Регулятор мощности, не создающий помех

Тринисторные регуляторы мощности, собранные по традиционной схеме, имеют существенный недостаток - они являются источником высокочастотных помех. Для борьбы с помехами часто применяют LC-фильтры, снижающие скорость увеличения тока после открывания тринистора однако, они увеличивают габариты и усложняют конструкцию регулятора. Другой, более перспективный способ борьбы с помехами - коммутация тринисторов в момент перехода сетевого напряжения через нуль.    Схема достаточно простого регулятора мощности, не создающего помех, показана на рис.1. Регулятор рассчитан на 10 ступеней регулирования мощности нагрузки - от 10 до 100 % oт номинальной с дискретностью 10 %. Принцип его работы иллюстрируют временные диаграммы, представленные на рис.2 (графики 1-4 соответствуют уровням цифровых КМОП микросхем; амплитуда импульсов на графике 5 равна 200*21/2 В).    Двоично-десятичный счетчик с дешифратором DD2 формирует на выходах положительные импульсы длительностью Т, равной половине периода сетевого напряжения, сдвинутые один относительно другого на время Т. Как только высокий уровень появится на выходе 0 этого счетчика, он установит RS-триггер, собранный на элементах DD1.3, DD1.4, в единичное состояние (высокий уровень на выходе элемента DD1.4), что приведет к открыванию транзистора VT1 усилителя тока, а вслед за ним и тринистора VS1.
Рис. 1
	печатная плата в формате TIFF 1024 x 419, 300 dpi (71k zip) >>
Тринистор будет открыт до тех пор, пока высокий уровень не появится на том выходе счетчика DD2, с которым соединен движок переключателя SA1. В этот момент переключится RS-триггер DD1.3, DD1.4 и закроется тринистор VS1. Таким образом, мощность, выделяемая в нагрузке, оказывается обратно пропорциональной скважности импульсов на выходе RS-триггера, а скважность можно регулировать переключателем SA1. Временные диаграммы сигналов на рис.2 изображены для случая, когда переключатель находится в положении "30 %".    Если переключатель SA1 установить в положение "100 %", RS-триггер не переключается, оставаясь всегда в состоянии 1, тринистор все время открыт и на нагрузке выделяется полная мощность.    Цепь R1VD1VD2VD3R2 формирует импульсы в моменты перехода сетевого напряжения через нуль. Эти импульсы тактируют счетчик DD2. Триггер Шмитта, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2, улучшает форму этих импульсов. Стабилитроны VD1 и VD2 обеспечивают помехозащищенность регулятора, предотвращая ложные переключения счетчика DD2. Цепь VD4C1C2 формирует напряжение питания регулятора.    Регулятор бесшумен в работе и свободен от недостатка, присущего традиционным регуляторам мощности (недостаток связан с нестабильностью регулировки при уменьшении мощности нагрузки).    Описанный регулятор мощности может быть с успехом использован для регулирования рабочей температуры жала паяльника, электроплиты, электропечи и других подобных нагрузок, но его не следует применять для управления яркостью свечения ламп накаливания. Дело в том, что лампы будут мигать из-за относительно невысокой частоты коммутации тока в нагрузке регулятора (10 Гц).    Большинство деталей регулятора смонтировано на печатной плате. Плата изготовлена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.    В регуляторе применены конденсаторы С1-К50-6, С2 -КМ-6 или любой другой керамический. Резистор R1-C5-16T, остальные МЛТ. Переключатель SA1 -П2Г-3-10П1Н. Можно использовать переключатель П2К с зависимой фиксацией. Диод Д223Б можно заменить на любой кремниевый, транзистор КТ312Б - на любой кремниевый структуры n-p-n со статическим коэффициентом передачи тока более 50. Вместо КУ202М подойдут тринисторы КУ202К, КУ202Л, КУ202Н. Если мощность нагрузки более 300 Вт, выпрямительные диоды VD5-VD8 и трннистор VS1 необходимо установить на теплоотводы. Мощность, однако, не должна превышать 2 кВт. При мощности нагрузки до 60 Вт диоды Д233Б можно заменить на Д237Б, Д237Ж.    Правильно собранный регулятор не требует налаживания. В его работоспособности можно убедиться, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания мощностью 40...60 Вт. Равномерное изменение средней яркости свечения лампы при каждом очередном перемещении движка переключателя SA1 свидетельствует о правильной работе регулятора.   Рис. 2

Источник: Радио №12, 1987 г., стр.22
Автор: С. ЛУКАШЕНКО, пос. Менделеево, Московской обл.