Плавный пуск трансформатора своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Схема плавного включения питания (софт-старт или ступенчатое включение) для усилителя мощности НЧ или другого устройства. Это простое приспособление позволяет повысить надежность вашей радиоаппаратуры и уменьшить помехи в сети в момент включения.
Принципиальная схема
Любой блок питания радиоаппаратуры содержит выпрямительные диоды и конденсаторы большой емкости. В начальный момент включения сетевого питания происходит импульсный скачок тока — пока идет заряд емкостей фильтра.
Амплитуда импульса тока зависит от величины емкости и напряжения на выходе выпрямителя. Так, при напряжении 45 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора может составить 12 А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания.
Для устранения опасности выхода этих элементов из строя путем уменьшения броска тока в момент первоначального включения и служит приведенная на рисунке 1 схема. Она также позволяет облегчить режимы и других элементов в усилителе на время переходных процессов.
Рис. 1. Принципиальная схема плавного включения источника питания с применением реле.
В начальный момент, когда подано питание, конденсаторы С2 и С3 будут заряжаться через резисторы R2 и R3 — они ограничивают ток до безопасного для деталей выпрямителя значения.
Через 1. 2 секунды, после того как зарядится конденсатор С1 и напряжение на реле К1 возрастет до величины, при которой оно сработает и своими контактами К1.1 и К1.2 зашунтирует ограничительные резисторы R2, R3.
В устройстве можно использовать любое реле с напряжением срабатывания меньшим, чем действует на выходе выпрямителя, а резистор R1 подбирается таким, чтобы на нем падало "лишнее" напряжение. Контакты реле должны быть рассчитаны на действующий в цепях питания усилителя максимальный ток.
В схеме применено реле РЭС47 РФ4.500.407-00 (РФ4.500.407-07 или др.) с номинальным рабочим напряжением 27 В (сопротивление обмотки 650 Ом; ток, коммутируемый контактами, может быть до 3 А). Фактически реле срабатывает уже при 16. 17 В, а резистор R1 выбран величиной 1 кОм, при этом напряжение на реле будет 19. 20 В.
Конденсатор С1 - 2200мкФ, типа К50-29-25В или К50-35-25В.
Резисторы R1 типа МЛТ-2, R2 и R3 типа С5-35В-10 (ПЭВ-10) или аналогичные. Величина номиналов резисторов R2, R3 зависит от тока нагрузки, и их сопротивление может быть значительно уменьшено.
Примечание: емкость конденсатора С1 подбирается в пределах 1000-2200мкФ, он должен быть рассчитан на большее напряжение чем то, которое получится на реле после подбора резистора R1 - с запасом на 25В, 50В или 63В. Это понадобится если вы решите использовать другое реле, с рабочим напряжением больше чем 25В.
Улучшенная схема устройства
Вторая схема, приведенная на рис. 2, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости.
Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов.
Рис. 2. Улучшенная принципиальная схема плавного включения источника питания УМЗЧ.
Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47. 300 Ом). Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1.
В завершение
Приведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления.
По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые.
- PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН.
- Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет.
- Проекты с открытым исходным кодом - доступ к тысячам открытых проектов в сообществе PCBWay!
Если подключить например к унч АГЕЕВА 60вт. схему (рис.1),то чтобы иметь плюс 25в.и минус 25в. относительно ОП в точке соед. VD3;VD4 ;R1 - будет не плюс 25в. а плюс 50в. Я не прав? СПАСИБО.
На рисунке 1 собран двухполярный выпрямитель, на выходе которого получается два напряжения 25В с общей точкой соединения.
Если к выходам схемы, обозначенным как -25В и +25В, подключить вольтметр, то он покажет значение напряжения 50В.
Значит выход из диодного моста указан неправильно.
Александр, выпрямители на схемах Рис. 1 и рис. 2. собраны ВЕРНО.
Возможно вы не совсем разобрались что такое двухполярный источник питания и как он работает. Вот рисунок, объясняющий откуда берутся напряжения 25В и 50В.
Обязательно нужно учитывать общий вывод который еще называют землей - он является плюсом и минусом для каждой половинки питающих напряжений по 25В.
Вот еще схема биполярного выпрямителя с емкостями, которые поднимают выпрямленное напряжение:
Небольшое описание схемы этого выпрямителя есть у нас на форуме.
Вот пример подключения устройства с Рис. 1 к схеме усилителя низкой частоты на транзисторах Н. Рекунова:
Использование реле РЭС-47 в схеме (рис.1) не лучший вариант. Я бы предложил использовать реле РЭП 17-Т85 два шт. соединённых последовательно. Контакты у них приличные ,, плюхи ,, на 8А и срабатывает уже при 12в.
