Добрый день.

Хочется сделать собственный управляемый регулятор переменного напряжения, который выдавал бы такое синусоидальное напряжение, как мне захочется по программе в диапазоне 140-260 В (на входе можно сделать как 140, так и 260 В), с шагом не более 5% (а лучше 3%).

Насколько я понимаю, бюджетные стабилизаторы делают это, коммутируя нужную обмотку вольтодобавочного трансформатора в сеть, судя по описанию, посредством реле.

Правда у Ресанты серии СПН, заявлено регулирование в течении 5-7 мс.

Признаться, я не могу догнать, как можно сделать регулирование 50 Гц сигнала за 5-7 мс посредством реле - ведь однозначно при попытке одновременно разомкнуть одни реле и замкнуть другие, реле будут залипать и гадить (коротить обмотки транса), и вся эта конструкция очень быстро сдохнет. Если же попытаться разделить реле во времени, то возникнут провалы напряжения на выходе, что тоже не айс.
Кроме того, чтобы регулирование укладывалось в заявленное время, может возникнуть необходимость проводить переключение обмоток на пике синусоиды, а при подключенном снаружи мощном моторе, например, это чревато дикими бросками тока и напряжения, что тоже здоровья регулятору и нагрузке не добавит.

В принципе, можно купить готовый девайс, и тупо его расковырять, но может кто-то что-нибудь подскажет.

Хотелось бы чтобы полученная конструкция работала надежно - у меня она непрерывно должна изменять напряжение, вообще без остановки, месяцами без выключения.

Возникает вопрос: как это сделать не с помощью реле, а на основе полупроводников - тиристоры, симисторы, etc ?
Устраивает переключение ключей обмоток в нулях.

Я правильно понимаю, что симисторы в таких условиях можно использовать как ключи, и что количество требуемых обмоток трансформатора и напряжение в них подбирается по принципу определения разрядности и номиналов резисторной матрицы R-2R в последовательном АЦП, и что включение новой обмотки симистором нужно проводить с небольшим зазором от начала периода (1-2% длительности периода) ?

Если я не ошибся, посоветуйте, плз, оптрон, подходящий для управления симистором от контроллера, и сам симистор (выходной ток не более 1 А).

На самом деле, устройство нужно в единственном экземпляре.
Я вот думаю, наверно, проще будет купить ту же Ресанту СПН, и заменить в ней контроллер на свой ?
Остается только вопрос, насчет чего они врут - насчет реле, или насчет времени стабилизации ?

В середине девяностых был озадачен проблемой стабилизации переменки.
Были разработанны два варианта, трансформатор с отводами по схеме вольтодобавки и автотрансформатор с моторным приводом.
Отводы коммутировались симисторами, управление было собранно на пике, сейчас уже не помню каком.
В принципе все работало, переключение осуществлялось по переходу напряжения через ноль. Реагировал конечно достаточно быстро.
Но при больших мощностях нагрузки, в моменты переключения запасённая энергия так давила напряжение на симисторах,
что снаберы оказались больше чем сам трансформатор )) Да и работало неустойчего.
В итоге остановился именно на моторном варианте, как наиболее простом и надёжном. Требуемая выходная мощность была 50кВт.
Применил мотор на 48В, ток был что то около 25А, управление собрал на мощных ИГБТ, тогда они были достаточно редки. Редуктор с ременной передачей. Контроллер собрал на том же пике.
Но пришлось повозиться с програмой, чтоб компенсировать выбег( инерцию мотора, редуктора и поворотного бегунка) при польших углах непрерывного поворота.
Отрабатывал мгновенный скачёк в 50В за 1- 1,5 сек. Один из этих стабилизаторов купил мой товарищь, пашет у него на даче до сих пор, только несколько раз менял графитовый токосъёмник,
да один раз перемотал тор, прогорел в одном месте, скорее всего было межвитковое от токопроводящей стружки (графит, медь). Думаю и Вам стоит думать в этом направлении.
Тем более ток то, слёзы.
Кроме того, можно сделать стабилизатор непрерыного действия, на принципе вольтодабавки, управляя напряжением вольтодобавочного трансформатора с помощью мощного транзистора.
На токах в 1-2 А вполне доступная и не сложная задача. Да и Схем уйма
Релейные варианты просто надувательство, ИМХО.

