Регуляторы напряжения

Ребята.
Задумал я тут одну вещь, а как реализовать - не знаю.
Как известно, бытовое напряжение 220В имеет форму синуса, где амплитуда фазы относительно нуля(земли) колеблется от -220В до +220В. Я тут подумал и решил попробовать собрать безтрансформаторный регулятор напряжения на этой основе.
Суть электронного устройства в следующем:
Допустим напряжение в сети начало расти от 0 до 12В. Схема, в тот момент, когда амплитуда сетевого синуса достигла 12В, срабатывает и пропускает напрямую это напряжение на электролит. Затем, когда напряжение уже зашкалило и стало расти от 13 до 220В, схема заперается. А нагрузка остаётся запитанной от электролита. Так-как в сети 50Гц, то порядка 20мс пройдёт до следующего срабатывания. Питай хоть процессор.

Откуда идея: Увидел китайский регулятор напряжения. Но там лампочка всё-таки мерцает. Прикинул, чтобы догадаться, как же он работает. Ну, додумался до такого. В принципе, можно использовать и одновибратор, нужно лишь точно расчитать момент, когда напряжение достигнет нужного уровня и на сколько будет держаться в допустимом пределе.

Такие схемы есть? Как они называются? Где их можно найти?

Спасибо!

 

Paguo_86PK
схем бестрансформаторного питалова дофига и трошки. Тут и конденсаторы и импульсники и тиристоры. Только одно возражение против бестрансформаторников. напряжение меряется относительно 0 и фазы. Между землей и фазой или 0 напряжение может быть не таким. Далее, пол периода вы будете иметь на выходе напряжение между 0 и кондером. А пол - между фазой и кондером. В обоих случаях оно будет, скажем, 12в, но относительно земли оно останется фазой и 0. В нормальных бытовых приборах никогда не используется бестрансформаторное питание, ну а китайцы.. у них народу много пару сотен вальнет при включении телевизора - не страшно.

А что так сложно трансформаторные лепить? Читаем про TOP22xY (х - цифра 1-7), UC3825. На паверинтегрэйшн отличные маны по расчетам и мотке трансов.

 

Где такое написано?
Я всегда думал, что +-311В.
220В это действующее значение. А амплитудное 311В = 220В * SQRT(2).

Поставить мост, итогда получим 100Гц, уже веселее.

А какая вероятность отказа такого регулятора?
Выгорел ключ и ... ВСЁ остальное тоже. Хорошо если найдешь остатки от деталей.
Были такие случаи, что на плате оставались лишь выводы, корпус разрывало "в кизяк".

Я бы не стал питать свои устройства таким регулятором.

 

Ну, как регулятор освещений/вентиляции/гирлянд такой блок питания в пору!
А с другой стороны, если на подстанциях стоят тысячи тонные слои обмоток, на кой они мне дома даже с сушку? Нужно лишь ловить нужное мгновение и снимать нужное напряжение!
Ну, а с третьей стороны, я в аналоговой схемотехнике - ноль. Вот в MicroCAP хотел было набросать и протестить, да не знаю даже как начать...
Ну, беру стабилитрон с нужным порогом срабатывания в 12В, ну, тиристор. А дальше то что? Теория слаба. Вот на цифрах я бы собрал

 

Paguo_86PK
вы нормально расскажите чего хотите. Да и тиристоры с натяжкой к аналоговой (линейной) технике относятся.

 

Попробую описать алгоритм:

Код (Text):

1. for(i = 0; i < 360 * 50; i ++) { // Цикл: 1 сек = 50 Гц
2.     v = sin(i * pi / 180) * 220; // Симуляция переменного напряжения
3.     if(v < 0) v = -v;            // Симуляция диодного столбика
4.     if(v > 13) v = 0;            // Симуляция защиты от высокого (?)
5.     if(v < 11) v = 0;            // Симуляция стабилитрона
6.     if(v) c = v;                 // Зарядка электролита
7.     c /= r;                      // Посадка электролита нагрузкой
8. }

Думаю, всё ясно. Может посадка электролита криво сформулирована, но это я так, на скорую руку... Не помню законов этих.
(?) - означает, что вообще не представляю, как достичь этого. Ведь стабилитрон сработает на пороге 11-12В, а чем дальше гасить более высокое, чтобы не полетело всё. Если тиристором просто открывать его, тем самым делать короткое замыкание, то что использовать в качестве нагрузки для рассеивания коротыша? Резистор - дубово. А реле не будет успевать обесточивать всю схему до смены полярности.

 

Paguo_86PK
попробуйте нарисовать схему хоть самым приблизительным образом. поставьте циферки где что, подпишите и можно будет рассказать где вы что потеряете и что надо добавить еще итд.

(вместо резистора в цепях переменного тока можно использовать конденсатор, катушку или активные цепи. У всех них есть свои достоинства и свои недостатки. Хотя я не понял про что вы. Рисуйте одним словом. Правильно-неправильно - неважно)

 

Уже миллион лет, как реализовано. И миллион раз. От бытовых диммеров до тиристорных схем управления эл.приводом. Пригодно, в основном, для запитывания высокоинерционных активных нагрузок. Для елочной гирлянды тоже сгодится. Схемы и теорию искать в книжках по электронике для школьников.

