Régulateurs de tension à transistors. Vous êtes ici : Circuit régulateur de tension DIY
Régulateur de tension bricolage
Dans cet article, nous allons explorer comment fais le toi-même Facile Régulateur de tension sur le une résistance variable, résistance fixe et transistor. Ce qui est utile pour réguler la tension sur l'alimentation ou adaptateur universel pour alimenter les appareils.
Et puisque notre programme est destiné aux débutants.
Regardons tous les aspects.
Examinons d'abord le schéma de l'appareil. Vous pouvez le voir ci-dessous, et vous pouvez l'agrandir en cliquant dessus.
Nous commençons à assembler, d'abord, pour plus de commodité, le dessin peut être imprimé. Nous l'imprimons 1 à 1. Et le découpons sans images. Nous l'appliquons sur le textolite du côté de la feuille. Ainsi, il nous sera plus facile de délimiter et de percer des trous.
Après avoir percé des trous. Nous dessinons des traces sur la feuille de textolite avec un marqueur permanent.
Nous coupons le reste de la testolite et procédons à la soudure des composants. Tout d'abord, nous soudons le transistor, soyez prudent - ne confondez pas les pattes du transistor par endroits (émetteur et base).
Ensuite, installez une résistance de 1k, puis soudez une résistance variable de 10k avec des fils. Vous pouvez mettre une autre résistance, souder immédiatement la résistance sans ces snots, mais ma résistance ne le permettait pas, et j'ai dû l'accrocher aux fils... Il reste à souder 4 fils à l'alimentation, et aux sorties.
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Le dispositif et le fonctionnement du régulateur de tension à transistor de contact PP-362
Croissance du nombre et de la capacité des consommateurs d'électricité par voitures modernes conduit à une augmentation de la puissance du générateur. Avec une augmentation de la puissance du générateur, l'amplitude du courant de son excitation augmente, qui doit être interrompue par les contacts du régulateur de tension. Cependant, avec une augmentation de la puissance du courant interrompu, les contacts commencent à brûler plus fortement et tombent rapidement en panne. Par conséquent, des régulateurs à transistor de contact ont été développés, dans lesquels le transistor joue le rôle de contacts qui coupent le courant d'excitation, et les contacts du régulateur de tension ne contrôlent que son fonctionnement.
Le régulateur à transistor de contact le plus courant est le régulateur à relais RR-362 utilisé avec un générateur courant alternatif G-250 sur les véhicules Moskvich, GAZ-5EA et leurs modifications.
Le relais-régulateur à transistor de contact PP-362 se compose d'un régulateur de tension RN et d'un relais de protection RZ, qui ont une conception similaire et sont un relais avec une paire de contacts de fermeture. Le contact mobile des deux relais (contact d'induit) est relié électriquement au corps (noyau magnétique) du relais. Dans le compartiment, séparé des relais électromagnétiques par une cloison située à l'intérieur du couvercle, se trouvent un transistor G, monté sur un dissipateur thermique - une plaque en laiton (ou en aluminium), et deux diodes D et D2.
Riz. 1. Vue générale du contact-transistor relais-régulateur RR-362 avec le couvercle retiré: RN - régulateur de tension, RZ - relais de protection, Dr - diode de séparation, T - transistor, W, VZ et M - bornes de sortie pour la connexion, respectivement, avec l'excitation du générateur d'enroulement, le commutateur d'allumage et la masse du générateur
Les résistances sont situées dans le bloc de relais électromagnétiques sous le panneau. Le relais-régulateur a trois bornes de sortie Ш, ВЗ, /И pour la connexion, respectivement, avec l'enroulement d'excitation du générateur, le contacteur d'allumage et la "masse" du générateur. Pour accélérer la fermeture des contacts du régulateur de tension, une résistance accélératrice Ry est utilisée.
Le régulateur de tension comprend un transistor T, un relais électromagnétique du régulateur de tension PH, des diodes semi-conductrices D et Dg ; résistances Ry, Ra, Rtk. Lb- Le relais électromagnétique RN commande le transistor. Son enroulement PH0 est un élément sensible du circuit régulateur, et les contacts NO PH, connectés entre la borne positive du régulateur VZ et la base du transistor, commandent le transistor.
