220 B 1кВт
Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Номинальное напряжение 220 В, мощность потребления 1 кВт. Применение других элементов позволяет использовать устройство для питания более мощных потребителей.
Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку и от него питается нагрузка. Вся электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает примерно четверть потребленной электроэнергии.
Теоретические основы:
Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует синусоиде сетевого напряжения, но сам процесс заряда происходит импульсами высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети, представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребление в виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью.
Принципиальная схема устройства:
Основными элементами являются силовой выпрямитель Br1, конденсатор C1 и транзисторный ключ T1. Конденсатор С1 включен последовательно в цепь питания выпрямителя Br1, поэтому в моменты времени, когда Br1 нагружен на открытый транзистор Т1, заряжается до мгновенной величины сетевого напряжения, соответствующей данному моменту времени.
Заряд производится импульсами с частотой 2 кГц. Напряжение на С1, а также на подключенной параллельно ему нагрузке по форме близко к синусоидальному с действующим значением 220 В. Для ограничения импульсного тока через транзистор Т1 во время заряда конденсатора, служит резистор R6, включенный последовательно с ключевым каскадом
На логических элементах DD1, DD2 собран задающий генератор. Он формирует импульсы частотой 2 кГц амплитудой 5В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность импульсов определяются параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти параметры могут подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности учета электроэнергии. На транзисторах Т2 и Т3 построен формирователь импульсов, предназначенный для управления мощным ключевым транзистором Т1. Формирователь рассчитан таким образом, чтобы Т1 в открытом состоянии входил в режим насыщения и за счет этого на нем рассеивалась меньшая мощность. Естественно, Т1 также должен полностью закрываться.
Трансформатор Tr1, выпрямитель Br2 и следующие за ними элементы представляют собой источник питания низковольтной части схемы. Этот источник обеспечивает питанием 36В формирователь импульсов и 5В для питания микросхемы генератора.
Детали устройства:
Микросхема: DD1, DD2 - К155ЛА3. Диоды: Br1 – Д232А; Br2 - Д242Б; D1 – Д226Б. Стабилитрон: D2 – КС156А. Транзисторы: Т1 – КТ848А, Т2 – КТ815В, Т3 – КТ315. Т1 и Т2 устанавливаются на радиаторе площадью не менее 150 см2 . Транзисторы устанавливаются на изолирующих прокладках. Конденсаторы электролитические: С1- 10 мкФ Ч 400В; С4 - 1000 мкФ Ч 50В; С5 - 1000 мкФ Ч 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 МЛТ-2, остальные резисторы – МЛТ-0.25. Трансформатор Tr1 – 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. 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 Т3, 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. На нагрузке серия импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения, а на резисторе R6 – пульсирующим выпрямленным напряжением.
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 220 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 напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осторожно, начиная с малых значений, так как увеличение емкости 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 отключенной нагрузке устройство потребляет из сети довольно большую мощность, которая учитывается счетчиком. Поэтому рекомендуется всегда нагружать устройство номинальной нагрузкой, а также отключать при снятии нагрузки.
Пришла весна...
Комары?
Пришла весна, а с нею и новая проблема - комары и мошки, которые иногда просто сводят с ума. Но для людей, у которых руки растут из правильного места это не проблема! Мы умеем находить выход из любой сложной ситуации! И в этот раз мы соберем отпугиватель комаров! Как известно, комары очень не любят ультразвук, и мы этим воспользуемся:
Вот простенькая схема на транзисторах:
Ещё одна схемка на транзисторах, но уже посложнее:
А вот совсем простая на микросхеме:
Перегорела ЛДС?
ЛДС с двумя перегоревшими нитями.
1
Чтобы не утруждать себя наматыванием токопроводящих поясков, которые и выгладят внешне не очень-то симпатично, соберите учетверитель напряжения.Он позволит вам раз и навсегда забыть о проблеме перегорания ненадежных нитей накала.
Простая схема включения ЛДС с двумя перегоревшими нитями накала посредством учетверителя напряжения
Учетверитель содержит два обычных выпрямителя с удвоением напряжения. Благодаря действию этого выпрямителя на конденсаторе СЗ формируется постоянное напряжение около 560В (так как 2,55*220 В=560 В). На конденсаторе С4 возникает напряжение той же величины, поэтому на обоих конденсаторах СЗ, С4 появляется напряжение порядка 1120 В, вполне достаточное для ионизации паров ртути внутри ЛДС EL1. Но как только ионизация началась, напряжение на конденсаторах СЗ, С4 снижается с 1120 до 100...120 В, а на токоограничительном резисторе R1 падает примерно до 25...27 В.
Важно, что бумажные (или даже электролитические оксидные) конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на номинальное (рабочее) напряжение не менее 400 В, а слюдяные конденсаторы СЗ и С4 - 750 В и более. Мощный токоограничительный резистор R1 лучше всего заменить 127-вольтовой лампочкой накаливания. Сопротивление резистора R1, его мощность рассеяния, а также подходящие по мощности 127-вольтовые лампы (их следует соединять параллельно) указаны в таблице. Здесь же приведены данные по рекомендуемым диодам VD1-VD4 и емкости конденсаторов С1-С4 для ЛДС нужной мощности.
