This page has been robot translated, sorry for typos if any. Original content here.


STABILISATEUR AVEC COMMANDE MICROCONTROLLER

Électronique Collecte de circuits d'alimentation électrique.

Godin Alexey Valerievich

Schéma, modes de fonctionnement de l'appareil

Les principales caractéristiques techniques du stabilisateur électronique

Circuit de stabilisation

Le stabilisateur fonctionne selon le principe de la correction de tension progressive effectuée en commutant les prises d'enroulement de l'autotransformateur T2 à l'aide de triacs triac Q1 ... Q6 sous le contrôle du microcontrôleur ( MC ) qui surveille le niveau de tension dans le réseau. Après la mise sous tension du QF1, la tension secteur passe au transformateur T1 et le microcontrôleur commence à fonctionner selon le programme spécifié.

L'affichage s'allume et après 3 secondes "PREPARATION FOR WORK" apparaît sur l'affichage ( figure 2 ). Les 7 secondes suivantes, le microprocesseur analyse la tension secteur et, si elle se situe entre 120 et 270 V , en fonction des résultats de mesure, l'un des triacs VS1 ... VS6 s'ouvre , reliant ainsi l'un des six tarauds de l' autotransformateur .

La charge est connectée à la cinquième prise (bas du circuit) de l'autotransformateur à travers le disjoncteur QF1 , ce qui permet de limiter la consommation d'énergie. Dans ce cas, deux voltmètres «internes» induisent la tension de ligne active dans la ligne supérieure de l' écran LCD , et la tension sur la charge dans la ligne inférieure ( figure 3 ).

Si la tension est inférieure à 120 V ou supérieure à 270 V , la charge est désactivée. A ce moment, la tension de ligne active est induite dans la ligne supérieure, et l'inscription "MODE PROTECTION" clignote dans la ligne du bas ( Fig. 4 ).

PRÉPARATION AU TRAVAIL Dans ce cas, deux voltmètres «internes» induisent la tension de ligne active dans la ligne supérieure de l'écran LCD, et dans la ligne inférieure la tension sur la charge MODE DE PROTECTION

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Une fois que la tension est comprise entre 120 et 270V , la charge sera reconnectée.

En cas de panne de la tension secteur et d'apparition ultérieure, le microprocesseur redémarre automatiquement et après 10 secondes reconnecte la charge.

L'isolation galvanique des triacs de MK est réalisée par des optocoupleurs U1 ... U6 . Pendant le processus d'ajustement, l'impulsion d'ouverture est retirée du triac et appliquée à un autre triac au moment de la transition sinusoïdale à travers "0" , éliminant ainsi les "impacts de courant" dans les enroulements et les triacs. Ceci est dû au fait que pendant une période sinusoïdale, le microcontrôleur mesure l'état de l'amplitude de la tension secteur 100 fois! L'oscillogramme de ce processus est illustré à la Fig. 5

Ceci est dû au fait que pendant une période sinusoïdale, le microcontrôleur mesure l'état de l'amplitude de la tension secteur 100 fois! Oscillogramme de ce processus

Fig. 5

Pour un fonctionnement correct du circuit, il est nécessaire que les anodes des triacs et les fils des "voltmètres internes" soient connectés au conducteur de phase.

Conception et détails

Le contrôleur de stabilisateur ( figure 6 ) est assemblé sur une carte de circuit imprimé 10x12cm à partir d'une bande de fibre de verre revêtue d'une seule face avec une épaisseur de 1,5 mm ( figure 7 ). et une variante d'une carte de circuit imprimé avec deux transformateurs TPG 2-12 sur la carte a été développée.

Stabilisateur

Fig. 6

variante d'une carte de circuit imprimé avec deux transformateurs TPG

Fig. 7

Alternativement, les LED HL1 ... HL8 peuvent être montées sur le côté des conducteurs imprimés de sorte que lorsque la carte est installée dans le boîtier, elles sont insérées dans des trous de 5 mm percés dans le panneau avant de l'appareil.