 

безтрансформаторный бп хорош для отдельных случаев и для лентяев может электронику сжечь, а может и звездануть! вот на фото - это у меня где-то пролезло сетевое напряжение в схему, БП - трансформаторный заводской (старый), с другой стороны был телевизор ВЕКО:



а ваще есть куча журналов, начиная с Радио, где этих схем гирлянд и прочего валом

 

Как расчитывается скважность я узнал только сегодня из Википедии. До этого знал лишь о том, что это некоторое соотношение полупериодов. Однако, вспомнилась одна задумка молодости.
В передаче "Очевидное-Невероятное" видел тему о проблемах опто-волоконной связи. Решил попробовать собрать свою схему, годную для оптической приёмо-передачи.
В то время, схемы ПДУ тогда строились на ХЛ элементах. А судя по графику работы таких пультов из журналов "В помощь радиолюбителю" для "серъёзных" пакеток по оптической линии они не годились.
Поэтому, стал прорабатывать свою теорию. И вот что получилось, используя термин "скважность":
Принят "0", если скважность < 2;
Принят "1", если скважность ~ 2;
Принят "X", если скважность > 2, где "X" - синхробит, т.е. конец байта или слова.
Иными словами, на бумаге схема содержала более 40 микросхем (хуже "Радио-86РК") и её реализовывать вообще расхотелось.

Прошло лет десять. Прочитал я про "торсионные поля" и искривления пространства-времени. И что искривления эти могут фиксироваться кварцевыми генераторами. Тут я вспомнил про ту долбанную свою схему и быстро нашёл способ упростить её до двух микросхем!

Взял 155ИР1 и К531ИЕ17. Входы D1-D4 регистра подключил к выходам счётчика Q1-Q4. На вход тактов C счётчика я подал частоту F1=27МГц. А строб-регистра для паралелльной загрузки я соединил с U/D счётчика и подал на них F2=32768Гц.
Для тех, кто не понял, что это такое получилось, поясню.
Счётчик - реверсивный, и частота F2 меняла направление счёта до 65536 раз в секунду. Причём, каждый фронт этой частоты стробировал регистр и со счётчика снимались-фиксировались показания и отображались четырьмя светодиодами;
Тактировался счётчик частотой F1. Тем самым, это почти в 824 раза выше частоте смены направления счёта и он успевал сосчитать 824 раза вперёд, 824 раза - обратно.

Для чего это? Если скажность частоты F2 равна 2, со счётчика всегда будут сниматься 0000. Но, так-как это идеальный случай, то показания будут практически случайны.
Что было на практике? Подстроив генератор F2 я добился, что счёт фиксировался всегда один. Но временно.

Затем я усложнил схему. Добавил ТМ2 для сброса счётчика на каждом фронте F2 сбрасывал счёт сразу после стробирования регистра. К регистру добавил ИД4 и подключил его к строкам АЛС324 (матрица 5x7), а столбцы выбирались ТМ9 и ИЕ2. В общем, схема разрасталась...
Результаты: После включения питания вся матрица АЛС светилась. Когда начинал калибровать F2, возникала устойчивая полоса. Если поднести руку к генераторам, всё сбивалось. А так, минут 5 стояла на месте. А после, минут на 10-15 снова светилось всё. Я думаю, многие догадываются, почему?

Затем, из теории "торсионных полей", пространство-время могут скручивать валы электродвигателей. Взял моторчик для сверления печатных плат, поднёс к генераторам. Эффект - ноль. Взял радиотрубку бытового телефона и стал тыкать кнопки. Эффект ещё какой! И это с расстояния до 2 метров!
От каждого нажатия индикатор здорово сбивался на доли секунды, а полоса останавливалась потом на разных позициях...

Как я понял, схема реагировала на сильные радиопомехи. А может быть, на грозовые разряды тоже могла? Не знаю, так-как собачный монтаж скоро пришёл в негодность и восстанавливать не хотелось. Хотя, разработал печатную плату. Планировалось использовать TCXO-генераторы. А таковых не нашёл и всё забросил. Главное выяснил: Частоту может и сложно сбить, а вот скважность!
Позже, когда копался в монтаже, нашёл ошибку, на счётчике: F1 подавалась на выбор реверса, а F2 - тактировала счёт. Т.е. "Турбо-режим" какой-то был. Это, пока придёт фронт для счёта, направление счёта менялось до 824 раз!!! Понятно, откуда такая чувствительность была. Удивительно, как я ещё добивался замерания счёта на целый 5-минутный период? А счётчик прилично грелся. И даже начинал кипеть, когда я на F1 ставил кварц 39МГц... Кому любопытна схема, могу представить её в gif...
Потом вышел на сайт со схемой "торсионного" датчика. Два TCXO одной частоты, полевые ключи и триггер Шмидта. Проще некуда! А я то раздул свою схему до размеров ПДУ!

Спрашивается: Проводились ли кем-либо подобные опыты лабораторно? В гугле найти такое очень сложно. И как они называются?

