установки, включая регулятор, проводку аккумулятора с держателем предохранителя, а также совершенно новые герметичные разъемы и клеммы.

Этот компонент часто называют регулятором, выпрямителем или и тем, и другим, что может сбивать с толку, поскольку он выполняет обе функции в одном устройстве.С чем многие не знакомы, так это с различными типами регуляторов/выпрямителей напряжения. Большинство производителей используют то, что часто называют регулятором шунтирующего типа, хотя в более новых и более дорогих моделях иногда используется регулятор на полевом транзисторе на основе оксида металла и полупроводника ( MOSFET ). Но с технической точки зрения оба типа являются шунтирующими регуляторами, разница заключается в компонентах, которые они используют для выполнения своей работы.

Регуляторная функция регулятора/выпрямителя напряжения заключается в шунтировании или перенаправлении тока от статора к земле для рассеивания в виде тепла, когда он обнаруживает, что напряжение батареи достаточно высокое и, следовательно, полностью заряжено.В более распространенном регуляторе шунтового типа используется полупроводниковый электрический компонент, называемый кремниевым управляемым выпрямителем ( SCR ), в качестве переключателя для подачи тока статора на батарею или на землю, когда батарея полностью заряжена. Однако стабилизатор типа MOSFET использует гораздо более эффективный транзистор MOSFET для выполнения переключения.

Основные отличия заключаются в скорости переключения и тепловыделении. SCR очень медленно переключается, требует большого электрического тока и приводит к большому нагреву и колебаниям напряжения батареи. MOSFET чрезвычайно быстро переключает положения и требует гораздо меньшего тока, что приводит к более холодному устройству и значительно более стабильному напряжению батареи. Помните, что тепло является основным убийцей регуляторов/выпрямителей напряжения, поэтому модернизация, которая работает с меньшим нагревом и работает лучше, имеет большой смысл.

Универсальный MOSFET-регулятор, установленный в удобном месте для обеспечения потока воздуха и надежности на передней части рамы. Этот пример установлен на крейсерском мотоцикле Suzuki C90 Boulevard, но идея применима ко всем маркам и моделям.

Прежде чем начать, важно убедиться, что ваш статор находится в хорошем рабочем состоянии. Проверку статора можно легко выполнить с помощью обычного мультиметра и нескольких простых тестов сопротивления. Для начала определите, где находится статор (см. руководство по обслуживанию), найдите жгут проводов, выходящий из его боковой крышки через резиновую втулку, и следуйте по проводам, пока не найдете разъем. Вы захотите идентифицировать провода статора, которые обычно представляют собой три провода одного цвета (часто желтого или белого), подключенные к трехконтактному разъему.Отсоедините этот разъем от его ответной части и установите мультиметр на минимальное доступное значение сопротивления (Ом). Проведите три измерения сопротивления между каждой парой двух из трех проводов. Вам потребуется одно и то же измерение при каждом чтении; в зависимости от вашего измерителя это может быть 0,4–0,8 Ом или около того.

Затем повторите этот тест между каждым из трех проводов и хорошим заземлением корпуса или аккумулятором — вы хотите, чтобы это измерение отображало «OL» (или, как бы то ни было, ваш измеритель определяет обрыв цепи).Эти тесты показывают, что ваши катушки статора находятся в хорошем состоянии, и нет внутренних коротких замыканий на сердечник статора или корпус двигателя, которые могли бы уменьшить или полностью убрать выходную мощность. Если это подтвердится, вы готовы перейти на стабилизатор MOSFET .

Входящий в комплект поставки новый разъем статора устанавливается на три провода статора с включенными новыми клеммами и уплотнениями. Также установлены входящие в комплект новые красные и черные провода аккумулятора с встроенным держателем предохранителя.

Комплект RM STATOR Universal MOSFET Regulator Kit поставляется со всем необходимым, чтобы его можно было легко установить практически на любой мотоцикл.Во-первых, определить место установки. Монтажные отверстия имеют прорези, и на многих велосипедах он устанавливается в том же месте, что и оригинальный регулятор/выпрямитель напряжения. Тем не менее, для идеальной установки найдите место, где устройство можно установить вдали от каких-либо компонентов, выделяющих тепло (двигатель, выхлопная система, радиатор), и вне кузова, ориентируя ребра охлаждения по направлению воздушного потока.

