Výběr obvodů a popis činnosti regulátoru výkonu nejen na triacích. Obvody řízení výkonu triaku jsou vhodné pro prodloužení životnosti žárovek a pro nastavení jejich jasu. Nebo pro napájení nestandardních zařízení, například na 110 voltů.
Na obrázku je znázorněn obvod regulátoru výkonu triaku, který lze změnit změnou celkového počtu síťových půlcyklů vynechaných triakem za určitý časový interval. Na prvcích čipu DD1.1.DD1.3, jehož perioda oscilace je asi 15-25 síťových půlcyklů.
Pracovní cyklus impulsů je regulován odporem R3. Tranzistor VT1 spolu s diodami VD5-VD8 je navržen tak, aby se vázal v okamžiku zapnutí triaku při přechodu síťového napětí přes nulu. V zásadě je tento tranzistor otevřený, respektive, na vstup DD1.4 je přivedena "1" a tranzistor VT2 s triakem VS1 je uzavřen. V okamžiku přechodu nulou se tranzistor VT1 téměř okamžitě sepne a otevře. V tomto případě, pokud byl výstup DD1.3 1, pak se stav prvků DD1.1.DD1.6 nezmění, a pokud byl výstup DD1.3 "nulový", pak prvky DD1.4 .DD1.6 vygeneruje krátký impuls, který bude zesílen tranzistorem VT2 a rozepne triak.
Dokud je výstup generátoru logická nula, bude proces probíhat cyklicky po každém přechodu síťového napětí přes nulový bod.
Základem obvodu je zahraniční triak mac97a8, který umožňuje spínat připojené zátěže s vysokým výkonem a k jeho nastavení byl použit starý sovětský proměnný odpor a jako indikace byla použita běžná LED.
Regulátor výkonu triaku využívá principu fázové regulace. Činnost obvodu regulátoru výkonu je založena na změně v okamžiku zapnutí triaku vzhledem k přechodu síťového napětí přes nulu. V počátečním okamžiku kladného půlcyklu je triak v uzavřeném stavu. S rostoucím síťovým napětím se kondenzátor C1 nabíjí přes dělič.
Rostoucí napětí na kondenzátoru je fázově posunuto od sítě o hodnotu závislou na celkovém odporu obou rezistorů a kapacitě kondenzátoru. Kondenzátor se nabíjí, dokud napětí na něm nedosáhne úrovně „průrazu“ dinistoru, přibližně 32 V.
V okamžiku otevření dinistoru se otevře i triak, zátěží připojenou k výstupu poteče proud v závislosti na celkovém odporu rozpojeného triaku a zátěže. Triak bude otevřen až do konce půlcyklu. Rezistor VR1 nastavuje otevírací napětí dinistoru a triaku, čímž upravuje výkon. V okamžiku působení záporného půlcyklu je algoritmus obvodu podobný.
Okruhová varianta s drobnými úpravami pro 3,5 kW
Obvod regulátoru je jednoduchý, výkon zátěže na výstupu zařízení je 3,5 kW. S tímto DIY radioamatérem můžete ovládat světla, topná tělesa a další. Jedinou významnou nevýhodou tohoto obvodu je, že k němu nelze v žádném případě připojit indukční zátěž, protože dojde k vyhoření triaku!
Rádiové komponenty použité v konstrukci: Triac T1 - BTB16-600BW nebo podobné (KU 208 il VTA, VT). Dinistor T - typ DB3 nebo DB4. Keramický kondenzátor 0,1uF.
Odpor R2 510 ohmů omezuje maximální volty na kondenzátoru na 0,1 uF, pokud dáte jezdec regulátoru do polohy 0 ohmů, pak bude odpor obvodu asi 510 ohmů. Kapacita se nabíjí přes odpory R2 510Ω a proměnný odpor R1 420kΩ, poté, co U na kondenzátoru dosáhne otevírací úrovně dinistoru DB3, ten vygeneruje impuls, který odblokuje triak, načež při dalším průchodu sinusoidy, triak je uzamčen. Frekvence otevírání a zavírání T1 závisí na úrovni U na kondenzátoru 0,1 μF, která závisí na odporu proměnného rezistoru. To znamená, že přerušením proudu (při vysoké frekvenci) obvod reguluje výstupní výkon.
S každou kladnou půlvlnou vstupního střídavého napětí se kapacita C1 nabíjí přes řetězec rezistorů R3, R4, když se napětí na kondenzátoru C1 rovná otevíracímu napětí dinistoru VD7, dojde k rozpadu a vybití kapacity přes diodový můstek VD1-VD4, dále odpor R1 a řídicí elektroda VS1. K otevření triaku se používá elektrický obvod diod VD5, VD6 kondenzátoru C2 a odporu R5.
Hodnotu rezistoru R2 je nutné volit tak, aby při obou půlvlnách síťového napětí spolehlivě fungoval triak regulátoru a dále je nutné volit hodnoty odporů R3 a R4 tak, aby při otáčením knoflíku s proměnným odporem R4 se napětí na zátěži plynule mění z minimálních na maximální hodnoty. Místo triaku TS 2-80 můžete použít TS2-50 nebo TS2-25, i když dojde k mírné ztrátě povoleného výkonu v zátěži.
Jako triak byly použity KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 a jejich analogy. V tomto okamžiku, kdy je triak uzavřen, se přes připojenou zátěž a odpory R1 a R2 nabije kondenzátor C1. Nabíjecí rychlost je měněna odporem R2, odpor R1 je určen k omezení maximálního nabíjecího proudu
Při dosažení prahového napětí na deskách kondenzátoru se klíč otevře, kondenzátor C1 se rychle vybije na řídící elektrodu a přepne triak ze sepnutého stavu do otevřeného stavu, v otevřeném stavu triak odpojí obvod R1, R2, C1. V okamžiku, kdy síťové napětí projde nulou, triak se uzavře, poté se opět nabije kondenzátor C1, ale záporným napětím.
Kondenzátor C1 od 0,1 ... 1,0 uF. Rezistor R2 1,0 ... 0,1 MΩ. Triak se zapíná kladným proudovým impulsem do řídící elektrody při kladném napětí na podmíněném výstupu anody a záporným proudovým impulsem do řídící elektrody při záporném napětí podmíněné katody. Klíčovým prvkem pro regulátor je tedy to, aby byl obousměrný. Jako klíč můžete použít obousměrný dinistor.
Diody D5-D6 slouží k ochraně tyristoru před případným průrazem zpětného napětí. Tranzistor pracuje v režimu lavinového průrazu. Jeho průrazné napětí je asi 18-25 voltů. Pokud P416B nenajdete, můžete za něj zkusit najít náhradu.
Pulsní transformátor je navinut na feritovém kroužku o průměru 15 mm, třída H2000. Tyristor lze vyměnit za KU201
Obvod tohoto regulátoru výkonu je podobný výše popsaným obvodům, pouze je zaveden odrušovací obvod C2, R3 a přepínač SW umožňuje přerušit nabíjecí obvod řídícího kondenzátoru, což vede k okamžitému zablokování triaku. a odpojení zátěže.
C1, C2 - 0,1 uF, R1-4k7, R2-2 mOhm, R3-220 Ohm, VR1-500 kOhm, DB3 - dinistor, BTA26-600B - triak, 1N4148/16 V - dioda, libovolná LED.
Regulátor slouží k nastavení výkonu zátěže v obvodech do 2000 W, žárovky, topidla, páječka, asynchronní motory, autonabíječka a pokud vyměníte triak za výkonnější, můžete jej použít v obvod regulace proudu ve svařovacích transformátorech.
Princip činnosti tohoto obvodu regulátoru výkonu spočívá v tom, že zátěž obdrží půlcyklu síťového napětí po zvoleném počtu zmeškaných půlcyklů.
Diodový můstek usměrňuje střídavé napětí. Rezistor R1 a zenerova dioda VD2 tvoří spolu s filtračním kondenzátorem 10V zdroj pro napájení čipu K561IE8 a tranzistoru KT315. Usměrněné polocykly kladného napětí procházející kondenzátorem C1 jsou stabilizovány zenerovou diodou VD3 na úrovni 10 V. Po čítacím vstupu C čítače K561IE8 tedy následují impulsy o frekvenci 100 Hz. Pokud je spínač SA1 připojen k výstupu 2, pak bude mít báze tranzistoru vždy úroveň logická jedna. Protože resetovací impuls mikroobvodu je velmi krátký a čítač má čas se restartovat ze stejného impulsu.
Pin 3 bude nastaven na logickou 1. Tyristor bude otevřený. Veškerý výkon bude přidělen zátěži. Ve všech následujících pozicích SA1 na kolíku 3 čítače projde jeden impuls 2-9 impulsy.
Čip K561IE8 je dekadický čítač s pozičním dekodérem na výstupu, takže úroveň logické jednotky bude periodicky na všech výstupech. Pokud je však přepínač nastaven na výstup 5 (vývod 1), pak se počet objeví pouze do 5. Když impuls projde výstupem 5, mikroobvod bude resetován. Počítání začne od nuly a na kolíku 3 se objeví logická jedna úroveň po dobu jednoho půlcyklu. V této době se tranzistor a tyristor otevírají, do zátěže přechází jeden půlcyklus. Aby to bylo přehlednější, uvádím vektorová schémata činnosti obvodu.
Pokud chcete snížit výkon zátěže, můžete přidat další čítací čip připojením kolíku 12 předchozího čipu k kolíku 14 dalšího čipu. Instalací dalšího spínače bude možné upravit výkon až na 99 zmeškaných impulsů. Tito. můžete získat asi setinu celkového výkonu.
Mikroobvod KR1182PM1 má ve svém vnitřním složení dva tyristory a k nim řídící jednotku. Maximální vstupní napětí čipu KR1182PM1 je asi 270 voltů a maximální zatížení může dosáhnout 150 wattů bez použití externího triaku a až 2 000 wattů při použití, a také s přihlédnutím k tomu, že triak bude instalován na radiátor.
Pro snížení úrovně vnějšího rušení se používá kondenzátor C1 a induktor L1 a pro plynulé zapnutí zátěže je zapotřebí kapacita C4. Nastavení se provádí pomocí odporu R3.
Výběr docela jednoduchých regulačních obvodů pro páječku usnadní život radioamatérovi
Kombinace spočívá ve spojení pohodlí používání digitálního regulátoru a flexibility jednoduchého nastavení.
Uvažovaný obvod regulátoru výkonu pracuje na principu změny počtu period vstupního střídavého napětí jdoucího do zátěže. To znamená, že zařízení nelze použít k nastavení jasu žárovek kvůli mrkání viditelnému okem. Obvod umožňuje nastavit výkon v rámci osmi přednastavených hodnot.
Klasických obvodů tyristorového a triakového regulátoru je obrovské množství, ale tento regulátor je vyroben na moderní článkové bázi a navíc byl fázový, tzn. neprochází celou půlvlnou síťového napětí, ale jen její část, čímž omezuje výkon, protože k otevření triaku dochází pouze při požadovaném fázovém úhlu.
Tyristorová nabíjecí jednotka Krasimira Rilcheva je určena pro nabíjení baterií nákladních automobilů a traktorů. Poskytuje plynule nastavitelný (odporem RP1) nabíjecí proud až do 30 A. Princip regulace je fázově pulzní na bázi tyristorů, což poskytuje maximální účinnost, minimální ztrátový výkon a nevyžaduje usměrňovací diody. Síťový transformátor je vyroben na magnetickém obvodu o průřezu 40 cm2, primární vinutí obsahuje 280 závitů PEL-1.6, sekundární 2x28 závitů PEL-3.0. Tyristory jsou namontovány na radiátorech 120x120 mm. ...
Pro obvod "Tyristorové relé směrových světel".
Automobilová elektronika Tyristorové relé blinkrů Kazan A. STAKHOV Bezkontaktní relé pro signalizaci zatáček automobilu lze navrhnout pomocí křemíkových řízených diod - tyristorů. Schéma takového relé je znázorněno na obrázku Relé je konvenční multivibrátor na tranzistorech T1 a T2;, jehož spínací frekvence určuje frekvenci blikajících lamp, protože stejný multivibrátor ovládá DC spínač na tyristorech D1 a D4 V multivibrátoru mohou pracovat libovolné nízkovýkonové nízkofrekvenční tranzistory.Při připojení spínače P1 k návěstidlům předních a zadních obrysových světel multivibrátorový signál otevře tyristor D1 a na návěstidla se přivede napětí baterie. V tomto případě je pravá deska kondenzátoru C1 nabita kladně (vzhledem k levé desce) přes odpor R5. Když je spouštěcí impuls multivibrátoru aplikován na tyristor D4, stejný tyristor se otevře a nabitý kondenzátor C1 je připojen k tyristoru D1, takže okamžitě přijímá zpětné napětí mezi anodou a katodou. Jak zkontrolovat čip k174ps1 Toto zpětné napětí uzavře tyristor D1, který přeruší proud v zátěži. Další spouštěcí impuls multivibrátoru opět otevře tyristor D1 a celý proces se opakuje. Diody D223 slouží k omezení záporných proudových rázů a zlepšení rozběhu tyristorů.Ve stejnosměrném spínači lze použít libovolné nízkopříkonové tyristory s libovolnými písmennými indexy. Při použití KU201A by proud spotřebovaný signálními žárovkami neměl překročit 2 A; u KU202A může dosáhnout až 10 a. Relé může pracovat i z palubní sítě s napětím 6 V. RADIO N10 1969 34 ...
Pro obvod "ZESILOVAČ VÝKONU PRO CB-RÁDIO"
VF výkonové zesilovače VÝKONOVÝ ZESILOVAČ PRO SV-RADIO STANICE KOSTYUK (EU2001), Minsk Při výrobě výkonového zesilovače stojí radioamatéři před otázkou - jakou aktivní součástku v něm použít. Nástup tranzistorů vedl k vytvoření velkého množství návrhů na nich založených. Navrhování na takové základně prvků doma je však pro většinu radioamatérů problematické. v koncových stupních výkonných moderních kovo-skleněných nebo metalokeramických svítidel typu GU-74B apod. obtížné kvůli jejich vysoké ceně. Výstupem jsou široce používané lampy, například 6P45S, používané v barevných televizorech. Myšlenka navrhovaného zesilovače není nová a byla popsána v [I]. Jednoduchý proudový regulátor Je vyroben na dvou paprskových tetrodách 6P45S, zapojených podle schématu s uzemněnými mřížkami Technické vlastnosti: Výkonový zisk - 8 Maximální anodový proud - 800 mA Anodové napětí - 600 Ekvivalentní odpor zesilovače - 500 ohm Přepnutí na přenos probíhá přivedením řídicího napětí na relé Kl, K2. Při absenci takového napětí v CB-stanici je možné vytvořit elektronický klíč pro příjem / vysílání, jak se to dělá v. Podrobnosti a konstrukce Tlumivky LI, L5 mají indukčnost 200 µH a musí být dimenzovány na 800 mA. Tlumivka L6, L7 je navinutá na kroužku 50 VCh-2 K32x20x6 se dvěma vodiči MGShV o průřezu 1 mm2. Cívky L2, L3 obsahují každá 3 závity a jsou navinuty drátem 0 1 mm na Rl, resp. R2. Cívka P-loop L4 je navinutá drátem o průměru 2,5 mm. Zesilovací kondenzátory - typ KSO pro provozní napětí 500 V. Pro nucené ...
