Схема плавного пуска (softstart)

 

Схема плавного пуска (softstart) обычно используется для устранения скачков тока, которые обычно возникают при включении питания больших индуктивных нагрузок и не только. Описанная в статье схема предназначена для работы с тороидальными трансформаторами большой мощности, которые в момент пуска потребляют ток, в несколько раз превышающий номинальный.

Схема плавного пуска (softstart)

К чему приводит большой пусковой ток, да зачастую это заканчивается перегоранием предохранителей или срабатыванием автоматических выключателей защиты от перегрузки по току. Работа системы проста и заключается в ограничении скачка тока при помощи сопротивления, включенного последовательно с нагрузкой и через небольшой промежуток времени закорачиваются с помощью реле. Кроме того, устройство оснащено собственным источником питания и дополнительными функциями, полезных при создании низкочастотных усилителей, ведь основное применение этой схемы — подключение к сети трансформаторов в усилителях низкой частоты большой мощности. Принципиальная схема плавного пуска представлена ​​на рисунке.

Схема принципиальная плавного пуска (softstart)

Базовым элементом всей схемы является последовательный резистор, точнее, резисторы R1-R4, соединенные параллельно. Они образуют резистор сопротивлением 50Ом и мощностью 80Вт. Кратковременная мощность, рассеиваемая этими резисторами, в несколько раз выше, но работа за короткий промежуток времени не позволит выделить значительное количество тепла, которое могло бы вывести из строя резисторы. Устройство работает не только как система плавного пуска, но и как выключатель в случае неисправности или перегрева. Система предназначена для питания двух трансформаторов (основного и вспомогательного для питания периферийных устройств усилителя).

Сетевое напряжение подается на клеммы L1 и N1, при этом первичная обмотка основного трансформатора должна быть подключена к клеммам TR1 и N2, защищенным предохранителем F1. Вспомогательный трансформатор следует подключить к клеммам TR2 и N3.

Запускается устройство кнопкой S1. Нажатие на нее вызывает протекание тока через резистор R9 и оптопару ОPТ2, что обеспечит ее включение до момента отключения всего устройства. Резистор R10 гарантирует, что оптопара погаснет, и был добавлен немного чрезмерно, чтобы предотвратить возможные помехи, которые могут вызвать срабатывание OPT2. В состоянии покоя R13 отключает транзистор Т2, а когда OPT2 включен, он вместе с R12 создает делитель для управления транзистором Т2. Транзистор Т2, в свою очередь, включает реле Р1, через которое сетевое напряжение подается на выход через резисторы R1-R4. Диод Д4 гасит перенапряжения, возникающие при отключении катушки реле, а диод Д2 последовательно с R18 представляет собой индикатор включения реле P1.

В состоянии покоя диод D6 включен, и благодаря резистору R21 транзистор Т3 проводит ток, вызывая разряд С1. Следовательно, транзистор Т4 не проводит ток и реле Р2 выключено. Включение транзистора Т2 приводит к тому, что потенциал на затворе Т3 падает ниже 0,6 В с помощью диода D6, и транзистор перестает проводить ток. Начинается заряд конденсатора C1 через резистор R14, продолжающаяся несколько секунд. Когда напряжение на С1 превысит пороговое напряжение транзистора Т4, реле Р2 включится и резисторы R1-R4 закоротятся. Сетевое напряжение будет подключено непосредственно к выходу. Диод Д5 гасит перенапряжения, возникающие в обмотке реле Р2, а диод Д3 с резистором R22 является индикатором его срабатывания.

 

Описанные элементы фактически представляют собой схему, выполняющую роль полноценного устройства плавного пуска и в основной версии этого может быть достаточно. Остальные элементы позволяют ввести несколько мер защиты и дополнительные опции. С использованием элементов R23-R24, R28, конденсатора С2 и диода D7 был выполнен простой бестрансформаторный источник питания, питающий диод оптопары U2. Когда реле P1 включено, а P2 еще не включен, оптопара U2 проводит ток и, таким образом, конденсатор C5 заряжается. Скорость зарядки конденсатора зависит от его емкости и резисторов R17 и R5. Когда напряжение на C5 превысит пороговое напряжение транзистора T5, он начнет проводить ток, что, следовательно, приведет к срабатыванию OPT1.

Вид на клемы на плате схема плавного пуска (softstart)

В состоянии покоя и нормальной работе транзистор Т1 не проводит ток из-за резистора R16, но при включении OPT1 благодаря резистору R19 и диоду D1 этот транзистор откроется, что приведет к закрытию транзистора Т2 и отключению реле Р1. (отключение питания трансформаторов). Это состояние будет сохраняться до полного отключения питания, поскольку после включения оптотриак не имеет шансов выключиться. Вся эта система защищает резисторы от быстрого сгорания в случае повреждения реле Р2 или любого из элементов, его включающих.

Постоянную времени, связанную с емкостью С5 и резисторами R17 и R5, необходимо подобрать так, чтобы время зарядки конденсатора С5 было в несколько раз больше времени зарядки конденсатора С1, иначе схема плавного пуска выключится сразу после включения и загорится красный диод D1, что указывает на проблему в системе. Дополнительные разъемы GP1- GP3, параллельные транзистору Т5, позволяют подключить дополнительные защиты как силовых каскадов усилителя, так и источника вспомогательного питания.

Вариант печатной платы схема плавного пуска (softstart)

В модели можно нормально разомкнутый термовыключатель подключить к GP1 параллельно выходу системы определения напряжения постоянного тока на выходе усилителя. Второй канал подключить к GP2, а GP3 можно использовать для подключения термовыключателя на радиаторе стабилизатора.

В схема плавного пуска (softstart) имеется еще один бестрансформаторный источник питания выполненный на C3, R8 и диодов D8, D9. Резисторы R6 и R7 обеспечивают разрядку конденсатора C3, конденсатор C7 фильтрует выходное напряжение, а резистор R15 обеспечивает предварительную нагрузку. Данный блок питания позволяет включать оптопары U1 и U3 сразу после включения основного трансформатора. Ток оптопары ограничивается резистором R20. Благодаря этому с помощью разъемов GP4 и GP5 оба канала усилителя получают сигнал на систему задержки включения громкоговорителя о том, что питание включено. Разъем GP6 обеспечивает сигнал для вспомогательного источника питания и позволяет включить питание предусилителя.

Питание системы плавного пуска осуществляется от классического стабилизированного источника питания на базе трансформатора ТР3, выпрямительного моста и стабилизатора U4. Напряжение фильтруется конденсаторами С4, С6 и С8.

 

Оставьте комментарий