Да у меня у самого на полке 5 квт ЛАТР валяется прекрасный, я все слюни уже в его сторону пролил.
Но в моем девайсе именно все наоборот, чем в Вашем - мне нужно чтобы он НЕПРЕРЫВНО менял напряжение, и при этом, чем быстрее, и с меньшим шагом, тем лучше. А еще желательно, чтобы снаружи висела индуктивная нагрузка позлее.
Так я на один графит работать буду, да и сгорит помещуха нахрен. Не, стремно.

Почему Вы так говорите ? Я слаб в силовухе.... , и, если честно, уже подозреваю что нужно потерять в производительности и надежности, но тупо перепрограммировать СПН, и отделаться по-дешевому. А Вы этот вариант убиваете.

Сперва посредством ККМ выпрямить входное в +450 В, а затем преобразовать его в синус нужной частоты и амплитуды посредством мостового ключевого усилителя на двух стандартных полумостовых драйверах и задающего генератора на микроконтроллере. По крайней нужде, ККМ можно тоже реализовать программно, например, по топологии "косого" моста на ещё одном полумостовом драйвере.

ресанту в принципе нельзя рассматривать как образец для подражания. Надо почитать отзывы о её схемотехнике, чтобы понять, что это просто надувательство

Это чем-то похоже на UPS типа Smart со стабилизацией выхода.
Почему бы не взять какой-нибудь такой, например: http://www.nix.ru/autocatalog/apc/UPS-750V...-USB_31705.html
Дороговато, конечно, но для решения единичной задачи вполне подходит, а руки и голову освободить для других задач, например для рыбалки
Правда нужно посмотреть как будет работать на индуктивную нагрузку?

м. ок, меня все устраивает. рыбалка того стоит.
я даже готов поступиться злостью индуктивной нагрузки)
Но позволит ли мне ета штука по моей программе менять ее выходное напряжение в требуемом диапазоне ?
В смысле втупую, через внешний интерфейс пользователя ?

Или, может быть, дадите какие-то рекомендации, как в ней заменить мозги ?
У меня просто несколько таких штук есть разобранных, и у меня есть подозрение что заменить мозги в ней сложнее, чем в ресанте.

К тому же, чисто интересно, все плюются, но продолжают пользоваться - ведь ресанта работает. Объясните мне темному плз, что с ней не так, ведь, насколько я понимаю, она тупо эмулирует ЛАТР.

Наверное, если залезть внутрь и поковыряться, предварительно изучив устройство и выбрав правильный прибор.
Нет ничего невозможного, не считая некоторых ограничений

А почему бы не включить трансформатор в диагональ моста управляемого ШИМ. Получим регулируемое перемнное напряжение с изменяющимся знаком. Включим эту штуку последовательно с сетью и регулятор готов.

Когда-то делал себе такой регулятор переменного напряжения для ремонта источников питания. Прибор обеспечивает регулировку от 12 до 268 (номинальные значения при 220 В на входе прибора) и 62-318 (включается обмотка вольтодобавки 50 В). Ток нагрузки 2 А (ограничен примененными трансформаторами).
Регулировка обеспечивается включением соответствующего количества обмоток из ряда 1-2-4-8-16-32-64-128 В. Чтобы напряжение регулировалось не от 0, добавил неотключаемую обмотку 12 В (так мне захотелось). Коммутация производится симисторами. Не трудно увидеть, что из указанных обмоток можно составить любое напряжение от 0 до 256 В (без учета неотключаемой обмотки 12 В), а управлять переключением обмоток можно двоичным счетчиком. Шаг регулировки, в моем случае, 1 В, т.е. =напряжению обмотки с наименьшим напряжением. При желании шаг регулировки можно изменить. Нужно только соблюсти кратность напряжений обмоток.

