Останнім часом у нашому побуті все частіше застосовуються електронні пристрої для плавного регулювання мережевої напруги. За допомогою таких приладів керують яскравістю світіння ламп, температурою електронагрівальних приладів, частотою обертання електродвигунів.

Переважна більшість регуляторів напруги, зібраних на тиристорах, володіють істотними недоліками, що обмежують їхні можливості. По-перше, вони вносять досить помітні перешкоди в електричну мережу, що нерідко негативно позначається на роботі телевізорів, радіоприймачів, магнітофонів. По-друге, їх можна застосовувати тільки для управління навантаженням з активним опором – Електролампою або нагрівальним елементом, і не можна використовувати спільно з навантаженням індуктивного характеру – електродвигуном, трансформатором.

Тим часом всі ці проблеми легко вирішити, зібравши електронний пристрій, в якому роль регулюючого елемента виконував б не тиристор, а потужний транзистор.

Транзисторний регулятор напруги (рис. 9.6) містить мінімум радіоелементів, не вносить перешкод в електричну мережу і працює на навантаження як з активним, так і індуктивним опором. Його можна використовувати для регулювання яскравості світіння люстри або настільної лампи, температури нагріву паяльника або електроплитки, швидкості обертання електродвигуна вентилятора або дрилі, напруги на обмотці трансформатора. Пристрій має такі параметри: діапазон регулювання напруги – від 0 до 218 В; максимальна потужність навантаження при використанні в регулюючій ланцюга одного транзистора – Не більше 100 Вт.

Регулюючий елемент приладу – транзистор VT1. Діодний міст VD1 … VD4 випрямляє мережеве напруга так, що до колектора VT1 завжди прикладена позитивна напруга. Трансформатор Т1 знижує напруга 220 В до 5 … 8 В, яке випрямляється доданими блоком VD6 і згладжується конденсатором С1.

Змінний резистор R1 служить для регулювання величини керуючого напруги, а резистор R2 обмежує струм бази тран

зістора. Діод VD5 захищає VT1 від попадання на його базу напруги негативної полярності. Пристрій під'єднується до мережі виделкою ХР1. Розетка XS1 служить для підключення навантаження.

Регулятор діє таким чином. Після включення живлення тумблером S1 мережеве напруга поступає одночасно на діоди VD1, VD2 і первинну обмотку трансформатора Т1. При цьому випрямляч, що складається з діодного моста VD6, конденсатора С1 і змінного резистора R1, формує керуюче напруга, яка надходить на базу транзистора і відкриває його. Якщо в момент включення регулятора в мережі виявилося напруга негативної полярності, струм навантаження протікає по ланцюгу VD2 – емітер-колектор VT1, VD3. Якщо полярність мережевої напруги позитивна, струм протікає по ланцюга VD1 – колектор-емітер VT1, VD4.

Значення струму навантаження залежить від величини керуючого напруги на базі VT1. Обертаючи движок R1 і змінюючи значення керуючої напруги, управляють величиною струму колектора VT1. Цей струм, а отже, і струм, що протікає в навантаженні, буде тим більше, чим вище рівень керуючого напруги, і навпаки. При крайньому правому по схемі положенні движка змінного резистора транзистор виявиться повністю відкритий і "доза" електроенергії, що споживається навантаженням, буде відповідати номінальній величині. Якщо движок R1 перемістити в крайнє ліве положення, VT1 виявиться замкненим і струм через навантаження не потече.

ч

Управляючи транзистором, ми фактично регулюємо амплітуду змінної напруги та струму, що діють у навантаженні. Транзистор при цьому працює в безперервному режимі, завдяки чому такий регулятор позбавлений недоліків, властивих Тіріс-раторних пристроям.

Тепер перейдемо до конструкції приладу. Діодні містки, конденсатор, резистор R2 і діод VD6 встановлюються на монтажній платі розміром 55×35 мм, виконаної з фольгованого ге-тінакса або текстоліту товщиною 1 … 2 мм (рис. 9.7).

У пристрої можна використовувати такі деталі. Транзистор – КТ812А (Б), КТ824А (Б), КТ828А (Б), КТ834А (Б, В), КТ840А (Б), КТ847А або КТ856А. Діодні мости: VD1 … VD4 – КЦ410В або КЦ412В, VD6 – КЦ405 або КЦ407 з будь-яким буквеним індексом; діод VD5 – серії Д7, Д226 або Д237. Змінний резистор – типу

   

СП, СПО, ППБ потужністю не менше 2 Вт, постійний – ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидний конденсатор – К50-6, К50-16. Мережевий трансформатор – ТВЗ-1-6 від лампових телевізорів, ТС-25, ТС-27 – від телевізора «Юність» або будь-який інший малопотужний з напругою вторинної обмотки 5 … 8 В. Запобіжник розрахований на максимальний струм 1 А. Тумблер – ТЗ-С або будь-який інший мережевий. ХР1 – стандартна мережева вилка, XS1 – розетка.

Всі елементи регулятора розміщуються в пластмасовому корпусі з габаритами 150x100x80 мм. На верхній панелі корпусу встановлюються тумблер і змінний резистор, забезпечений декоративної ручкою. Розетка для підключення навантаження і гніздо запобіжника кріпляться на одній з бічних стінок корпусу. З тієї ж сторони зроблено отвір для мережного шнура. На дні корпуса встановлені транзистор, трансформатор і монтажна плата. Транзистор необхідно забезпечити радіатором з площею розсіювання не менше 200 см2 і товщиною 3 … 5 мм. Регулятор не

   

потребує налагодженні. При правильному монтажі і справних деталях він починає працювати відразу після включення в мережу.

Тепер кілька рекомендацій тим, хто захоче удосконалити пристрій. Зміни в основному стосуються збільшення вихідної потужності регулятора. Так, наприклад, при використанні транзистора КТ856 потужність, споживана навантаженням від мережі, може становити 150 Вт, для КТ834 – 200 Вт, а для КТ847 – 250 Вт. Якщо необхідно ще більше збільшити вихідну потужність приладу, як регулюючий елемента можна застосувати кілька паралельно включених транзисторів, з'єднавши їх відповідні висновки.

Ймовірно, в цьому випадку регулятор доведеться забезпечити невеликим вентилятором для більш інтенсивного повітряного охолодження напівпровідникових приладів. Крім того, діодний міст VD1 … VD4 буде потрібно замінити на чотири більш потужних діода, розрахованих на робочу напругу не менше 600 В і величину струму відповідно до споживаної навантаженням. Для цієї мети підійдуть прилади серій Д231 … Д234, Д242, Д243, Д245 .. Д248. Необхідно буде також замінити VD5 на більш потужний діод, розрахований на струм до I А. Також більший струм повинен витримувати запобіжник.