Блок управления стабилизатора пременного напряжения

Введение

Темой данного курсового проекта является разработка «Проектирование конструкции блока управления стабилизатора переменного напряжения».

Общеизвестно, что к преждевременному выводу из строя электрооборудования часто приводят периодические скачки напряжения, происходящие по различным причинам, например, в связи с авариями на подстанциях и линиях электропередач, использованием устаревших трансформаторов и проводов. Современная бытовая электроника допускает отклонения параметров электропитания не более чем на 10% от номинала, но даже в крупных городах электросети не всегда гарантируют выполнение этих требований. Из-за этого бытовые электроприборы начинают работать нестабильно, ухудшаются их потребительские характеристики, возможны даже серьезные поломки.

Хотя импульсные блоки питания, используемые в современной аппаратуре, могут работать в широком диапазоне входных напряжений, резкие скачки напряжения в питающей электросети могут вывести их из строя, а длительная работа при завышенном напряжении питания приводит к перегреву и преждевременному износу их компонентов. Продлить срок их службы позволяет применение стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения могут применяться для защиты различных устройств и оборудования - от телевизора или холодильника до загородного дома, коттеджа, медицинского центра или промышленного оборудования. Выбор конкретной модели стабилизатора зависит от многих критериев - потребляемой мощности и рабочего диапазона напряжения электропитания защищаемого оборудования, наличия в его составе электродвигателей с большими пусковыми токами, климатических условий, и т.п.

Стабилизаторы напряжения предназначены для решения следующих основных задач:

- обеспечения качественного электропитания оборудования в условиях нестабильного или некондиционного (завышенного или заниженного) напряжения электросети;

- защиты оборудования и приборов от выхода из строя при резких перепадах напряжения, чрезмерно низком либо высоком напряжении;

- защиты нагрузки от индустриальных и атмосферных импульсных помех, распространяемых по сети питания;

- защиты электросети от перегрузки и короткого замыкания.

На сегодняшний день стабилизаторы переменного напряжения являются полностью автоматическими устройствами и используются как стабилизаторы в частных загородных домах, квартирах, коттеджах и офисах.

В предлагаемом устройстве для питания всех микросхем применены интегральные стабилизаторы, улучшающие работу всего устройства.

1 Анализ технического задания

1.1 Основные характеристики

В данном курсовом проекте разработана схема блока управления стабилизатора переменного напряжения:

Технические характеристики:

Электрические:

- входное напряжение – 20 В;

- потребляемый ток - 1,5 А.

Эксплуатационные:

- условия эксплуатации: нормальные, установка стационарная.

Конструктивные:

Конструкция с применением печатного монтажа, элементная база 2 – 3 поколения.

Устройство применяется: для декоративного освещения фасадов зданий, офисов, террас и других подобных объектов.

1.2 Описание электрической принципиальной схемы и принцип ее

работы.

Узел измерения напряжения сети выполнен на ОУ DA1, напряжение изменяется от 1,9 до 3,8 В ступенями, приблизительно по 0,27 В с частотой около 30 кГц. Для повышения стабильности этого напряжения микросхема DD1 получает питание от отдельного стабилизатора DA2. Выходное напряжение этого стабилизатора 3,8 В задают резисторы R8 и R10. Такое напряжение выбрано, чтобы обеспечить корректную работу компаратора на ОУ DA1.2, питающегося от напряжения 5 В. Несмотря на то что выходное напряжение ОУ LM358N приблизительно на 1,5 В меньше напряжения питания, оно вполне достаточно для нормальной работы регистров счетчика DD2.

В каждом цикле измерения напряжения сети компаратор на ОУ DA1.2 сравнивает напряжение с движка подстроечного резистора R7 с нарастающим ступенчатым напряжением. Компаратор DA1.2 срабатывает, сигнал низкого уровня на его выходе открывает диод VD4 и останавливает счетчик DD1. Код напряжения сети записывается в регистры микросхемы DD2 импульсом, который формирует дифференцирующая цепь R16C7. Момент записи кода синхронизирован с переходом напряжения сети через ноль, что предотвращает выход из строя мощных симисторов и обеспечивает низкий уровень коммутационных помех. Через 1…2 мс отрицательный перепад напряжения на выходе ОУ DA1.1 через дифференцирующую цепь R11C5 кратковременно откроет транзистор VT1 и обнулит счетчик DD1, чтобы подготовить его к следующему циклу измерения напряжения.

Если напряжение сети находится в допустимых пределах 135…270 В, его двоичный код – от 001 до 111. На одном из выходов дешифратора DD3 появляется сигнал низкого уровня, вызывающий протекание тока через один из индикоторных светодиодов (HL2-HL8), соединенный с ним соответствующий излучающий диод оптрона и резистор R18. В результате нагрузка подключается к соответствующему отводу мощного автотрансформатора. Поскольку выходы микросхемы КР1533ИД3 дишифратора допускают втекающий ток до 20 мА, светодиоды и излучающие диоды оптронов подключены непоследственно к ним.

Свечение светодиода HL1 «Авария» информирует о выходе амплитуды напряжения сети за допустимые пределы. В случае уменьшения напряжения сети ниже 135 В, в регистры счет

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать