Reduktor mocy cewki elektrozaworu

Reduktor mocy cewki elektrozaworu
Pobierz PDF Download icon
Elektrozawory są urządzeniami szeroko rozpowszechnionymi w przemyśle oraz poza nim. Niepodważalna wygoda stosowania jest okupiona znacznym poborem mocy przez cewkę, która - w oczywisty sposób - nagrzewa się do znacznej temperatury, natomiast duża siła jest potrzebna jedynie podczas ruchu rdzenia w elektromagnesie. Zaprezentowany układ pozwala na wyeliminowanie tego problemu.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu regulatora mocy cewki elektrozaworu

Schemat ideowy proponowanego rozwiązania jest przedstawiony na rysunku 1. Multiwibrator wykonany na wzmacniaczu operacyjnym A układu US2 generuje falę prostokątną o częstotliwości ok. 23 kHz. Sygnał ten jest całkowany przez obwód złożony z rezystora R5 i kondensatora C3 - przebieg napięcia na tym drugim jest zbliżony do trójkątnego. Zbliżony, ponieważ w rzeczywistości zbocza mają kształt wykładniczy, lecz to odstępstwo nijak nie zmienia zasady pracy układu.

Z kolei, potencjometr PR1 ustala maksymalne napięcie, do jakiego naładuje się kondensator C6, zaś PR2 wraz z rezystorem R6 określają stałą czasową takiego obwodu. Wzmacniacze US2B i US2C połączone są jako wtórniki napięciowe i pełnią rolę stopnia sterującego bramką tranzystora MOSFET T1. Dioda D2 zwiera impulsy napięciowe, które mogłyby uszkodzić tranzystor.

Rysunek 2. Schemat montażowy układu regulatora mocy cewki elektrozaworu

Działanie jest następujące: przez chwilę od włączenia zasilania, komparator "porównuje" przebieg quasi-trójkątny z napięciem bliskim 0V, które jest na okładkach rozładowanego kondensatora C6. Efektem tego porównania jest pojawienie się napięcia zbliżonego do 9 V na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pracującego w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego.

Tranzystor T1 zostaje całkowicie otwarty. W miarę narastania napięcia na C6, na bramkę tranzystora trafia przebieg prostokątny o malejącym wypełnieniu. Minimalną wartość wypełnienia ustalana jest wspomnianym już potencjometrem PR1.

Schemat montażowy regulatora jest pokazany na rysunku 2. Płytka jest jednostronna, jej wymiary to 50 mm×33 mm.

Rysunek 3. Sposób włączenia układu w obwód elektrozaworu

Wszystkie elementy, poza potencjometrami i stabilizatorem US1, montowane są powierzchniowo. Poprawnie złożony układ nie wymaga żadnych czynności uruchomieniowych, poza eksperymentalnym ustawieniem położenia ślizgaczy potencjometrów PR1 i PR2. Dostępne zakresy regulacji dla wartości elementów podanych na schemacie:

  • końcowe wypełnienie: od 0 do 100%,
  • czas do rozpoczęcia kluczowania tranzystora T1: od kilkudziesięciu milisekund do ok. 4 s.

Podczas ustawiania minimalnego wypełnienia przy włączonym zasilaniu należy mieć na uwadze, że reakcja układu będzie opóźniona z racji konieczności naładowania lub rozładowania C6. Rozładowanie tego kondensatora po odłączeniu zasilania zajmuje kilkanaście sekund - warto o tym pamiętać podczas ustawiania PR2.

Napięcie zasilania układu powinno zawierać się w przedziale 12...35 V. Prąd "konsumowany" przez urządzenie nie przekracza 10 mA. Sterowany elektrozawór powinien być przystosowany do zasilania napięciem stałym, nie większym niż ok. 40 V, przy poborze prądu do ok. 4 A. Prawidłowy układ połączeń prezentuje rysunek 3 przy założeniu, że napięcie zasilania nie przekracza wartości maksymalnej dla układu 78L09.

Michał Kurzela, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
maj 2014
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje czerwiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów