Trebuie remarcat faptul că acest dispozitiv va face față cel mai eficient sarcinilor rezistive - lămpi, încălzitoare etc. Pot fi conectați și consumatori de curent inductiv, dar dacă valoarea acestuia este prea mică, fiabilitatea ajustării va scădea.
Circuitul acestui regulator de tiristor de casă nu conține piese rare. Când este utilizat așa cum este indicat în diagramă diode redresoare, dispozitivul poate rezista la o sarcină de până la 5A (aproximativ 1 kW), ținând cont de prezența caloriferelor.
Pentru a crește puterea dispozitivului conectat, trebuie să utilizați alte diode sau ansambluri de diode proiectate pentru curentul de care aveți nevoie.
De asemenea, tiristorul trebuie înlocuit, deoarece KU202 este proiectat pentru un curent maxim de până la 10A. Dintre cele mai puternice, sunt recomandate tiristoarele domestice ale seriei T122, T132, T142 și alte similare.
Nu există atât de multe părți, în principiu, instalarea pe perete este acceptabilă, dar pe placa de circuit imprimat designul va arăta mai frumos și mai convenabil. Desenul plăcii în format LAY. Dioda zener D814G poate fi schimbată cu oricare cu o tensiune de 12-15V.
Rezultate puțin mai bune se obțin prin circuite care folosesc două tiristoare conectate spate la spate - în paralel: nu este nevoie de spațiu pentru diode suplimentare și este mai ușor pentru tiristoare să funcționeze. O astfel de diagramă este prezentată în figura 1.
Impulsurile de control pentru fiecare tiristor sunt generate separat de un circuit care utilizează dinistorii V3, V4 și condensatorii C1, C2. Puterea în sarcină este reglată de rezistența variabilă R5.
Dar două tiristoare sunt, de asemenea, un lux inaccesibil. Prin urmare, industria electronică a stăpânit producția de triacuri sau, așa cum se numesc altfel, tiristoare simetrice.
Dimensiunile și forma carcasei sunt similare cu un tiristor obișnuit, doar două tiristoare „trăiesc” în interiorul acestuia, conectate exact în același mod în care tiristoarele V1 și V2 sunt conectate în Figura 1. În acest caz, triacul are un singur electrod de control, ceea ce simplifică circuitul de control. În general, ca gemenii siamezi.
Figura 1. Diagrama unui regulator de putere a tiristoarelor cu două tiristoare
Un circuit de control foarte simplu se obține folosind un bec obișnuit cu neon ca element de prag. Radioamatorii sunt oameni gospodari, asemănător lui Gogol Plyushkin, și păstrează o mulțime de tot felul de gunoi în stoc. Dar se știe că gunoiul este așa ceva pe care l-ai aruncat ieri, iar mâine este deja nevoie. Prin urmare, găsirea unui bec cu neon rămas de la repararea unui fierbător electric la gunoi nu este deosebit de dificilă.
Context istoric
Becurile cu neon erau folosite cândva pentru a face generatoare de frecvență a sunetului. Mai exact, sonde de sunet. Forma de oscilație a unor astfel de generatoare este dinți de ferăstrău. Circuitele multivibratoare au fost construite folosind mai multe lămpi de neon în plus, lămpile de neon au fost o parte integrantă a selectoarelor de amplitudine. Pe mașinile cu neon este cel mai ușor să colectezi tot felul de lumini intermitente, cu o perioadă chiar și de câteva secunde. Este suficient doar să selectați un rezistor și un condensator cu evaluările corespunzătoare.
Circuitul unui regulator de putere care utilizează un triac cu un bec cu neon este prezentat în Figura 2.
Figura 2.
Condensatorul C1 este încărcat din rețea prin sarcina Rн și rezistențele R1...R3. Când tensiunea de pe condensator atinge tensiunea de aprindere a lămpii de neon HL1, lampa se aprinde și condensatorul C1 este descărcat prin circuitul R3, HL1, electrodul de control este catodul triacului VS1, ceea ce duce la deschiderea triac. Rezistorul R1 poate modifica rata de încărcare a condensatorului C1 și, prin urmare, faza de deschidere a triacului.
Dar o lampă cu neon în timpurile moderne este apă curată exotic. Același lucru se poate spune despre tranzistoarele KT117 și dinistoarele KN102. Industria electronică modernă oferă DB3 bipolar în astfel de scopuri.
Logica funcționării dinistorului este extrem de simplă: când este pornit circuit electric dinistorul este închis. Când tensiunea crește până la o anumită valoare (tensiune de deschidere), dinistorul se deschide și conduce curentul. Ei bine, exact ca o lampă cu neon. În acest caz, este necesar să se aplice tensiune într-o anumită polaritate, ca o diodă.
În interiorul DB3 sunt ascunse două dinistoare conectate spate la spate - în paralel, ceea ce îi permite să fie utilizat în circuite de curent alternativ. Și nu este nevoie să monitorizați polaritatea, DB3 va determina ce trebuie să facă. DB3 funcționează la o tensiune de aproximativ 32...33V, în timp ce curentul direct poate ajunge la 2A. Scopul principal al acestui element radio modest este circuitul de pornire, precum și lămpile de economisire a energiei sau, cu alte cuvinte, CFL-urile. Din plăcile CFL-urilor defecte, care nu pot fi întotdeauna reparate, se obțin dinistorii DB3.
Sunt necesare foarte puține piese pentru a crea un regulator bazat pe dinistorul DB3. Circuitul regulatorului este prezentat în figura 3.
Figura 3. Schema circuitului unui regulator bazat pe dinistor
Circuitul este foarte asemănător cu circuitul cu o lampă cu neon, deci nu are nevoie de nicio explicație specială. De îndată ce tensiunea de pe condensatorul C1 atinge tensiunea de răspuns a dinistorului T2, acesta din urmă se deschide și condensatorul este descărcat pe electrodul de control al triacului T1, triacul se deschide și trece curentul în sarcină. Faza impulsului de control depinde de rata de încărcare a condensatorului C1, care este reglată de rezistența variabilă R1.
Dar tehnologia electronică nu stă pe loc, nu numai televizoarele și computerele sunt îmbunătățite. Regulatoarele de putere de fază sunt acum disponibile sub formă de circuite integrate. Microcircuitul de reglare a puterii de fază este destul de popular printre amatorii de radio, a cărui diagramă tipică de conectare este prezentată în Figura 4.
Figura 4. Schema de conectare tipică cipuri de reglare a puterii de fază KR1182PM1
Microcircuitul este realizat într-o carcasă din plastic DIP-16. Doar câteva piese îl transformă într-un regulator de putere de fază. Puterea maximă reglabilă nu trebuie să depășească 150 W. În acest caz, nici nu trebuie să instalați cipul pe radiator. Conexiunea paralelă a microcircuitelor este permisă - doar prostesc o carcasă este plasată peste alta, iar fiecare pin al microcircuitului superior este lipit la același pin al celui de jos. Rămân exact la fel de multe părți externe așa cum se arată în diagramă.
Pentru a controla funcționarea microcircuitului, se utilizează pinii 3 și 6. Un rezistor variabil R1, care reglează puterea, este conectat. Aici este conectat și contactul SA1, când este închis, sarcina este oprită.
Lângă pinii 3 și 6 puteți vedea marcajele C- și C+. În această polaritate se poate suficient capacitate mare(aproximativ 200...500 μF), care, la deschiderea contactului SA1, va asigura pornirea lină a sarcinii și până la nivelul stabilit de rezistența variabilă R1. Acest algoritm de control este foarte util pentru lămpile cu incandescență.
Desigur, există și alte tipuri de regulatoare de putere care funcționează folosind diferiți algoritmi. Schemele devin din ce în ce mai frecvente. Dar este imposibil să spui totul într-un articol.
Transformatoarele, ca și motoarele electrice, au un miez de oțel. În ea, tensiunea semiundă superioară și inferioară trebuie să fie simetrică. În acest scop sunt folosite reglementatorii. Tiristorii înșiși se ocupă de schimbările de fază. Ele pot fi folosite nu numai pe transformatoare, ci și pe lămpi cu incandescență, precum și pe încălzitoare.
Dacă luăm în considerare tensiunea activă, atunci sunt necesare circuite care pot face față unei sarcini mari pentru a efectua procesul inductiv. Unii ingineri de circuite folosesc triacuri, dar nu sunt potrivite pentru transformatoare cu o putere mai mare de 300 V. În acest caz, problema este răspândirea polarităților pozitive și negative. Astăzi, punțile redresoare pot gestiona sarcini active mari. Datorită acestora, impulsul de control ajunge în cele din urmă la curentul de menținere.
Circuit regulator simplu
Sistem regulator simplu include direct un tiristor de tip poartă și un controler pentru controlul tensiunii limită. Tranzistoarele sunt folosite pentru a stabiliza curentul la începutul circuitului. Condensatorii trebuie utilizați în fața controlerului. Unii folosesc analogi combinați, dar aceasta este o problemă controversată. În acest caz, capacitatea condensatoarelor este estimată pe baza puterii transformatorului. Dacă vorbim despre polaritate negativă, atunci inductoarele sunt instalate numai cu înfășurarea primară. Conexiunea la microcontrolerul din circuit poate avea loc prin intermediul unui amplificator.
Este posibil să-ți faci singur un regulator?
Puteți realiza un regulator de tensiune tiristor cu propriile mâini, urmând circuite standard. Dacă luăm în considerare modificările de înaltă tensiune, atunci cel mai bine este să folosiți rezistențe de tip etanș. Pot rezista la o rezistență maximă la 6 ohmi. De regulă, analogii de vid sunt mai stabili în funcționare, dar parametrii lor activi sunt mai mici. În acest caz, este mai bine să nu luați în considerare deloc rezistențele de uz general. În medie, pot rezista la o rezistență nominală de numai 2 ohmi. În acest sens, autoritatea de reglementare va avea probleme serioase cu conversia curentă.
Pentru puterea mare de disipare, se folosesc condensatoare din clasa PP201. Se disting prin precizie bună, firul de înaltă rezistență este ideal pentru ei. În cele din urmă, este selectat un microcontroler cu un circuit. Elementele de joasă frecvență nu sunt luate în considerare în acest caz. Modulatoarele cu un singur canal trebuie utilizate numai împreună cu amplificatoare. Ele sunt instalate la prima și, de asemenea, la a doua rezistență.
Dispozitive de tensiune constantă
Regulatoare cu tiristoare tensiune DC Potrivit pentru circuite cu impulsuri. Condensatorii din ele, de regulă, sunt utilizați numai de tip electrolitic. Cu toate acestea, ele pot fi înlocuite complet cu analogi în stare solidă. O bună capacitate de transport a curentului este asigurată de puntea redresorului. Pentru o precizie ridicată a regulatorului, se folosesc rezistențe de tip combinat. Pot menține o rezistență maximă de 12 ohmi. Doar anozi de aluminiu pot fi prezenți în circuit. Conductivitatea lor este destul de bună, condensatorul nu se încălzește foarte repede.
Utilizarea elementelor de tip vid în dispozitive nu este în general justificată. În această situație, regulatoarele de tensiune DC cu tiristoare vor experimenta o reducere semnificativă a frecvenței. Pentru a configura parametrii dispozitivului, se folosesc microcircuite clasa CP1145. De regulă, acestea sunt proiectate pentru mai multe canale și au cel puțin patru porturi. Au un total de șase conectori. Rata de defecțiuni într-un astfel de circuit poate fi redusă prin utilizarea siguranțelor. Acestea trebuie conectate la sursa de alimentare numai printr-un rezistor.
Regulatoare de tensiune AC
Tiristor Regulator de tensiune AC putere de ieșire are în medie un nivel de 320 V. Acest lucru se realizează datorită apariției rapide a procesului de inductanță. Punțile redresoare sunt folosite destul de rar în circuitul standard. Tiristoarele pentru regulatoare sunt de obicei cu patru electrozi. Au doar trei ieșiri. Datorită caracteristicilor lor dinamice ridicate, pot rezista la o rezistență maximă de 13 ohmi.
Tensiunea maximă de ieșire este de 200 V. Datorită disipării ridicate a căldurii, amplificatoarele nu sunt absolut necesare în circuit. Tiristorul este controlat folosind un microcontroler care este conectat la placă. Tranzistoarele de oprire sunt instalate în fața condensatoarelor. De asemenea, o conductivitate ridicată este asigurată de circuitul anodic. În acest caz, semnalul electric este transmis rapid de la microcontroler la puntea redresorului. Problemele cu polaritatea negativă sunt rezolvate prin creșterea frecvenței limită la 55 Hz. Semnalul optic este controlat folosind electrozi la ieșire.
Modele de încărcare a bateriei
Regulatorul de tensiune de încărcare a bateriei tiristoare (diagrama este prezentată mai jos) se distinge prin compactitatea sa. Poate rezista la o rezistență maximă în circuit de 3 ohmi. În același timp sarcina curenta poate fi doar 4 A. Toate acestea indică caracteristicile slabe ale unor astfel de regulatori. Condensatorii din sistem sunt adesea utilizați de tip combinat.
În multe cazuri, capacitatea lor nu depășește 60 pF. Cu toate acestea, mult în această situație depinde de seria lor. Tranzistoarele din regulatoare folosesc cele de putere redusă. Acest lucru este necesar pentru ca indicele de dispersie să nu fie atât de mare. Tranzistoarele balistice nu sunt potrivite în acest caz. Acest lucru se datorează faptului că pot trece curentul doar într-o singură direcție. Ca rezultat, tensiunea la intrare și la ieșire va fi foarte diferită.
Caracteristici ale regulatoarelor pentru transformatoare primare
Regulatorul de tensiune tiristor pentru transformatorul primar folosește rezistențe de tip emițător. Datorită acestui fapt, indicatorul de conductivitate este destul de bun. În general, astfel de regulatori se disting prin stabilitatea lor. Pe ele sunt instalați cei mai obișnuiți stabilizatori. Microcontrolerele din clasa IR22 sunt folosite pentru a controla puterea. Factorul de amplificare curent în acest caz va fi mare. Tranzistoarele de aceeași polaritate nu sunt potrivite pentru regulatoarele de tipul indicat. Experții recomandă, de asemenea, evitarea porților izolate pentru elementele de legătură. În acest caz, caracteristicile dinamice ale regulatorului vor fi reduse semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că rezistența negativă la ieșirea microcontrolerului va crește.
Regulator tiristor KU 202
Regulatorul de tensiune tiristor KU 202 este echipat cu un microcontroler cu două canale. Are trei conectori în total. Punțile de diode sunt folosite destul de rar într-un circuit standard. În unele cazuri, puteți găsi diverse diode zener. Sunt folosite exclusiv pentru a crește puterea maximă de ieșire. Ele sunt, de asemenea, capabile să stabilizeze frecvența de funcționare în regulatoare. Este mai recomandabil să folosiți condensatori în astfel de dispozitive de tip combinat. Datorită acestui fapt, coeficientul de disipare poate fi redus semnificativ. De asemenea, trebuie luată în considerare debitul tiristoarelor. Rezistoarele bipolare sunt cele mai potrivite pentru circuitul anodului de ieșire.
Modificare cu tiristor KU 202N
Regulatorul de tensiune tiristor KU 202N este capabil să transmită un semnal destul de rapid. Astfel, curentul de limitare poate fi controlat la viteză mare. Transferul de căldură în acest caz va fi scăzut. Dispozitivul ar trebui să mențină sarcina maximă la 5 A. Toate acestea vă vor permite să faceți față cu ușurință interferențelor de diferite amplitudini. De asemenea, nu uitați de rezistența nominală la intrarea circuitului. Folosind aceste tiristoare în regulatoare, procesul de inducție se realizează cu mecanismele de blocare oprite.
Schema regulatorului KU 201l
Regulatorul de tensiune cu tiristoare KU 201l include tranzistori bipolari, precum și un microcontroler multicanal. Condensatorii din sistem sunt utilizați numai de tip combinat. Semiconductorii electrolitici sunt destul de rari la regulatori. În cele din urmă, acest lucru afectează foarte mult conductivitatea catodului.
Rezistoarele cu stare solidă sunt necesare doar pentru a stabiliza curentul la începutul circuitului. Rezistoarele cu dielectrice pot fi utilizate împreună cu punți redresoare. În general, aceste tiristoare se pot lăuda cu o precizie ridicată. Cu toate acestea, sunt destul de sensibile și mențin temperatura de funcționare scăzută. Din acest motiv, rata de eșec poate fi fatală.
Regulator cu tiristor KU 201a
Condensatorii sunt furnizați de un regulator de tensiune cu tiristor de tip trimmer. Capacitatea lor nominală este de 5 pF. La rândul lor, ele rezistă la o rezistență maximă de exact 30 ohmi. Conductivitatea mare a curentului este asigurată de un design interesant al tranzistorilor. Sunt situate pe ambele părți ale sursei de alimentare. Este important de reținut că curentul trece prin rezistențe în toate direcțiile. Microcontrolerul din seria PPR233 este prezentat ca un mecanism de închidere. Puteți regla periodic sistemul folosindu-l.
Parametrii dispozitivului cu tiristor KU 101g
Pentru conectarea la transformatoarele de înaltă tensiune, se folosesc regulatoarele de tensiune ale tiristoarelor specificate. Circuitele lor implică utilizarea de condensatoare cu o capacitate maximă de 50 pF. Analogii interliniari nu se pot lăuda cu astfel de indicatori. Punțile redresoare joacă un rol important în sistem.
Tranzistoarele bipolare pot fi utilizate suplimentar pentru a stabiliza tensiunea. Microcontrolerele din dispozitive trebuie să reziste la o rezistență maximă de 30 ohmi. Procesul de inducție în sine decurge destul de repede. Este permisă utilizarea amplificatoarelor în regulatoare. În multe feluri, acest lucru va ajuta la creșterea pragului de conductivitate. Sensibilitatea unor astfel de regulatoare lasa mult de dorit. Temperatura maximă a tiristoarelor ajunge la 40 de grade. Din acest motiv, au nevoie de ventilatoare pentru a răci sistemul.
Proprietățile regulatorului cu tiristor KU 104a
Regulatoarele de tensiune ale tiristoarelor specificate funcționează cu transformatoare a căror putere depășește 400 V. Dispunerea elementelor lor principale poate diferi. În acest caz, frecvența de limitare ar trebui să fie la 60 Hz. Toate acestea pun în cele din urmă o sarcină uriașă asupra tranzistorilor. Aici sunt folosite tip închis.
Datorită acestui fapt, performanța unor astfel de dispozitive crește semnificativ. La ieșire, tensiunea de funcționare este în medie de 250 V. Nu este indicat să folosiți condensatori ceramici în acest caz. De asemenea, o mare întrebare în rândul experților este utilizarea mecanismelor de tăiere pentru a regla nivelul actual.
O selecție de circuite și o descriere a funcționării unui regulator de putere folosind triac și multe altele. Circuitele regulatoare de putere Triac sunt potrivite pentru prelungirea duratei de viață a lămpilor cu incandescență și pentru reglarea luminozității acestora. Sau pentru alimentarea echipamentelor nestandard, de exemplu, 110 volți.
Figura prezintă un circuit al unui regulator de putere triac, care poate fi schimbat prin modificarea numărului total de semicicluri de rețea trecute de triac într-un anumit interval de timp. Elementele microcircuitului DD1.1.DD1.3 sunt realizate cu o perioadă de oscilație de aproximativ 15-25 semicicluri de rețea.
Ciclul de lucru al impulsurilor este reglat de rezistența R3. Tranzistorul VT1 împreună cu diodele VD5-VD8 este proiectat pentru a lega în momentul în care triacul este pornit în timpul tranziției tensiunii de rețea la zero. Practic, acest tranzistor este deschis, respectiv, un „1” este trimis la intrarea DD1.4, iar tranzistorul VT2 cu triac VS1 este închis. În momentul trecerii la zero, tranzistorul VT1 se închide și se deschide aproape imediat. În acest caz, dacă ieșirea DD1.3 a fost 1, atunci starea elementelor DD1.1.DD1.6 nu se va schimba, iar dacă ieșirea DD1.3 a fost „zero”, atunci elementele DD1.4.DD1 .6 va genera un impuls scurt, care va fi amplificat de tranzistorul VT2 și va deschide triacul.
Atâta timp cât există un zero logic la ieșirea generatorului, procesul se va desfășura ciclic după fiecare tranziție a tensiunii de rețea prin punctul zero.
Baza circuitului este un triac străin mac97a8, care vă permite să comutați sarcinile conectate de mare putere, iar pentru a-l regla, am folosit un vechi rezistor variabil sovietic și am folosit un LED obișnuit ca indicație.
Regulatorul de putere triac utilizează principiul controlului de fază. Funcționarea circuitului de reglare a puterii se bazează pe schimbarea momentului în care triacul este pornit în raport cu trecerea tensiunii rețelei prin zero. În momentul inițial al semiciclului pozitiv, triacul este în stare închisă. Pe măsură ce tensiunea rețelei crește, condensatorul C1 este încărcat printr-un divizor.
Creșterea tensiunii de pe condensator este deplasată în fază de la tensiunea rețelei cu o cantitate care depinde de rezistența totală a ambelor rezistențe și de capacitatea condensatorului. Condensatorul este încărcat până când tensiunea peste el atinge nivelul de „defalcare” al dinistorului, aproximativ 32 V.
În momentul în care dinistorul se deschide, triacul se va deschide și un curent prin sarcina conectată la ieșire, în funcție de rezistența totală a triacului deschis și de sarcină. Triac-ul va fi deschis până la sfârșitul semiciclului. Cu rezistorul VR1 setăm tensiunea de deschidere a dinistorului și triacului, reglând astfel puterea. În momentul semiciclului negativ, algoritmul de funcționare a circuitului este similar.
Opțiunea circuitului cu mici modificări pentru 3,5 kW
Circuitul controlerului este simplu, puterea de sarcină la ieșirea dispozitivului este de 3,5 kW. Cu asta radio amator de casă puteți regla iluminarea, elementele de încălzire și multe altele. Singurul dezavantaj semnificativ al acestui circuit este că nu puteți conecta o sarcină inductivă la el în nicio circumstanță, deoarece triacul se va arde!
Componente radio utilizate în proiectare: Triac T1 - BTB16-600BW sau similar (KU 208 sau VTA, VT). Dinistor T - tip DB3 sau DB4. Condensator ceramic 0,1 µF.
Rezistența R2 510 Ohm limitează volți maximi de pe condensator la 0,1 μF dacă puneți glisorul regulatorului în poziția 0 Ohm, rezistența circuitului va fi de aproximativ 510 Ohmi; Capacitatea este încărcată prin rezistențele R2 510 Ohm și rezistența variabilă R1 420 kOhm, după ce U pe condensator atinge nivelul de deschidere al dinistorului DB3, acesta din urmă va genera un impuls care deblochează triacul, după care, cu trecerea ulterioară a sinusoidei, triacul este blocat. Frecvența de deschidere și închidere a lui T1 depinde de nivelul lui U pe condensatorul de 0,1 μF, care depinde de rezistența rezistenței variabile. Adică, prin întreruperea curentului (cu o frecvență înaltă), circuitul reglează astfel puterea de ieșire.
Cu fiecare semiundă pozitivă a tensiunii alternative de intrare, capacitatea C1 este încărcată printr-un lanț de rezistențe R3, R4, atunci când tensiunea de pe condensatorul C1 devine egală cu tensiunea de deschidere a dinistorului VD7, va avea loc defalcarea acesteia și capacitatea va fi descărcat prin puntea de diode VD1-VD4, precum și rezistența R1 și electrodul de control VS1. Pentru a deschide triacul, se folosește un lanț electric de diode VD5, VD6, condensator C2 și rezistență R5.
Este necesar să selectați valoarea rezistenței R2, astfel încât la ambele semi-unde ale tensiunii de rețea, triacul regulatorului să funcționeze în mod fiabil și, de asemenea, este necesar să selectați valorile rezistențelor R3 și R4, astfel încât la rotirea variabilei butonul de rezistență R4, tensiunea de pe sarcină se schimbă ușor de la valorile minime la maxime. În loc de triacul TC 2-80, puteți utiliza TC2-50 sau TC2-25, deși va exista o ușoară pierdere a puterii admisibile în sarcină.
KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 și analogii lor au fost utilizați ca triac. În momentul în care triacul este închis, condensatorul C1 este încărcat prin sarcina conectată și rezistențele R1 și R2. Viteza de încărcare este modificată de rezistența R2, rezistența R1 este proiectată pentru a limita valoarea maximă a curentului de încărcare
Când valoarea tensiunii de prag este atinsă pe plăcile condensatorului, comutatorul se deschide, condensatorul C1 este descărcat rapid la electrodul de control și comută triacul din starea închisă în starea deschisă, triacul ocolește circuitul R1; R2, C1. În momentul în care tensiunea rețelei trece prin zero, triacul se închide, apoi condensatorul C1 este încărcat din nou, dar cu o tensiune negativă.
Condensator C1 de la 0,1...1,0 µF. Rezistor R2 1,0...0,1 MOhm. Triac-ul este pornit printr-un impuls de curent pozitiv către electrodul de control cu o tensiune pozitivă la terminalul anodului convențional și printr-un impuls de curent negativ către electrodul de control cu o tensiune negativă la catodul convențional. Astfel, element cheie pentru regulator trebuie sa fie bidirectional. Puteți folosi un dinistor bidirecțional ca cheie.
Diodele D5-D6 sunt folosite pentru a proteja tiristorul de o posibilă defecțiune prin tensiune inversă. Tranzistorul funcționează în modul de avalanșă. Tensiunea sa de avarie este de aproximativ 18-25 volți. Dacă nu găsiți P416B, atunci puteți încerca să găsiți un înlocuitor pentru el.
Transformatorul de impulsuri este înfășurat pe un inel de ferită cu diametrul de 15 mm, clasa N2000. Tiristorul poate fi înlocuit cu KU201
Circuitul acestui regulator de putere este similar cu circuitele descrise mai sus, este introdus doar circuitul de suprimare a interferențelor C2, R3, iar comutatorul SW face posibilă întreruperea circuitului de încărcare al condensatorului de control, ceea ce duce la blocarea instantanee a triacului. și deconectarea sarcinii.
C1, C2 - 0,1 MKF, R1-4k7, R2-2 mOhm, R3-220 Ohm, VR1-500 kOhm, DB3 - dinistor, BTA26-600B - triac, 1N4148/16 V - dioda, orice LED.
Regulatorul este utilizat pentru reglarea puterii de sarcină în circuite de până la 2000 W, lămpi cu incandescență, dispozitive de încălzire, fier de lipit, motoare asincrone, încărcător pentru mașini, iar dacă înlocuiți triacul cu unul mai puternic, îl puteți utiliza în circuitul de reglare curent la transformatoarele de sudare.
Principiul de funcționare al acestui circuit de reglare a puterii este că sarcina primește o jumătate de ciclu din tensiunea rețelei după un număr selectat de semicicluri omise.
Puntea de diode redresează tensiunea alternativă. Rezistorul R1 și dioda zener VD2, împreună cu condensatorul de filtru, formează o sursă de alimentare de 10 V pentru a alimenta microcircuitul K561IE8 și tranzistorul KT315. Semiciclurile pozitive rectificate ale tensiunii care trece prin condensatorul C1 sunt stabilizate de dioda zener VD3 la un nivel de 10 V. Astfel, impulsuri cu o frecvență de 100 Hz urmează la intrarea de numărare C a contorului K561IE8. Dacă comutatorul SA1 este conectat la ieșirea 2, atunci un nivel logic va fi prezent în mod constant la baza tranzistorului. Pentru ca impulsul de resetare al microcircuitului este foarte scurt si contorul reuseste sa reporneasca de la acelasi impuls.
Pinul 3 va fi setat la un nivel logic. Tiristorul va fi deschis. Toată puterea va fi eliberată la sarcină. În toate pozițiile ulterioare ale SA1 la pinul 3 al contorului, un impuls va trece prin 2-9 impulsuri.
Cipul K561IE8 este un numărător zecimal cu un decodor pozițional la ieșire, astfel încât nivelul logic va fi periodic la toate ieșirile. Cu toate acestea, dacă comutatorul este instalat pe ieșirea 5 (pin 1), atunci numărarea va avea loc doar până la 5. Când pulsul trece prin ieșirea 5, microcircuitul va fi resetat la zero. Numărarea va începe de la zero și un nivel logic va apărea la pinul 3 pe durata unui semiciclu. În acest timp, tranzistorul și tiristorul se deschid, o jumătate de ciclu trece la sarcină. Pentru a fi mai clar, prezint diagrame vectoriale ale funcționării circuitului.
Dacă trebuie să reduceți puterea de încărcare, puteți adăuga un alt cip contrar conectând pinul 12 al cipului anterior la pinul 14 al celui următor. Prin instalarea unui alt comutator, puteți regla puterea până la 99 de impulsuri ratate. Aceste. poți obține aproximativ o sutime din puterea totală.
Microcircuitul KR1182PM1 are două tiristoare și o unitate de control pentru acestea. Tensiunea maximă de intrare a microcircuitului KR1182PM1 este de aproximativ 270 de volți, iar sarcina maximă poate ajunge la 150 de wați fără utilizarea unui triac extern și până la 2000 W la utilizare și, de asemenea, ținând cont de faptul că triacul va fi instalat. pe calorifer.
Pentru a reduce nivelul de zgomot extern, se utilizează condensatorul C1 și inductorul L1, iar capacitatea C4 este necesară pentru pornirea lină a sarcinii. Reglarea se efectuează folosind rezistența R3.
Frumoasă selecție circuite simple regulatoarele pentru un fier de lipit vor simplifica viața unui radioamator
Combinația constă în combinarea ușurinței de utilizare a unui regulator digital și a flexibilității de reglare a unuia simplu.
Circuitul regulator de putere considerat funcționează pe principiul modificării numărului de perioade ale tensiunii alternative de intrare care merg la sarcină. Aceasta înseamnă că dispozitivul nu poate fi utilizat pentru a regla luminozitatea lămpilor incandescente din cauza clipirii vizibile. Circuitul face posibilă reglarea puterii în cadrul a opt valori prestabilite.
Există un număr mare de circuite clasice de reglare a tiristoarelor și triacului, dar acest regulator este realizat pe o bază de elemente moderne și, în plus, era bazat pe fază, de exemplu. nu transmite întreaga jumătate de undă a tensiunii de rețea, ci doar o anumită parte a acesteia, limitând astfel puterea, deoarece triacul se deschide numai la unghiul de fază necesar.
În inginerie electrică, se întâlnesc adesea probleme de reglare a tensiunii, curentului sau puterii alternative. De exemplu, pentru a regla viteza de rotație a arborelui unui motor de comutator, este necesar să se regleze tensiunea la bornele acestuia pentru a controla temperatura din interiorul camerei de uscare, este necesar să se regleze puterea eliberată în elementele de încălzire pentru a obține o lină; , pornire fără șocuri motor asincron- limitați curentul de pornire. O soluție comună este un dispozitiv numit regulator tiristor.
Proiectarea și principiul de funcționare a unui regulator de tensiune cu tiristor monofazat
Regulatoarele tiristoare sunt monofazate și, respectiv, trifazate pentru monofazate și rețele trifazateși încărcături. În acest articol ne vom uita la cel mai simplu regulator de tiristor monofazat - în alte articole. Deci, Figura 1 de mai jos arată un regulator de tensiune cu tiristor monofazat:
Fig. 1 Regulator simplu cu tiristor monofazat cu sarcină activă
Regulatorul tiristor în sine este conturat în linii albastre și include tiristoare VS1-VS2 și un sistem de control al fază impulsurilor (denumit în continuare SIFC). Tiristoarele VS1-VS2 sunt dispozitive semiconductoare care au proprietatea de a fi închise pentru fluxul de curent în stare normală și de a fi deschise pentru fluxul de curent de aceeași polaritate atunci când la electrodul său de control este aplicată o tensiune de control. Prin urmare, pentru a funcționa în rețele de curent alternativ, sunt necesare două tiristoare, conectate în direcții diferite - unul pentru fluxul semiundă pozitivă de curent, al doilea pentru semiundă negativă. Această conexiune a tiristoarelor se numește spate la spate.
Regulator cu tiristor monofazat cu sarcină activă
Așa funcționează un regulator cu tiristoare. În momentul inițial de timp este furnizat tensiune L-N(fază și zero în exemplul nostru), în timp ce impulsurile de tensiune de control nu sunt furnizate tiristoarelor, tiristoarele sunt închise și nu există curent în sarcina Rn. După primirea unei comenzi de pornire, SIFU începe să genereze impulsuri de control conform unui algoritm specific (vezi Fig. 2).
Fig.2 Diagrama tensiunii și curentului într-o sarcină activă
În primul rând, sistemul de control se sincronizează cu rețeaua, adică determină momentul în care tensiunea Rețele L-N este egal cu zero. Acest punct se numește momentul trecerii prin zero (în literatura străină - Crucea Zero). Apoi, un anumit timp T1 este numărat din momentul trecerii la zero și se aplică un impuls de control tiristorului VS1. În acest caz, tiristorul VS1 se deschide și curentul trece prin sarcină de-a lungul traseului L-VS1-Rн-N. Când se atinge următoarea trecere cu zero, tiristorul se oprește automat, deoarece nu poate conduce curentul în direcția opusă. În continuare, începe semiciclul negativ al tensiunii de rețea. SIFU contorizează din nou timpul T1 în raport cu noul moment în care tensiunea trece de zero și generează un al doilea impuls de control cu tiristorul VS2, care se deschide, iar curentul trece prin sarcină de-a lungul căii N-Rн-VS2-L. Această metodă de reglare a tensiunii se numește fază-puls.
Timpul T1 se numește timpul de întârziere pentru deblocarea tiristoarelor, timpul T2 este timpul de conducere al tiristoarelor. Prin modificarea timpului de întârziere de deblocare T1, puteți regla tensiunea de ieșire de la zero (impulsurile nu sunt furnizate, tiristoarele sunt închise) la tensiunea completă a rețelei, dacă impulsurile sunt furnizate imediat în momentul trecerii la zero. Timpul de întârziere de deblocare T1 variază în intervalul 0..10 ms (10 ms este durata unui semiciclu al tensiunii standard de rețea de 50 Hz). Se vorbește uneori și despre timpii T1 și T2, dar funcționează nu cu timp, ci cu grade electrice. O jumătate de ciclu este de 180 de grade electrice.
Ce reprezintă? tensiune de ieșire regulator de tiristoare? După cum se poate vedea din figura 2, seamănă cu „tăierile” unei sinusoide. Mai mult, cu cât timpul T1 este mai lung, cu atât această „tăietură” seamănă mai puțin cu o sinusoidă. Din aceasta rezultă o concluzie practică importantă - cu reglarea fază-impuls, tensiunea de ieșire este nesinusoidală. Acest lucru limitează domeniul de aplicare - regulatorul tiristor nu poate fi utilizat pentru sarcini care nu permit alimentarea cu tensiune și curent nesinusoidal. De asemenea, în Figura 2 este prezentată cu roșu diagrama curentului în sarcină. Deoarece sarcina este pur activă, forma curentului urmează forma tensiunii în conformitate cu legea lui Ohm I=U/R.
Cazul de sarcină activă este cel mai frecvent. Una dintre cele mai comune aplicații ale unui regulator cu tiristoare este reglarea tensiunii în elementele de încălzire. Prin reglarea tensiunii se modifică curentul și puterea eliberată în sarcină. Prin urmare, uneori este numit și un astfel de regulator regulator de putere a tiristoarelor. Acest lucru este adevărat, dar o denumire mai corectă este un regulator de tensiune tiristor, deoarece tensiunea este reglată în primul rând, iar curentul și puterea sunt deja cantități derivate.
Reglarea tensiunii și a curentului în sarcini activ-inductive
Ne-am uitat la cel mai simplu caz al unei sarcini active. Să ne punem întrebarea: ce se va schimba dacă sarcina, pe lângă cea activă, are și o componentă inductivă? De exemplu, rezistență activă conectat printr-un transformator coborâtor (Fig. 3). Apropo, acesta este un caz foarte frecvent.
Fig.3 Regulatorul tiristor funcționează la sarcină RL
Să ne uităm îndeaproape la Figura 2 din cazul unei sarcini pur active. Arată că imediat după pornirea tiristorului, curentul din sarcină crește aproape instantaneu de la zero la valoarea sa limită, determinată de valoarea curentă a tensiunii și a rezistenței de sarcină. Din cursul de inginerie electrică se știe că inductanța previne o creștere atât de bruscă a curentului, astfel încât diagrama de tensiune și curent va avea un caracter ușor diferit:
Fig.4 Diagrama tensiunii și curentului pentru sarcina RL
După ce tiristorul este pornit, curentul din sarcină crește treptat, datorită căruia curba curentului este netezită. Cu cât inductanța este mai mare, cu atât curba curentului este mai netedă. Ce oferă asta practic?
— Prezența unei inductanțe suficiente face posibilă aducerea formei curentului mai aproape de una sinusoidală, adică inductanța acționează ca un filtru sinusoid. În acest caz, această prezență a inductanței se datorează proprietăților transformatorului, dar adesea inductanța este introdusă în mod deliberat sub forma unei bobine.
— Prezența inductanței reduce cantitatea de interferență distribuită de regulatorul tiristor prin fire și în aerul radio. O creștere bruscă, aproape instantanee (în câteva microsecunde) a curentului provoacă interferențe care pot interfera cu funcţionare normală alte echipamente. Și dacă rețeaua de alimentare este „slabă”, atunci se întâmplă ceva complet curios - regulatorul tiristor se poate „bloca” cu propria sa interferență.
— Tiristoarele au un parametru important - valoarea vitezei critice de creștere a curentului di/dt. De exemplu, pentru modulul tiristor SKKT162 această valoare este de 200 A/µs. Depășirea acestei valori este periculoasă, deoarece poate duce la defectarea tiristorului. Așadar, prezența inductanței permite tiristorului să rămână în zona de funcționare sigură, garantat să nu depășească valoarea limită di/dt. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci poate fi observat un fenomen interesant - defecțiunea tiristoarelor, în ciuda faptului că curentul tiristoarelor nu depășește valoarea lor nominală. De exemplu, același SKKT162 poate defecta la un curent de 100 A, deși poate funcționa normal până la 200 A. Motivul va fi excesul ratei de creștere a curentului di/dt.
Apropo, trebuie remarcat faptul că există întotdeauna inductanță în rețea, chiar dacă sarcina este pur activă. Prezența acestuia se datorează, în primul rând, inductanței înfășurărilor postului de transformare de alimentare, în al doilea rând, inductanței intrinseci a firelor și cablurilor și, în al treilea rând, inductanței buclei formate de firele și cablurile de alimentare și de sarcină. Și cel mai adesea, această inductanță este suficientă pentru a se asigura că di/dt nu depășește valoarea critică, astfel încât producătorii de obicei nu instalează regulatoare cu tiristoare, oferindu-le ca opțiune celor care sunt preocupați de „curățenia” rețelei și de compatibilitatea electromagnetică a dispozitivelor conectate la acesta.
Să acordăm, de asemenea, atenție diagramei de tensiune din figura 4. De asemenea, arată că, după trecerea zero, apare o mică creștere a tensiunii de polaritate inversă la sarcină. Motivul apariției sale este întârzierea scăderii curentului în sarcină prin inductanță, datorită căreia tiristorul continuă să fie deschis chiar și cu o tensiune negativă de semi-undă. Tiristorul este oprit atunci când curentul scade la zero cu o oarecare întârziere în raport cu momentul trecerii la zero.
Carcasă de sarcină inductivă
Ce se întâmplă dacă componenta inductivă este mult mai mare decât componenta activă? Apoi putem vorbi despre cazul unei sarcini pur inductive. De exemplu, acest caz poate fi obținut prin deconectarea sarcinii de la ieșirea transformatorului din exemplul anterior:
Figura 5 Regulator tiristor cu sarcină inductivă
Un transformator care funcționează în modul fără sarcină este o sarcină inductivă aproape ideală. În acest caz, datorită inductanței mari, momentul de oprire al tiristoarelor se deplasează mai aproape de mijlocul semiciclului, iar forma curbei curentului este netezită cât mai mult posibil până la o formă aproape sinusoidală:
Figura 6 Diagrame de curent și tensiune pentru cazul sarcinii inductive
În acest caz, tensiunea de sarcină este aproape egală cu tensiunea completă a rețelei, deși timpul de întârziere de deblocare este doar o jumătate de ciclu (90 de grade electrice Adică, cu o inductanță mare, putem vorbi despre o schimbare în caracteristica de control. Cu o sarcină activă, tensiunea maximă de ieșire va fi la un unghi de întârziere de deblocare de 0 grade electrice, adică în momentul trecerii la zero. La o sarcină inductivă, tensiunea maximă poate fi obținută la un unghi de întârziere de deblocare de 90 de grade electrice, adică atunci când tiristorul este deblocat în momentul tensiunii maxime de rețea. În consecință, în cazul unei sarcini activ-inductive, tensiunea maximă de ieșire corespunde unghiului de întârziere de deblocare în intervalul intermediar de 0..90 grade electrice.