Часто это можно сделать с помощью существующего крепежного болта, но если ничего нет, можно изготовить простой кронштейн из алюминия или стали. Как только место установки определено, проложите три провода статора к разъему регулятора. Оригинальный разъем может быть удален, а прилагаемые контакты обжаты, установлен новый разъем и подключен к трехконтактному ответному соединению на блоке MOSFET . И это все!

Хотя модернизация мотоцикла часто фокусируется на мощности, торможении и подвеске, не забывайте о своей электрической системе. Для установки универсального комплекта регулятора MOSFET RM STATOR требуется всего пара часов в гараже, но в результате вы получите систему зарядки со значительно улучшенными характеристиками и спокойствием.

Новые разъемы прикреплены к регулятору MOSFET. Новые красный и черный провода аккумуляторной батареи присоединяются к клеммам аккумуляторной батареи с помощью прилагаемых кольцевых клемм.


Эван Грист — инженер-электрик из Сан-Диего, Калифорния, который покупает, продает, меняет, ремонтирует и ездит на мотоциклах уже почти 15 лет. Эван специализируется на электронике для силовых видов спорта, особенно на компонентах системы зарядки и зажигания, и в настоящее время работает в компании RM STATOR . Он любит кататься по улицам, бездорожью и приключениям, часто катаясь по всем трем направлениям в горах Северного Колорадо на любом велосипеде, который в данный момент находится в его гараже.

 


Щелкните, чтобы увеличить изображение MOSFET-upgrade-1.jpg

Power MOSFET — Infineon Technologies

Infineon является лидером на рынке эффективных решений для производства электроэнергии, энергоснабжения и энергопотребления, предлагая обширный портфель современных силовых полевых МОП-транзисторов.Мощные полевые МОП-транзисторы последнего поколения были разработаны для обеспечения лучших в своем классе характеристик, повышения эффективности и оптимизации тепловых характеристик и электромагнитных помех. Являясь ведущим мировым производителем и поставщиком полевых МОП-транзисторов, компания Infineon предлагает транзисторы металл-оксид-кремний высочайшего качества, отвечающие самым разнообразным требованиям. В нашем ассортименте продукции вы найдете надежные решения для всех основных задач, с которыми сталкиваются разработчики и производители в самых разных областях применения.

Для приложений AC-DC, требующих возможности блокировки высокого напряжения и быстрого переключения с малыми потерями, революционная технология суперперехода CoolMOS™ обеспечивает более эффективные источники питания.Полевые МОП-транзисторы Infineon с суперпереходом соответствуют как текущим, так и будущим тенденциям в различных топологиях, от простого обратного хода до TCM Totem Pole PFC. Разработчики получают выгоду от работы при высоких температурах, улучшенного форм-фактора и повышенной эффективности.

Применения

DC-DC могут характеризоваться потребностью в чрезвычайно быстром переключении с малыми потерями или в более надежном переключении на умеренных частотах. Уникальная технология Power MOSFET OptiMOS™ от Infineon обеспечивает сверхнизкие потери при переключении в источниках питания с частотой выше 100 кГц, предоставляя разработчикам высокую эффективность и новые возможности в приложениях с жесткой коммутацией.Ассортимент продукции OptiMOS™ включает в себя широкий ассортимент низковольтных полевых МОП-транзисторов, что позволяет разработчикам систем повышать удельную мощность и снижать затраты при сохранении высочайшего уровня надежности.

В приложениях, требующих высокой защиты от лавин, таких как управление двигателями, разработчики могут воспользоваться высоконадежным силовым МОП-транзистором StrongIRFET™. Эти полевые МОП-транзисторы обеспечивают максимальную эффективность в конечных приложениях, требующих высокого уровня энергоэффективности, но ограниченных по размеру, таких как электрические и садовые инструменты, легкие электромобили, дроны и электровелосипеды.Инновационные МОП-транзисторы Infineon обеспечивают превосходную производительность при снижении затрат, что делает их оптимальным выбором для высокопроизводительных преобразователей постоянного тока.

Для конструкций, требующих высочайшего качества и улучшенных функций защиты, сертифицированные для автомобильной промышленности n-канальные и p-канальные полевые МОП-транзисторы Infineon являются идеальным решением. Эти высокомощные полевые МОП-транзисторы превосходят отраслевые стандарты AEC-Q101, что делает их самыми надежными полевыми МОП-транзисторами, доступными на рынке на сегодняшний день.

