Все, кто хоть раз готовил на электроплитах простой конструкции, знает одно их очень неприятное свойство — на «троечке» суп выскакивает из кастрюли, на «двоечке» не кипит. В этой ситуации выручит предлагаемая схема, позволяющая плавно регулировать мощность на нагрузке от 0 до практически 100%. Схема регулятора достаточно проста в сборке даже для начинающего радиолюбителя и, главное, не содержит дорогих и дефицитных деталей. Несмотря на простоту, устройство имеет достаточно высокий КПД (до 98%) и позволяет управлять нагрузкой до 2 кВт, что вполне достаточно для большинства нагревательных элементов электроплит.
В качестве управляющих элементов использованы два тиристора VS1, VS2, а поскольку им придется работать с переменным током, один будет управлять положительной полуволной, другой – отрицательной. Именно поэтому тиристоры включены встречно-праллельно. Изменение мощности на нагрузке производится изменением угла открывания тиристоров. За это отвечает узел, собранный на однопереходном транзисторе VT1.
При вращении движка переменного резистора R3 изменяется время зарядки конденсатора С1. Чем быстрее зарядится конденсатор, тем скорее откроется транзистор после начала сетевого периода. Импульсный трансформатор сформирует на своих обмотках II и III импульсы, которые откроют один из тиристоров в зависимости от текущей фазы сетевого напряжения. С этого момента тиристор останется открытым до окончания периода и через нагрузку потечет ток.
Таким образом, изменяя сопротивление резистора R3, мы можем изменять скорость реакции схемы на начало сетевого периода, а значит и среднюю мощность на нагрузке. Питается узел регулировки от собственного низковольтного источника питания, состоящего из выпрямительного моста VD1 и простейшего параметрического стабилизатора, собранного на стабилитронах VD2, VD3. Резистор R1 – токоограничивающий. Сглаживающего конденсатора, как вы заметили, нет – он не нужен.
Несколько слов о деталях. На месте VT1 может работать транзистор КТ117 с буквами А или Б. При необходимости такой транзистор можно собрать самому по схеме, приведенной ниже:
Схема замены однопереходного транзистора КТ117
Диодный мост VD1 можно взять типа КЦ402, КЦ405 или вообще собрать мост из четырех диодов типа Д310, Д311, Д226 или Д7. Токоограничивающий резистор R1 должен иметь рассеиваемую мощность не менее 2 Вт. Чтобы установленная мощность не «уплывала» в процессе нагрева элементов схемы, конденсатор С1 лучше использовать с минимальным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ). Это могут быть типы К73-17, К73-24 и др.
В качестве импульсного трансформатора можно использовать МИТ-4 или МИТ-10, но, конечно, можно изготовить его и самому. Для этого понадобится ферритовое кольцо типоразмера К20х10х6 (можно и несколько иных размеров) из феррита марки М2000НМ. На него наматываются три обмотки, каждая из которых содержит 40 витков провода ПЭВ-1 0.31. Удобнее мотать сразу три обмотки, сложив провод втрое и сделав намотку равномерно по кольцу. При монтаже их придется сфазировать – подключить начала и концы обмотки согласно схеме, на которой начало каждой из обмоток обозначено точкой. Тиристоры нужно установить каждый на свой радиатор с поверхностью охлаждения не менее 200 см2 каждый.
Налаживание конструкции сводится к установке максимальной мощности подбором номинала резистора R2. Это удобно делать, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 100-200 Вт. При полностью выведенном в нижнее положение движке резистора R3 (минимальное сопротивление) подбирают R2 таким образом, чтобы лампа светилась в полный накал, но при малейшем увеличении R3 накал начинал уменьшаться.
В заключение замечу, что этот регулятор можно использовать и для регулировки яркости лампы, мощности печи и даже в качестве регулятора температуры жала паяльника. В любом случае нагрузка должна быть активной и не должна превышать 2 кВт.
А.Н. Евсеев «Электронные устройства для дома», 1997 г