Если взамен сильно нагревающегося резистора R1 использовать 127-вольтовую лампу, ее нить накала станет едва-едва теплиться - температура нагрева нити (при напряжении 26 В) не достигает и 300ºС (темно-коричневый цвет каления, неразличимый глазом даже в полной темноте). Из-за этого 127-вольтовые лампы здесь способны служить едва ли не вечно. Повредить их можно лишь чисто механически, скажем, разбив невзначай стеклянную колбу или «стряхнув» тоненький волосок спирали. Еще меньше нагревались бы 220-вольтовые лампы, но их мощность придется брать чрезмерно большой. Дело в том, что она должна превышать мощность ЛДС приблизительно в 8 раз!
Параметры деталей, используемых в схеме учетверителя напряжения
2
Долго не мог найти остеклованное проволочное сопротивление мощностью 40 Вт и номиналом 60 Ом. Пришлось соединять параллельно по 5...6 подходящих резисторов. Но при испытании схемы эти резисторы очень сильно нагревались, а это небезопасно в пожарном отношении. И пришла мне идея: не использовать ли бесполезно рассеиваемую резисторами тепловую энергию, преобразовав ее в другую, световую. И получилось. Все дело в том, что я применял в качестве резистора обычную 220-воль-товую электрическую лампу накаливания мощностью 25 Вт, включив ее последовательно с люминесцентной лампой ЛБ-40 через диод Д226 Б (можно и без диода). Таким образом, я не только восстановил работу перегоревшей лампы дневного света, но и заставил давать свет обычную лампу.
Такое устройство с двумя источниками света удобно использовать в разделенных ванной комнате и туалете, в подвале и гараже и других местах. Загораются оба источника мгновенно, причем свечение люминесцентной лампы не сопровождается надоедливыми жужжанием и миганием, которые наблюдаются в схемах с дросселем пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) и стартером. Конечно, придется докупить лампу накаливания, но расходы на нее вскоре окупятся (она в этой схеме служит очень долго, причем горит, не мигая, что происходило бы при включении лампы в сеть через диод. Горит а этом случае лампа полным накалом.
В схеме доработанного устройства, приведенного на рис., использованы следующие радиодетали. Диоды VD2 и VD3 (тип Д226 Б) и конденсаторы С1 и С4 (тип К61-К, емкость 6 мкФ, рабочее напряжение 600 В) представляют двухполупериодный выпрямитель. Величины емкостей С1 и С4 определяют рабочее напряжение лампы дневного света (чем больше емкость конденсаторов, тем больше напряжение на электродах лампы). При работе схемы на холостом ходу (без лампы HL1 или HL2) напряжение в точках а и б достигает 1200 В. Поэтому будьте осторожны.
Схема включения перегоревшей люминесцентной лампыПри замене лампы накаливания на более мощную, последняя горит тускнее, но свечение трубки остается постоянным.
Схема может работать без диодов VD1 и VD4 и конденсаторов С2 и С3, но при этом надежность включения уменьшается.
3
Лампы дневного света намного экономичнее и более долговечны, чем лампы накаливания. Но схема их подключения к сети 220В более сложная и требует дополнительных элементов: дросселя и стартера. Кроме того, недостатком наиболее распространенной схемы является способ зажигания лампы, когда через ее нити накала (для их разогрева) пропускается ток на стартер; при этом перепады тока часто выводят нити из строя (они перегорают), и лампа не зажигается, хотя сама она остается работоспособной. Волоски (нити накала) могут также обрываться от небрежного обращения с лампой, например, при ее встряске. Рационализаторы уже давно придумали много схем для безстартерного зажигания лампы, когда разогрев ее нитей не применяют и, следовательно, их обрыв на работе лампы не сказывается. Одна из таких схем, наиболее простая в исполнении, и предлагается читателям.
В этой схеме зажигание лампы производится подачей на ее электроды (нити накала) 600-620 В, получаемых при помощи конденсаторов и диодов, соединенных по схеме удвоения напряжения. После зажигания лампы напряжение на ней (за счет разряда конденсаторов через лампу и падения на дросселе) падает до нормального 95-100 В, и лампа горит устойчиво. При этом удвоения напряжения уже не происходит, и лампа питается выпрямленным сетевым напряжением. Для выпрямительного моста нужно взять диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 400В и ток не менее 300 тА, подойдут широко распространенные Д226Б, Д229Б, Д205 или выпрямительные мосты КЦ-
401 Б, КЦ-401 Г. Это для ламп мощностью до 40 Вт, для ламп большей мощности нужны и более мощные диоды КД202Л, КД205Б или выпрямительные мосты КЦ-402В, КЦ-405В. Конденсаторы также выбираются на рабочее напряжение не ниже 300В, лучше всего применить неполярные, типа БГТ, КБГ, ОКБГ, К42-4 и другие емкостью 0,25-1,6 мкф, оба должны быть одинаковые. Для каждой лампы нужен соответствующий ей по мощности дроссель. Есть схемы, где вместо дросселя применены проволочные сопротивления (резисторы) или лампы накаливания (100 Вт, для лампы дневного света - 40Вт), но их применение ограничено из- за большого нагрева.
Электросхема подключения лампы
Предлагаемая схема испытана на практике, единственный ее недостаток - постепенное затемнение с одного конца баллона, которое появляется через некоторое время после начала эксплуатации. После затемнения 6-10 см от конца баллона лампу можно переставить концами.
4
На второй схеме (справа) стартер заменен на четыре детали, при такой схеме можно запускать даже перегоревшие лампы.
Обе схемы опробованы и работают в домашних условиях уже не первый год.
5
Не ослабевает интерес к поиску оригинальных технических решений, позволяющих зажигать даже перегоревшие люминесцентные лампы, и в настоящее время. И это даёт порой поистине изумительные результаты.
Nav komentāru:
Ierakstīt komentāru