Что такое двух полярное питание я знал 50 лет тому назад, когда ходил в кружок ДОМА ПИОНЕРОВ. На схеме реле запитано без общего провода. ВЫ писали где на схеме плюс и минус 25в. там 50в. Это для того, что бы запутать америкосов.
Думаю автор никого не хотел запутать.
Дело в том, что рабочее напряжение срабатывания некоторых реле, в том числе и серии РЭС-47 с разными паспортами, может быть в пределах 21-36В. Возможно поэтому было решено питать реле через специально подобранный резистор от 50В, а не от 25В. Такое решение позволяет использовать разные доступные электромагнитные реле, например с питанием 30В и т.п.
Плохо в этом решении то, что на резисторе R1 будет падать большая часть напряжения 50В и он будет достаточно сильно нагреваться - не зря по мощности на схеме Рис. 1. он обозначен на 2 Ватта.
Если использовать реле с рабочим напряжением на 12В, то лучше подключить R1+K1 к общему выводу для питания от 25В:
Александр, похоже что вы подразумевали именно этот неочевидный момент. Спасибо.
Напряжение для С1 убрано из схемы на Рис. 1., в статье добавлено примечание по его параметрам.
Вот теперь чукча доволен. Он же что видит на мультиметре о том и поёт. Пожалуйста объясните для чего подбирать гасящие резисторы? Я уже выписал на АЛИ. 4шт. на 15ом 10вт. такие золотистые и крепление под два винтика. Наверное поспешил, надо было у ВАС проконсультироваться.СПАСИБО.
После включения питания конденсатор С2 разряжен и начинает быстро заряжаться. В этот начальный момент ток в цепи через резистор R2 будет максимальным, как будто вместо C2 включили перемычку. Этот ток можно посчитать по формуле закона Ома: I = U/R = 25В/15Ом = 1.66А.
Мощность, рассеиваемая на резисторе в этот момент: P = 25В*1,66А = 41,5Вт.
Если взять резистор на 5Вт, то после некоторого времени работы с постоянной нагрузкой в таком режиме он бы задымился и перегорел.
То же самое и со вторым конденсатором C3 и резистором R3.
Но пиковый ток в этой схеме будет течь через резисторы лишь малую часть секунды. Дальше, по мере заряда электролитических конденсаторов, ток через гасящие резисторы будет плавно снижаться.
Для полного заряда C2 и C3 достаточно пары секунд, после чего резисторы блокируются контактами реле и ток через них течь уже не будет.
Время задержки и плавного включения питания зависит от емкости конденсатора C1, подбирая ее добиваются срабатывания реле через 1,5-3 секунд с момента включения.
Чем больше емкость конденсатора C2 и С3 - тем длительнее действие пикового тока нужно для их зарядки за те же 1,5-3 секунд. Если C2 и С3 планируете ставить по 20000мкФ, 40000мкФ или более, то мощность резисторов R2 и R3 нужно увеличить.
Если на выходе питающего устройства нужны напряжения больше чем по 25В, например по 48В - тогда сопротивления R2 и R3 нужно немного увеличить, чтобы уменьшить пиковый ток через них.
С расчетом на напряжение +-25В с конденсаторами C2 и С3 по 10000мкФ, сопротивления R2 и R3 можно выбрать в пределах 15-30 Ом. Мощности резисторов на 10Вт должно хватить. Каждый из резисторов по 15 Ом 10 Вт можно получить из двух параллельно включенных резисторов по 30 Ом на 5 Вт.
Если в процессе настройки окажется что эти резисторы сильно нагреваются, то их можно установить на небольшой радиатор.
Поскольку Вы покупали на Али, то нельзя исключать что там могли сэкономить-обмануть и внутри корпусов этих резисторов установить обычные резисторы на 1-2Вт.
Поэтому сначала рекомендуем проверить эти резисторы, подав на них 12-24В с блока питания на несколько секунд, контролируя ток в цепи и наблюдая за их нагревом.
ВЫ меня конечно извините, но ВЫ подали со средней точки вторичной обмотки переменное напряжение на R1. И ещё в ВАШЕМ примечании ВЫ советуете подобрать С1 на напряжение МЕНЬШЕ,чем то которое получится на реле. Чукча установил бы С1 на 63в.и вместо R1 - авиационная лампочка на 2,4вт.--4,8вт. с приборной доски самолёта и не трогать средний вывод вторичной обмотки. И БУДЕТ ВАМ СЧАСТЬЕ.
