Элементарный преобразователь частоты

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Ответить
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Есть желание реализовать схему простейшего преобразователя частоты ~220v мощностью до 50 Вт, с регулировкой частоты от 20 до 50 герц, для питания синхронного двигателя с ротором на постоянном магните аквариумной помпы.
Ищу схему удовлетворяющую следующие требования:

- простота реализации
- минимальное количество элементов
- доступность элементов
- высокая повторяемость реализации
- максимально возможный КПД
- напряжение на входе ~220v (бытовая сеть)
- напряжение на выходе ~220v (прямоугольный)
- максимальная мощность нагрузки 50-60 Вт.
- реальная мощность нагрузки аквариумная помпа 30-40 Вт. При номинальных параметрах сети питания.

После поиска в сети нашел два варианта:

1) http://radiokot.ru/circuit/power/converter/14/

2) http://radiostorage.net/?area=news/431


Но эти самые простые из найденных в сети вариантов, все же не настолько просты в реализации для дилетанта. В следствии этого обратился к схеме самого простого из найденных преобразователей 12/200v: http://www.mycircuits9.com/2012/06/simp ... -230v.html

со схемой:

Изображение

Спецификация:

IC1 - NE555
Q1 - TIP 41A(NPN)
Q2 - TIP 42A(PNP)
T - Stepup Transformer
R1 - 10KΩ
R2 - 150KΩ
C - 0.1μF
C1 - 0.01μF
C2 - 2700μF

Калькулятор частоты генератора для подбора элементов: http://www.mycircuits9.com/2012/06/asta ... uency.html


Я предполагаю, что данную схему, в принципе, можно использовать без переделки для заявленных мной целей, запитав ее например от блока питания ноутбука. Но хотелось бы ее упростить, убрав трансформатор и запитав транзисторы от выпрямленного 220v.
В связи с этим встают вопросы:

1) Какие транзисторы можно использовать в замен указанных в спецификации схемы для управления постоянным 220v?

2) Можно ли понизить напряжение питания генератора в этой схеме и на сколько?

3) будет ли работать эта схема после такой переделки?

4) Как посчитать КПД этой схемы и какие меры принять для достижения максимально возможного КПД?
Реклама
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Возьми схему преобразователя на микросхеме IR2153, пересчитай частотозадающие элементы под вашу частоту и всё. Схем в инеие полно.
На таймере такое не получится.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Реклама
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Телекот писал(а):... На таймере такое не получится.
Почему???
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Потому что транзисторы включены по схеме повторителей напряжения. То есть они повторяют напряжение которое выдаёт таймер только усиливают его по току. А таймер не сможет дать напряжение больше его питания.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Телекот писал(а):Потому что транзисторы включены по схеме повторителей напряжения. То есть они повторяют напряжение которое выдаёт таймер только усиливают его по току. А таймер не сможет дать напряжение больше его питания.
Прошу извинить дилетанта, но я предлагал в первом посте темы оставить базу транзисторов, как есть, а управляемую цепь отключить от общей цепи питания схемы, сделав отдельную цепь питания от выпрямителя 220v. в этом случае транзисторы будут управлять током 220v. Или я ошибаюсь???
Реклама
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Транзисторы включены по схеме повторителей (сигнал снимается с эмиттеров), они повторяют сигнал поданный на базы не зависимо от какого напряжения они питаются. Если таймер выдаёт импульсы амплитудой 12в то и на выходе будет примерно такое же напряжение, хоть от 1000в питай транзисторы.
Вам надо почитать как работает транзистор и тогда пробовать изобретать схемы. Сейчас можно только повторять чужие не чего не меняя.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Реклама
Встал на лапы
Сообщения: 98
Зарегистрирован: Вс июл 24, 2011 11:10:08
Откуда: Ростов-на-Дону

Сообщение Vladimir_l9 »

Наверно ТС хотел связать генератор с высоковольтными ключами с помощью трансформатор. но проще будет сделать на ir2153 но есть несколько моментов в даташите на микросхему график частоты начинается с 60 гц, будет ли она нормально работать начиная с 20 гц. И второе при уменьшении частоты подаваемого тока на двигатель напряжение так же должно уменьшаться. а после диодного моста и так под 300 будет((
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Vladimir_l9 писал(а):И второе при уменьшении частоты подаваемого тока на двигатель напряжение так же должно уменьшаться. а после диодного моста и так под 300 будет((
Наоборот будет недонапряжение на частотах близких к 50Гц так как с полумоста снимается половина питания.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 39197
Зарегистрирован: Сб сен 13, 2014 16:27:32
Откуда: СпиртоГонск созвездия Омега

Сообщение musor »

