Регулятор мощности - это просто! (с печатными платами)

Регуляторы мощности – это просто!

Лет 10 назад, основная проблема, с которой сталкивались радиолюбители (и не только они) при проектировании и построении регуляторов мощности – это изрядное тепловыделение управляющих элементов - соответственно, большие теплоотводы и в конечном итоге большие габариты и низкий КПД. Но ничто не стоит на месте и с развитием и расширением электронной элементной базы, мы получили возможность создавать гораздо более совершенные устройства для самых разнообразных областей применения. В частности, компания МАСТЕР КИТ, выпустила несколько наборов для самостоятельной сборки и модуль, с самыми разнообразными параметрами. О них и пойдёт речь.

Регулятор мощности 2600 Вт/ 220 В - MK071
Начнём с самого простого – с модуля MK071 (рис. 1).
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 1. Внешний вид модуля МК071
Устройство представляет собой совершенно готовый и настроенный модуль с четырьмя проводами для подключения питания и нагрузки, мощность которой и предлагается регулировать.
Основные технические характеристики МК071:
Напряжение питания:220 В.
Максимальная мощность нагрузки:2600 Вт.
В общем, проще не придумаешь – берете модуль, подключаете питание и нагрузку согласно схеме – и можно регулировать.
Подключить можно практически что угодно – лампы накаливания, обогреватели, асинхронные двигатели (рис. 2).[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 2. Схема подключения


Если мощность подключенной вами нагрузки превышает 800 Вт, модуль обязательно нужно установить на радиатор, площадью не менее 1000 кв. мм, для чего в задней части модуля присутствует фланец с крепежными отверстиями.



Регулятор яркости ламп накаливания 12 В/50 A - NM4511

Следующий набор NM4511 (рис. 3) ориентирован на регулировку нагрузки, работающей от относительно небольшого (до 24 В) постоянного напряжения, но потребляющей большой ток. Он найдет применение, например, у автовладельцев и фото- видео операторов.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 3. Внешний вид NM4511


Основные технические характеристики NM4511:

Напряжение питания 6 – 24 В.

Максимальный ток нагрузки: 50 А.

КПД, не менее: 99 %.

Диапазон регулировки: 0 - 100 %.

Рабочая частота: 500 Гц.

Ток потребления, не более: 1,5 мА.

Размер печатной платы: 40х35 мм.


Схема (рис. 4) состоит из ШИМ генератора на сдвоенном операционном усилителе DA1 (LM358) и мощного полевого транзистора VT1.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 4. Электрическая принципиальная схема NM4511


За счет того, что сопротивление открытого канала транзистора составляет всего 0,008 Ом, при мощности нагрузки 100…150 Вт (10…12 А) он рассеивает очень мало тепла и можно обойтись без радиатора, что существенно повлияет на габариты устройства. При больших мощностях, радиатор все-таки понадобится.

В набор входит полный комплект элементов, приведенных в таблице 1.


Таблица 1. Перечень компонентов
Позиция Номинал
C1, C2, C5 0,1 мкФ/50 В
C3, C6 22 мкФ/16 В
C4 1 мкФ/50...100 В
R1, R3 - R6 20 кОм
R2 50 кОм
R7, R8 10 кОм
R9 100 Ом
R10 1 МОм
DA1 LM358
VT1 IRF3205
Печатная плата A451, 40x35 мм



Ну и конечно же, печатная плата (рис. 5 и 6), достаточно хорошо продуманная, что необходимо при изготовлении импульсных устройств.[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение] Рисунок 5. Вид печатной платы со стороны компонентов
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 6. Вид печатной платы со стороны проводников


В качестве нагрузки можно применять любые устройства, работающие от постоянного напряжения – особенно это пригодится в автомобиле. Регулировка яркости ламп или температуры подогрева сидений, плавная регулировка оборотов вентилятора печки – в общем, применений масса.


Регулятор мощности 800 Вт/220 В NK008

Устройство предназначено для регулирования мощности электронагревательных, осветительных приборов, мощности электропаяльника, асинхронных электродвигателей переменного тока (вентилятора, электронаждака, электродрели и т.д.). Благодаря большому диапазону регулировки и мощности регулятор найдет широкое применение в быту.[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]
Рисунок 7. Внешний вид NK008


Основные технические характеристики NK008:

Напряжение питания:220 В.

Максимальная мощность нагрузки: 800 Вт.

Размеры печатной платы:62х43 мм.


Регулировка напряжения нагрузки осуществляется симистором VS2, на управляющий вход которого подается регулирующее напряжения с потенциометра R3 через динистор VS1 (рис. 8).[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]Рисунок 8. Электрическая принципиальная схема NK008


Симисторный регулятор мощности использует принцип фазового управления. Принцип работы такого регулятора основан на изменении момента включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль.

В набор входят следующие компоненты (табл.2):


Таблица 2. Перечень компонентов
Позиция Номинал
R1 Не устанавливается
R2 22 кОм
R3 1 МОм, СП3-23И
R4 4,7 кОм
R5 120 Ом/5 Вт
C1, C2 0,047 мкФ
C3 0,068 мкФ/630 В
VS1 DB3 (30...45 V), динистор
VS2 BT136-600D, симистор
ED500V-2*5, 2-х контактный клеммный зажим IRF3205
Печатная плата A008, 62x43 мм
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]Рисунок 9. Вид печатной платы со стороны компонентов[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]Рисунок 10. Вид печатной платы со стороны проводников


Регулятор, благодаря своей большой нагрузочной способности позволяет подключать к себе как осветительные приборы, так и более ресурсоемкую нагрузку, типа электрической дрели, лобзика или электронаждака.

Только надо помнить, что при мощности нагрузки более 100 Вт симистор необходимо установить на радиатор.

В заключении, хочу вам напомнить о такой вещи, как техника безопасности. Из трех регуляторов, описанных здесь, два работают при напряжении 220 В.

Выполняйте все работы только при отключенном от сети устройстве.