Регулятор мощности электронагревателя • HamRadio

Регулятор мощности электронагревателя

Регулятор мощности электронагревателя можно регулировать мощность нагревателя ступенчато от 100% до 10%. Суть работы схемы — периодическое включение -выключение нагревателя в течение пяти периодов сетевого напряжения (десяти полупериодов). Например, при 100% мощности из каждых пяти периодов сетевого напряжения нагрузка включена в течение всех пяти. А при 10% из пяти периодов нагрузка включена только в течение одного полупериода.

Принципиальная схема регулятор мощности электронагревателя показана на рисунке.

Регулятор мощности электронагревателя

Напряжение электросети поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD1-VD4. На выходе выпрямителя при частоте сети 50 Гц образуются положительные полуволны частотой 100Гц. Эти полуволны поступают через делитель на резисторах R1 и R2 на базу транзистора VT1, который служит формирователем логических импульсов частотой 100 Гц. Эти импульсы с коллектора VT1 поступают на вход счетчика D1. Микросхема D1 — десятичный счетчик, у него есть десять выходов от 0 до 9, на каждом из которых появляется единица если состояние счетчика соответствует номеру выхода.

Таким образом, для полного прохода счетчика от 0 до 9 требуется десять импульсов, то есть, пять полных периодов сетевого напряжения. При работе счетчика в начале каждого цикла единицей с выхода «0» D1 RS-триггер на элементах микросхемы D2 устанавливается в состояние логической единицы на выходе D1.3. Ток через резистор R7 поступает на светодиод оптопары Q1 и она открывается, открывая мощный симистор VS1, подающий питание на нагреватель, подключенный к розетке Х1.

Если S1 находится в показанном на схеме положении «10%», то уже со следующим импульсом RS-триггер вернется в исходное положение, нагреватель выключится и не будет работать в течение следующих 9-ти полупериодов сетевого напряжения. Таким образом, только в течение 10% времени нагреватель включен, остальные 90% времени он выключен.

В другом положении, например, в положении «50%» после установки триггера на D2 в состояние единицы на выходе D2.3 потребуется пять импульсов до того момента, как нагрузка будет отключена. То есть, в течение 50% времени нагреватель включен. Остальные 50% — выключен.

Положение S1 «100%» отличается тем, что второй вход RS-триггера на D2 не подключен ни к одному выходу D1, -он соединен с минусом питания. В этом состоянии RS-триггер          всегда находится в состоянии логической единицы на выходе D2.3, — нагреватель включен всегда.

Микросхемы питаются от электросети напряжением 12V через параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R3 и стабилитрона VD6. Диод VD5 исключает влияние конденсатора С1 на формирование импульсов частотой 100 Гц.

Данный регулятор мощности электронагревателя по сути дела является таймером повторно-кратко-временного режима работы, в котором время полного цикла составляет 0,2 секунды.

Если нужно аналогичное устройство, но со значительно большим временем полного цикла, например, для работы холодильных установок, то «замедлить» работу схемы можно введением дополнительного делителя частоты, например, так как это сделано в схеме на рисунке 2.

Регулятор мощности электронагревателя

Здесь между счетчиком D1 и источником импульсов частотой 100 Гц включен дополнительный счетчик D3, делящий частоту 100 Гц на 16384. В результате на его выходе имеются импульсы с периодом в 2,7 минуты. Эти импульсы поступают на счетчик D1, и время полного цикла теперь составит 27 минут. А переключателем S1 можно будет выбрать в течение скольких процентов 27-ми минут нагрузка будет включена.

Такое устройство подходит для холодильной установки или для системы жидкостного отопления.

Микросхемы можно заменить отечественными аналогами:

CD4017 — К561ИЕ8 CD4001 — К561ЛЕ5 CD4020 — К561ИЕ16.

Транзистор ВС548 можно заменить на КТ3102, КТ315.

Диоды 1 N4007 можно заменить на КД209 или КД105.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий