Непосредственное питание микроконтроллерного регулятора скорости вращения вентилятора от сети переменного тока

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2016

Abel Raynus

EDN

Для питания микроконтроллеров требуется постоянное напряжение от 2 до 5.5 В, которое легко получить с помощью батареи или вторичного источника питания. Однако в некоторых ситуациях устройства основанные на микроконтроллерах должны работать непосредственно от розетки сети переменного тока 120 или 220 В без понижающего трансформатора или выделяющего тепло гасящего резистора. На Рисунке 1 показан альтернативный вариант, в котором используется рассчитанный на сетевое напряжение пленочный конденсатор с полиэфирным или полипропиленовым диэлектриком, который служит реактивным сопротивлением, гасящим избыточное напряжение без дополнительных потерь энергии.

Рисунок 1.	В этом контроллере скорости вращения вентилятора постоянного тока емкостное реактивное сопротивление конденсатора C1 ограничивает величину переменного тока, не рассеивая дополнительной мощности.

Конденсатор C₁ емкостью 2 мкФ с рабочим напряжением 150 В обеспечивает снижение переменного напряжения до уровня, который можно подать на мостовой выпрямитель D₁. Огнестойкий металлопленочный резистор R₁ ограничивает броски тока и скачки напряжения, возникающие в сети при грозовых разрядах и резких изменениях нагрузки. В этом приложении величина переменного тока не превышает 100 мА с.к.з., поэтому для его ограничения будет достаточно резистора 51 Ом с допустимой рассеиваемой мощностью 1 Вт. 5-ваттный резистор R₂ сопротивлением 160 Ом и стабилитрон D₂ (1N4733A) обеспечивают стабилизированным напряжением 5 В микроконтроллер MC68HC908QT2 компании Freescale. На рисунке показана типичная схема управляемого микроконтроллером регулятора скорости вращения, в которой термисторный датчик измеряет температуру воздуха, а микроконтроллер управляет двигателем вентилятора.

Рисунок 2.	Двухдиодный выпрямитель и симистор, управляющий лампой, разделяют общий путь возврата тока.

На Рисунке 2 изображен регулятор интенсивности освещения, в котором двухдиодный выпрямитель и симистор, управляющий лампой накаливания, делят общий провод возврата тока. Для разделения путей возврата токов лампы и микроконтроллера можно использовать оптоизолированный драйвер симистора Fairchild MOC3021M (IC₂ на Рисунке 3). Во всех трех случаях в качестве индикатора использован светодиод Kingbright W934GD5V0 с встроенным токоограничивающим резистором (на схемах не показан).

Рисунок 3.	Оптоизолятор отделяет путь возврата переменного тока симистора от источника питания микроконтроллера.

Материалы по теме