Принцип работы регулятора на рис.1. Каждую обмотку коммутируют два симистора: коммутирующий SA1 и обходной SA2. Ключи замыкаются попеременно, т.е. если обмотка участвует в цепи регулировки напряжения, то SA1 замкнут, а SA2 разомкнут; если обмотка не участвует в цепи регулировки напряжения, то наоборот. Одновременно ключи НЕ ЗАМЫКАЮТСЯ. Одновременно ключи могут быть только разомкнуты.

При любом сочетании обмоток в силовой цепи включены последовательно 8 симисторов. Количество может быть любым, мне так удобно было управлять от МК. На каждом симисторе падает порядка 1 В, т.е. 8 В падения напряжения. Для компенсации этого падения и служит неотключаемая обмотка 12 В (точнее 20 В-8 В падения на симисторах=12 В). Структура силовой части прибора на рис.2. На ней еще показана дополнительная обмотка 50 В, но это уже по желанию. Коммутируется она реле, т.к. на время переключения обмотки 50 В все симисторы закрываются.

Симисторы переключаются при нуле протекающего тока. U0-для схемы детектора нуля напряжения (используется при первом включении симисторов и синхронизации МК). Iн-для схемы контроля потребляемого тока. I0-для детектора нуля тока.

На выходе стоит LC-фильтр (как на входе всех нормальных импульсных ИП). Этот фильтр создает небольшой ток нагрузки для симисторов (за счет емкостей) для нормальной работы симисторов на холостом ходу.

Этот прибор описан в журнале Радиоаматор-Электрик. Точно номер не помню. Года, примерно, 2010 или 2011.
Статья называется "Электронный ЛАТР"

Виноват, слегка по диагонали прочитал Ваш пост. Почему то подумалось о стабилизаторе, а не о генераторе хаоса...

Если Вы сходите по ссылке, которую я подогнал, то увидите множество простых решений.
Не совсем понятна цель этого прибора, но его очень просто реализовать, не прибегая к мазохизму с ККМ, ШИМ, ЧИМ и т.п.
Хотя при отсутствии знаний в области электротехники,повторить их будет всё же непросто. Но для того и форум, поможем, чем можем.


Что касается связки реле-индуктивность+постоянные переключения, то лично я не советую, что то подобное вытворять.
БоХ с ними, с производителями такого г... , но повторять это в радиолюбительских конструкциях некомильфо ниразу. ))

Купите усилитель класса D и прикрутите ему на выход повышающий трансформатор. Просто и безопасно.

о. классный ход, спасибо. такое мне нра

Там нет никаких мозгов, это простой генератор ШИМ и простой ключевой усилитель, но в отсутствие опыта разобраться с чужой схемой не получится.

Например, задача сильно упростится, если взять любой БП с универсальным (навроде "~88...264 В") входом, а значит и с ККМ, потому что таковая универсальность реализуется только им, и увеличить резистор ОС этого ККМ до получения на его выходе +450 В. При этом, его соответствующий выходной электролитический конденсатор, даже если на нём будут написаны эти 450 В, лучше заменить на более высоковольтный, т.е. на два последовательно и выравнивающий делитель.

После этого останется только собрать мостовой усилитель на четырёх NMOS и двух стандартных полумостовых бутстрепных драйверах и подать на него ШИМ-синус с выхода микроконтроллера, на вход АЦП которого подать сигнал с переменного резистора, задающего желаемую амплитуду. Для независимой от программных глюков аппаратной защиты усилителя потребуется датчик тока на резисторе, компаратор и одновибратор, выключающий драйверы.

Ну и, из всей самодеятельности ещё понадобится намотать два одинаковых дросселя фильтра этого усилителя.

ок, разработчики народ любопытный, по себе знаю, отвечу. Это тестер сетевого устройства. Должен проверять работоспособность в диапазоне питающих напряжений.

спасибо за помощь, премного благодарен

Вот что Вы за граждане из совка, блин.
Вы, друзья, увлекаясь космическими кораблями, по-моему напрасно упускаете из внимания следующий факт:

Это дешевое дерьмо.
Но ОНО РАБОТАЕТ. И достаточно надежно, раз его еще покупают. Оно АРХИДЕШЕВОЕ, дешевое настолько насколько это только возможно. Для этой функции это устройство чемпион дешевизны. Это чемпион. Чемпион - значит лучший в мире.