В схеме вторичные обмотки трансформатора подключены к диодному мосту, а после него есть сглаживающие конденсаторы. Поэтому если снимать напряжение с точки соединения обмоток и с любого из выходов +- диодного моста, то напряжение там будет постоянное!
Вот схемы двух простых выпрямителей из статьи Простейшие пусковые устройства 12В для авто на основе ЛАТРа:
Однополупериодная схема.
Двухполупериодная схема со средней точкой.
Посмотрите как строятся выпрямители с диодами и диодным мостом из статьи Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других.
Также поищите в интернете другие примеры построения мостовых двуполярных выпрямителей для усилителей НЧ, увидите что везде принцип построения один и тот же самый, что и здесь.
Если нет трансформатора с двумя вторичными обмотками, то можно использовать два отдельных одинаковых трансформатора с двумя диодными мостами:
Насчет С1 "напряжение меньше" - опечатка, должно быть "больше". Уже исправлено, спасибо!
Большое спасибо. Можно было бы установить маленький диод со средней точки тр. Объясните пожалуйста диод параллельно обмотке реле не помешает? СПАСИБО.
Диод параллельно обмотке реле нужен только в схеме на Рис. 2. Он защищает переходы транзистора от пробоя обратным напряжением, которое возникает в обмотке реле. В схеме на Рис. 1. диод устанавливать не нужно.
Большое ВАМ спасибо за ответ, но я спрашивал - не навредит работе схемы диод на реле в схеме рис.1. СПАСИБО.
журнал РАДИО №1 - 82г. стр.53.
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста какую схему лучше паять первую или последнюю. СПАСИБО.
Любой из вас сталкивался с тем, что при подключении того или иного бытового прибора в сеть, в розетке образовалась искра, если прибор слишком мощный, то возможны даже образование просадки напряжения в сети. Это было заметно в эпоху ламп накаливания, когда нить накала тускнела при запуске например холодильника или болгарки.
Электроинструменты, адаптеры питания всяких устройств и большая часть бытовой техники при подключении в сеть в самом начале, на очень короткое время потребляет от сети очень большой ток, в десятки и даже в сотни раз превосходящий их номинальный рабочий. Это называется пусковым током и очень часто двигатель вашей стиральной машинки или блок питания компьютера выходит из строя именно в момент включения в сеть.
В импульсных блоках питания имеются емкие конденсаторы, когда вы подключаете блок в сеть, то эти конденсаторы заряжаются колоссальным током который нужно ограничить. Естественно производители кое-как ограничивают пусковые токи применяя терморезисторы, но этого недостаточно.
Тоже самое с двигателем холодильника, стиральной машинки, электродрели и так далее, в них тоже довольно часто применяются некие системы для смягчения запуска, но с учетом того, что современный рынок рассчитан на дурака, естественно качество используемых компонентов в ваших приборах на очень низком уровне.
Тонкие провода, которыми мотаются обмотки двигателей часто сгорают не выдерживая большие пусковые токи, да и электроника тоже не вечная.
Предлагаю вам систему плавного пуска, которая в разы продлит срок службы любого бытового прибора.
Данная схема обеспечивает плавный запуск нагрузки с задержкой включения. Она собрана на основе реле. Контакты реле не вечные, но несколько лет они прослужат.
Если эта система будет использоваться для плавного пуска электроинструмента, то в качестве выключателя нужно задействовать кнопку на самом инструменте.
При замыкании выключателя, питание от сети через мощные токоограничивающие резисторы поступет на нагрузку, например электродрель.
Эти резисторы сами по себе ограничивают ток и дрель плавно запускается без рывков и скачков напряжения, через некоторое время срабатывает система задержки и реле замкнётся, питание на нагрузку поступит по контактам реле, минуя резисторы. К этому времени дрель уже работала, правда крутилась не на полную мощность, после срабатывания реле, на нее поступает полное напряжение от сети. Иными словами при включении дрель слабым напряжением немного раскрутилась, этим исключив большой пусковой ток, затем блок подал полное напряжение.
Тоже самое будет если через этоустройство подключить компьютерный блок питания - сначала встроенные в блок питания конденсаторы плавно будут заряжаться через резисторы, и как только они будут заряжены сработает реле и поступит полное питание, а так как конденсаторы уже заряжены исключается пусковой ток.
