Как работает транзисторный регулятор напряжения. Какие преимущества он имеет перед ЛАТРом. Для каких целей можно использовать такой регулятор. Как собрать транзисторный регулятор напряжения своими руками. Какие компоненты потребуются для сборки.
Принцип работы транзисторного регулятора напряжения
Транзисторный регулятор напряжения представляет собой альтернативу лабораторному автотрансформатору (ЛАТРу) для плавного изменения переменного напряжения. Ключевым элементом схемы является мощный биполярный транзистор, который выполняет роль переменного резистора, включенного последовательно с нагрузкой.
Как же работает данная схема? Диодный мост VD2-VD5 обеспечивает протекание прямого тока через транзистор VT1 при любой полярности сетевого напряжения. Трансформатор T1 понижает напряжение до 6-10 В, которое выпрямляется мостом VD6 и сглаживается конденсатором C1. Изменяя сопротивление переменного резистора R2, мы регулируем базовый ток транзистора VT1, а следовательно — его сопротивление в цепи переменного тока.
Преимущества транзисторного регулятора перед ЛАТРом
Использование транзисторного регулятора вместо ЛАТРа дает ряд существенных преимуществ:
- Отсутствие помех в электросеть при работе
- Синусоидальная форма выходного напряжения
- Компактные размеры и небольшой вес устройства
- Простота схемотехнического решения
- Доступность компонентов для сборки
Регулятор позволяет изменять напряжение как при активной, так и при реактивной нагрузке. К недостаткам можно отнести выделение значительного количества тепла регулирующим транзистором, что требует эффективного теплоотвода.
Области применения транзисторного регулятора напряжения
Где можно использовать такой регулятор? Основные сферы применения включают:
- Регулирование яркости ламп накаливания
- Управление температурой жала паяльника
- Изменение скорости вращения электродвигателей
- Плавная регулировка напряжения в лабораторных блоках питания
- Управление мощностью нагревательных элементов
Благодаря отсутствию помех и синусоидальной форме выходного сигнала, регулятор подходит для работы с чувствительным электронным оборудованием.
Схема и принцип работы транзисторного регулятора напряжения
Рассмотрим подробнее принципиальную схему устройства:
- Диодный мост VD2-VD5 обеспечивает протекание тока через транзистор VT1 в обоих полупериодах
- Трансформатор T1 (мощность 12-15 Вт) понижает напряжение до 6-10 В
- Диодный мост VD6 выпрямляет пониженное напряжение
- Конденсатор C1 сглаживает пульсации
- Переменный резистор R2 регулирует базовый ток транзистора VT1
- Резистор R1 ограничивает базовый ток
- Диод VD1 защищает базу транзистора от обратного напряжения
Изменяя сопротивление R2, мы управляем током базы транзистора VT1, что приводит к изменению его сопротивления в цепи нагрузки. При минимальном сопротивлении R2 транзистор полностью открыт, и напряжение на нагрузке максимально. При максимальном сопротивлении R2 транзистор закрыт, и напряжение на выходе близко к нулю.
Выбор компонентов для сборки регулятора
Какие компоненты потребуются для сборки транзисторного регулятора напряжения? Вот список основных элементов:
- Транзистор VT1 — мощный биполярный (КТ856, КТ834, КТ847)
- Диоды VD2-VD5 — мощные (Д245, Д246, Д247, Д248, Д223)
- Диодный мост VD6 — КЦ405 (любая буква)
- Переменный резистор R2 — проволочный ППБ-15 или ППБ-3 (мощность не менее 2,5 Вт)
- Вольтметр PV1 — на напряжение 250-300 В переменного тока
- Радиатор для транзистора — площадью не менее 250 см²
При необходимости увеличения мощности нагрузки следует выбирать более мощные транзисторы и диоды. Возможно параллельное включение нескольких транзисторов с близкими коэффициентами усиления.
Меры безопасности при сборке и эксплуатации
На что нужно обратить внимание с точки зрения безопасности? Регулятор имеет гальваническую связь с сетью 220 В, поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
- Использовать корпус из диэлектрического материала
- Обеспечить надежную изоляцию всех токоведущих частей
- Установить на ось регулятора R2 ручку из изоляционного материала
- Не прикасаться к схеме во время работы
- Отключать устройство от сети перед любыми манипуляциями
Соблюдение этих простых правил позволит безопасно эксплуатировать регулятор и избежать поражения электрическим током.
Практические рекомендации по сборке и настройке
Как правильно собрать и настроить транзисторный регулятор напряжения? Вот несколько полезных советов:
- Используйте качественные компоненты от проверенных производителей
- Обеспечьте хороший теплоотвод для силового транзистора
- Проверьте все соединения перед первым включением
- Начинайте тестирование с минимальной нагрузки
- Постепенно увеличивайте нагрузку, контролируя нагрев транзистора
- При необходимости установите дополнительное охлаждение
Правильно собранный и настроенный регулятор будет надежно работать в течение длительного времени, обеспечивая плавное регулирование напряжения в широком диапазоне.
Возможные модификации и улучшения схемы
Как можно усовершенствовать базовую схему регулятора? Рассмотрим несколько вариантов модификации:
- Добавление схемы плавного пуска для снижения пусковых токов
- Установка защиты от перегрузки и короткого замыкания
- Использование нескольких параллельных транзисторов для увеличения мощности
- Добавление цифровой индикации выходного напряжения и тока
- Реализация дистанционного управления через микроконтроллер
Эти модификации позволят расширить функциональность устройства и повысить его надежность. При внесении изменений важно тщательно продумывать их влияние на работу схемы в целом.
ВМЕСТО ЛАТРа
ВМЕСТО ЛАТРаВМЕСТО ЛАТРа… ТРАНЗИСТОР
В.БАШКАТОВ,
338046, Донецкая обл., г.Горловка-46, ул.Кирова, 14 «А» — 42.
Предлагаю схему регулируемого источника переменного напряжения. Указанный регулятор можно использовать вместо лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) для регулирования освещения лампами накаливания, температуры жала паяльника, скорости вращения электродвигателя и т.д.
Особенностью данной схемы является использование в качестве регулирующего элемента мощного биполярного транзистора VT1, который выполняет функцию переменного резистора, включенного последовательно с нагрузкой.
Преимущества такого технического решения перед регуляторами на тиристорах или на ЛАТРе следующие:
— отсутствие помех в электросеть от его работы;
— получение на выходе синусоидального напряжения;
— малые габариты и небольшой вес;
— простота схемного
решения и не дефицитность деталей.
Предлагаемый регулятор дает возможность регулировать напряжение как при активной, так и при реактивной нагрузке. К недостаткам регулятора можно отнести выделение большого количества тепла регулирующим транзистором и проблему его отвода.
Диодный мост VD2…VD5 обеспечивает протекание прямого тока через транзистор VT1 при любом полупериоде переменного напряжения сети. Трансформатор Т1 — мощностью 12…15 Вт со вторичным напряжением 6…10 В. Это напряжение выпрямляется диодным мостом VD6 и сглаживается конденсатором С1. Изменяя сопротивление переменного резистора R2, мы тем самым регулируем базовый ток транзистора VT1, а следовательно — и его сопротивление в цепи переменного тока.
Сопротивление R1,
включенное в базу транзистора VT1 — токоограничивающее.
Диод VD1 — защитный. Он предотвращает
попадание на базу транзистора VT1 напряжения
отрицательной полярности. Напряжение на
выходе регулятора контролируют
вольтметром PV1. Как видно из схемы, ток
нагрузки (потребителя) зависит от величины
управляющего напряжения на базе
транзистора.
Изменяя это напряжение, мы тем
самым управляем током его коллектора, а
следовательно — и величиной тока нагрузки.
В крайнем нижнем (по схеме) положении движка резистора R2 транзистор VT1 будет полностью открыт, и напряжение на нагрузке — максимальное. В крайнем верхнем положении движка транзистор закрыт, ток через нагрузку — минимальный, и напряжение на выходе регулятора равно нулю.
Конструкция регулятора и его детали. Монтаж — навесной. Диоды — большой мощности (Д245, Д246, Д247, Д248, Д223 и т.д.), и поэтому при данном токе не требуют теплоотводов. Транзистор VT1 установлен на радиатор площадью не менее 250 см
— обязательно проволочное ППБ15, ППБЗ мощность не менее 2,5 Вт. Вольтметр переменного тока
— на напряжение 250…300 В.
Если возникнет
необходимость увеличения мощности
нагрузки, то потребуется замена
регулирующего транзистора VT1 и диодов VD2.
..VD5
на более мощные. В крайнем случае, можно
включать несколько транзисторов в
параллель, стараясь подбирать их с
одинаковыми коэффициентами усиления h31э.
Транзистор КТ856 позволяет подключать
нагрузку 150 Вт, КТ834 — 200 Вт, КТ847 — 250 Вт.
Соответственно необходимо увеличивать площадь радиаторов или устанавливать небольшой вентилятор для обдува. Диод VD1 тоже необходимо заменить на более мощный с номинальным током 1 А.
Внимание! Данный источник гальванически связан с электросетью 220 В, и поэтому необходимо соблюдать меры безопасности при его наладке. Корпус источника желательно сделать из диэлектрика, а на ось резистора R2 одеть хорошо изолированную ручку.
Литература
1. Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. — М.: Радио и связь, 1988.
2. Боровской В.П. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя. — Технiка, 1987.
Радиолюбитель 2/98
Фотоархив — Транзисторы, диоды и т.
д. Фотоархив — Транзисторы, диоды и т.д. — Мосты отечественные
|
Фотоархив — Транзисторы, диоды и т.д. — Мосты отечественные
Пояснения по ценам и наличию |
Перевести 405 узлов в километры в час
Какова скорость 405 узлов? Что такое 405 узлов в километрах в час? Преобразование 405 узлов в км/ч.
От Сантиметры в секундуФуты в секундуКилометры в часУзлыМахиметры в секундуМили в час
До Сантиметры в секундуФуты в секундуКилометры в часУзлыМачметры в секундуМили в час
поменять местами единицы ↺
Сумма
405 узлов =
750,06 километров в час
(точный результат)
Показать результат как NumberFraction (точное значение)
Узел — единица скорости, равная одной морской миле в час. Что-то, движущееся со скоростью в один узел, движется со скоростью около 1,151 сухопутной мили в час.
Километр в час — это единица измерения скорости. Что-то, движущееся со скоростью один километр в час, движется со скоростью около 0,278 метра в секунду, или около 0,621 мили в час.
Узлы в Километры в час Переводы
(некоторые результаты округлены)
| узлы | км/ч |
|---|---|
| 405,00 | 750,06 |
| 405,05 | 750,15 |
| 405,10 | 750,25 |
| 405,15 | 750,34 |
| 405,20 | 750,43 |
| 405,25 | 750,52 |
| 405,30 | 750,62 |
| 405,35 | 750,71 |
| 405,40 | 750,80 |
| 405,45 | 750,89 |
| 405,50 | 750,99 |
| 405,55 | 751,08 |
| 405,60 | 751,17 |
| 405,65 | 751,26 |
| 405,70 | 751,36 |
| 405,75 | 751,45 |
| 405,80 | 751,54 |
| 405,85 | 751,63 |
| 405,90 | 751,73 |
| 405,95 | 751,82 |
| 406,00 | 751,91 |
| 406,05 | 752. 00 |
| 406.10 | 752.10 |
| 406.15 | 752,19 |
| 406,20 | 752.28 |
| узла | км/ч |
|---|---|
| 406,25 | 752,38 |
| 406,30 | 752,47 |
| 406,35 | 752,56 |
| 406,40 | 752,65 |
| 406,45 | 752,75 |
| 406,50 | 752,84 |
| 406,55 | 752,93 |
| 406,60 | 753,02 |
| 406,65 | 753,12 |
| 406,70 | 753,21 |
| 406,75 | 753,30 |
| 406,80 | 753,39 |
| 406,85 | 753,49 |
| 406,90 | 753,58 |
| 406,95 | 753,67 |
| 407,00 | 753,76 |
| 407,05 | 753,86 |
407. 10 | 753,95 |
| 407,15 | 754,04 |
| 407,20 | 754,13 |
| 407,25 | 754,23 |
| 407,30 | 754,32 |
| 407,35 | 754,41 |
| 407,40 | 754,50 |
| 407,45 | 754.60 |
| узла | км/ч |
|---|---|
| 407,50 | 754,69 |
| 407,55 | 754,78 |
| 407,60 | 754,88 |
| 407,65 | 754,97 |
| 407,70 | 755,06 |
| 407,75 | 755,15 |
| 407,80 | 755,25 |
| 407,85 | 755,34 |
| 407,90 | 755,43 |
| 407,95 | 755,52 |
| 408,00 | 755,62 |
| 408,05 | 755,71 |
| 408,10 | 755,80 |
| 408,15 | 755,89 |
| 408,20 | 755,99 |
| 408,25 | 756,08 |
| 408,30 | 756,17 |
| 408,35 | 756,26 |
| 408,40 | 756,36 |
| 408,45 | 756,45 |
| 408,50 | 756,54 |
| 408,55 | 756,63 |
| 408,60 | 756,73 |
| 408,65 | 756,82 |
| 408,70 | 756. 91 |
