Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №7
Шрифт:
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
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 — 1,1 kom; R5 — 1 kom. Все 0,5 ватт; ТР-р I — 220 в, III — 7 в, II — 12 в. маломощный Кварц — 4 MHz.
Модули А, В, С, D идентичные и собираются по следующей схеме:
( www.pozitron.ru )
Детали: VD1-fl243, VD2 — Д226; VD3-KC156A.
С1-20мкф. 12в
DAI — PC120 (оптрон).
VT1- KT809 (400 в, З А) на радиаторе (для всех вместе 100x150x50мм) VT2 — КТ315 R1 — 10 ком, 1 Вт
R2 — 5.1 Ом (многоваттное примерно 10 ватт),
R3, R4, - 30 ком; R5 — 20 ком, R6 — 1, 1 ком. 0,5ватт
Остальные сопротивления 1 Вт.
Микросхема D1 является простым микроконтроллером, который работает по программе, записываемой в ее память (в соответствие с графиком включения ключей Рис. 1) Программирование осуществляется через разъем XI.
Прошивка настроена на импульсы 2кГц и скважность 50\50.
Эти параметры можно менять перед компиляцией.
Для программирования скопируйте в блокнот и сохраните с расширением
HEX
Прошивка:
:020000020000FC
:020000000FC02F
:100020000FED0DBF08E107BB00E001BB34EC29E098
:1000300002E00EBDC49АС39А41Е090Е090Е010Е067
:10004000D0E07FC060E06DBD60E06CBD089500E46D
:1000500008BF08B742FD06C06DB5B61731F06DB5E3
:10006000B61710F006FFF5CF08956CB56C1788F33E
:1000700041E06C17CCF7089488941795D79588942D
:100080001795D7950895C39ADCB51DB5D30F121FE8
:100090001BBDDABD44E0DBDFC39840E00895D2DF4A
:1000A00ОC498B22FC32F04D040FFFDCF40E0089585
:1000B00ОC39A82E370E0A80F971F9BBDAABDC7DF5C
:100ОC00040FD08C0C39882E370E0A80F971F9BBD56
:1000D000AABDBDDF0895CCB5BDB5C30FB21FACB589
:1000E0009DB504D040FFFDCF40E00895C49A82E35F
:1000F00070E0A80F971F9BBDAABDA9DF40FD08C0F7
:1001000ОC49882E370E0A80F971F9BBDAABD9FDF34
:100110000895С49ADCB51DB5D30F121F44E01BBD72
:10012000DABD95DF40E0C4980895DCB51DB5A3DFC6
:100130003D2F212FD0E010E090E0A0E0C0E0B0E043
:100140000895459BFECF40FFF0DF40E0A8DF9BDF36
:0A0150004599FECFC0DFDDDFF4CFDC
:00000001FF
Исходник:
INCLUDE "2313def.inc"
EQU HIGHTFREQ=4000
EQU HIGHTFREQTIME=4000000/HIGHTFREQ
EQU CDDRB=0b00011000; настраиваем входы/выходы
EQU CDDRD=0b00000000
EQU PUTTCCR1B=0b00000010; настраиваем контрольный регистр устанавливаем делитель
EQU FIRSTFREQ=10000/4; начальная частота
EQU SMALLPERIOD0=50;HIGHTFREQTIME; частота для промежуточных длительность нуля