Поэтому в рыночной ситуации оно массово продаваемое.

А строители космических кораблей печалятся, сидя без работы. На мой взгляд разработчикам етого девайса нужно похлопать в ладоши - за то как они ухитряются выжимать из этого дерьма деньги !

Мне кстати уже не однажды говорили уважаемые российские производители, производящие продукцию великолепного качества: "мы пытались делать так дешево, как китайцы. Но у нас не получается."

Что же касается немцев, с унылыми лицами бродящих по крутым выставкам, то ето вообще конченые лузеры. На последней выставке паяльного оборудования продавец станций Martin по секрету сказал нам, что они за год продали 7 станций.

Вдумайтесь - 7! При этом все было продано в сертифицированные в Гейропе ремонтные центры Apple. А на рынке за этот год было продано несколько сотен станций (насколько я знаю лишь из одного источника, 500 шт). С чего Мартину вести разработки, и где он будет завтра ?

Непонятны восторги по поводу дешевизны, молодой человек. Вы заявили о необходимости собрать ОДИН прибор, который будеть работать круглосуточно в непрерывном режиме комутации.
Я Вам сказал, что релейная система не предназначена для таких условий. Разве что релюшки Вы выковыряете с пресловутого космического корабля...
О цене устройства и важности именно этого критерия, Вами небыло сказанно не слова.
20 лет назад, когда проблема стабилизации сетевого напряжения была в моей работе актуальна, дешёвые релейные стабилизаторы дохли и приходили на ремонт пачками.
Так что статистики, для формирования субъективного мнения у меня более чем достаточно. Слегка удивила Ваша реакция на критику Релейных стабилизаторов.
Разве только если Вы собираетесь тестировать именно эти релейные стабилизаторы... тогда понятен Ваш пассаж, с легким налётом хамства, по по поводу "совка","немцев", "гейропы" и т.д.

Успехов.

Касательно упомянутого Александр1 многоуровнего преобразователя, т.е. умножающего ЦАП переменного тока, то он вполне годится в данном случае, если заменить симисторы на двунаправленные ключи на двух NMOS, т.е. с общими истоками.

Поскольку питание каждого такого ключа требуется изолированное и стабильное, проще собрать один генератор высокочастотного прямоугольника ±6 В и намотать один многообмоточный трансформатор 1:1, по отдельной вторичной обмотке ±6 В на каждый ключ. Для управления ключами годятся обыкновенные транзисторные оптроны.

Таким образом, на каждый разряд этого ЦАП требуется одна весовая обмотка основного трансформатора, четыре обыкновенных NMOS, четыре оптрона навроде PC817 и две обмотки вспомогательного питания. Вольтаж каждого их этих NMOS может соответствовать данной конкретной обслуживаемой им обмотке разряда этого ЦАП, т.е. типа 300 В, 150 В, 75 В и т.д., и поскольку сопротивление их канала так же быстро убывает, получается весьма эффективно по КПД.

Алгоритм работы — переключать этот ЦАП на новый код можно в любой момент по топологии "диодное ИЛИ", для чего посредством того датчика тока на двух встречных диодах надо сперва выяснить направление тока, после чего выключить все те NMOS всех активных ключей, которые на данный момент являются идеальными диодами, переключить ЦАП на новый код, сохраняя отключённый режим идеальных диодов всех ключей, после чего включить его.

Для уменьшения возможных провалов выходного напряжения, т.е. из-за переходов во время этих манипуляций на неидеальные диоды и обратно, достаточно небольшого LC-фильтра.

Резкость выражений моя большая проблема, прошу меня извинить, я ни в коем случае не имел в виду лично Вас, когда говорил о немцах.
Я не в коем случае не оптимизировал решение текущей проблемы, которую мы обсуждали, по цене.
Но я давно уже заметил странную вещь: каждый раз, когда я решаю любую проблему самое дешевое и ТУПОЕ решение оказывается самым правильным и.... как бы это сказать.... работает.
Я много раз пытался решать проблемы из разных областей по принципу: цена макета не имеет значения, скупал составные части систем не глядя на ценники, а в итоге - все одно и тоже - нужные компоненты валялись под ногами, покупать ничего не было нужно, а самая простое правильное устройство собранное из помойки работало лучше всего.

Вот и сейчас: посмотрите как красиво получается: усилитель 100 Вт за 500 рублей + трансформатор 220/160 + программируемый от контроллера по i2c цифровой реостат + входной сигнал с того же трансформатора 0.5 в = готовое решение. Тупо, просто, надежно, не может не заработать.

Признаться меня восхищают китайцы предельной тупизной, простотой и дешевизной своих решений.
Я уже не первый раз разглядываю их изделия. Они предельно просты с точки зрения техники, но они работают, и бьют все и вся ценой. Не лучший ли это бой в нашем мире ?
Собсно и пропел им дифирамбы, извиняюсь если кого обидел.

ок, вопрос закрыт )


Так ведь на вкус и цвет... Если для Вас это решение оптимально, то какие вопросы ! Сделаете, поделитесь результатом.

Ок

Мда. По мне в варианте с усилителем есть клевое свойство - я могу им СИНТЕЗИРОВАТЬ всплески напряжения, которые до этого собирался получать из индуктивной нагрузки. Тогда мощность моему преобразователю вообще не нужна.

Ну то есть я понимаю, конечно, что всплески на индуктивности быстрые, а полоса звукового усилителя всего 20 Кгц - соотв. честный выброс полностью изобразить не получится.

Но мои устройства ДЕШЕВЫЕ, буду продавать не до конца оттестированными - у китайцев тоже нет гарантии))))

Спасибо всем остальным участникам темы огромное, но многие предложенные решения, особенно Plain и Александр1 более затратны по времени реализации и сложны для меня, чем решение уважаемого wim.

Но все равно я очень признателен всем, кто ответил в тему.

Если "всплески" это микросекундные импульсные помехи, изобразить их не получится ни в каком виде - их LC-фильтр на выходе зарежет.

ну да. печаль. Но, по моему, мое устройство их тоже не поймет и не оценит. И не заметит даже.
Наверно и мне придется это пережить.

бакбуст на двуполярных ключах:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

После него ещё железный трансформатор последовательно:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На L2 ещё один такой бакбуст.
Всплески - закорачивать L2 реле.

Пардон, второй бакбуст лишний - просто трансформатор.

Ну, или ещё иначе. Сначала переключаемый автотрансформатор, дальше бакбуст на последовательный трансформатор, который коротить ради всплесков.

Представляется наиболее простым вариантом сетевого стабилизатора - автотрансформатор с коммутируемыми отводами, наиболее подробно изложено вот здесь http://www.godinav.narod.ru/
Очень доходчиво описано как реализовать на практике для разных мощностей.

Если интересно, то найдите статью проф.Petry "New Direct Ac-Ac Converters....".
Там рассмотрены основные варианты построения AC-Ac-конвероторов.

Любопытно, что синусоида инвертируется. Резонансный?

а куда ж ей деваться, если ток дросселя на обратном ходу течет инверсно

Интересное решение, но только хорошо работает на линейную нагрузку. Что будет с нелинейной, например, выпрямитель с емкостным фильтром?


Теперь осталось сделать так чтоб всё это заработало но мне кажется, что проблемы так же может создать нелинейная нагрузка.
Задача автоматизированного тестирования устройства работающего от сети переменного тока (как Вы нам сообщили) стоит перед каждым, кто этим занимается, но так просто её ещё никто не решил. Пусть Вам повезёт

симульните
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Инвертирующий преобразователь будет зашкаливать по радиопомехам. Потому что в двух интервалах коммутации токи текут в двух разных контурах в противоположные стороны. Если делать это для лабораторных испытаний, то лучше на основе бака.