Pro obvod "ZAPNUTÍ VÝKONNÝCH SEDMI PRVKOVÝCH LED INDIKÁTORŮ"
Pro schéma "Push-pull převodníky (zjednodušený výpočet)"
Napájení Push-pull měniče (zjednodušený výpočet) A. PETROV, 212029, Mogilev, Schmidt Ave., 32 - 17. Push-pull měniče jsou velmi důležité pro asymetrickou remagnetizaci magnetického obvodu, proto v můstkových obvodech, aby aby nedocházelo k saturaci magnetických obvodů (obr. 1) a v důsledku toho - vzniku průchozích proudů, je třeba provést speciální opatření k vyrovnání hysterezní smyčky, nebo v nejjednodušší verzi Puc.1 - zavést vzduchovou mezeru a kondenzátor v sérii s primárním vinutím transformátoru organizace přirozených elektromagnetických procesů v měničích, při kterých dochází ke spínání klíčů při proudech rovných nebo blízkých nule. V tomto případě proudové spektrum rychleji zaniká a síla rádiového rušení je výrazně oslabena, což zjednodušuje filtraci vstupního i výstupního napětí. Triak ts112 a obvody na něm Mezi jeho přednosti patří absence složky konstantního proudu v primárním vinutí výkonového transformátoru díky kapacitnímu děliči. Obr.2 Polomůstkový obvod poskytuje přeměnu výkonu 0,25 ... 0,5 kW v jednom článku. Napětí na uzavřených tranzistorech nepřesahují napájecí napětí. Střídač má dva obvody PIC: - jeden - pro proud (proporcionální řízení proudu), - druhý - pro napětí. v poměru...
Pro schéma "Použití integrovaného časovače pro automatické řízení napětí"
Pro obvod "Výkonový zesilovač, vyrobený podle můstkového obvodu."
AUDIO technika Přemostěný koncový zesilovač s výstupním výkonem 60 W s unipolárním napájením +40 V. silný tranzistorů je stále poměrně malý. Jednou z možností, jak zvýšit výstupní výkon, je sériově paralelní zapojení stejného typu tranzistorů, což však komplikuje konstrukci zesilovače a jeho ladění. Mezitím existuje způsob, jak se vyhnout zvýšení výstupního výkonu aplikace těžko přístupné prvky a nezvyšujte napětí napájecího zdroje. Tato metoda spočívá v použití dvou stejných výkonových zesilovačů zapojených tak, že vstupní signál je přiveden na jejich vstupy v protifázi a zátěž je zapojena přímo mezi výstupy zesilovačů (obvod můstku zesilovače). VHF obvod Výkonový zesilovač vyrobený podle takového můstkového obvodu má následující hlavní technické vlastnosti: Jmenovitý výstupní výkon ....... 60 W Harmonický faktor .......... 0,5 % ..... ... 10 ... 25 000 Hz Napájecí napětí ........... 40 V Klidový proud .......... 50 mA Schéma zapojení takového zesilovače je na Obr. .1. Změna fáze vstupního signálu se dosáhne jeho přivedením na invertující vstup jednoho a neinvertující vstup druhého zesilovače. Zátěž je zapojena přímo mezi výstupy zesilovačů. Pro zajištění teplotní stabilizace klidového proudu výstupních tranzistorů jsou diody VD1-VD4 umístěny na společném chladiči s nimi. Obr.1Před zapnutím zkontrolujte správnou instalaci a zapojení zesilovače. Po připojení napájecího zdroje s rezistorem R14 napětí ne více než ...
Pro schéma "Jednoduchý regulátor proudu svařovacího transformátoru"
Důležitým konstrukčním prvkem každého svářecího stroje je možnost nastavení pracovního proudu. V průmyslových zařízeních se používají různé způsoby regulace proudu: šuntování pomocí různých typů tlumivek, změna magnetického toku pohyblivostí vinutí nebo magnetický šunt, zásobníky aktivních předřadných odporů a reostaty. Nevýhody takové úpravy zahrnují složitost konstrukce, objemnost odporů, jejich silné zahřívání během provozu a nepohodlí při přepínání. Nejoptimálnější možností je udělat to s odbočkami i při navíjení sekundárního vinutí a přepínáním počtu závitů měnit proud. Tuto metodu však lze použít k úpravě proudu, nikoli však k jeho úpravě v širokém rozsahu. Kromě toho je nastavení proudu v sekundárním okruhu svařovacího transformátoru spojeno s určitými problémy. Řídicím zařízením tedy procházejí značné proudy, což vede k jeho objemnosti a pro sekundární obvod je téměř nemožné vybrat tak výkonné standardní spínače, aby vydržely proudy až 200 A. Triak ts112 a obvody na něm Další věc je primární obvod vinutí, kde jsou proudy pětkrát menší. Po dlouhém hledání metodou pokusů a omylů bylo nalezeno nejlepší řešení problému - prostorově oblíbený tyristorový regulátor, jehož zapojení je na obr. 1. S maximální jednoduchostí a dostupností základny prvků se snadno ovládá, nevyžaduje nastavení a osvědčil se v práci - funguje jako "hodinky". Regulace výkonu nastává s periodickým odpojováním na pevně stanovenou dobu primárního vinutí svařovacího transformátoru při každé půlperiodě proudu (obr. 2). V tomto případě se průměrná role proudu snižuje. Hlavní prvky regulátoru (tyristory) jsou zapojeny proti sobě a paralelně k sobě. Střídavě se otevírají...
