Схема регулятора мощности

Рассмотренная схема регулятора мощности работает по принципу изменения числа периодов входного переменного напряжения, идущих на нагрузку. Это значит, что устройство нельзя использовать для настройки яркости ламп накаливания из-за заметного для глаза мигания. Схема дает возможность регулировать мощность в пределах восьми предустановленных значений.

Относительное значение мощности выводится на семиэлементный светодиодный дисплей. В конструкции имеется опция оперативного отключения нагрузки. Кроме того при работе устройства практически отсутствуют помехи, так как коммутирование нагрузки осуществляется в момент равенства значения входного напряжения нулю.

Схема регулятора мощности описание работы

В роли коммутирующих устройств в конструкции использованы мощные полевые транзисторы VT1, VT2 включенные встречно.

Сопротивления R1, R2, диоды VD1, VD2, стабилитрон VD3 и емкость C1 являются модулем питания регулятора. На сопротивлении R3 генерируются импульсы положительной полярности с частотой 50 Гц, нужные для синхронизации коммутации нагрузки. Разделительный диод VD2 блокирует сглаживание этих импульсов емкостью C1.

На логических компонентах DD1.1, DD1.2 выполнен генератор импульсов с изменяемой скважностью и постоянной частотой следования импульсов около 1 Гц. На DD1.3, DD1.4 построен модуль подавления импульсов дребезга.

Мультиплексор DD6 и резистивная матрица R10 – R17 являются цифровым делителем напряжения, номинал сопротивления плеч которого зависит от значения управляющего двоичного кода. DD6 HG1 являются модулем индикации относительного номинала мощности на выходе схемы.

Переменное напряжение по цепи R1R2VD1VD2 и через внутренний защитный диод полевого транзистора VT1 следует на конденсатор C1 и заряжает его до уровня напряжения стабилизации стабилитрона VD3, т.е. до 11 вольт, которое и питает устройство.

Импульсы положительной полярности частотой 50 Гц проходя через сопротивление R4 следуют на вход С синхронизации D-триггера DD2.1, а на информационный вход D поступают импульсы с выхода генератора. Для ограничения возможных бросков напряжения на затворе транзисторов имеются защитные диоды VD5, VD6.

Ступенчатое изменение скважности импульсов генератора осуществляется способом изменения номинала сопротивления плеч цифрового делителя напряжение построенного на мультиплексоре. Он управляет реверсивным счётчиком DD3 с помощью двоичного кода.

После подачи сетевого напряжения счётчик DD3 переходит в нулевое состояние, это аналогично минимальному значению уровня выходной мощности на выходе. Для обнуления DD3 применяется цепь C4R9.

Если тумблеры SB1 и SB2 не нажаты, на входе счётчика DD3 имеется напряжение низкого уровня, что соответствует режиму вычитания.

При нажатии на тумблер SB1 напряжение высокого уровня через сопротивление R5 идет на вход счётчика и переключает его в режим сложения. По истечению времени, необходимого для зарядки емкости C3 через сопротивление R6 на выходе DD1.4 устанавливается низкий уровень, который при отпускании тумблера SB1 меняется на высокий. По спаду сигнала низкого уровня на входе счётчик перключается в состояние на единицу выше предыдущему. При последующих нажатиях тумблера SB1 алгоритм повторяется до тех пор, пока счётчик не перейдет в состояние, когда на его выходах 1, 2, 4 будет "1"1"1". В этот момент времени на выходе элемента сравнения DD4.1 образуется сигнал низкого уровня, который запрещает работу модуля DD1.3, DD1.4, после чего нажатие на тумблер SB1 не оказывает никакого влияния на состояние счётчика DD3. Этим задается блокировка работы счётчика «по кольцу» в режиме сложения.

При нажатии на тумблер SB2 осуществляется аналогичный процесс, только с тем отличием, что, по спаду сигнала низкого уровня на входе C DD3 переходит в состояние на единицу ниже. Это движется до тех пор, пока на выходах 1, 2, 4 счётчика не установится н 000. При этом на выходе P DD3 появляется сигнал низкого уровня, который блокирует работу DD1.3, DD1.4. Этим создается блокировка работы счётчика «по кольцу» в режиме вычитания.

Моментальное отключение нагрузки происходит при нажатии на кнопку SB3, на прямом выходе триггера DD2.2 появляется высокий уровень, который обнуляет DD2.1 и запирает транзисторы VT1, VT2 отключая нагрузку.

Для последующего подключения нагрузки нужно нажать на тумблер SB1, при этом на нагрузку поступит мощность на одну ступень выше предыдущего отключения.

Схема регулятора мощности сделана на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм по технологии ЛУТ

Конструкция собран в корпусе обычной сетевой розетки РА16-008 размерами 66х66х25 мм. При этом контактная часть розетки немного модернизирована в соответствии с рисунком ниже для размещения всех элементов схемы регулятора внутри корпуса.

Внешний вид собранной конструкции в виде трёхмерного изображения показан вверху статьи, а вот так это смотрится на фотографии.