Ступенчатые регуляторы мощности содержат генератор тактовых импульсов, десятичный счётчик-дешифратор с переключаемыми выходами, бистабильный узел и выходной силовой каскад. Регуляторы позволяют ступенчато регулировать мощность, выделяемую в нагрузке, от 0 до 100% с шагом в 10%.
Для регулировки мощности нагревательных элементов и источников оптического излучения повсеместно используют широтно-импульсную модуляцию, позволяющую плавно регулировать выходную мощность в нагрузке. В то же время зачастую встречаются ситуации, когда для обеспечения воспроизводимости результатов необходимо обеспечить строго дозированную ступенчатую регулировку мощности, выделяемой, например, нагревательным элементом [1–3].
На Рисунках 1–3 показаны варианты схем, позволяющих ступенчато регулировать мощность в нагрузке от 0 до 100% с шагом в 10%.
 |
|
| Рисунок 1. | Ступенчатый регулятор с шагом переключения мощности в нагрузке 10%. |
Регулятор мощности, Рисунок 1, содержит генератор тактовых импульсов на элементе DD1.1 микросхемы CD40106 и десятичный счётчик-дешифратор DD2 микросхемы CD4017. Как известно, при подаче на вход микросхемы счетчика тактовых импульсов сигнал «лог. 1» последовательно и закольцованно пробегает на выходах Q0–Q9. Первый из импульсов, снимаемый с выхода Q0, переключает состояние бистабильного узла, выполненного на транзисторах VT1 и VT3 2N7000.
Следующий импульс, выбираемый с выходов Q1–Q9 при помощи переключателя SA1, вновь переключает состояние бистабильного узла. Это позволяет ступенчато регулировать ширину выходных импульсов от 0 до 100% с шагом в 10%.
Силовой выходной каскад содержит транзистор VT2 2N7071.
На Рисунке 2 показан следующий вариант устройства подобного назначения. Он отличается использованием в качестве бистабильного узла логических элементов DD1.2 и DD1.3, а также транзистора VT2.
 |
|
| Рисунок 2. | Ступенчатый регулятор мощности с использованием микросхем CD40106 и CD4017. |
Еще более простая схема ступенчатого регулятора мощности с использованием элементов DD1.1–DD1.4 микросхемы CD4001 показана на Рисунке 3.
 |
|
| Рисунок 3. | Ступенчатый регулятор мощности с использованием микросхем CD4001 и CD4017. |
В регуляторах, Рисунки 1 и 2, тактовые генераторы устройств работает на частоте 100 Гц; в регуляторе, Рисунок 3, на частоте 50 Гц. Значения этих частот не критичны при работе устройств на активную нагрузку и при желании могут быть откорректированы выбором номиналов R1C1.
Выходной силовой транзистор устройств 2N7071 может быть заменен на аналог с учетом особенностей нагрузки. Параллельно истоку-стоку этого транзистора, если это не предусмотрено в самом транзисторе, при работе на индуктивную нагрузку следует подключить защитный диод, например, 1N4007, анодом к общему проводу.
Литература
- Мовсум-Заде К. Ступенчатый регулятор мощности. Радио. 2005. № 12. С. 39.
- Заец Н.И. Электронные самоделки. Для быта, отдыха и здоровья. М.: Солон-Пресс, 2005. 304 с.
- Карнаухов Д.А. Регулятор мощности для паяльника. Радиоконструктор. 2011. № 2. С. 20–21.
Купить CD4001B на РадиоЛоцман.Цены