Le courant de commande du transistor (courant de base) est insignifiant et inférieur au courant d'excitation du générateur de la valeur du gain du transistor (15 fois). La tension sur les contacts est également insignifiante - 1,5-2,5 V. Par conséquent, les contacts du régulateur de tension pendant un fonctionnement à long terme ne s'usent pratiquement pas. La compensation thermique du régulateur de tension est réalisée par la résistance RTK et la suspension d'armature sur une plaque thermobimétallique.
Pour protéger le transistor T des courts-circuits dans le circuit d'enroulement d'excitation du générateur, on utilise un relais de protection RZ, qui comporte trois enroulements: le principal RZo, le compteur RZV, dont le flux magnétique est dirigé vers l'enroulement principal, et la holding RZu. Les contacts de fermeture РЗ sont connectés par l'intermédiaire d'une diode d'isolement Dr en parallèle aux contacts РН.
Riz. Fig. 2. Schéma du relais-régulateur contact-transistor RR-362: a - semi-monté, 6 - déployé; RN - régulateur de tension, RZ - relais de protection, T - transistor P217V, E, K, B - sorties transistor; émetteur, collecteur, base ; Dg - diode d'extinction D242, D, - diode de blocage D242, Dr - diode d'isolement D7Zh; Yau et Yad - résistances d'accélération et supplémentaires 4,5 et 62 Ohms, Rg - résistance de base du transistor 42 Ohms; Résistance de compensation de température RTK 12,5 ohms ; РН0 - enroulement du régulateur de tension, 1240 tours, 17 Ohm; P30 - enroulement principal du relais de protection, 75 tours; RZu - enroulement de maintien du relais de protection, 950 tours, 42 Ohm; RZshch - contre-enroulement du relais de protection, 1350 tours, 76 Ohm; OB - enroulement d'excitation du générateur; S3, W, M - bornes de sortie
Le fonctionnement du régulateur de tension. Lorsque la vitesse du rotor du générateur de taupes et Ur< UpH, электромагнитное усилие, создаваемое обмоткой РН0, недостаточно для преодоления усилия пружины, и якорь РН не притянут к сердечнику. Контакты РН разомкнуты, и транзистор Т открыт, так как имеется ток перехода эмиттер - база /g, определяемый резистором R6. Цепь тока базы следующая: клемма ВЗ, диод Д, эмиттер - база транзистора Т, резистор Rg, клемма М. При открытом транзисторе сопротивление Transfert E-C est petit (fractions d'Ohm), et le courant d'excitation traverse l'enroulement d'excitation du générateur OB à travers la borne 83 du circuit - diode D, - émetteur - collecteur du transistor T - enroulement du relais de protection RZo - borne Ø du relais-régulateur - enroulement d'excitation OB - "masse".
Lorsque les contacts PH sont fermés et que le transistor T est bloqué, le courant d'excitation chute, la tension du générateur diminue et les contacts PH s'ouvrent. Ensuite, tout le processus est répété. La diode Dg sert à shunter les courants d'auto-induction de l'enroulement d'excitation du générateur qui se produisent lors de la commutation du transistor T. Cela élimine les surtensions dangereuses pour le transistor.
Fonctionnement du relais de protection. En cas de court-circuit dans le circuit d'enroulement d'excitation du générateur à la terre, l'enroulement opposé du RZ est court-circuité. Son flux magnétique, dirigé vers le flux magnétique de l'enroulement principal RZ o, disparaît et le flux magnétique de l'enroulement principal, attirant l'armature du relais, ferme les contacts du RZ (à un courant traversant l'enroulement principal R30 égal à 3,2-3,6 A). En même temps, "+" est appliqué à la base du transistor (similaire à la fermeture des contacts PH), le transistor est verrouillé, ce qui le protège des dommages.
En même temps, l'enroulement de maintien RZu est alimenté par les contacts fermés du relais de protection, qui maintient les contacts RZ fermés jusqu'à ce que le contacteur d'allumage soit éteint et que le court-circuit soit éliminé. Le relais-régulateur ne sera prêt à fonctionner qu'après l'élimination du court-circuit et la remise sous tension du contacteur d'allumage VZ. La diode de séparation Dr sert à empêcher un faux fonctionnement du relais de protection lorsque les contacts PH sont fermés.
Le relais-régulateur à transistor de contact a une durée de vie plus longue et moins de désalignement pendant le fonctionnement que les relais-régulateurs de vibration. Cependant, la présence d'un système de freinage mécanique circuit électrique(contacts, ressort, suspension de l'induit du relais) et la présence d'entrefers entre l'induit et le noyau du relais nécessitent un contrôle et un réglage systématique du régulateur en cours de fonctionnement. Ces défauts sont absents des régulateurs de tension à transistor sans contact utilisés avec l'alternateur G-250 sur les véhicules ZIL-130 et GAZ-24 Volga.
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Régulateur de tension à transistor
Dans plusieurs numéros du magazine "Radioamator", des circuits de régulateurs de tension secteur à base de thyristors ont été imprimés, mais de tels dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients importants qui limitent leurs capacités. Premièrement, ils introduisent des interférences assez notables dans réseau électrique, ce qui nuit souvent au fonctionnement des téléviseurs, radios, magnétophones. Deuxièmement, ils ne peuvent être utilisés que pour contrôler la charge avec résistance active(lampe électrique, élément chauffant) et ne peut pas être utilisé simultanément avec une charge inductive (moteur électrique, transformateur).
En attendant, tous ces problèmes peuvent être facilement résolus en assemblant un dispositif électronique dans lequel le rôle d'un élément de régulation serait assuré non pas par un thyristor, mais par un transistor puissant. Je propose un tel design, et n'importe qui, même un radioamateur inexpérimenté, peut le répéter, tout en dépensant un minimum de temps et d'argent. Le régulateur de tension à transistor contient peu d'éléments radio, n'interfère pas avec le réseau électrique et fonctionne sur une charge à résistance active et inductive. Il peut être utilisé pour régler la luminosité d'un lustre ou d'une lampe de table, la température de chauffage d'un fer à souder ou d'une cuisinière électrique, d'une cheminée électrique, la vitesse de rotation d'un moteur électrique, d'un ventilateur, d'une perceuse électrique ou la tension sur l'enroulement du transformateur .
L'appareil a les paramètres suivants : plage de réglage de la tension de 0 à 218 V ; la puissance de charge maximale dépend du transistor utilisé et peut être de 500 W ou plus. L'élément de régulation de l'appareil est le transistor VT1 (voir figure).
Le bloc de diodes VD1-VD4, selon la phase de la tension secteur, dirige cette tension vers le collecteur ou l'émetteur VT1. Le transformateur T1 abaisse la tension de 220. V à 5-8 V., qui est redressée par le bloc de diodes VD6-VD9 et lissée par le condensateur C1. Resistance variable R1 sert à ajuster l'amplitude de la tension de commande et la résistance R2 limite le courant de base du transistor.
La diode VD5 protège VT1 contre l'obtention d'une tension de polarité négative à sa base. L'appareil est connecté au secteur avec une prise XP1. La prise XS1 est utilisée pour connecter la charge. Le régulateur fonctionne comme suit. Après avoir allumé l'interrupteur d'alimentation S1 tension secteur arrive simultanément sur les diodes VD1, VD2 et l'enroulement primaire du transformateur T1. Dans ce cas, le redresseur, composé d'un bloc de diodes VD6-VD9, d'un condensateur C1 et d'une résistance variable R1, forme tension de commande, qui entre dans la base du transistor et l'ouvre.
Si au moment où le régulateur est allumé, le réseau a une tension de polarité négative, le courant de charge traverse le circuit VD1-collecteur-émetteur VT1-VD4. En tournant le curseur R1 et en modifiant la tension de commande, vous pouvez contrôler le courant de collecteur VT1. Ce courant, et donc le courant circulant dans la charge, sera d'autant plus important que le niveau de commande sera élevé et inversement. Avec la position extrême droite du moteur R1 dans le schéma, le transistor sera complètement ouvert et la "dose" d'électricité consommée par la charge correspondra à celle nominale. Si le curseur R1 est déplacé vers la position la plus à gauche, VT1 sera verrouillé et aucun courant ne circulera dans la charge. En contrôlant le transistor, nous réglons en fait l'amplitude de la tension et du courant alternatifs agissant dans la charge. Dans le même temps, le transistor fonctionne en mode continu, grâce auquel un tel régulateur est exempt des inconvénients inhérents aux dispositifs à thyristor.
Concevoir. Le bloc de diodes, les diodes, le condensateur et la résistance R2 sont installés sur une carte de circuit imprimé de taille 55x35 mm, en feuille de textolite de 1 à 2 mm d'épaisseur.
Les pièces suivantes peuvent être utilisées dans l'appareil : transistors KT840A, B (P=100 W), KT856A (P=150 W), KT834A, B, V (P=200 W), KT847A (P=250 W).
Si la puissance du régulateur doit encore être augmentée, il faut alors utiliser plusieurs transistors en connectant leurs bornes respectives. Dans ce cas, le régulateur devra probablement être équipé d'un petit ventilateur pour un refroidissement par air plus intensif des dispositifs à semi-conducteurs.
Diodes VD1-VD4 type KD202R, KD206B ou toutes autres diodes de petite taille pour tension supérieure à 250 V et courant en fonction du courant consommé par la charge.
Bloc de diodes VD6-VD9 type KTs405, KTs407 avec n'importe quel index alphabétique. Diode VD5 - D229B, K, L ou toute autre pour un courant jusqu'à 1 A. Résistance variable R1 type SP, SPO, PPB d'une puissance d'au moins 2 watts. Résistance fixe R2 type VS, MLT, OMPT, S2-23 avec une puissance d'au moins 2 watts. Condensateur à oxyde de type K50-6, K50-16. Transformateur de réseau de type TVZ-1-6 - des radios et amplificateurs à tubes, TS-25, TS-27 - du téléviseur Yunost, mais tout autre transformateur de faible puissance avec une tension d'enroulement secondaire de 5-8 V peut être utilisé avec succès. Fusible FU1 sur tension 250 V et courant selon la puissance maximale du transistor. Le transistor doit être équipé d'un radiateur avec une surface de dissipation d'au moins 200 cm2 et une épaisseur de 3-5 mm.
Le régulateur n'a pas besoin de réglage. Avec une installation correcte et des pièces réparables, il commence à fonctionner immédiatement après avoir été connecté au réseau.
Pour régler dans une large plage de puissance, il est pratique d'utiliser la modulation de largeur d'impulsion ( PWM).
Le schéma n'a pas besoin d'explication. Il s'agit d'un pilote découplé pour le contrôle IGBT transistor. Le contrôle lui-même est implémenté dans un logiciel. Cependant - KT940 n'est pas Le Meilleur Choix. Mais ce que j'avais sous la main, je l'ai mis. Fonctionne, 2 kW cuisinière électrique tire, le transistor 40N60 est froid. C'est ce qu'il fallait.
Il y a 3 options dans les diagrammes ci-dessus. Je préfère celui de droite. Et lui et l'autre ont vérifié la différence entre eux en matière de gestion et de fiabilité. A gauche - lors de l'application du 1 logique (du port, à l'anode de l'optocoupleur, n'oubliez pas de mettre une résistance de limitation de courant! Disons 500 ohm) 40n60 se ferme. Dans le circuit du régulateur, qui est au milieu de la tension alternative, au contraire, il s'ouvre. Toujours la forme d'une impulsion est meilleure. Q ? - presque tous les champs, avec un courant d'au moins 50mA. D1-DEL. La même chose est souhaitable avec un courant d'au moins 50mA. Une autre option consiste à le shunter avec une résistance, 20-50 ohms. Les transistors KT940 ne sont de loin pas le meilleur choix, dans ce circuit, ils fonctionnent presque jusqu'à la limite. Il est conseillé de mettre KT815, KT817. Eh bien, je ne les ai pas.
La version la plus à droite du circuit - délai réduit dans les transitoires. A cause du point de vente. Des diodes de protection sont également ajoutées. Bien qu'il y ait une diode dans l'IGBT lui-même, il n'y a aucune confiance en elle. Doublé pour tout le monde.
Une source externe est utilisée pour alimenter le circuit (j'ai du 16v, un chargeur de téléphone portable converti).
Ci-dessous une photo de l'appareil avec une charge de 30 ohms (à 300v sur le pont, c'est 3 kW de puissance). Les mêmes œuvres et presque ne chauffe pas.
Et tu peux faire le circuit le plus simple, avec triac et optocoupleur. Par exemple comme ceci :
Convient comme triac optique : MOC3023, MOC3042, MOC3043, MOC3052, MOC3062, MOC3083, etc. Mais juste au cas où, consultez la fiche technique. Triac contrôlable : par exemple de la série BT138-600, BT136-600, etc.
Lorsque vous utilisez un triac, vous devez être préparé à l'apparence interférence importante(si la charge est puissante, inductive et élément de contrôle ( COM xxxx) sans Passage à zéro). Cependant, il est souhaitable de maintenir le triac activé pendant un nombre pair de demi-cycles. Sinon, il commence à "rectifier" le courant dans le réseau. Et c'est inacceptable (voir GOST).
Le PWM lui-même est réalisé par programmation, contrôle du port LPT, puis isolation galvanique à l'aide d'un optocoupleur (sur le schéma 4N25, mais en fait 4N33). Le schéma ne montre pas de résistance entre l'optocoupleur et la sortie du port LPT 510 ohm.
Une partie du code indo dans C++:
A_tm_pow=(y_tm_pow*pow_shim)/100 ; b_tm_pow=y_tm_pow-a_tm_pow ; // boucle PWM principale pour (i=0; i Dans plusieurs numéros du magazine "Radioamator", des circuits de régulateurs de tension secteur à base de thyristors ont été imprimés, mais de tels dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients importants qui limitent leurs capacités. Tout d'abord, ils sont input0n,"en":["YL41FPH_H-s","fYSeVCtK6fE","00-fB9E2v40","JRjGFjnD9Wo","w8D8GrgHKfM","0uM6MsWA-CU","fYSeVCtK6fE","Y4NL4zdvaHw", " " 03DfI9r63mM","qfW8hAMe_44","sFlwgdQw_nE","1QeikGzeV_8","03DfI9r63mM","hUH6vtLLdcI"],"pt":["4VwPsQ4CPRQ","4gu_V4NS9Ps","V4Yluy6bu2w","4VwPsQ4CPRQ","4VwPsQ4CPRQ"," 4VwPsQ4CPRQ", ","BlwAKj8Y7MI","V4Yluy6bu2w","820VUzYJDDg","4VwPsQ4CPRQ"],"fr":["uouZ7OixVmU","uouZ7OixVmU","c2WDbTCrCuw","ot9aNy_Pm3Q","7JY2JpB4JU0","7JY2JpB4JU0" ]," it":["J7Z291vc1Dc","SN1cT59abG8","J7Z291vc1Dc","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8","SN1cT59abG8"],"bg":["2ja5bSFpAo0","3LeF4iKu_v8"," 4B5l9vJOHjI"] ,"cs":["3LeF4iKu_v8","u_0DIqr38yE","cjYXxv0XiAE"],"pl":["ODQubiRWw28","m7W9gGyYmIA","Uqdqj9U1V2I","hg7FTzWSi9E","NUuLma9VQVU","J_YrgP8HEdQ" ,"m7W9gGy ","ODQubiRWw28","J_YrgP8HEdQ","ODQubiRWw28"],"ro":["qRNLnzh2dCU","GSzVs7_aW-Y","Te5YYVZiOKs","WcMHhv0duuo" ,"9gAwJ4bFFjc","l_CHew1mhHI","Rq-1PwTJvNc"],"lt":["jn24G2KFpQQ"],"el":["vOfX5V-dAqA"])