Это из моих опытов работы с цифровыми схемами. А вот с этим своим регулятором я вообще застрял. Не могу понять, какая деталь - куда? Ну, его, этот регулятор... Только расстраивает. Видимо в аналоговом я вообще ничего не смыслю...

 

Paguo_86PK
Алгос может быть и правильный, но привязка не та.
Сделай привязку не к напряжению, а ко времени.
Ищи момент времени когда напряжение переходит через 0В. Запускай одновибратор который откроет ключ на нужный тебе интервал времени.
Частота в сети (дложна быть стабильна, 50гц) вот и расчитай через какое время будет то напряжение которое нужно, и отключи ключ.

U(t) = 220 * SQRT(2) * SIN(2 * PI * f * t), f = 50Hz; PI = 3.1415926; 0 < t < 1/2f

Но и это неправильно.
Ели ты управляешь яркостью гирлянд, то тебе нужна средняя подводимая мощьность за 1/2 периода.
Попустишь полный полупериод - 100% мощности, вся яркость;
половину - 50%.

 

А "торсионные поля" - цифровые?

 

Тиристорные регуляторы работают на другом принципе. Тиристор открывается при определённом токе через управляющий электрод и закрывается когда ток через нагрузку обращается в ноль. То есть в нагрузку поступает половинка синуса (примерно), у которой некоторый начальный отрезок равен нулю. Таким образом имеем некоторый аналог ШИМ, работающий на частоте сети. Коэффициент заполнения регулируется от 100% (тиристор всегда открыт) до 0% (тиристор всегда закрыт)
В вашем источнике накопитель энергии (конденсатор) заряжается за короткий промежуток времени до некоторого напряжения, затем отдаёт его (напряжение на нём при этом падает).

Если вы поставите задачу при заданном потребляемом нагрузкой токе подобрать ёмкость конденсатора так, чтобы за полпериода напряжение на нём менялось не более, чем на 5% (хотя бы), то получите довольно приличную ёмкость. И эту ёмкость нужно успеть зарядить до номинального напряжения за ту малую часть полупериода, когда напряжение сети не превышает номинальное. Получаем очень приличные зарядные токи, энергия от сети отбирается только во время малой части периода, КПД будет довольно невысок.
Вообще, параметры такого источника несложно и оценить, но не сейчас

Нестабильности работы кварцевых резонаторов могут зависеть от очень многих факторов. Они чувствуют и механические воздействия, и электромагнитные, просто по своей природе. И температура на них влияет. Конденсаторы по питанию стояли? ТТЛ счётчики довольно чувствительны к помехам, а 555 серия тем более.

 

[Опера порченая)]
Да чё вы все решаете. Берём диодный мост, кап вешаем большой ёмкости, индуктивностей пару, варикап, получим пост. ток и немного пульсаций, если компоненты нормальные. Тактовый генератор на дешовой микросхеме, например IR2153, или всеюзающую TL494, килогерц на 50, вешаем это на двухтактник(мост) на быстрых MOSFET/IGBT, мне нравится IRF840 или типа того. И никаких проблем.

 

Это называется импульсный БП. Про никаких проблем это ты загнул.
Уверен насчёт варикапа?

 

Конечно, проверено - если варикап не ставить при включении в сеть(я собирал ~6kW) все лампочки гаснут.
Я собирал это, чтобы катушку питать:iclerk.narod.ru
Там и регулировка была.

 

Не нашёл на схемах варикапов. Диоды видел, варикапов нет. Просвети пожалуйста.

 

Эм...
Сегодня сел за MicroCAP 8 и попробовал состряпать...
Взял генератор синусоиды 50Гц 220В, откопал доступный стабилитрон, взял пару конденсатор и резистор последовательно включённые, воткнул их к Земле и к генератору синусоиды через стабилитрон. Запускаю.
График странный. На конденсаторе напряжение постоянно растйт от 0 до 200 выше в виде ступенек...
Ну, понапихал туда ещё два полевых транзистора - эффект минимальный. Не понимаю я аналоговые схемы.

 

Paguo_86PK
было бы хорошо, если бы вы приаттачили картинку или микрокаповсий файл (маленького размера). Ато не совсем понятно о чем вы. Или послушайте клерка и разберитесь в импульсниках (тл-ка недорогая, а можно попробовать и на МК собрать. тини13 имеет 2 шим выхода). Весьма полезная вещь.

клерк
Я тоже не могу понять как варикап со стартовым импульсом борется. Имхо, лучше дроссель между мостом и кондерами ставить.

 

_basmp_
Тьфу, какой варикап, етож диод ёмкость кот меняется от напряжения, туплю, термистор, не о том думал)
В устройствах потребляющий значительный ток, индуктивность юзается чтобы сгладить импульс тока, но защёт эдс, а она увеличивается, значитильный импульс напряжения возникает. Чтобы поглатить его необходима ёмкость значительная, а если в дросселях щас пермалои, альсиферы продвинутые и размер мал, то с капами такого нет, размеры большие и стоимость тоже. А термистор сглаживает ток без повышения напряжения.
[Думал в то время про руткитсы осенью в блоге, посмотри, ты думаешь что -__- ?]