Меню

Бестрансформаторное питание реле времени



Реле времени на трех транзисторах с бестрансформаторным питанием от сети

Оно отличается от предыдущей конструкции не просто большим числом транзисторов, но и существенной особенностью — бестрансформаторным питанием от сети (рис. Р-37). Поэтому при эксплуатации его, а также при налаживании соблюдайте меры предосторожности — все перепайки делайте только при вынутой из розетки сетевой вилке.

Реле времени состоит из времязадающей цепи R3—R5C3, своеобразного электронного ключа на транзисторах VT1—VT3 и электромагнитного реле К1, через контакты К1.1 которого подается питание/на лампу EL1 фотоувеличителя. Показанное на схеме положение контактов К1.1 является исходным.

Для пуска реле времени следует нажать кнопку SB1. Сетевое напряжение через резистор R1, выполняющий роль гасящего резистора, и конденсатор С1 поступает на выпрямитель на диодах VD1 и VD2, а пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С2. Резистор R1 ограничивает импульс тока через диоды в момент включения питания. Напряжение на конденсаторе С2 зависит от сопротивления нагрузки и при ее отсутствии или сравнительно большом сопротивлении может достигать 600 В. По мере повышения напряжения на нем увеличивается ток в цепи нагрузки, состоящей из последовательно соединенных резисторов R9, R6 и электромагнитного реле К1. При некотором напряжении реле срабатывает, контактами К1.1 блокирует кнопку SB1 и одновременно отключает левый (по схеме) вывод резистора R2 от плюсовой обкладки конденсатора СЗ. При этом конденсатор СЗ сразу же начинает заряжаться через резисторы R3—R5. Как только напряжение на нем превысит падение напряжения на резисторе R6, транзистор VT1 откроется, транзистор VT2 закроется и откроет транзистор VT3. Малое сопротивление открывшегося транзистора VT3 зашунтирует обмотку реле К1, и оно отпустит, контакты К1.1 возвратятся в исходное положение. В результате лампа увеличителя и реле времени окажутся отключенными от сети, а конденсатор СЗ разрядится через резистор R2.

Продолжительность зарядки конденсатора СЗ до некоторого определенного напряжения зависит от его емкости, сопротивления резисторов R3—R5 и напряжения питания. Поэтому, например, при повышении напряжения сети, казалось бы, продолжительность зарядки должна уменьшиться, а значит, и измениться выдержка. Однако этого не произойдет, и вот почему. При увеличении напряжения увеличивается ток через нагрузку, отчего возрастает и падение напряжения на резисторе R6. Поэтому и конденсатору нужно теперь зарядиться до большего напряжения, чтобы сработал электронный ключ. А на это уйдет дополнительное время. Таким образом, продолжительность зарядки конденсатора до нового напряжения будет соответствовать продолжительности его зарядки при прежнем напряжении питания. Когда движки резисторов R3 и R4 находятся в нижнем по схеме положении, в зарядной цепи остается только резистор R5, выдержка реле равна 1 с. При вращении ручки только резистора R4 можно получить выдержки от 1 до 9 с, а при вращении ручки только резистора R3 (движок резистора R4 при этом должен быть в нижнем положении) — от 1 до 60 с. Причем в первом случае минимально возможная выдержка (после 1 с) 1,5 с, а во втором — 5 с. При других номиналах резисторов R3—R5 можно подобрать другие пределы изменения выдержек.

Все транзисторы автомата могут быть серий МП25, МП26 с любым буквенным индексом и коэффициентом передачи тока не менее 20. Транзистор VT1 желательно подобрать с минимальным обратным током коллектора. Реле К1 — РКП (паспорт РС4.503.022, РС4.503.025), МКУ-48 (паспорт РА4.500.232,

РА4.500.132) или другое с обмоткой сопротивлением 500. 600 Ом. Диоды VD1 и VD2 выпрямителя могут быть Д203—Д205 или другие, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 200 мА и обратное напряжение не менее 200 В.

Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СП-I. Конденсатор С1 бумажный, на номинальное напряжение не менее 500 В. Его можно составить из трех параллельно соединенных конденсаторов МБМ емкостью по 0,5 мкФ и на номинальное напряжение 500 В. Конденсаторы С2 — К50-ЗА, СЗ — ЭТО-2 или К52-2. Кнопка SB1 и переключатель SA1 любых конструкций, но с хорошей изоляцией между контактами и ручками управления»

Детали реле времени надо смонтировать в корпусе из изоляционного материала. На верхней стенке корпуса размещают переменные резисторы выдержки времени, кнопку пуска и переключатель SA1, на задней стенке — двухгнездную колодку Х1 для подключения фотоувеличителя.

Налаживание начинают с проверки выпрямителя. Проволочными перемычками временно соединяют левый (по схеме) вывод резистора R2 с плюсовым выводом конденсатора СЗ, контакты кнопки SB1, выводы эмиттера и коллектора транзистора VT2. Включают автомат в сеть и измеряют напряжение на конденсаторе С2 — оно должно быть около 38 В при нормальном напряжении сети. Если измеренное напряжение отличается более чем на ±20%, то подбирают конденсатор С1.

Читайте также:  Антенна двойной квадрат активным питанием

Затем последовательно с обмоткой реле К1 включают миллиамперметр и измеряют ток в этой цепи — он должен быть не менее паспортного значения тока срабатывания используемого реле. При этом падение напряжения на резисторе R6 должно быть около 12 В. Для выполнения этих двух условий придется, возможно, подобрать соответствующий резистор R9. После этого проволочную перемычку, замыкающую выводы эмиттера и коллектора транзистора VT2, переключают на аналогичные выводы транзистора VT1. При этом ток через обмотку реле должен уменьшиться почти до нуля, что будет свидетельствовать об открывании транзистора VT3. Если ток уменьшается, но он все же больше тока отпускания реле, то следует подобрать резистор R8 с меньшим сопротивлением.

Далее удаляют перемычку с выводов транзистора VT1 и убеждаются, что электромагнитное реле вновь срабатывает (контролируют ток через обмотку). Если этого не происходит, то нужного результата добиваются подбором резистора R7 или заменяют транзистор VT2 другим, с большим коэффициентом передачи тока базы.

После этого удаляют все проволочные перемычки, к автомату подключают настольную лампу (вместо фотоувеличителя) и устанавливают движки резисторов R3 и R4 в верхнее по схеме положение. При нажатии кнопки должно сработать электромагнитное реле, заблокировать ее контакты (кнопку теперь можно отпустить) и включить лампу. Через некоторое время (не более 2,5. 3 мин) лампа должна погаснуть. Если этого не происходит, то следует отключить автомат от сети, подключить параллельно конденсатору СЗ высокоомный вольтметр, подключить автомат к сети и нажать кнопку. По стрелке вольтметра наблюдают за увеличением напряжения на конденсаторе. Если при наибольшем напряжении на конденсаторе автомат не сработает, то необходимо сравнить это напряжение с паденим напряжения на резисторе R6. Если напряжение на конденсаторе меньше, следует подобрать резистор R6 таким, чтобы напряжение на нем (при замкнутых выводах конденсатора СЗ) было немного меньше напряжения заряженного конденсатора.

К такой подгонке напряжений приходится прибегать только тогда, когда параметры транзисторов и электромагнитного реле значительно отличаются от указанных в описании. Обычно же реле времени начинает работать сразу и никакого налаживания не требуется.

Заключительный этап — градуировка шкал переменных резисторов. Делают это с помощью секундомера, устанавливая движок того или иного резистора в различные положения и нажимая каждый раз кнопку пуска. При градуировке шкалы одного резистора движок другого должен находиться в нижнем по схеме положении. При работе автомата выдержка будет равна сумме показаний на шкалах обоих резисторов.

