Этот высокоэффективный импульсный регулятор может использоваться для управления нагрузками в цепях переменного и постоянного тока и не требует реактивных L/C-компонентов. Регулятор может обеспечить коэффициент мощности, очень близкий к 1.
Схема (см. Рисунок 1) может использоваться для регулирования процессов нагрева устройств с некоторой тепловой инерцией, например, паяльника, терморезака, нагревателя и т.п. Схема легко масштабируется для многих других целей – от бытовых утюгов до промышленных процессов нагрева и сушки. Ее можно использовать и в качестве диммера для ламп накаливания.
 |
|
| Рисунок 1. | Простая схема регулятора для управления нагревом или освещением может использоваться для регулирования процессов нагрева с тепловой инерцией, таких как паяльник, терморезак, нагреватели и т.д. |
Лампа из-за малой тепловой инерции представляет собой особый случай. В течение нескольких миллисекунд нагрузка должна выдерживать импульсы напряжения при полной входной амплитуде. Такой режим может оказаться слишком суровым испытанием для лампы накаливания. Это значит, что номинальное напряжение лампы не должно быть ниже VIN.
Схема имеет на входе бесконденсаторный выпрямитель, поэтому обратное напряжение на диодах в два раза меньше, чем было бы при использовании сглаживающего конденсатора. Это позволяет использовать в мосте эффективные диоды Шоттки.
Выходное напряжение представляет собой последовательность однополярных импульсов – таким образом схема регулирует эффективное напряжение на нагрузке. Это напоминает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ); отличие заключается в непостоянной амплитуде выходных импульсов в случае, если входное напряжение переменное.
Вырабатываемые схемой однополярные импульсы усредняются цепочкой R1C1, и часть результирующего напряжения (R2/R8, R9, R10) сравнивается микросхемой TL431 (Q3) с ее внутренним опорным напряжением VREF. Если эта часть меньше VREF (2.5 В), транзистор Q2 замкнут, поэтому ключевой транзистор Q1 также замкнут, и нагрузка подключена. И наоборот, когда входное напряжение TL431 выше 2.5 В, оба транзистора Q2 и Q1 закрыты, и нагрузка отключена.
Величина напряжения VKA на катоде TL431 при входном напряжении большем 2.5 В плохо определена в документации; известно только, что оно будет около 2 В. Диоды D3 снижают напряжение на затворе открытого транзистора Q2 до значения менее 0.2 В. Диод D4 защищает схему от бросков напряжения, вызываемых индуктивностью нагрузки. Транзистор Q1 может использоваться без радиатора.
Если в схеме используется переменное входное напряжение VIN, то постоянная времени R1C1 должна быть больше периода переменного напряжения. Указанные на схеме номиналы компонентов приведены для переменного напряжения частотой 50 Гц. Потенциометр R8 можно дополнить шкалой, градуированной в вольтах. Простая схема на Рисунке 1 плохо подходит для очень больших нагрузок (порядка 100 Вт).
Для более тяжелых нагрузок предназначена более сложная схема на Рисунке 2.
 |
|
| Рисунок 2. | Еще один регулятор, который хорошо подходит для более тяжелых нагрузок порядка 100 Вт. |
Она имеет ряд отличий от предыдущей схемы, в том числе:
- «Полудрайвер» Q5, ускоряющий открытие транзистора Q1;
- Более эффективный источник вспомогательного напряжения (Q6, D1);
- Зеленый светодиод D2 (прямое напряжение около 2 В), используемый в качестве интерфейса между TL431 и Q2 вместо диодов D3 на Рисунке 1;
- Более быстрый диод D4.
Купить TL431 на РадиоЛоцман.Цены