поясните, пожалуйста, у меня не хватает пространственного воображения

Я так не умею, чтоб не было видно пульсаций Какая частота коммутации ключей?

100кГц... если фильтр убрать, то пульсации есть, порядка 10В

а можно и изолированный сделать на двухобмоточном дросселе, раз для лаборатории надо:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
тогда и не инвертирует

Если детальки будут стоять на плате так же, как на схеме, то в первом интервале ток течет от источника питания через ключи M1, M2 и дроссель по часовой стрелке, а во втором интервале - через ключи M4, M5 и дроссель против часовой стрелки. Если в первом контуре магнитный поток меняется от 0 до Ф1, во втором от 0 до -Ф2, суммарное за период изменение магнитного потока |Ф1+Ф2|. В варианте с баком токи в контурах текут в одну сторону и суммарное изменение магнитного потока |Ф1-Ф2|. Вклад в магнитную составляющую помехи дает суммарное за период изменение магнитного потока.

так то если так же, как на схеме... я почему и сказал про пространственное воображение

Ну так, попробуйте не как на схеме. Китайский вариант я уже видел, может, у Вас получится.

У меня не будет нагрузки. Я не источник питания разрабатываю. Мне нужно чтобы просто напряжение питающее мой модуль покачалось. потребление - 0.

Спасибо, у меня уже есть - усилитель класса D и трансформатор.

а что там в китайском варианте?

Так вот когда думали, как сделать регулируемое переменное напряжение, разные варианты рассматривали, и бакбуст в т.ч. А тут как раз подвернулся китайский девайс - есть такие устройства "нормализаторы сети". Как стабилизаторы, только непрерывного действия. Вот он на бакбусте и был сделан. Фонил так, что рядом нельзя было пользоваться ни осциллографом, ни цифровым мультиметром.

не слышал такого названия, полез смотреть - вроде те же стабилизаторы... чем отличаются?


вечный двигатель?


так может просто взять генератор НЧ (какой-нибудь Г3-112 есть в хозяйстве?), на выход ему подключить маломощный железный трансформатор задом наперед вольт на 12, выход при необходимости умощнить

Считается, что нормализаторы сделаны на основе импульсных преобразователей, типа этого:
http://www.medielectronics.com/attachments...48/write-up.pdf
Более точная регулировка, кривой синус выравнивают.
А так - да, могут и трансформатор с релюшками называть нормализатором.

0.1 Вт



генератор НЧ у меня лично нет. клянчить в местном хозяйстве не хочу.
по мне проще ету хрень:
http://www.impex-nw.ru/page10-i199.%20html

или эту
http://www.ebay.com/itm/TDA8920-2X100W-Cla...=item419b6a5dc4
http://www.ebay.com/itm/TDA8920BTH-Digital...=item463bc043c6

запитать родным клоком с 200 Вт трансформатора, и потом сложить трансформаторы вместе.

В итоге получится 400 или 300 Вт выход с плавным регулированием.
Меня немножко смущает правда вопрос, а не будет ли усилитель поворачивать фазу сигнала ? Но вроде насколько я помню из детства, НЧ усилители всегда хотят быть похожими на линейные, и обычно процентов не менее чем на 95 им ето удается.

Если все сложится, можно будет подсовывать туда еще релюхой какой-нибудь мотор ватт на 50 чтобы он искрил туда.

Симульнул С резистивной нагрузкой всё очень красиво (1-я картинка, левая). С выпрямителем режет верхушки синуса, причём "криво", амплитуда перед выпрямителем меньше примерно на 5%(2-я картинка). Думал, что это влияние второго звена фильтра, убрал, осталось почти так же (3-я картинка). В целом результат неплохой, можно попробовать использовать. Мне кажется будет интереснее в качестве вольтодобавки (вычиталки). Надо придумать как управлять транзисторами, особенно, при большой разнице напряжений входа и выхода.
stells, Спасибо! Интересно
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Осталось придумать как им управлять. Потому что если ШИМ молотит с постоянным Кзап, то это просто электронный трансформатор, а народ жеж хочет, чтобы выход был стабилизированным.