мотор аквапомпы имеет заслонку для регулятора потока -применять для него ЧАСТОТНИК НЕОБРАВДАНАЯ НИЧЕМ РОСКОЩЬ
можете сделать старт стопный режим..
даже в фонтанчике-хватает щтатной заслонки
ну а при уровне ТС -толко готовое купить
ZМудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет.и МЧС опаздает
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

musor писал(а):мотор аквапомпы имеет заслонку для регулятора потока -применять для него ЧАСТОТНИК НЕОБРАВДАНАЯ НИЧЕМ РОСКОЩЬ
можете сделать старт стопный режим..
даже в фонтанчике-хватает щтатной заслонки
ну а при уровне ТС -толко готовое купить
Спасибо за указание на мой уровень в электронике. Но свой уровень (нулевой) я и сам знаю , что и указал в первом посте темы.
А о целесообразности решения поставленной в теме задачи, извините, не Вам судить, есть факторы которые превышают затраченные на решение время и деньги.
Если интересно, то о целесообразности могу предметно написать, но это не связано со схемотехникой.
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Vladimir_l9 писал(а):Наверно ТС хотел связать генератор с высоковольтными ключами с помощью трансформатор. ...
Нет, напротив, я предполагал, что можно как то избавится от трансформатора, упростив схему.

Vladimir_l9 писал(а):... но проще будет сделать на ir2153 ...
Это упростит схему и позволит обойтись без трансформатора???
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Да.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Телекот писал(а):Да.
Спасибо.

Если можно, то дайте пожалуйста ссылку на возможную схему. Или приведите эту схему здесь с номиналами элементов для моей цели.
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Уважаемый Телекот, нашел в сети вот такую полностью бестрансформаторную схему:

Изображение

Отсюда: http://x-shoker.ru/news/moshhnyj_genera ... -04-11-288

Или такая же но с регулировкой частоты:

Изображение

Отсюда: http://elec-prog.narod.ru/schems/half-b ... ertor.html

Можно ли ее использовать для моих целей (см. 1 пост) без переделки??? Или необходимо изменять номиналы и типы элементов? Что можно упростить?
Встал на лапы
Сообщения: 98
Зарегистрирован: Вс июл 24, 2011 11:10:08
Откуда: Ростов-на-Дону

Сообщение Vladimir_l9 »

Лень было рисовать полностью, изменил частями. Будут вопросы пишите
Вложения
регулятор частоты.png
(60.08 КБ) 943 скачивания
2.png
(4.31 КБ) 896 скачиваний
регулятор ч.png
(4.65 КБ) 949 скачиваний
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Берёте вторую схему. Резистор R2 меняете на цепочку из постоянного резистора на 6,8к и переменного резистора 8,2к. Конденсатор С3 ставете на 2мкФ, С4 на 50мкФ, С5 на электролит 47мкФ 400в.
И можете пользоваться соблюдая технику безопасности. Делать измерения можно только питая устройство через разделительный трансформатор. При эксплуатации ось переменного резистора должна быть изолирована пластиковой ручкой.
Vladimir_l9 Резистор такого номинала ставить нельзя так как входное сопротивление микросхемы достаточно низкое и частота будет плавать. Лучше увеличить конденсатор.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Встал на лапы
Сообщения: 98
Зарегистрирован: Вс июл 24, 2011 11:10:08
Откуда: Ростов-на-Дону

Сообщение Vladimir_l9 »

Телекот писал(а):Лучше увеличить конденсатор.
Да вы правы. я просто даташит смотрел подумал что микросхеме станет плохо от большой емкости. Если сопротивление переменное поставить 8,2 к то частота будет от 23гц чтоб частота была от 20 гц то нужно ставить 11к, если конечно это существенно в данном случае.
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2015 18:58:10

Сообщение kichrot »

Большое спасибо за схему! все устраивает и по цене и по сложности реализации.

Но вернусь к вопросам из первого поста:

1) Как посчитать КПД данной схемы?
2) Что необходимо изменить в схеме (подбор элементов) чтобы добиться максимального КПД схемы?
Встал на лапы
Сообщения: 98
Зарегистрирован: Вс июл 24, 2011 11:10:08
Откуда: Ростов-на-Дону

Сообщение Vladimir_l9 »

кпд тяжеловато будет посчитать но на вскидку около 95 я думаю будет.
-если микросхему запитать от отдельных 15 вольт а не через R1, то можно избежать потерь на этом сопротивлении но это усложнит схему, я бы посоветовал увеличить сопротивление r1 (меньше греться будет) так как частота переключения ключей маленькая.
-взять ключи с меньшим сопротивлением открытого канала, но выигрыш будет не значительным, не стоит оно того.
первое включение производите через лампочку ватт 60-100 (в разрыв провода перед диодным мостом) если все правильно собрано то лампочка вспыхнет а потом будет еле светиться.
Последний раз редактировалось Vladimir_l9 Пт сен 18, 2015 12:47:49, всего редактировалось 1 раз.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 36290
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Откуда: г.Мариинск

Сообщение Телекот »

Для уменьшения потерь на резисторе можно его подсоединить не 310в, а к переменки и уменьшить сопротивление до 15к. Это процентов на 20 уменьшит потери на резисторе.
Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
Ответить

Вернуться в «Питание»