В помощь радиолюбителю. Выпуск 9

Никитин Вильямс Адольфович

Рис. 33. Принципиальная схема таймера для управления вентилятором

Для включения вентилятора Ml следует нажать кнопку SB1. Часть выпрямленного диодным мостом VD1 напряжения с резистора R3 подается на параметрический стабилизатор R4, VD3.C2 для питания схемы таймера, а напряжение с резисторов R2 и R3 через диод VD2 заряжает конденсатор С1. Положительный перепад напряжения включения благодаря наличию элементов С3, R5, С4, R6 образует на выводе 3 интегрального счетчика DD1

импульс, который устанавливает на выводе 5 низкий уровень. Благодаря этому отпираются транзисторы VT2 и VT3, что приводит к срабатыванию реле К1, которое своими контактами К1.1 включает тиристор VS1. В результате вентилятор начинает работать, а питание схемы при отпускании кнопки SB1 не прерывается.

Микросхема К176ИЕ5 содержит генератор прямоугольных импульсов, период повторения которых определяется элементами R7, R8, С5, и 15-разрядный двоичный делитель частоты этих импульсов с выходом на вывод 5. Поэтому через определенное время на выводе 5 микросхемы появится высокий уровень, которым запрется транзистор VT1, за ним — VT2, обесточится реле, разомкнется тиристор, вентилятор остановится и будет снято питание с таймера.

При указанных на схеме параметрах элементов R7, R8, С5 генератор выдает импульсы с периодом повторения 20 мс, и после деления частоты на 2¹⁴ = 16384 задержка отключения вентилятора получается примерно равной 6 мин.

В качестве электромагнитного реле К1 можно использовать РЭС9, паспорт РС4.524.029-00, РС4.524.029-01, РС4.524.029-07 или РС4.524.029-09 (прежняя нумерация этих паспортов — РС4.524.200, РС4.524.201, РС4.524.209, РС4.524.213).

Размещение элементов схемы на печатной плате показано на рис. 34

Рис. 34. Печатная плата таймера для управления вентилятором

Приложение

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Нормальная работа всех активных элементов радиоэлектронной аппаратуры — транзисторов, тиристоров и микросхем — рассчитана на питание постоянным напряжением. Но такие источники тока, как батареи сухих элементов и аккумуляторы, недолговечны, расходуют запасенную ими электрическую энергию и поэтому нуждаются в периодической замене или подзаряде. Отсюда химические источники электрической энергии могут считаться приемлемыми исключительно для питания носимой аппаратуры или аппаратуры, эксплуатируемой в условиях отсутствия постоянных источников тока. Питание стационарной профессиональной и бытовой аппаратуры удобнее осуществлять от сети переменного тока, используя для этого преобразователь переменного напряжения в постоянное. Таким преобразователем и является выпрямитель.

Различные транзисторы, микросхемы и другие приборы рассчитаны на питание разными напряжениями, поэтому наличие в электросети именно переменного напряжения оказывается очень удобным, так как при помощи трансформатора на его вторичных обмотках из стандартного напряжения сети 220 В легко можно получить любые другие значения напряжений. Получить же различные напряжения при наличии сети постоянного тока оказалось бы значительно сложнее.

Простейшим выпрямительным устройством является однополупериодный выпрямитель, схема которого приведенная на рис. 35.

Рис. 35. Схема однополупериодного выпрямителя и форма напряжений

Ее отличительной особенностью является то, что диод пропускает ток только в течение одной половины периода переменного напряжения, когда оно положительно на верхнем по схеме выводе вторичной обмотки трансформатора. Поэтому схема и называется однополупериодной.

Если бы параллельно нагрузке R не был

подключен конденсатор С, форма напряжения на нагрузке была бы такой, как показано штриховой линией, и напряжение вместо постоянного на нагрузке было бы пульсирующим. Конденсатор сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. После включения при первом же положительном полупериоде конденсатор быстро заряжается. Ток заряда течет по вторичной обмотке трансформатора через открытый диод, конденсатор и обратно к вторичной обмотке. Сопротивление этой цепи мало и определяется сопротивлением обмотки и открытого диода. Поэтому заряд конденсатора происходит быстро.

В точке А напряжение заряженного конденсатора почти равно напряжению на обмотке, а в дальнейшем оказывается больше его, из-за чего диод запирается и заряд конденсатора прекращается. Теперь начинается разряд конденсатора на нагрузку R. Сопротивление нагрузки значительно больше, чем сопротивление цепи заряда. Поэтому разряд конденсатора происходит медленно, до точки Б, когда напряжение на обмотке трансформатора вновь становится больше напряжения на конденсаторе, и вновь начинается его заряд. Результирующее напряжение на конденсаторе и нагрузке показано сплошной линией. Оно содержит постоянную составляющую (собственно выпрямленное напряжение) и переменную составляющую, которая называется напряжением пульсаций. Очевидно, что чем меньше сопротивление нагрузки (или чем больше потребляемый нагрузкой от выпрямителя ток), тем больше амплитуда пульсаций и меньше выпрямленное напряжение, так как в таком режиме точка Б будет располагаться ниже. Чем больше емкость конденсатора, тем медленнее он станет разряжаться и тем меньше будет амплитуда пульсаций и больше выпрямленное напряжение. Поэтому в схемах выпрямителей используют электролитические конденсаторы большой емкости.

Наибольшее выпрямленное напряжение определяется амплитудой переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора. По этой причине рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее этого значения напряжения.

Выбор диода в этой схеме связан со следующими требованиями. Средний выпрямленный ток диода равен току нагрузки. Прямой импульсный ток диода равен отношению амплитуды напряжения на вторичной обмотке трансформатора к сопротивлению этой обмотки. Наконец, во время отрицательного полупериода к диоду прикладывается обратное напряжение, равное удвоенной амплитуде напряжения на вторичной обмотке.

Недостаток однополупериодной схемы выпрямления очевиден: из-за большого промежутка времени между моментами А и Б, который несколько превышает половину периода, конденсатор успевает заметно разрядиться, что приводит к повышенной амплитуде пульсаций выпрямленного напряжения. Дальнейшее сглаживание этих пульсаций затруднено тем, что частота пульсаций равна частоте сети питающего напряжения 50 Гц. В связи с этим выпрямители, собранные по однополупериодной схеме, используются лишь при больших сопротивлениях нагрузки, то есть при малом токе потребления, когда постоянная времени разряда конденсатора велика и он не успевает заметно разряжаться за время отрицательных полупериодов напряжения.

Указанные недостатки выражены слабее в двухполупериодной схеме выпрямления, которая показана на рис. 36.

Рис. 36. Схема двухполупериодного выпрямителя и форм напряжений

Здесь используются два диода и вдвое увеличена вторичная обмотка трансформатора, оснащенная средней точкой. В течение одного полупериода конденсатор заряжается через один диод, а второй в это время заперт, в течение второго полупериода второй диод отпирается, а первый заперт. Форма напряжения на нагрузке при отсутствии конденсатора показана штриховой линией, а при наличии конденсатора — сплошной. Время, в течение которого конденсатор разряжается, уменьшено в этой схеме более чем вдвое. По этой причине выпрямленное напряжение получается больше, а амплитуда пульсаций значительно меньше, чем при использовании однополупериодного выпрямителя. Существенно также и то, что частота пульсаций вдвое превышает частоту питающей сети и составляет 100 Гц, что значительно облегчает последующее их сглаживание.