Измеритель-стабилизатор мощности на основе среднеквадратичного детектора напряжения

Нередко при конструировании регуляторов мощности переменного напряжения, возникает необходимость в стабилизации мощности на нагрузке. Подобные устройства широко применяются в печах для управления температурой таких нагревательных элементов как ТЭНы и галогенные лампы. Наиболее простым и эффективным решением в этом случае может стать применение фазовых регуляторов мощности. Сложнее здесь обстоит дело со стабилизацией мощности, при колебаниях сетевого напряжения. Ведь форма выходного напряжения в таких регуляторах может очень сильно отличаться от синусоидальной, а для нормальной работы схемы стабилизации, необходимо, чтобы среднеквадратичное значение напряжения на выходе также оставалось постоянным. Измерение же этого напряжения - дело как известно непростое. Так для построения даже упрощенной схемы преобразователя истинных среднеквадратичных значений напряжения, потребуется как минимум десяток ОУ. О сложности настройки такой схемы говорить вообще не приходится.

Тем не менее нам удалось реализовать достаточно простую и эффективную схему преобразователя, содержащего всего лишь несколько ОУ. Он обеспечивает высокую точность, и практически не требует настройки. Управление схемой может осуществляться от микропроцессорного устройства, либо обычным потенциометром. Для стабилизации мощности, к нему может подключаться практически любой фазовый регулятор, управляемый напряжением, например на микросхеме КР1182ПМ1. В нашем варианте реализован также режим плавного увеличения мощности, при включении питания, что значительно продлевает срок службы нагревательных ламп.

Принцип работы регулируемого стабилизатора мощности, следующий: контролируемое напряжение, через вывод 5 разъема XS1, поступает на резистивный делитель R3R4, уменьшающий уровень сигнала до значений необходимых для согласования со входами четырехканального ОУ DA1. Далее этот сигнал через резистор R5, поступает на инвертирующий вход ОУ DA1.1. Данный узел посредством элементов, включенных в цепь отрицательной обратной связи ОУ DA1.1, выполняет функцию двухполупериодного выпрямителя, служащего для выделения абсолютной величины напряжения. Отсюда инверсный сигнал (для отрицательной полуволны), через резистор R9, поступает на инвертирующий вход ОУ DA1.2, где суммируется с прямым сигналом, идущим через резистор R8, с резистивного делителя... безопасность и надежность схемы повышает оптронная гальваническая развязка...

На фото показаны платы: стабилизатора мощности, блока питания и микропроцессорного пятиканального блока регулирования ШИМ, используемых нами в конвейерных печах для разогрева преформ и выдува ПЭТ бутылок. Блок обеспечивает задание необходимых значений нагрева ИФК ламп со стабилизацией мощности, раздельно по четырем зонам, а также частоты вращения двигателя привода подачи колбочек.