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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 마이크로컨트롤러 제어 기능이 있는 주전원 전압 안정기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
불행히도 우리나라의 많은 지역에서 10V의 공칭 값에서 주 전압이 220% 이상 장기간 편차가 발생하는 것이 일반적입니다. 네트워크의 전압이 증가하면 (최대 240 ... 250V) 조명 장치의 수명이 크게 단축되고 냉장고 압축기의 변압기 전원 공급 장치 및 모터 가열이 증가합니다. 주전원 전압을 160 ... 170 V 미만으로 낮추면 스위칭 전원 공급 장치의 주요 트랜지스터에 대한 부하가 크게 증가하고(이로 인해 과열 및 후속 열 고장이 발생할 수 있음) 냉장고 압축기의 모터 재밍도 발생합니다. 과열로 인해 출력이 중단됩니다. 380상 네트워크로 전력을 공급받는 단상 소비자의 경우 더 큰 전압 변동은 소비자와 XNUMX선 네트워크, 변전소 연결 지점에서 해당 지역의 중성선이 끊어진 경우 발생합니다. 이 경우 위상 불균형으로 인해 콘센트의 전압이 수십 볼트에서 최대 선형 XNUMXV까지 달라질 수 있으며, 이는 필연적으로 콘센트에 연결된 거의 모든 복잡한 가전 제품에 손상을 줄 수 있습니다. 제안된 안정기는 네트워크의 극심한 전압 변동과 관련된 문제를 피하는 데 도움이 됩니다. 가정 조건에서 주 전압을 안정화하기 위해 철 공진 안정기가 주로 사용됩니다. 그들의 단점은 출력 전압의 정현파 형태의 왜곡 (예 : 냉장고를 이러한 안정기에 연결하는 것은 금지되어 있음), 상당한 무게 및 크기 표시기가있는 가정용 안정기 (300 ... 400W)의 제한된 전력, 부하 없이 작동할 수 없음, 네트워크의 고전압에서 좁은 안정화 범위 실패. 보상 전압 안정기는 이러한 단점이 없으며 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 하나.
네트워크의 전압 레벨을 모니터링하는 마이크로 컨트롤러(MK)의 제어 하에 트라이악 스위치 Q1-Q2을 사용하여 자동 변압기 T6 권선의 탭을 전환하여 수행되는 단계적 전압 보정 원리에 따라 작동합니다. 주전원 전압의 진폭을 추정하기 위해 스태빌라이저에 사용되는 방법은 구현하기가 매우 간단하며 이 애플리케이션에 대해 상당히 충분한 측정 정확도를 제공합니다. 그러나 장치의 가능한 사용에 많은 제한이 있습니다. 우선 주전원 전압 주파수는 일정하게 유지되어야 합니다(50Hz). 예를 들어 자율 디젤 발전기에서 전원이 공급되는 경우 이 조건을 위반할 수 있습니다. 또한 측정 정확도는 부하의 유도 특성이 뚜렷한 밀접하게 배치된 강력한 소비자가 작동하는 동안 발생하는 주전원 전압 파형의 비선형 왜곡이 증가함에 따라 감소합니다. 장치의 개략도가 그림 2에 나와 있습니다. 하나.
메모리에 기록된 프로그램에 따라 MK DD1은 각 주기(20ms)의 주전원 전압을 측정합니다. 분배기 R1R2에서 제너 다이오드 VD1을 통과하는 음의 반파는 제너 다이오드의 안정화 전압(이 경우 10V)에 의해 결정된 진폭으로 펄스를 형성합니다. 분배기 R3R4에서, 수신 신호의 진폭을 TTL 레벨로 감소시키면(그림 3) 이러한 펄스는 입력용으로 구성된 포트 A의 라인 0으로 옵니다.
트리머 저항 R4를 사용하여 MK 입력의 더 낮은 신호 레벨은 0,2로 설정됩니다. ..0,3V 아래의 로그 레벨. 0. 실온 및 안정화 된 공급 전압에서 CMOS 마이크로 회로의 디지털 입력이 로그 상태에서 전환되는 전압 레벨. 1은 로그의 상태입니다. 0(그리고 약간의 히스테리시스가 있는 0에서 1로 되돌아가는데, 이 경우 상수 값으로 인해 무시될 수 있음)은 거의 일정하게 유지됩니다. 그림에서 볼 수 있듯이. 3, 주전원 전압이 145에서 275V로 변경되면 로그에 해당하는 펄스의 지속 시간. 0, 약 0,5에서 6ms까지 다양합니다. 이러한 펄스의 지속 시간을 측정하여 MC 프로그램은 현재 기간의 주전원 전압 수준을 계산합니다. (R4.1은 다이어그램에 따라 엔진으로 출력되는 하단에서 저항 R4 부분의 저항입니다). 안정기를 켠 후 주전원 전압은 5초 동안 제어됩니다. 145 ... 275 V 범위에 있으면 녹색 LED HL2 "정상"이 깜박이고 그렇지 않으면 LED HL3 "낮음" 또는 HL1 "높음"이 켜집니다(주 전압 값에 따라 다름). 이 상태에서 안정기는 네트워크의 전압이 지정된 한계에 들어갈 때까지입니다. 5초 후에도 주전원 전압이 허용 가능한 한도 내로 유지되면 MK는 VS1 시미스터를 여는 명령을 내립니다. 이를 통해 T1 자동 변압기가 네트워크에 연결됩니다. 그 후 MK는 추가 0,5초 동안 주전원 전압을 제어 측정한 다음 측정 결과에 따라 트라이액 VS2-VS6 중 하나를 열어 부하를 자동 변압기의 1개 탭 중 하나에 연결합니다. MK를 사용한 트라이악의 갈바닉 절연은 사이리스터 광커플러 U6-UXNUMX에 의해 수행됩니다. 조정 과정에서 주전원 사인파의 반주기가 끝날 때 켜진 트라이액에서 개방 펄스가 제거됩니다. 그 후, MK 프로그램은 4ms 동안 일시 정지한 다음 개방 펄스를 다른 트라이액으로 보냅니다. 전환 트라이액 사이의 지연 기간은 프로그램 시작 시(상수 설명 블록에서) 지연 시간의 해당 값을 변경하여 늘릴 수 있습니다(프로그램 소스 코드의 주석 참조). 역률이 10 ... 15 미만인 유도 부하가 안정기에 연결된 경우 이 시간을 0,7 ... 0,8 ms로 늘려야 합니다. 주전원 전압이 허용 한계를 벗어나면 자동 변압기는 부하와 함께 트라이악 VS1에 의해 꺼집니다. LED HL1-HL8은 안정기의 상태와 네트워크의 전압 수준을 나타냅니다. 주전원 전압 U의 값에 따라 자동 변압기의 추가 권선 출력은 다음 순서로 전환됩니다. - U<145 V - 부하가 꺼져 있고 빨간색 LED HL3이 켜져 있습니다("낮음"). - 145 - 165 - 190 - 205 - 235 - 245 - 265 - U>275 V - 부하가 네트워크에서 분리되고 빨간색 LED HL1("높음")이 켜집니다. 주전원 전압이 자동 변압기의 탭 전환 임계값에 있는 경우 트라이액의 무작위 전환을 방지하기 위해 작동 중인 특정 "히스테리시스"가 프로그램에 도입되었습니다. 예를 들어 주전원 전압이 189V에서 190V로 증가하면 부하는 탭 "+20%"에서 "+10%"로 전환됩니다. 저자: S. Koryakov, Shakhty, Rostov 지역; 간행물: cxem.net
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