Pro schéma "Použití tunelových diod"
Radioamatér-konstruktér tunelových diod Na Obr. 1, 2 a 3 znázorňují tři různé obvodové aplikace tunelového diodového oscilátoru. FM vysílač zobrazený na obr. 1 je velmi jednoduchý a poskytuje spolehlivý příjem v okruhu 10-30 m při použití bičové antény a FM přijímače střední citlivosti. Vzhledem k tomu, že schéma modulace vysílače je nejjednodušší, je výstupní signál poněkud zkreslený a kromě frekvenční modulace, získané změnou vlastní frekvence generátoru synchronně se signálem mikrofonu, dochází k výrazné amplitudové modulaci. Je nemožné výrazně zvýšit výstupní výkon takového vysílače, protože je zdrojem rušení. Takový vysílač lze použít jako přenosný rádiový mikrofon, hovor nebo interkom na krátké vzdálenosti Obr. 1. Nejjednodušší tunelový diodový vysílač. Šunka Radio Converter Circuits Cívka L obsahuje 10 závitů drátu PEL 0,2 Princip činnosti lokálního oscilátoru (obr. 2) je stejný jako u předchozího vysílače. Jeho charakteristickým rysem je neúplné zahrnutí obvodu. Vyrábí se s uvedeným cílem zlepšit tvar a stabilitu generovaných vibrací. Ideální sinusovku lze získat tehdy, když jsou v praxi nevyhnutelné malé nelineární zkreslení Obr. 2. Lokální oscilátor na tunelové diodě L = 200 μH. Generátor 3 vidlicových ladiček lze standardně použít pro ladění hudebních nástrojů nebo telegrafního bzučáku. Generátor může pracovat i na diodách s nižšími maximálními proudy. V tomto případě se musí zvýšit počet závitů v cívkách a dynamický reproduktor se zapíná přes zesilovač. Pro normální fungování generátoru je celkový ohmický odpor ...
Pro obvod "TRANSISTOR-LAMP AM TRANSMITTER"
Rozhlasové vysílače a rozhlasové stanice Pro větší účinnost, snížení hmotnosti a rozměrů se v nich hojně používají tranzistory. V tomto případě se pro víceméně radiostanice používají obvody, které využívají generátorovou radiovou elektronku v koncovém stupni vysílače. Anodové napětí pro něj obvykle pochází z měniče napětí. Tato schémata jsou složitá a nejsou dostatečně ekonomická. Navrhované schéma zvýšilo efektivitu a jednoduchost designu. Jako zdroj anodového napětí využívá výkonný modulátor a usměrňovač (viz obrázek). Modulační transformátor má dvě zvyšovací vinutí - modulační a napájecí. Napětí odebírané z napájecího vinutí je usměrněno a přiváděno přes modulační vinutí na anodu koncového stupně pracujícího v režimu modulace anodového stínění. Fázový pulzní regulátor výkonu na kmop Modulátor pracuje v režimu B a má vysokou účinnost (až 70 %). Protože anodové napětí je úměrné modulačnímu napětí, provádí se v tomto obvodu řízená modulace nosné (CLC), která výrazně zvyšuje účinnost./img/tr-la-p1.gif .7 MHz) a dává budicí napětí přibližně 25-30 V. Je třeba poznamenat, že tranzistor T1 pracuje při mírně zvýšeném napětí kolektoru, takže může být vyžadován speciální výběr funkčních vzorků. Tlumivka Dr1 je navinutá na rezistoru VS-2 s odstraněnou vodivou vrstvou a má 250 závitů drátu PEL 0,2. Každá cívka L1 a L2 obsahuje 12 závitů drátu PEL 1,2. Průměr cívky 12 mm, délka vinutí - 20 mm. Větve v kočce...
Při vývoji regulovaného zdroje bez vysokofrekvenčního měniče se vývojář potýká s takovým problémem, že při minimálním výstupním napětí a vysokém zatěžovacím proudu na regulačním prvku stabilizátor odvádí mnoho výkonu. Až dosud se tento problém ve většině případů řešil následovně: udělali několik odboček na sekundárním vinutí výkonového transformátoru a rozdělili celý rozsah nastavení výstupního napětí do několika podrozsahů. Tento princip se používá v mnoha sériových napájecích zdrojích, například UIP-2 a modernějších. Je jasné, že použití zdroje s více podrozsahy se zkomplikuje a zkomplikuje se i dálkové ovládání takového zdroje např. z počítače.
Řešením se mi zdálo použití řízeného usměrňovače na tyristoru, protože je možné vytvořit zdroj řízený jedním knoflíkem pro nastavení výstupního napětí nebo jedním řídicím signálem s rozsahem nastavení výstupního napětí od nuly (nebo téměř od nuly) na maximální hodnotu. Takový napájecí zdroj může být vyroben z komerčně dostupných dílů.
Dosud byly řízené usměrňovače s tyristory velmi podrobně popsány v knihách o napájecích zdrojích, ale v praxi se v laboratorních zdrojích používají jen zřídka. V amatérských provedeních jsou také vzácné (samozřejmě kromě nabíječek autobaterií). Doufám, že tato práce pomůže tento stav změnit.
V principu lze zde popsané obvody použít například ke stabilizaci vstupního napětí vysokofrekvenčního měniče, jak je tomu u televizorů Elektronika Ts432. Zde zobrazené obvody lze také použít k výrobě laboratorních napájecích zdrojů nebo nabíječek.
Popis svých prací uvádím nikoli v pořadí, v jakém jsem je provedl, ale víceméně v pořadí. Podívejme se nejprve na obecnou problematiku, pak na „nízkonapěťové“ konstrukce, jako jsou napájecí zdroje pro tranzistorové obvody nebo nabíjení baterií, a poté na „vysokonapěťové“ usměrňovače pro napájení elektronkových obvodů.
Provoz tyristorového usměrňovače pro kapacitní zátěž
V literatuře je popsáno velké množství tyristorových regulátorů výkonu pracujících na střídavý nebo pulzující proud s aktivní (například žárovky) nebo indukční (například elektromotor) zátěží. Zátěž usměrňovače je obvykle filtr, ve kterém se kondenzátory používají k vyhlazení zvlnění, takže zátěž usměrňovače může být kapacitní povahy.
