ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ
РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ШИМ МОДУЛЯЦИЕЙ
Абрамов
Сергей г. Оренбург.
Существующие тиристорные регуляторы мощности работают по
принципу отсечения части синусоиды, и могут работать только при питании
переменным напряжением, к тому же необходима привязка к моменту перехода
напряжения через ноль. А если сеть имеет значительные помехи, то стабильная
работа данного регулятора вообще не возможна. А так же иногда необходима
частота на нагрузке больше чем 50-100 Гц.
Предлагаемый регулятор мощности работает по принципу ШИМ
модуляции постоянного напряжения Рис1. Выходной ток в нагрузке зависит только
от скважности импульсов, точность которых в основном зависит от стабильности
задающего генератора и линейности генератора пилообразного напряжения. Задающий
генератор собран на микросхеме D1:1,D1:2, резисторах
R1,R2 и конденсаторах С1,С2. От номинала и стабильности
дискретных деталей зависит частота генератора в данном случае на выходе мы
имеем меандр с частотой следования 66 кГц. Если необходима большая
стабильность, то можно использовать генератор на большую частоту с последующим
делением при помощи счетчиков. На микросхеме D1:3, резисторе R3 и конденсаторе С3 выполнена схема простого
формирователя пилообразного напряжения. На компараторах D3, D1:4 и R4
(первый канал), D4, D1:5 и R11 (второй канал), D5, D1:6 и R12
(третий канал) собраны ШИМ модуляторы. А микросхемы D2:1,D6,D7:1,D7:2 служат в
качестве коммутаторов верхних и нижних ключей каналов 1-3. Драйвер трех ключей D10 служит для управления верхними VT1-VT3 и нижними VT4-VT6
транзисторами. На резисторах R20-R24 и конденсаторе С19 выполнена схема защиты от
превышения потребляемой мощности всей нагрузкой. При перегрузке зажигается
светодиод HL4. Задатчиками мощности в
нагрузке служат потенциометры R6,R8,R10. Микросхема
драйвера запитывается через 15 вольтовый стабилизатор напряжения D9, а вся цифровая часть с микросхемы D8.
Детали: В
качестве трансформатора T1 можно
использовать любой, мощностью 2-5 Вт
и напряжением вторичной
обмотки 18-25 вольт. Для управления большей мощностью транзисторы VT1-VT6 необходимо
заменить на IGBT
транзисторы типа IRGBC20KD2-S, IRGBC30KD2-S и установить их на
радиатор. Так же необходимо увеличить емкости С6,С7 и вместо VD1-VD4
использовать более мощные. В качестве токового шунта R20 использован отрезок
провода из константана диаметром 1мм. R23 типа
СП5-2. R6,R8,R10 типа СП3-4ам. Все
остальные резисторы типа МЛТ 0,125. Постоянные конденсаторы керамические
низковольтные кроме С10,С13,С25 они рассчитаны на 50вольт а также конденсаторы
С8,С9 на напряжение 1кV, их
необходимо расположить в непосредственной близости от транзисторов.
Электролитические конденсаторы типа К50-35.
Налаживание сводится к подбору
сопротивления резистора R3 по наибольшей линейности пилообразного напряжения на
входе 3(D3). Резистором R23 необходимо установить
порог, при котором сработает защита.
Данный трехканальный регулятор можно
использовать как выходной узел цветомузыкальной установки, для этого на входы 4
компараторов надо подать напряжение с полосовых фильтров. А также необходимо в
целях электробезопасности развязать УНЧ и устройство при помощи
трансформатора или шести оптронов
включенных между выходами D6,D7 и входами 2-7 (D10).
Можно также поэкспериментировать и включить вместо ламп
накаливания лампы дневного света через дроссели [1]. Возможно яркость свечения
в некоторой степени будет
Рис1.
зависеть от длительности ШИМ
импульсов. Возможно данное устройство использовать и как трехканальный цифровой
усилитель работающий в классе D. [2]
Литература.
- А. Таразов. Высокочастотный блок питания
люминесцентной лампы. Радио №5, 2003, стр. 42.
- С. Абрамов. Цифровой
стереофонический усилитель низкой частоты.