Полный ассортимент n-канальных и p-канальных мощных полевых МОП-транзисторов и систем Infineon обеспечивает инновации, производительность и эффективность для желаемого приложения — от импульсных источников питания (SMPS) до вычислений, управления двигателем и приводами, бытовыми, мобильными устройствами, освещением. решения, автомобилестроение и многое другое.

Чтобы узнать больше о линейке корпусов мощных полевых МОП-транзисторов Infineon, изучите наш портфель продуктов ниже.

Модернизация регулятора напряжения MOSFET | Adventure Rider

Опубликовал это в ветке TE630 и решил поделиться этим и здесь. Специфика не будет применяться к другим мотоциклам, но концепция будет.

Проехал уже 12 500 км, решил, что пора провести хороший осмотр в межсезонье. Перебрал проводку, подрамник, чек клапанов, корзину сцепления, масло вилки, охлаждающую жидкость, масло, свечу зажигания.Можно почистить форсунку и поставить новый пакет сцепления.

Несколько лет я думал о замене стандартного регулятора напряжения шунтирующего типа SCR на блок MOS-FET от последней модели Yamaha, поэтому я взял подержанный от разбитого FJR1300 16 года на Ebay за 50 долларов. Shindengen FH020AA (Yamaha 1D7-81960-01-00) входит в состав. Он немного больше стокового, но я думаю, что он поместится на подрамнике рядом со стоковым. Также требуется небольшая переделка проводки, я опубликую больше фотографий, когда доберусь до этого места.

[Возможно, стоит пояснить… Штатный «шунт SCR» r/r постоянно потребляет полную мощность от статора и отводит ненужную мощность на землю. FJR1300 был одним из первых мотоциклов, перешедших на шунтирующий МОП-транзистор, в котором статор все еще работает на 100%, но напряжение контролируется намного лучше. Велосипед теперь будет постоянно заряжаться при напряжении 14+ вольт (меньше шунтируется), и напряжение не будет падать при увеличении оборотов велосипеда. Я обсуждал переход на еще более новый «серийный» стиль r / r от DL1000 16 года (Shindengen SH847AA), он потребляет только тот ток, который на самом деле использует мотоцикл, и намного легче для статоров.Однако это большой отстой (4,5×4,5×1,75), и его было бы трудно установить, ИМО. ]


Убедитесь, что это FH020AA, а не FH012AA

Нашел что-то, что, как я подозревал, мог быть в жгуте проводов. Провода статора на свече над двигателем показали коричневое тепловое обесцвечивание на стороне свечи регулятора.

После некоторых усилий я отключил его и обнаружил, что он тает внутри. Несмотря на то, что разъемы не выглядят коррозийными, это точка сопротивления и накопление тепла.Это довольно распространено на мотоциклах и будет несколько облегчено с новым регулятором MOS-FET и удалением этой заглушки.

Меня всегда беспокоило, что провода статора/CPS проходят спереди, прямо рядом с коллекторами. Их перенаправят к новому регулятору, где бы он ни оказался.

Блок MOSFET слишком велик, чтобы поместиться на складе, поэтому я собираюсь установить его на противоположной стороне подрамника. Боковая крышка идеально подходит, не касаясь регулятора.Когда все будет готово, я закреплю его стяжками из нержавеющей стали (или пусть мой сварщик прикрепит туда пластину, пока он чинит мой аккумуляторный ящик). Этот регулятор рассчитан примерно на 600 Вт, а этот байк на 365, поэтому в этом приложении он будет очень сильно нагружен, я не беспокоюсь о рассеивании тепла.

Большим преимуществом такого расположения является то, что провода статора (после обрезания расплавленной заглушки) достигают регулятора без удлинения проводов. Вам нужно будет разрезать защитную крышку, сложить провода CPS обратно к разъему и повторно заклеить покрытие.

Закрепил провода от выхлопа (можно добавить термозащитную оболочку).

Провода СУЗ вверху справа.

Затем я потянул конец жгута регулятора к левой стороне велосипеда и отрезал штекер.