Zvažte provoz usměrňovače s tyristorovým regulátorem pro odporově kapacitní zátěž. Schéma takového regulátoru je na Obr. 1.
Rýže. 1.
Zde je například znázorněn celovlnný usměrňovač se středovým bodem, lze jej však vyrobit i podle jiného schématu, například můstku. Někdy tyristory, navíc k regulaci napětí na zátěži U n plní i funkci usměrňovacích prvků (ventilů), tento režim však není povolen pro všechny tyristory (tyristory KU202 s některými písmeny umožňují provoz jako ventily). Pro názornost předpokládejme, že tyristory slouží pouze k regulaci napětí na zátěži. U n a rovnání se provádí jinými zařízeními.
Princip činnosti tyristorového regulátoru napětí je znázorněn na Obr. 2. Na výstupu usměrňovače (místo připojení katod diod na obr. 1) jsou získány napěťové impulsy (dolní půlvlna sinusoidy je „vytočena“), indikované U rec . Pulzační frekvence f p na výstupu celovlnného usměrňovače se rovná dvojnásobku síťové frekvence, tj. 100 Hz při napájení ze sítě 50 Hz . Řídicí obvod napájí řídicí elektrodu tyristoru proudovými impulsy (nebo světlem při použití optotyristoru) s určitým zpožděním t vzhledem k začátku periody zvlnění, tj. okamžiku, kdy napětí usměrňovače U rec se stává nulou.
Rýže. 2.
Obrázek 2 je vytvořen pro případ, kdy dojde ke zpoždění t přesahuje polovinu periody pulzací. V tomto případě obvod pracuje na dopadající části sinusoidy. Čím delší je zpoždění zapnutí tyristoru, tím nižší bude usměrněné napětí. U n při zatížení. Zvlnění napětí na zátěži U n vyhlazeno filtračním kondenzátorem C f . Zde a níže jsou provedena určitá zjednodušení při zvažování činnosti obvodů: předpokládá se, že výstupní impedance výkonového transformátoru je nulová, úbytek napětí na usměrňovacích diodách se nebere v úvahu a doba zapnutí tyristoru je nebere se v úvahu. Ukazuje se, že dobíjení kapacity filtru C f stane se okamžitě. Ve skutečnosti po přivedení spouštěcího impulsu na řídicí elektrodu tyristoru trvá nabití filtračního kondenzátoru určitou dobu, která je však obvykle mnohem kratší než doba pulsace Tp.
Nyní si představte zpoždění zapnutí tyristoru t se rovná polovině periody pulsace (viz obr. 3). Poté se tyristor zapne, když napětí na výstupu usměrňovače projde maximem.
Rýže. 3.
V tomto případě napětí zátěže U n bude také největší, přibližně stejně, jako kdyby v obvodu nebyl tyristorový regulátor (zanedbáme úbytek napětí na otevřeném tyristoru).
Zde narážíme na problém. Předpokládejme, že chceme regulovat napětí zátěže od téměř nuly po nejvyšší hodnotu, kterou lze získat z dostupného výkonového transformátoru. K tomu, s přihlédnutím k dříve učiněným předpokladům, bude nutné aplikovat spouštěcí impulsy na tyristor PŘESNĚ v okamžiku, kdy U rec projde maximem, tzn. t c \u003d T p /2. S přihlédnutím k tomu, že se tyristor neotevře okamžitě, ale dobíjí filtrační kondenzátor C f také vyžaduje určitý čas, spouštěcí impulz musí být aplikován trochu PŘED polovinou periody pulzace, tzn. t< T п /2. Problém je v tom, že za prvé je těžké říci, o kolik dříve, protože to závisí na takových důvodech, které je obtížné přesně vzít v úvahu při výpočtu, například doba zapnutí dané instance tyristoru nebo celková ( včetně indukčností) výstupní odpor výkonového transformátoru. Za druhé, i když je výpočet a nastavení obvodu naprosto přesné, doba zpoždění zapnutí t , frekvence sítě, a tedy frekvence a perioda T p zvlnění, doba sepnutí tyristoru a další parametry se mohou časem měnit. Proto, aby se na zátěži dostalo co nejvyšší napětí U n existuje touha zapnout tyristor mnohem dříve než polovina periody pulsace.
Předpokládejme, že jsme tak učinili, tj. nastavili dobu zpoždění t mnohem menší T p /2. Grafy charakterizující činnost obvodu v tomto případě jsou na Obr. 4. Všimněte si, že pokud se tyristor otevře před polovinou cyklu, zůstane otevřený, dokud nebude dokončen proces nabíjení filtračního kondenzátoru. C f (viz první impuls na obr. 4).
Rýže. 4.
Ukazuje se, že na krátké zpoždění t možné kolísání výstupního napětí regulátoru. Vyskytují se, pokud v okamžiku, kdy je na tyristor přiveden spouštěcí impuls, napětí na zátěži U n na výstupu usměrňovače je větší napětí U rec . V tomto případě je tyristor pod zpětným napětím a nemůže se otevřít působením spouštěcího impulsu. Jeden nebo více spouštěcích impulzů může chybět (viz druhý impulz na obrázku 4). K dalšímu zapnutí tyristoru dojde při vybití filtračního kondenzátoru a v okamžiku přivedení řídicího impulsu bude tyristor pod stejnosměrným napětím.
Asi nejnebezpečnější je případ, kdy je vynechán každý druhý impuls. V tomto případě bude vinutím výkonového transformátoru procházet stejnosměrný proud, pod jehož vlivem může transformátor selhat.
