Digitrode

Светодиоды становятся все более и более популярными в качестве световых индикаторов благодаря низкой стоимости и долгого срока службы. К сожалению, они работают при низких напряжениях, и даже в этом случае последовательно с ними нужно подключать резистор. Использование резистора для ограничения тока при высоких напряжениях не является хорошей идеей, поскольку рассеиваемая мощность будет слишком высокой и резистор попросту сгорит.

Но включить светодиод в цепь 220 В все же можно, если последовательно подключить конденсатор для того, чтобы он ограничивал ток, как показано на рисунке ниже. Преимущество здесь в том, что конденсатор не будет нагреваться! Стабилитрон нужен для защиты светодиода от высоких напряжений. Во время положительной полуволны D1 ограничивает напряжение на светодиоде и резисторе R1 в районе 2.7 В. В течение отрицательного полупериода D1 работает как обычный диод, предотвращая повышение напряжения. Если вместо стабилитрона мы поставим обычный диод, то из-за прохождения большого тока светодиод просто сгорит.

Иногда имеется необходимость получить большое напряжение, обладая только источником малого напряжения. В этом случае на помощь приходят повышающие преобразователи напряжения. Приведенная ниже схема демонстрирует один из способов получения напряжения 90 В от батарейного источника 1.5 В.

Применяемый здесь импульсный регулятор LT1073 компании Linear Technology функционирует в повышающем режиме и может работать при входном напряжении от 1 В. Переключающий транзистор, «спрятавшийся» между выводами SW1 и SW2 соединяет один конец катушки L1 с землей. Магнитное поле накапливается в катушке, и после выключения транзистора через диод D1 начинает протекать ток, который заряжает конденсатор C3. Диодный каскад, включающий в себя D1, D2, D3, C2, C3 и C4 умножает выходное напряжение регулятора на четыре.

Схема >>

Для работы систем сбора солнечной энергии в состав таких систем должен входить защитный диод между солнечной панелью и накопителем энергии. При протекании тока в накопитель на диоде возникает падение напряжения, которое должно быть учтено как потеря энергии. В случае применения диода Шоттки такое падение составит не менее 0.28 В при номинальном уровне тока, и оно будет расти при увеличении тока. Очевидно, что в таком случае нужно стремиться к минимизации потерь энергии, и этого можно добиться, использовав схему, показанную на рисунке ниже. По сути, эта схема представляет собой электронный переключатель, состоящий из операционного усилителя IC1a (OP295) и полевого (MOSFET) транзистора T1.

Такое расположение элементов дает преимущества по сравнению со схемой с диодом Шоттки, поскольку она имеет более низкое пороговое напряжение, и потеря энергии не рассеивается в виде тепла, поэтому здесь можно использовать небольшой радиатор. Когда потенциал на неинвертирующем входе операционного усилителя, работающего в качестве компаратора, становится больше потенциала на инвертирующем входе, на выходе появляется рабочее напряжение. Затем в работу включается транзистор, зажигая светодиод LD1. Диод D3 шунтирует входы IC1a, поэтому амплитуда входного напряжения не может быть больше половины порогового напряжения при условии равенства R3 и R4.

Если у вас имеется устройство, в котором для переключения нагрузки применяется полевой транзистор (MOSFET), то вы можете без труда добавить в такое устройство защиту от короткого замыкания или защиту от перегрузки. В данном случае мы будем использовать внутреннее сопротивление RSD, на котором образуется падение напряжения, пропорциональное току, протекающему через MOSFET.

Схема>>

Майкл Кон (Michael Kohn) решил попрактиковать "не слишком" тёмную магию управления бесколлекторным двигателем. Первым делом он хотел понять, как управлять трехпроводным двигателем, когда он ожидал увидеть в нем только два провода. Ему нужно было придумать механизм переключения, при котором на каждый провод приходилось бы по три состояния: положительный полюс, отрицательный полюс и «не подключено». Он принял решение использовать MOSFET-транзисторы. Это хорошая идея, но к сожалению те транзисторы, которыми он располагал, не подходили по характеристикам, и во время испытаний один из них взорвался, как показано на видео ниже.

Найдя более мощные транзисторы Майкл продолжил испытания, которые закончились небольшим пожаром. Дело в том, что провода калибра AWG 22, соединенные с литиевым аккумулятором не смогли справиться с нагрузкой. Огонь и паника показаны на видео ниже.

Умелец Марк Харрингтон (Mark Harrington) смог собрать надежный одноамперный источник питания для своего Raspberry Pi. Причем он собрал его на основе компонентов, выпаянных со старых печатных плат, выброшенных плат для телевизоров и принтеров.

На такой шаг его побудило то, что Raspberry Pi потребляет более 800 мА, и при работе практически всех модулей токопотребление доходит до 1 А. При этом его не удовлетворяло качество источников питания для мобильных телефонов, которые можно купить в магазине. В итоге он решил сделать свой источник.

Большинство деталей можно найти на «электронной помойке», при этом не нужно тратиться на многие компоненты, за исключением куска текстолита и соответствующего разъема, хотя и они могут быть найдены в куче мусора.

В итоге получилась такая печатная плата (список компонентов приведен на рисунке):

Принципиальная схема:

Электронный счетчик энергии представляет собой устройство измерения потребляемой энергии в КВт-ч. В отличие от обычных электромеханических счетчиков такой прибор основан на электронных устройствах, благодаря которым выполняется расчет энергопотребления.

Далее>>

Интеллектуальные сети Smart Grid позволяют избежать перегрузок сети, вести актуальный учет электроэнергии и избавиться от вспомогательных электростанций. В общем, за Smart Grid будущее мировой энергетики.

В первой части мы под общим ракурсом рассмотрели, что такое коллекторные двигатели постоянного тока, и как ими управляют с помощью модулированных по широте сигналов. Теперь самое время рассмотреть на довольно простом примере, как все это работает на практике.

Как-то понадобилось мне запустить движок Д21 У3. Это ДПТ средней мощности с независимым возбуждением. Вот его основные электрические параметры:

Электродвигатели это очень распространенный объект управления в различных устройствах и технических комплексах. Без них наша современная жизнь была бы не такой уж и современной. Они используются во многих сферах потребительской техники и промышленной автоматизации, начиная от небольших двигателей, вращающих барабан стиральной машинки, и заканчивая огромными махинами, приводящими в движение заводские конвейеры и шахтные подъемники.

Традиционно электродвигатели делят на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока. Последние в силу бурного развития научно-технической мысли, которая предлагает более совершенные алгоритмы векторного управления и довольно дешевые и удобные в использовании частотники, приобретают все большую популярность. Но двигатели постоянного тока (ДПТ) тоже имеют свои преимущества, и они еще долгое время будут крутить свои валы в режиме нещадной эксплуатации в различных технических областях, поэтому сегодня речь пойдет именно о ДПТ, точнее об управлении коллекторными электродвигателями постоянного тока.