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xiao_xiao1 | 当前状态：离线
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自制小型水力发电机PWM可变负载稳压器
xiao_xiao1 发表于 2009/6/18 16:12:49 584 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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该微型永磁式水轮发电机为单相 220V 交流输出，无法用励磁调控，只能手动调节进水阀 ( 负载为一定时 ) 或者调节负载(水压、流量为一定时 ) ，负载对输出电压的影响极大，当水压为一定值时，负载从 1OOW 变化至 260W ，输出电压会从370V降至 125V 。
稳压思路是当水压、水量为一定值时，在回路中并入一个由PWM控制的可变负载，当实际的负载发生变动时，可变负载随之改变，保持总负载不变。因此发电机的负载为：实际负载 + 可变负载=总负载，只要总负载不变，回路中的电压就能稳定。
采用 555 时基和运放组成的 PWM 基本控制电路见附图。
1 ．由小型电源变压器、桥式整流 l 号、滤波电容 C1 、 C2 和 78L 05 组成的稳压电源电路，提供5V稳压电源。
2 ．由 NE555 时基、 R1 、 R2 、 C4 和 1 ／ 2 运放 LM358-A 组成 PWM 控制电路，在LM358一 A 的同相输入端输入大约 1 ． 3V-3 ． 6V 的电压时．就能控制 LM 358 输出的脉冲宽度。
3 ．由桥式整流 2 号、 C3 、 RL 和 Q3组成的直流供电回路，作为可变负载的可控能耗电源，并与发电机的电源并联。
4 ．由另外 1 ， 2 的 LM358-B 组成放大电路， RW1 可调节基准的起始电压。 R7 、 RW2 和R8组成取样电路。取样电压输入到 LM358-B 的同相端，电源电压的微小变化经 LM 358 一 B 放大后直接反馈给LM358-A的同相输入控制端。
5 ． Ql 、 Q2 、 R9 ～ R13 和 DW 组成反相、偏置和驱动电路，用 LM 358-A 输出的脉宽控制Q3的截止时间，也就是控制直流负载 RL 上消耗的电能量。当稳压器刚插入发电机回路时， Q2 是截止的， Q3 的 Vg="18V" ，Q3全导通，负载全接入，这样可避免开机时的高压损坏其他的电器。
调压过程：若实际负载↓→电源电压↑→ LM358-B 的同相输入端电压↑→ LM358-B 输出电压↑→LM358-A的同相输入端电压↑→ LM358-A 输出低电平脉宽变窄→ Q1 导通时间变短→ Q2 导通时间变短→ Q3导通时间变长→ RL上消耗的电能↑→电源电压↓。当实际负载增加时．恰好与上述的分析相反。调节 RW2 可调节稳压值。
注意事项：
1) 动态负载 RL 、 Q3 和整流桥 2 号应和发电机的额定功率匹配．动态负载RL的功率应略大于发电机的额定功率。可以使用两个灯泡串联作负载，考虑到 RL 上的直流电压为 280V ～300V．应将两个灯泡串联使用。也可以用大功率电阻、电炉丝或电热器具 ( 可同时加热水，一举两得 ) 。RL一定要接牢靠，不可开路。否则空载的高电压将烧毁控制器。 Q3 要加良好的散热片。
调试时应先在标准 220V 电源上预调，调到使 RI, 接近满负荷后．再接入发电机回路中去调整。以免稳压器损坏。
该调压器也可用在小型风力永磁交流发电机的稳压上。
该调压器使用一年多来，性能稳定、稳压精确。该稳压器是耗能型的，但还比较实用。