Регулятор мощности для нагревательных приборов

Схема сетевого регулятора мощности приведена на рис. 1. Питание схемы выполнено по бестрансформаторной схеме с помощью гасящего конденсатора С1,выпрямление напряжения осуществляется диодами VD1, VD2. Стабилизацию напряжения осуществляет стабилитрон VD3. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживают конденсаторы С2 и СЗ. На транзисторах VT1 и VT2 выполнен узел, определяющий момент перехода сетевого напряжения через ноль. При переходе сетевого напряжения через ноль, на резисторе R4 формируется импульс низкого уровня длительностью около одной миллисекунды. Эти импульсы следуют с интервалом 10 миллисекунд. Элемент DD1.1 инвертирует импульсы. Положительные импульсы открывают ключ, выполненный на транзисторе VT4. Этот ключ периодически разряжает конденсатор С7. Уровень напряжения на нагрузке устанавливается с помощью узла, выполненного на микросхеме DD2. Микросхема счётчика-делителя CD4022 имеет восемь дешифрированных выходов Q0.. .Q7. Высокий уровень появляется только на период следования между импульсами, поступающими на вход СР. Когда подаётся питание на схему, на резисторе R11 формируется короткий импульс, устанавливающий на выходе О0 микросхемы DD2 высокий потенциал. Зажигается светодиод HL1, индицирующий, что на нагрузку напряжение не подаётся. На двух логических элементах DD1.4 и DD1.5 собран одновибратор. При нажатии на кнопку S1 на выходе элемента DD1.4 формируется импульс, который поступает на вход СР микросхемы DD2. На выходе Q0 устанавливается низкий уровень, а на выходе Q1 устанавливается высокий уровень.

Рис.1

Выход Q1 будет находиться в таком состоянии неограниченно долго, пока не поступит очередной импульс на вход СР. Через резисторы R20 и R26 начинает заряжаться конденсатор С7. При достижении напряжения на конденсаторе, приблизительно равным половине напряжения питания элемента DD1.6, на выходе этого элемента произойдёт смена напряжения с высокого на низкое. Далее, этот перепад напряжения, пройдя через дифференцирующую цепь C4R5, на выходе элемента DD1.3 сформирует короткий положительный импульс, открывающий ключ на транзисторе VT3. Ток, протекающий через транзистор, откроет оптосимистор DA1. Он, в свою очередь, откроет либо тиристор VS1, либо VS2, в зависимости от того, потенциал анода какого тиристора выше, чем катода. Через загрузку потечёт ток. Зажжённый светодиод HL2 индицирует, что включена первая позиция регулирования мощности на нагрузке. Каждые 10 миллисекунд конденсатор С7 разряжается импульсами, привязанными к переходу сети через ноль. Время заряда конденсатора С7 через резисторы R20 и R26 рассчитано так, что на
нагрузке будет минимальное напряжение, приблизительно равное 60 В. Когда на выходе Q2 микросхемы DD2 будет высокое напряжение, то конденсатор С7 зарядится быстрее, так как суммарное сопротивление R21 и R26 меньше, чем R20 и R26. Следовательно, силовой ключ будет открыт на более длительный период, и на нагрузке будет напряжение больше, чем в предыдущем случае. Когда на выходе Q7 микросхемы DD2 будет высокий уровень напряжения, на нагрузке установится максимальное напряжение. Далее, при следующем нажатии кнопки, нагрузка обесточится. В любой момент времени можно нажать кнопку S2,тем самым обнулив счётчик, и обесточив нагрузку. Светодиоды HL1...HL8 индицируют последовательность позиций регулирования мощности.
Конструкция и детали
В предлагаемой схеме необходимо использовать заведомо исправные электронные компоненты. Резисторы постоянные типа МЛТ,С2-29, С2-33 с мощностью рассеивания R1, R3 - 0,5 Вт, R9 - 1 Вт,остальные - 0,125 Вт, можно применить и импортные. Постоянные конденсаторы керамические малогабаритные импортные, исключая С1, С7 и С8. Конденсаторы С1, С8 импортные пленочные, аналогичные отечественному типу К73-17.Конденсатор С7 типа К73-9 или К73-17 с малым ТКЕ, малой абсорбцией, можно заменить на аналогичный импортный. Светодиоды в конструкции применены диаметром 3 мм, один - красного цвета свечения, семь-зелёного. Кнопки импортные для печатного монтажа.Основная часть электронных компонентов установлена на плату из одностороннего фольгированного текстолита толщиной 1,5 мм и размерами 110x80 мм. Светодиоды и кнопки установлены на отдельной круглой печатной плате. Эта плата установлена на лицевой панели регулятора. С помощью провода МГТФ она соединена с основной. Тиристоры VS1 и VS2 были установлены каждый на свой радиатор.
Налаживание
Собранный из заведомо исправных деталей, регулятор мощности начинает работать сразу. Подключив в качестве нагрузки лампу накаливания, проверяют с помощью вольтметра магнитоэлектрической системы напряжение на лампе. При нажатии на кнопку S1 последовательно, напряжение должно изменяться от 60 до 220 В. Для установки желаемой мощности на нагрузке подбирают резисторы R20...R26.Регулятор проходил испытание летними жаркими днями совместно с плиткой EXPER T при консервации плодоовощной продукции. Проявил себя хорошо, отказов не было.