Б.С. Иванов. Энциклопедия начинающего радиолюбителя

Источник

Электронное реле времени с выдержкой до 60 мин

Бестрансформаторное реле времени бытового назначения, выполненное на четырех транзисторах, используется при эксплуатации различных электротехнических устройств, питающихся от сети переменного тока и автоматически отключающихся от сети электропитания после заданного промежутка времени. Рассматриваемое реле времени можно использовать для электропитания осветительных приборов с лампами накаливания, радиоприемников и телевизоров, электродвигателей бытовых электроинструментов, фотоэкспозиметров, а также бытовых устройств, используемых на приусадебных участках.

Отечественной промышленностью выпускается достаточно большое количество подобных устройств, предназначенных в первую очередь для фотомастеров и незначительно отличающихся по схемно-техническим решениям от данного реле времени. Тем не менее такие устройства представляют большой интерес для начинающих радиолюбителей, так как отличаются не только простотой схем- но-технического решения, но и могут быть широко использованы в практической деятельности. Фотолюбители с помощью электронного реле времени смогут относительно точно определять требуемое время экспозиции для фотонегативов и фотобумаги.

На рис. 4.13 приведена принципиальная электрическая схема электронного реле времени с выдержкой времени до 60 мин и более. Это устройство включает в свой состав входные и выходные цепи, выпрямитель, собранный на выпрямительных диодах средней мощности, индуктивный фильтр и автоматическое реле времени.

Это электронное устройство характеризуется уменьшенным расходом электроэнергии, высокой степенью по- жаробезопасности, наличием ПОС во времязадающем устройстве, обеспечивающей быстрое включение реле даже при больших выдержках времени, что особенно необходимо при эксплуатации ВИП, в которых имеются сетевые понижающие трансформаторы питания. Работает реле времени от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц и рассчитано при указанных на принципиальной схеме номиналах ЭРЭ на мощность нагрузки до 800 Вт. Бесконтактное включение нагрузки значительно повышает надежность и долговечность реле времени.

Читайте также:  Правильное питание физическая активность

Подключается устройство к сети питания с помощью электрического соединителя XI типа «вилка». Плавкий предохранитель F1 защищает электронные цепи устройства от перегрузок и коротких замыканий, которые могут возникать по различным причинам, в том числе и из-за ошибок при монтаже. Индикаторная лампа тлеющего разряда HI сигнализирует о готовности работы реле времени после включения напряжения переключателем S1.

На входе реле времени установлен индуктивный фильтр, собранный на конденсаторе С/ и двух дросселях LI и L2 самодельной конструкции и предотвращающий проникновение в сеть электропитания радиопомех, возникающих при работе тиристора в моменты переключе-

Рис. 4.13. Схема электронного реле времени с выдержкой до 60 мин.

ний. Дроссели фильтра L1 и L2 изготавливаются на фер- ритовых сердечниках типа Б22 броневой конструкции марки М2000НМ или на ферритовых стержнях круглого сечения диаметром 8—10 мм и длиной до 30 мм, на которые наматывается провод марки ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм.

Выпрямитель собран на четырех выпрямительных диодах VD1—VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, обеспечивающей повышенную частоту пульсации выпрямленного напряжения постоянного тока, пониженное обратное напряжение на комплекте выпрямительных диодов и возможность работы без понижающего сетевого трансформатора питания. На входе выпрямителя к электрическим соединителям Х2 и ХЗ подключается нагрузка /?н, в качестве которой могут быть использованы указанные выше устройства. Выпрямитель собирается на отдельной печатной плате. Транзисторы, из которых один является полевым, а три биполярными, выполняют функции времязадающего узла и электронного ключа. Времязадающее устройство собрано на трех транзисторах VT2—VT4, а электронный ключ — на транзисторе VT1.

При замыкании контактов переключателя S1 схема реле времени переходит в режим холостого хода. Транзистор VT1 закрыт, транзисторы VT2—VT4 открыты. Конденсатор С2 разряжен. Основной элемент схемы — тиристор VS1 также закрыт, и через нагрузочный резистор /?н, подключенный к малогабаритным контактным зажимам Х2 и ХЗ, ток не протекает. При замыкании контактов переключателя S2 через резистор R2 и переход база—эмиттер транзистора VT3 и исток—затвор транзистора VT2 начинает заряжаться оксидный конденсатор С2 до напряжения стабилизации стабилитрона VD6. При этом все четыре транзистора и тиристор находятся в исходном состоянии. После того как контакты / и 2 переключателя вновь замкнутся, вывод положительной обкладки конденсатора С2 вновь соединится с общим проводом реле времени и на затворе полевого транзистора VT2 возникнет отрицательное напряжение. Транзистор VT2 при этом закрывается и закрывает транзисторы VT3 и VT4. Током, протекающим через резистор /? of your page —>

Источник

Схемы бестрансформаторного сетевого питания микроконтроллеров

Бестрансформаторные источники питания проще в изготовлении и дешевле, чем трансформаторные, однако они представляют определённую опасность для жизни человека при налаживании, ремонте и в эксплуатации. Неосторожное прикосновение одновременно ктоковедущей части и к заземлённой поверхности может окончиться весьма плачевно.

Схемы без гальванической развязки применяют в тех конструкциях, где не требуется постоянное присутствие человека или обеспечена надёжная изоляция от поражения током. Стоит отметить, что использовать такие источники питания целесообразно только при небольших токах нагрузки, так как в противном случае размеры и стоимость нужных компонентов растут очень быстро.

Различают следующие разновидности бестрансформаторных блоков питания:

  • с балластным резистором во входной цепи;
  • с балластным конденсатором во входной цепи;
  • с импульсным неизолированным AC/DC-преобразователем.

Балластными резисторами и конденсаторами гасится излишек сетевого напряжения. Соответственно резисторы должны быть рассчитаны на большую мощность рассеяния, а конденсаторы должны быть плёночными, например, К73-17, желательно с рабочим напряжением не менее 630 В. Запас нужен, потому что допустимое переменное напряжение КАС на частоте 50 Гц у данного класса конденсаторов значительно меньше допустимого постоянного напряжения KDC (Табл. 6.2).

Схемы балластного типа «не любят» частых включений/выключений, поскольку в начальный момент времени возникают всплески напряжения. Если имеется возможность, то лучше вообще обойтись без сетевого тумблера, что значительно продлит ресурс работы устройства. Оптимальная сфера применения балластных схем — маломощные приборы с круглосуточным режимом функционирования.

Импульсные сетевые бестрансформаторные преобразователи напряжения носят название AC/DC («переменное» АС в «постоянное» DC). Они обеспечивают высокий КПД и малые габариты, но генерируют импульсные помехи достаточно высокой частоты и амплитуды. Кроме того, микросхемы, применяемые в этих преобразователях, к числу дешёвых и широкораспространённых не относятся.

Читайте также:  Программа питания для женщины которая хочет похудеть

На Рис. 6.3, а. м показаны схемы бестрансформаторного питания с балластными резисторами и конденсаторами, а на Рис. 6.4, а. г — с микросхемами импульсных AC/DC-преобразователей.

Рис. 6.3. Схемы бестрансформаторного питания с балластными элементами (начало):

а) диоды VD1. VD4 должны выдерживать обратное напряжение не менее 400 В. Резисторы Rl, R2 являются балластными для стабилитрона VD5. Сопротивление резистора R3 выбирается так, чтобы выходное напряжение не превышало +5.25 В при любом токе нагрузки. ФНЧ на элементах C1, R3, С2 сглаживает сетевые пульсации удвоенной частоты 100 Гц;

б) аналогично Рис. 6.3, а, но параллельные балластные резисторы заменяются последовательно включёнными резисторами RL..R3, RС-фильтр заменяется LC-фильтром LI, C1, а также добавляется предохранитель FUI. Максимально допустимый ток через дроссель LI должен быть с запасом больше, чем ток нагрузки;