Компоненты
- Резистор на 220 Ом можно вообще исключить из схемы заменив перемычкой;
- Конденсатор пленочный, с напряжением 250 -400 вольт, емкость от 0,33 мкФ до 1мкФ;
- Электролитические конденсаторы нужно взять с напряжением 25-35 вольт, первый конденсатор задействован в качестве фильтра питания и его емкость может быть от 47 до 470мкФ. От емкости второго конденсатора зависит время задержки срабатывания реле, чем больше емкость, тем больше задержка и наоборот;
- Транзистор - практически любой обратной проводимости с током коллектора от 1 Ампер, в моем случае это BD139;
- Стабилитрон мощностью 1Вт, с напряжением стабилизации от 12 до 24 Вольт;
- Ограничительные резисторы могут иметь сопротивление от 10 до 33 ом, желательно взять на 15-20 ом. Ток ограничения схемы можно рассчитать по закону Ома;
- Реле с катушкой 12 Вольт, ток реле зависит от ваших потребностей, если использовать реле на 10А, то к схеме можно подключать нагрузки с мощностью около 2-х киловатт.
Силовые дорожки на печатной плате обязательно нужно усилить припоем.
Любопытное устройство выполнено в виде простейшего дискретного регулятора и предназначено для двухступенчатого увеличения электрической мощности, подаваемой на лампочку или иную нагрузку от источника постоянного тока. В момент подачи напряжения питания регулятор принудительно ограничивает ток, протекающий через нагрузку. Затем, спустя некоторое время, скачком увеличивает его до максимального.
Отличается: простотой схемы, так как не содержит ни микросхем, ни транзисторов; применением недорогих и легко доступных компонентов; допускает изменение как мощности нагрузки, так и интервала времени задержки на промежуточном уровне.
Принципиальная схема
Электрическая схема регулятора приведена на эскизе.
Для создания напряжения питания используется 12-вольтовая батарея или лабораторный источник. Изменением напряжения питания можно также менять максимальную мощность подключаемой нагрузки.
Элементная база
При сборке схемы может потребоваться подбор сопротивлений как постоянного резистора R1, так и термистора Rt1. При слишком быстром переключении нагрузки в режим максимальной мощности следует увеличить номинал термистора, при медленном переключении уменьшается номинал токоограничивающего резистора R1.
Монтаж схемы
Функционирование регулятора
Регулятор работает следующим образом. В момент подачи напряжения питания ток через нагрузку задается падением напряжения на обмотке реле Р1, определяемым, в свою очередь, напряжением источника и сопротивлениями последовательно включенных резистора R1 и термистора Rt1. На нагрузку поступает промежуточная мощность, что отмечается горящим светодиодом Vd1.
При нагреве Rt1 сопротивление цепочки R1-Rt1 падает, ток через обмотку реле Р увеличивается, срабатывает контакт К1, который накоротко замыкает термистор Rt1 и надежно переводит реле Р1 во включенное состояние. Дополнительно разрывается цепь протекания тока через светодиод Vd1, который гаснет.
Работа схемы с двигателем постоянного тока.
Подается полная мощность через промежуток 3-5 секунд.
Смотрите видео
Привет народ.Сгородил я себе блок питания для РА на 3000 в.Возникла проблема-при включении иногда вырубают пробки и горит предик.Схема стандартная с емкостью в 40 мкф.На емксоть повесил 3 последовательно соединенных сопротивления по 910 ком 2 ватта,чтобы емкости разряжались.Включал без нагрузки.Я так понимаю это от большого пускового тока.Как сделать помягче?
Миниатюры
резистор и реле в первичке силового трансформатора (вместо реле и тумблер можно поставить)
Менял.Проблем с трансом нет.
резистор и реле в первичке силового трансформатора (вместо реле и тумблер можно поставить)
У меня аналогично было на транзисторном усилке. U-70в I-3а. Горел предохранитель. Ёмкость была 40000mkf. Поставил реле срабатывающая на 35 вольт. Пока реле не сработает зарядка конденсаторов идёт через резистор после срабатывания резистор закорачиваеться. Может быть что то в таком духе можно и там.
Если без наворотов,поставить еще один тумблер и конденсатор микрофарад 6-10.Первым вклучение через кандер,затем вторым напрямую.
С реле это понятно. Но вот есть проблема :БП расчитан на работу с РА потребляющим 3000 в и 1 А,то есть 3 квт.Ток по сетевой обмотке трансформатора до 15 А. И какие контакты должны быть у реле?
У меня раньше работал блок на 2500 в и 1,5 А и без всяких заморочек с включением.Правда там трансформаторов было 4 и емкости бумажные,а не электролитические.Сетевой предик не выбивал даже когда стреляла лампа.
Читайте также: