自制小型水力发电机 PWM 可变负载稳压器.docx

自制小型水力发电机PWM可变负载稳压器福建陈思波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I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 • QI、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T- 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T- 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f-电源电压J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。