Le contrôleur est installé dans ce cas (impression sur le panneau avant) sur des supports de hauteur appropriée, vissés sur le panneau avant du boîtier du stabilisateur avec des vis dans le caisson étanche.

La valeur nominale de la résistance de limitation de courant R22 doit être choisie de sorte que le courant circulant dans les LED des triacs des triacs U1.1 ... U6.1 soit compris entre 8 et 10 mA . Dans le pont de diodes VD1 ... VD4 , les diodes Schottky 11DQ10 sont utilisées , en raison de la faible chute de tension sur elles. Résistances trimmer R2, R10 fil multispire SP5-2 ou SP5-3 . Résistances constantes R1, R5 ... R9 il est souhaitable d'utiliser le type C2-23 ( métal - diélectrique ) c avec une puissance de dissipation non inférieure à celle indiquée dans le schéma. Le reste peut être de n'importe quel type. Les condensateurs électrolytiques C1, C2, C4, C5, C8, C9 peuvent être quelconques, avec la capacité indiquée sur le schéma, et une tension non inférieure pour ceux-ci spécifiés. Condenseurs C3, C6, C7 - tout film ou céramique. Condensateurs C10 ... C15 - film pour une tension non inférieure à 630V .

Les optocoupleurs triac MOC3052 importés (U1 ... U7) sont choisis car ils ne contiennent pas de contrôleurs de transfert de tension intégrés à zéro. Ce n'est pas nécessaire, car la synchronisation de l'extinction d'un triac puissant et de l'activation de l'autre est effectuée par programmation.

Triacs puissants VS1 ... VS6 - BTA 40-600 . Tous les triacs VS1 ... VS6 sont installés sur un dissipateur thermique, avec une surface de refroidissement d'au moins 800 cm 2 , de préférence en utilisant une pâte thermique pour assurer une dissipation thermique fiable. Le microcircuit du stabilisateur ( DA1 ) KR1158EN5A (B) doit être installé sur le dissipateur de chaleur d'au moins 80 cm 2 .

Le transformateur T1 est self-made, conçu pour la puissance globale de 8W , qui a une section transversale du circuit magnétique de 2,3 cm 2 . Son enroulement de réseau I est conçu pour une tension d'urgence maximale de 380 V , contient 8669 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,1 mm . L'enroulement II contient 585 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,25 mm . À une tension nominale de 220 V , la tension d'enroulement de sortie doit être de 13,5 V avec un courant de 250 mA .

Personnaliser

La configuration de l'appareil est la suivante. Un voltmètre de référence (testeur numérique) est connecté au réseau. Le circuit du contrôleur est inclus dans le réseau. Les résistances de découpage R2 et R10 montent alternativement les deux voltmètres internes du stabilisateur pour les lectures du voltmètre de référence. Pour calmer l'âme à l'aide de LATR, vous pouvez vous assurer que les LED HL2 ... HL7 sont commutées séquentiellement en franchissant les seuils 120, 137, 157, 179, 205, 235 et 270 V.

Ceci termine la configuration de l'appareil.

Méthodes de taraudage

Il y a deux façons de commuter les prises de l'autotransformateur T2 .

PREMIÈRE MÉTHODE. Commutation des coudes "sur l'entrée" ( Fig. 8 ).
Les triacs sont à la hauteur de l'autotransformateur, en commutant les prises de sorte que la charge toujours retirée d'un robinet ( n ° 5 par le bas) est dans la plage requise de la tension de sortie de 205 ... 235V .

Commutation des virages "à l'entrée"

Fig. 8

Avantages: lors de l'enroulement de l'autotransformateur, il n'est pas nécessaire de prendre en compte le facteur de surtension jusqu'à 380 V (380/220 = 1,7) , ce qui affecte à la fois les dimensions du noyau et la quantité de cuivre nécessaire à l'enroulement. et il est possible d'utiliser des triacs basse tension BTA40-600 , puisque les triacs à plus de 270V déconnectent simplement l'autotransformateur du réseau.