Пробка регулятора почти подгорела. Изоляция была хрупкой и треснула. Я был в долг с этой системой зарядки.

Я разрезал жгут и вытащил желтые провода.Единственный провод, который вам нужен, это красный провод для питания велосипедного жгута. Пока жгут был открыт, я добавил второй красный провод 12ga, который идет прямо к аккумулятору.

Со всем, что связано. Есть два провода 12ga, идущие к положительной клемме, и один провод 10ga, который идет прямо к аккумулятору.

На данный момент новая сила и земля сплелись вместе. Осталось много ТО, прежде чем собрать все обратно.

После снятия подрамника для сварки аккумуляторного ящика я собрал все обратно.Я доволен тем, как все подходит, и эффективностью разводки. При работающем байке у меня теперь стабильные 14,3 вольта на холостом ходу или на высоких оборотах. Очень, очень доволен этим! Я не ожидаю, что у этого велосипеда будут проблемы с системой зарядки в течение длительного времени.

Вот так все и закончилось. Я сделал теплозащитный экран для защиты RR от выхлопной системы. Снимет щит и нанесет на него слой краски для барбекю.

.

Растущая экосистема для преобразования мощности eGaN FET

GaN Talk — Рик Пирсон 18 мая 2019 г.

Пролог

eGaN ® Системы преобразования энергии на основе полевых транзисторов обеспечивают более высокий КПД, повышенную удельную мощность и более низкую общую стоимость системы, чем альтернативы на основе кремния. Эти выгодные характеристики стимулировали появление постоянно растущей экосистемы компонентов силовой электроники, таких как драйверы затворов, контроллеры и пассивные компоненты, которые специально улучшают характеристики eGaN FET.Некоторые примеры полевых транзисторов eGaN показаны на рисунке 1.


Рис. 1. Примеры полевых транзисторов eGaN в диапазоне от 7 мОм до 120 мОм и от 100 В до 350 В

Обзор экосистемы eGaN FET

Экосистему eGaN FET можно разделить на три основные категории: 1) драйвер затвора, 2) контроллеры и 3) пассивные компоненты. Типичный синхронный понижающий преобразователь, как показано на рисунке 2, выделяет эти различные компоненты. Требования к этим компонентам обусловлены характеристиками полевых транзисторов eGaN, такими как небольшая занимаемая площадь, быстрое переключение, жесткие требования к напряжению затвора и возможность работы на высоких частотах.


Рис. 2. Принципиальная схема типичного понижающего преобразователя на основе синхронного полевого транзистора eGaN с выделением важнейших компонентов экосистемы полевых транзисторов eGaN

Драйверы затворов для полевых транзисторов eGaN

ИС драйвера затвора имеет решающее значение для максимального увеличения скорости переключения полевых транзисторов eGaN. Чтобы быть совместимым с полевыми транзисторами eGaN, драйвер затвора должен иметь подходящий UVLO для привода 5 В, низкое сопротивление подтягивания и ослабления, малую занимаемую площадь и изоляцию с достаточной устойчивостью к синфазным переходным процессам (CMTI), чтобы выдерживать высокие дв/дт .Другие полезные функции некоторых драйверов, совместимых с eGaN, включают встроенные регуляторы напряжения, управление начальной загрузкой и возможность очень узкой ширины импульса. В таблице 1 приведены некоторые примеры драйверов затворов нижней стороны, подходящих для использования с полевыми транзисторами eGaN, а в таблице 2 аналогичным образом показаны драйверы затворов полумоста.

Техас Инструментс ЛМ5114 Общего назначения Связаться с EPC
Техас Инструментс UCC27611 Да Подходит для использования в полумосте с цифровым изолятором ЭПК9081
Техас Инструментс LMG1020 Сверхбыстрый, длительность импульса 1 нс Связаться с EPC
УПИ UP1964 Да Встроенный регулируемый регулятор напряжения привода
IXYS IXD_604 Двойной драйвер, подходит для больших полевых транзисторов

Таблица 1. Драйверы затворов нижней стороны, совместимые с eGaN FET

Техас Инструментс LM5113-Q1(NRND)*‡ 100 Да Ло и привет 50 ЭПК9078
Техас Инструментс LMG1205*‡ 100 Да Ло и привет 50 ЭПК9078
УПИ UP1966A*‡ 80 Да Ло и привет ЭПК9078
УПИ УП1966Б* 80 Да ШИМ
pSemi ПЭ29101 100 Да ШИМ Связаться с EPC
pSemi ПЭ29102 100 ШИМ ЭПК9204
Техас Инструментс LMG1210 200 Да ШИМ 300 Связаться с EPC
Силикон Лабс Си8274ГБ1-ИМ 630 ШИМ 200 Связаться с EPC
Силикон Лабс Si8275GB-IM 630 Ло и привет 200 Связаться с EPC
Аналоговые устройства АДуМ4120АРИЗ 1092 В Низкий или высокий 150
Аналоговые устройства АДуМ4121АРИЗ 1118 В Низкий или высокий 150
* Совместимость с посадочным местом ‡ Совместимость с выводами

Таблица 2. Драйверы полумостовых затворов, совместимые с eGaN FET

Для высоковольтных конструкций, где не существует единого решения ИС, можно использовать драйверы затворов нижней стороны в сочетании с изоляторами высоковольтных сигналов, которые имеют высокий CMTI.

Контроллеры для полевых транзисторов eGaN

Поскольку полевые транзисторы eGaN подталкивают преобразователи к более высоким частотам, контроллеры должны работать в диапазоне МГц с более широкой полосой пропускания и более жесткой регулировкой для высокочастотных преобразователей. Многие контроллеры также включают каскад драйвера затвора, который должен соответствовать тем же требованиям к драйверу затвора, которые упоминались ранее. В таблицах 3 и 4 показаны контроллеры, совместимые с eGaN FET, для приложений синхронного выпрямления и синхронного понижающего преобразователя соответственно.

NXP ТЕА1993ТС Да 65 нс / 40 нс 120 38
NXP ТЕА1995Т Да (двойной) 80 нс / 40 нс 100 38
NXP ТЕА1998ТС Да 40 нс / 40 нс 60 10. 5
ПО-полу НКП4305А Да 35 нс / 12 нс 200 35
ПО-полу НКП4308А Да 40 нс / 20 нс 150 35

Таблица 3: контроллеры, совместимые с eGaN FET, для синхронных выпрямителей

Аналоговые устройства LTC7800 Да 320 кГц — 2.25 МГц 98% 60
Микрочип МИК2127А Да 270 кГц — 800 кГц 85% 75
Микрочип MIC2103/4 Да 200 кГц — 600 кГц 85% 75
Техас Инструментс ЛМ5140-К1 Да 440 кГц/2. 2 МГц 95,6% / 78% 65
Техас Инструментс ТПС40400 Да 200 кГц — 2 МГц 95% / 75% 20
Техас Инструментс ТПС53632Г 300 кГц — 1 МГц 5
Ренесас ИСЛ8117А Да 100 кГц — 2 МГц 60

Таблица 4: Контроллеры, совместимые с eGaN FET, для синхронных понижающих преобразователей

Цифровые контроллеры

также полезны для многих приложений eGaN FET, таких как многофазные и многоуровневые архитектуры.Подходящие примеры включают серию PIC от Microchip и серии Delfino и Piccolo от TI.

Пассивные компоненты для eGaN FET

Более высокая рабочая частота преобразователей на основе eGaN FET требует пассивных компонентов, оптимизированных для более высоких частот.

Ключевыми показателями производительности преобразователя eGaN FET являются удельная мощность и эффективность, включая входные и выходные фильтры. Важные параметры выбора катушки индуктивности включают низкое последовательное сопротивление (ESR) для минимизации потерь проводимости, низкие потери в сердечнике и низкую паразитную емкость.Серия Vishay IHLP хорошо соответствует этим критериям.

Подходящие керамические конденсаторы для байпаса/развязки доступны от нескольких поставщиков, где температурные коэффициенты X7R или X7S обеспечивают превосходные результаты при самой высокой плотности мощности.

Заключение

По мере того, как полевые транзисторы eGaN продолжают проникать в дизайн приложений, окружающая экосистема вспомогательных компонентов, необходимых для достижения превосходной производительности полевых транзисторов eGaN, также будет расти.Сегодня эта экосистема больше не является ограничивающим фактором в проектах на основе GaN, и разработчики могут выбирать из быстро растущего числа драйверов затворов, контроллеров и вариантов пассивных компонентов.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.