в) полная классическая схема источника питания с балластным конденсатором C1. Резистор R1 ограничивает начальный ток заряда конденсатора С2 и является обязательным в подобных схемах. Резистор R2 быстро разряжает конденсатор C1 после отключения вилки от сети 220 В. Сборка диодов VD1 выпрямляет напряжение и может быть заменена двумя диодами типа 1 N4004. 1 N4007. Конденсатор С2 сглаживает сетевые пульсации, а конденсатор СЗ устраняет ВЧ-помехи. Выходное напряжение зависит от параметров стабилитрона VD2 и тока нагрузки;

г) питание от трёхфазной сети через балластные резисторы RL..R3. Стабилитрон VD4 нужен, чтобы микросхема DA1 не вышла из строя от высокого входного напряжения при обрыве нагрузки в цепи +5 В или при резком снижении тока потребления;

Рис. 6.3. Схемы бестрансформаторного питания с балластными элементами (продолжение):

д) стабилитроны VD3, VD4 имеют повышенную мощность рассеяния 1. 3 Вт и выполняют предварительное ограничение напряжения. Стабилизатор на микросхеме DA I обеспечивает выходное напряжение;

е) двухполупериодный выпрямитель с диодным мостом VD1 и светодиодной индикацией наличия питания. Резистор R3 определяет ток в нагрузке, а также яркость свечения индикатора HLI. Выходное напряжение зависит от параметров стабилитрона VD2 и тока нагрузки;

ж) двухполярный источник питания. Для полной симметрии схемы желательно обеспечить одинаковые токовые нагрузки по цепям +5 и -5 В;

з) разделение выходного напряжения на две отдельные ветви для исключения взаимных помех, например, для питания МК и для управление тиристором. Стабилитрон VD1 ограничивает напряжение на уровне +5.6 В. Диоды VD2, VD3 снижают его до +4.8. +5 В в каждом канале;

Рис. 6.3. Схемы бестрансформаторного питания с балластными элементами (окончание):

и) получение двух напряжений от одного источника питания. Суммарный ток нагрузки состоит из суммы токов в каналах +9. +12 В и +5 В. При значительных колебаниях тока нагрузки следует выбрать стабилитрон VD3 с повышенной мощностью рассеяния 1. 3 Вт;

к) стабилитроны VDI, VD2 одновременно служат стабилизаторами и выпрямителями. Стабилитроны следует выбирать мощные, с запасом по току;

л) вместо одного применяются два балластных конденсатора C1, С2, которые могут быть рассчитаны на меньшее допустимое напряжение;

м) в закрытом состоянии тиристора VS1 ток на бестрансформаторный стабилизатор напряжения (C1. CJ, RL..R3, VDI, VD2) проходит через нагрузку RH. Ввиду низкого значения тока, нагрузка не работает в полную мощность, например, лампа не светится, вентилятор не крутится и т.д. После включения тиристора VSI, в нагрузку RH подаётся полная мощность, а напряжение на выходе стабилизатора снижается с +5 до +2.7 В. Чтобы МК нормально функционировал, он должен быть широкодиапазонным по питанию и иметь возможность организации рестарта.

Рис. 6.4. Схемы сетевых бестрансформаторных блоков питаь с AC/DC-преобразователями:

а) типовая схема включения импульсного AC/DC-преобразователя напряжения на микросхеме DA1 фирмы ROHM;

б) типовая схема включения импульсного AC/DC-преобразователя напряжения на микросхеме DA1 фирмы Power Integrations. Дроссели LI, L2снижают уровень пульсаций;

в) формирователь двух популярных у радиолюбителей напряжений питания +5 и +3.3 В. Микросхема DA1 — это импульсный АC1DC-преобразователь напряжения фирмы Supertex;

т) DAI — это импульсный АC1DC-преобразователь напряжения фирмы Supertex. Общий ток нагрузки по выходам +18 и +5 В не должен превышать 40 мА.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Источник