Inconvénients: le courant circulant à travers les triacs et l'enroulement primaire de l'autotransformateur est limité au niveau de 25A , et par conséquent le courant de l'enroulement de sortie est égal à 14,5A .

Conclusions: l'option de commutation "sur l'entrée" permet de retirer du triac BTA40-600 3kW de puissance utile. Il y a des économies sur le cuivre, le noyau et les triacs.

Si vous êtes satisfait de la puissance du stabilisateur 3kW , alors ce schéma est pour vous! À mon avis, il a plus d'avantages que d'inconvénients!

PROCÉDÉ DE SECONDE. Commutation des virages "en sortie" ( Fig. 9 ).

Commutation des coudes "en sortie"

Fig.9

La tension secteur est connectée au robinet n ° 2 . Les triacs sont installés après l'autotransformateur, se connectant à la charge de ce robinet, où la tension est dans les limites requises de 205 ... 235V .

Avantages: cette version de la connexion vous permet de "retirer" de la puissance utile triac BTA 40-600 5,5 kW , ce qui est presque 2 fois plus grande que l'option de commutation "sur l'entrée" .

Inconvénients: un inconvénient est la nécessité d'utiliser des triacs conçus pour une tension de fonctionnement non inférieure à 800 V (dans les trois circuits supérieurs selon le schéma du robinet autotransformateur), et 1,7 fois le nombre de tours de l'enroulement autotransformateur.

Conclusions: pour éliminer les inconvénients susmentionnés, il est nécessaire d'introduire une clé triac puissante supplémentaire à 80 A (TC142-80-8) directement devant l'autotransformateur, ce qui déconnectera l'enroulement primaire (branchement n ° 2 ci-dessous) lorsque la tension secteur est de 120. .270B . Dans les versions analogiques, cela entraînera une complication importante du circuit du contrôleur, de sorte que le schéma de commutation "par entrée" est préférable. Dans la version microcontrôleur, cela peut être fait en ajoutant plusieurs lignes dans le programme du microcontrôleur!

L'utilisation de triac BTA41 pas cher

Dans la variante de commutation "sur l'entrée" la puissance dans la charge sera de 1,2 kW . Tous les triacs peuvent être BTA41-600 . A la sortie de l'autotransformateur (avant la charge), il est nécessaire de mettre l'automate QF2 sur 6A , et d'utiliser la machine automatique 10A comme QF1 .

Dans la variante de commutation "par sortie" la puissance dans la charge sera de 2,2 kW . Pour ce faire, les trimmings tri-top doivent utiliser le triac BTA41-800 .

Ceci est nécessaire, car La tension dans ces branches avec une tension d'urgence dans le réseau 380V dépassera, ou sera proche de 600V . Le reste (inférieur) peut être BTA41-600 . A la sortie de l'autotransformateur (avant la charge) il est nécessaire de mettre l'automate QF2 sur 10A , et comme QF1 d' appliquer l'automate à 20A .

Il est testé, que grâce à un triac BTA41 le courant maximum jusqu'à 13А peut continuer. Lorsque cette valeur est utilisée, les fils du triac sont fondus en tant que fusibles, puisque leur section est de 0,6 mm 2 ( 0,6 x 1 mm ). Courant limite optimal à travers les triacs au niveau de 10A .

Littérature

  1. Godin A. stabilisateur de tension de précision accrue avec une puissance de charge jusqu'à 6kW - Radio Amateurs, n ° 7/2005 , p. 36-40 .

Pour toutes les questions relatives à l'appareil décrit, vous pouvez obtenir des conseils en envoyant une demande à l'adresse e-mail de l'auteur indiqué au début de l'article.

Version imprimable
Auteur: Godin Alexey Valerievich, Moscou
PS Le matériel est protégé.
Date de publication 22.09.2006гг