Схема регулятора напряжения для трансформатора

Home Радиотехника Низковольтный тринисторный регулятор напряжения

Для питания низковольтных паяльников, ламп накаливания, терморезаков для пенопласта и других подобных нагрузок обычно пользуются понижающим трансформатором с отводами от вторичной обмотки. Напряжение на нагрузке устанавливают подключением ее к соответствующим отводам, плавного изменения напряжения в этом варианте не получается.

А если понижающий трансформатор вообще не имеет отводов? Тогда его приходится питать от сети через автотрансформатор, например, типа ЛАТР, с плавной регулировкой напряжения.

Но есть и еще один способ, позволяющий обойтись и без отводов от обмотки и без автотрансформатора,— питать первичную обмотку нашего понижающего трансформатора через тринисторный регулятор либо подавать напряжение на нагрузку со вторичной обмотки через такой же регулятор. Вот с этим вариантом мы и познакомимся.

Конечно, сначала расскажем об узле управления, формирующем импульсы включения тринисторов. Его схема приведена на рис. 1. На диодный мост (контакты 1 и 2) подают переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора, а с обмоток импульсного трансформатора Т1 (контакты 3, 4 и 5, 6) снимают импульсы, поступающие на управляющие электроды тринисторов, включенных в цепь питания нагрузки.

Узел управления состоит из генератора импульсов, выполненного на аналоге однопереходного транзистора (транзисторы VT3 и VT4) и так называемого нуль-органа (транзисторы VT1, VT2), необходимого для синхронизации генератора от сети. А это, в свою очередь, нужно для того, чтобы управляющее напряжение для тринисторов начинало формироваться только с момента перехода сетевого напряжения через нуль.

Нуль-орган «срабатывает» о тогда, когда на выходе выпрямителя (диоды VD1—VD4) в конце каждого полупериода напряжение падает до нуля. Транзистор VT1 в этот момент закрывается, a VT2 открывается и разряжает конденсатор С2. С этого момента начинается новая зарядка конденсатора через переменный резистор R5 (он влияет на продолжительность зарядки конденсатора). По достижении напряжения на конденсаторе определенного уровня «срабатывает» аналог однопереходного транзистора, и на первичной обмотке трансформатора Т1 появляется импульс напряжения (из-за разрядки через нее конденсатора С2). Такие же импульсы будут и на вторичных обмотках трансформатора, с которых, как вы уже знаете, сигнал поступает на тринисторы. Для равномерного распределения тока в цепи управляющих электродов тринисторов последовательно со вторичными обмотками включены резисторы R8 и R9.

Указанные на схеме детали узла управления монтируют на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Импульсный трансформатор наматывают на кольце типоразмера К10Х6Х5 из феррита 600НН. Каждая обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,2. Обмотки должны быть хорошо изолированы от кольца и друг от друга.

Одна из схем подключения узла управления к вторичной обмотке понижающего трансформатора приведена на рис. 3. Тринисторы VS1 и VS2, соединенные с узлом, включены последовательно с нагрузкой (ее подключают к зажимам ХТ1 и ХТ2). Каждый из тринисторов «работает» при «своем» полупериоде напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2.

При изготовлении этого регулятора тринисторы следует и установить каждый на радиатор площадью поверхности 50. 100 см 2 .

Другая схема приведена на рис. 4. Тринисторы включены несколько иначе — теперь при случайном кратковременном замыкании в цепи нагрузки они не выйдут из строя. Правда, для этих целей пришлось установить диоды VD1 и VD2, которые можно монтировать на общих с тринисторами радиаторах (VS1 с VD1, a VS2 с VD2).

Регуляторы работоспособны и с понижающими трансформаторами на 24 В или на 12 В. В первом случае в узле управления нужно установить резистор R4 сопротивлением 5,1 кОм, во втором — 1 кОм.

Как было сказано ранее, регулятор можно включать и в цепь первичной обмотки трансформатора. Одна из схем подобного включения показана на рис. 5. На входной диодный мост узла управления подают сетевое напряжение через гасящий резистор R10. Цепочка R11C3 защищает элементы узла от импульсных помех, способных возникнуть на первичной обмотке, а значит, повышает надежность управления тринисторами.

В таком варианте регулирования напряжения тринисторы могут работать без радиаторов.

Схема следующего регулятора приведена на рис. 6. В нем работает один тринистор, включенный в диагональ моста на диодах VD8— VD11.

А если у вас окажется симистор КУ208В (это симметричный тринистор, способный открываться при подаче на управляющий электрод импульса любой полярности), регулятор значительно упростится (рис. 7).

Иногда радиолюбителю в хозяйстве требуется простой регулируемый источник для испытания и настройки какой-нибудь аппаратуры, а также зарядки не капризных к режиму аккумуляторов.

Для этой цели вполне подойдёт лабораторный автотрансформатор – ЛАТР, который позволяет регулировать входное напряжения от нуля до максимума.

Можно приобрести ЛАТР, подключить к его выходу готовый выпрямитель, в виде диодного моста и конденсатора, а если требуется низкий уровень пульсаций, то добавить сглаживающий LC – фильтр.

Однако, такой источник имеет некоторые недостатки:

1. Отсутствует гальваническая развязка с питающей сетью (вход и выход ЛАТРа электрически соединены)
   
2. Автотрансформатор имеет немалый вес и габариты, что в современных условиях и условиях небольшой мастерской немаловажно.

Первый недостаток можно устранить добавлением дополнительного развязывающего от сети трансформатора, что приведёт к увеличению второго недостатка.

Как –то интересовался в сети схемами регуляторов сварочного тока и наткнулся на такую схему:

На схеме видно, что мощный сварочный трансформатор регулируется по первичной обмотке встречно — включёнными мощными тиристорами VS1, VS2, которые образуют аналог симистора. Регулятор не нарушает работы трансформатора, переменным резистором R7 регулируется задержка открытия тиристоров, относительно начала полупериода сетевого напряжения, за счёт чего и происходит регулировка.

Так выглядит форма тока в первичной обмотке трансформатора:

Схему регулятора можно упростить, при этом количество компонентов схемы
уменьшается :

Подобный регулятор можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести готовый, так как схема идентична имеющимся в продаже регуляторам для ламп накаливания – диммерам.

Фото самого диммера:

Возьмём сетевой понижающий трансформатор на 250Вт и соберём схему.

Остаётся дополнить схему простейшим выпрямителем и получаем такое простое, но универсальное устройство:

В итоге получился классический простейший блок питания, с функцией регулировки выходного напряжения. Данный блок можно использовать для питания и настройки разных конструкций, а также для зарядки автомобильных аккумуляторов.

Эту статью мне прислал автор канала Blaze Electronics , статья написана на основе этого видео. Особенно малопонимающим в электронике будет интересно

Что бы не пропустить последние обновления в мастерской, подписывайтесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках, так же можно подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа

Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные зарядные устройства

Зарядное устройство 12В 1.3А

Простенькое зарядное устройство с светодиодным индикатором зарядки, зеленый батарея заряжается, красный батарея заряжена.

Есть защита от короткого замыкания, есть защита от переполюсовки. Отлично подойдет для зарядки Мото АКБ емкостью до 20Ач, АКБ 9Ач зарядит за 7 часов, 20Ач — за 16 часов. Цена на это зарядное всего 403 рубля,доставка бесплатна

Этот тип зарядного способен автоматически заряжать практически любые типы автомобильных и мото аккумуляторов 12В до 80АЧ. Имеет уникальный способ зарядки в три этапа: 1. Зарядка постоянным током, 2. Зарядка постоянным напряжением, 3. Капельная дозарядка до 100%.
На передней панеле два индикатора, первый указывает напряжение и процент зарядки, второй указывает ток зарядки.
Довольно качественный прибор для домашних нужд, цена всего 781,96 руб, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 1392, оценка 4,8 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Зарядное устройство для самых разнообразных типов аккумуляторов 12-24В с током до 10А и пиковым током 12А. Умеет заряжать Гелиевые АКБ и САСА. Технология зарядки как и у предыдущего в три этапа. Зарядное устройство способно заряжать как в автоматическом режиме, так и в ручном. На панеле есть ЖК индикатор указывающий напряжение, ток заряда и процент зарядки.

Хороший прибор если вам надо заряжать все возможные типы АКБ любых емкостей, аж до 150Ач

Цена на это чудо 1 625 рублей, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 23, оценка 4,7 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Если какой то товар стал недоступен, пожалуйста напишите в комментарий внизу страницы.
С ув. Эдуард Орлов

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.

Наиболее оптимальный вариант — еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами.

Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше.

После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы — широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе — работает не иначе, как "часы".

Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока. Среднее значение тока при этом уменьшается.

Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2. При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора.

Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети.

Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами. Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.

В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.

Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МБТ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).

Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.