собой источник питания низковольтной части схемы. Этот источник обеспечивает питанием 36 В формирователь импульсов и 5 В для питания микросхемы генератора.
Детали устройства
Микросхема: DD1, DD2 — K155ЛA3.
Диоды: Вr1 — Д232А; Вг2 — Д242Б; D1 — Д226Б.
Стабилитрон: D2 — КС156А.
Транзисторы: Т1 — КТ848А, Т2 — КТ815В, ТЗ — КТ315. Т1 и Т2 устанавливаются на радиаторе площадью не менее 150 см2. Транзисторы устанавливаются на изолирующих прокладках.
Конденсаторы электролитические: С1- 10 мкФ х 400В; С4 — 1000 мкФ х 50В; С5 — 1000 мкФ х 16В;
Конденсаторы высокочастотные: С2, С3 — 0,1 мкФ.
Резисторы: R1, R2 — 27 кОм; R3 — 56 Ом; R4 — 3 кОм; R5 -22 кОм; R6 — 10 Ом; R7, R8 — 1.5 кОм; R9 — 560 Ом. Резисторы R3, R6 — проволочные мощностью не менее 10 Вт, R9 — типа MЛT-2, остальные резисторы — MЛT-0.25.
Трансформатор Тr1 — любой маломощный 220/36 В.
Наладка
При наладке схемы соблюдайте осторожность! Помните, что низковольтная часть схемы не имеет гальванической развязки от электрической сети! Не рекомендуется в качестве радиатора для транзисторов использовать металлический корпус устройства. Применение плавких предохранителей — обязательно!
Вначале проверяют отдельно от схемы низковольтный блок питания. Он должен обеспечивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания маломощного генератора.
Затем налаживают генератор, отключив силовую часть схемы от электросети (для этого можно временно отсоединить резистор R6). Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости для этого подбирают конденсаторы С2, С3 или резисторы R7, R8.
Формирователь импульсов на транзисторах Т2 и ТЗ, если правильно собран, обычно наладки не требует. Но желательно убедиться, что он способен обеспечить импульсный ток базы транзистора Т1 на уровне 1.5–2 А. Если такое значение тока не обеспечить, транзистор Т1 не будет в открытом состоянии входить в режим насыщения и сгорит за несколько секунд. Для проверки этого режима можно при отключенной силовой части схемы и отключенной базе транзистора Т1, вместо резистора R1 включить шунт сопротивлением в несколько Ом. Импульсное напряжение на шунте при включенном генераторе регистрируют осциллографом и пересчитывают на значение тока. При необходимости подбирают сопротивления резисторов R2, R3 и R4.
Следующей стадией является проверка силовой части. Для этого восстанавливают все соединения в схеме. Конденсатор С1 временно отключают, а в качестве нагрузки используют потребитель малой мощности, например лампу накаливания мощностью до 100 Вт. При включении устройства в электрическую сеть действующее значение напряжения на нагрузке должно быть на уровне 100–130 В. Осциллограммы напряжения на нагрузке и на резисторе R6 должны показать, что питание её производится импульсами с частотой, задаваемой генератором.
Если всё исправно, подключают конденсатор С1, только вначале емкость его принимают в несколько раз меньше номинальной (например 0?1 мкФ). Действующее напряжение на нагрузке заметно возрастает и при последующем увеличении емкости С1 достигает 310 В. При этом очень важно внимательно следить за температурой транзистора Т1. Если возникает повышенный нагрев при использовании маломощной нагрузки, это свидетельствует о том, что Т1 либо не входит в режим насыщения в открытом состоянии, либо полностью не закрывается. В этом случае следует вернуться к настройке формирователя импульсов. Эксперименты показывают, что при питании нагрузки мощностью 100 Вт без конденсатора С1, транзистор Т1 в течение длительного времени не нагревается даже без радиатора.
В заключении подключается номинальная нагрузка и подбирается емкость С1 такая, чтобы обеспечить питание нагрузки постоянным напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осторожно, начиная с малых значений, так как увеличение емкости приводит к увеличению выходного напряжения (до 310 В, что может вывести из строя нагрузку), а также резко увеличивает импульсный ток через транзистор Т1. Об амплитуде импульсов тока через Т1 можно судить, подключив осциллограф параллельно резистору R6. Импульсный ток должен быть не более допустимого для выбранного транзистора (20 А для КТ848А). В случае необходимости его ограничивают, увеличивая сопротивление R6, но лучше остановиться на меньшем значении емкости С1.
При указанных деталях устройство рассчитано на нагрузку 1 кВт. Применяя другие элементы силового выпрямителя и транзисторный ключ соответствующей мощности, можно питать и более мощные потребители.
Обращаем Ваше внимание на то, что при изменении нагрузки, напряжение на ней также будет существенно изменяться. Поэтому устройство целесообразно настроить и использовать постоянно с одним и тем же потребителем. Этот недостаток в определенных случаях может оказаться достоинством. Например, изменяя емкость С1 можно в широких пределах регулировать мощность нагревательных приборов.
ЧАСТЬ 3. МИКРОКОНТРОЛЛЕР
Вся система электропроводки остается нетронутой. Устройство, собранное по следующей схеме, просто вставляется в розетку, и счетчик начинает вращаться в обратную сторону. Заземление также не требуется.
Теория и принцип работы схемы: В первую четверть периода сетевого напряжения энергия потребляется из сети то есть, заряжается конденсатор С1, но заряжается через транзисторные ключи А и D которые управляется высокочастотными импульсами то есть энергия на зарядку потребляется импульсами повышенной частоты. Известно, что счетчики в т. ч. электронные, т. к. они содержит индукционный датчик тока с магнитопроводом имеющим ограниченную проводимости по частоте, так и индукционные, т. к. содержат кроме магнитной еще и механическую часть измерительной системы, имеют очень большую отрицательную погрешность при протекание вч тока. Остается во вторую четверть периода, разрядить конденсатор в сеть без всяких импульсов, через те же ключи. Аналогично второй полупериод через другое плечо ключей С и В.
Итак, к примеру: Потребили 2 кВт, счетчик учел 0,5 Вт, отдали в идеале 2 кВт, счетчик учел -2 кВт. Результат периода — индукционный счетчик крутится назад со скоростью -1,5 кВт, а электронный стоит до 1,5 кВт.
Рис. 1. Диаграмма сигналов.
Назначение элементов схемы:
VD1-4, DA-1 на Рис. 2. питание микросхемы.
VD5,6, R5,6,7 на Рис. 2. формирователь импульсов синхронно сети 50 Гц.
VD2, R5 на Рис. 3. выпрямитель, питание модуля.
VD3, С1 на Рис. 3. стабилизатор.
VT1 на Рис 3 ключевой элемент.
Частота импульсов f = 1,0…3,0 kHz.
VHS 3–4 выход формирователя импульсов.
Рис. 2. Общая схема
(www.pozitron.ru)
Детали: VD1-4 — диодная сборка КЦ 402Б; VD5, VD6 — Д226. Или аналоги 1N4007 С1 — 20…40мкф х 400 в (можно использовать как электролит так и не электролит); С2, С3 — 47мкф 12в; C4-22pF.
DA1 — 78L05 или КРЕН5А (5 в) или LM7805.
VT1, VT2-KT315.
R1, R2, R3,R4