Aby se zabránilo vzniku oscilačního procesu v obvodu tyristorového regulátoru, je pravděpodobně možné upustit od pulzního řízení tyristoru, ale v tomto případě se regulační obvod stává složitějším nebo neekonomickým. Proto autor vyvinul obvod tyristorového regulátoru, ve kterém je tyristor normálně spouštěn řídicími impulsy a nedochází k žádnému oscilačnímu procesu. Takové schéma je znázorněno na Obr. 5.
Rýže. 5.
Zde je tyristor zatížen na startovacím odporu R p a filtračním kondenzátorem C R n připojeno přes startovací diodu VD n . V takovém obvodu se tyristor rozběhne bez ohledu na napětí na filtračním kondenzátoru C f .Po přivedení spouštěcího impulsu na tyristor začne jeho anodový proud procházet nejprve startovacím odporem R p a poté, když je napětí zapnuto R p překročit zátěžové napětí U n , otevře se startovací dioda VD n a anodový proud tyristoru dobíjí filtrační kondenzátor C f . Odpor R p taková hodnota je zvolena pro zajištění stabilního rozběhu tyristoru s minimální dobou zpoždění spouštěcího impulsu t . Je jasné, že se plýtvá nějakým výkonem na startovací odpor. Proto je ve výše uvedeném zapojení vhodnější použít tyristory s nízkým přídržným proudem, pak bude možné aplikovat velký rozběhový odpor a snížit výkonové ztráty.
Schéma na Obr. 5 má nevýhodu, že zatěžovací proud prochází přídavnou diodou VD n , na kterém se zbytečně ztrácí část usměrněného napětí. Tuto nevýhodu lze odstranit připojením rozběhového odporu R p do samostatného usměrňovače. Obvod se samostatným řídícím usměrňovačem, ze kterého je napájen startovací obvod a startovací odpor R p znázorněno na Obr. 6. V tomto obvodu mohou být řídicí diody usměrňovače nízkopříkonové, protože proud zátěže protéká pouze výkonovým usměrňovačem.
Rýže. 6.
Nízkonapěťové zdroje s tyristorovým regulátorem
Níže je uveden popis několika provedení nízkonapěťových usměrňovačů s tyristorovým regulátorem. Při jejich výrobě jsem vycházel z obvodu tyristorového regulátoru používaného v zařízeních pro nabíjení autobaterií (viz obr. 7). Toto schéma úspěšně použil můj zesnulý soudruh A. G. Spiridonov.
Rýže. 7.
Prvky zakroužkované ve schématu (obr. 7) byly instalovány na malé desce plošných spojů. V literatuře je popsáno několik podobných schémat, rozdíly mezi nimi jsou minimální, především v typech a hodnocení dílů. Hlavní rozdíly jsou:
1. Používají se časově nastavitelné kondenzátory různých kapacit, tedy místo 0,5m F dal 1 m F a v souladu s tím proměnný odpor jiné hodnoty. Pro spolehlivost spouštění tyristoru v mých obvodech jsem použil kondenzátor pro 1m F.
2. Paralelně s kondenzátorem pro nastavení času nemůžete klást odpor (3 k Wna Obr. 7). Je jasné, že to může vyžadovat proměnný odpor ne 15 k W, ale jinou hodnotu. Vliv odporu paralelního s časově nastavitelným kondenzátorem na stabilitu obvodu jsem zatím nezjistil.
3. Ve většině obvodů popsaných v literatuře jsou použity tranzistory typu KT315 a KT361. Občas selžou, proto jsem ve svých obvodech použil výkonnější tranzistory typu KT816 a KT817.
4. K základnímu spojovacímu bodu kolektor pnp a npn tranzistorů lze z odporů jiné hodnoty připojit dělič (10 k W a 12 tis W na Obr. 7).
5. Do obvodu řídicí elektrody tyristoru lze instalovat diodu (viz schémata níže). Tato dioda eliminuje vliv tyristoru na řídicí obvod.
Schéma (obr. 7) je uvedeno jako příklad, několik podobných schémat s popisem lze nalézt v knize „Nabíječky a startovací nabíječky: Informační přehled pro motoristy / Comp. A. G. Chodasevich, T. I. Chodasevich - M.: NT Press, 2005“. Kniha se skládá ze tří částí, obsahuje téměř všechny nabíječky v historii lidstva.
Nejjednodušší obvod usměrňovače s tyristorovým regulátorem napětí je na Obr. 8.
Rýže. 8.
Tento obvod používá celovlnný středový usměrňovač, protože obsahuje méně diod, takže je potřeba méně chladičů a vyšší účinnost. Výkonový transformátor má dvě sekundární vinutí pro střídavé napětí 15 PROTI . Tyristorový řídicí obvod zde tvoří kondenzátor C1, odpory R 1- R 6, tranzistory VT 1 a VT 2, dioda VD 3.
Podívejme se, jak obvod funguje. Kondenzátor C1 se nabíjí přes proměnný odpor R2 a konstanta R 1. Když napětí na kondenzátoru C 1 překročí napětí v místě připojení odporů R4 a R 5, otevřete tranzistor VT 1. Kolektorový proud tranzistoru VT 1 otevírá VT 2. Na druhé straně kolektorový proud VT 2 otevírá VT 1. Tranzistory se tedy otevřou jako lavina a kondenzátor se vybije C 1 k tyristorové řídicí elektrodě VS 1. Takto se získá spouštěcí impuls. Změnou proměnného odporu R 2 spouštěcí puls zpoždění, výstupní napětí obvodu lze upravit. Čím větší je tento odpor, tím pomaleji se kondenzátor nabíjí. C 1, je doba zpoždění spouštěcího impulsu delší a výstupní napětí na zátěži je nižší.
Konstantní odpor R 1, zapojený do série s proměnnou R 2 omezuje minimální dobu zpoždění pulzu. Pokud je výrazně snížen, pak při minimální poloze proměnného odporu R 2, výstupní napětí náhle zmizí. Proto R 1 je zvolena tak, aby obvod pracoval stabilně R 2 v poloze minimálního odporu (odpovídající nejvyššímu výstupnímu napětí).
Obvod využívá odpor R 5 výkon 1 W jen proto, že to přišlo pod ruku. Pravděpodobně bude stačit nainstalovat R 5 s výkonem 0,5W.
odpor R 3 je nastaven tak, aby eliminoval vliv rušení na činnost řídicího obvodu. Bez něj obvod funguje, ale je citlivý např. na dotyk vývodů tranzistorů.
Dioda VD 3 eliminuje vliv tyristoru na řídicí obvod. Ze zkušenosti jsem zkontroloval a ujistil se, že obvod funguje stabilněji s diodou. Stručně řečeno, nemusíte šetřit, je jednodušší umístit D226, jehož rezervy jsou nevyčerpatelné a tvoří spolehlivé zařízení.
odpor R 6 v obvodu řídicí elektrody tyristoru VS 1 zvyšuje spolehlivost jeho provozu. Někdy je tento odpor nastaven na větší hodnotu nebo není nastaven vůbec. Obvod bez něj většinou funguje, ale tyristor se může samovolně otevřít vlivem rušení a netěsností v obvodu řídící elektrody. nainstaloval jsem R6 hodnota 51 Wjak je doporučeno v referenčních údajích tyristorů KU202.
Odpor R 7 a dioda VD 4 zajišťují spolehlivý start tyristoru s krátkou dobou zpoždění spouštěcího impulsu (viz obr. 5 a vysvětlení k němu).
Kondenzátor C 2 vyhlazuje zvlnění napětí na výstupu obvodu.
Jako zátěž během experimentů regulátor použil lampu ze světlometu automobilu.
Schéma se samostatným usměrňovačem pro napájení řídicích obvodů a spouštění tyristoru je na obr. 9.
Rýže. 9.
Výhodou tohoto zapojení je menší počet výkonových diod, které vyžadují instalaci na radiátory. Všimněte si, že diody D242 výkonového usměrňovače jsou propojeny katodami a lze je instalovat na společný radiátor. Anoda tyristoru připojená k jeho skříni je připojena k „mínusu“ zátěže.
Schéma zapojení této verze řízeného usměrňovače je znázorněno na Obr. 10.
Rýže. 10.
Pro vyhlazení zvlnění výstupního napětí lze použít LC -filtr. Schéma řízeného usměrňovače s takovým filtrem je na Obr. jedenáct.
Rýže. jedenáct.
Přihlásil jsem se přesně LC -filtrujte z následujících důvodů:
1. Je odolnější vůči přetížení. Navrhoval jsem obvod pro laboratorní zdroj, takže přetížení je docela možné. Podotýkám, že i když vytvoříte nějaké schéma ochrany, bude mít určitou dobu odezvy. Během této doby by nemělo dojít k výpadku napájení.
2. Pokud uděláte tranzistorový filtr, pak určité napětí na tranzistoru určitě klesne, takže účinnost bude nízká a tranzistor může potřebovat radiátor.
Filtr používá sériovou tlumivku D255V.
Zvažte možné úpravy řídicího obvodu tyristoru. První z nich je znázorněn na Obr. 12.
Rýže. 12.
Obvod pro nastavení času tyristorového regulátoru je obvykle vyroben z kondenzátoru s nastavením času a proměnného odporu zapojených do série. Někdy je vhodné sestavit obvod tak, že jeden z výstupů proměnného odporu je připojen k "mínusu" usměrňovače. Poté můžete zapnout proměnný odpor paralelně s kondenzátorem, jak je to na obrázku 12. Když je motor ve spodní poloze podle obvodu, hlavní část proudu procházející odporem 1.1 k Wvstoupí do kondenzátoru pro nastavení času 1mF a rychle jej nabije. V tomto případě začíná tyristor na „vrcholech“ usměrněných zvlnění napětí nebo o něco dříve a výstupní napětí regulátoru je nejvyšší. Pokud je motor podle schématu v horní poloze, tak je časovací kondenzátor zkratovaný a napětí na něm nikdy tranzistory neotevře. V tomto případě bude výstupní napětí nulové. Změnou polohy jezdce proměnného odporu je možné měnit sílu proudu nabíjejícího časovací kondenzátor a tím i dobu zpoždění spouštěcích impulsů.
Někdy je potřeba řídit tyristorový regulátor nikoli pomocí proměnného odporu, ale z nějakého jiného obvodu (dálkové ovládání, ovládání z počítače). Stává se, že části tyristorového regulátoru jsou pod vysokým napětím a přímé připojení k nim je nebezpečné. V těchto případech lze místo proměnného odporu použít optočlen.
Rýže. 13.
Příklad zapojení optočlenu do obvodu tyristorového regulátoru je znázorněn na Obr. 13. Je zde použit tranzistorový optočlen typu 4 N 35. Báze jeho fototranzistoru (pin 6) je připojena přes odpor k emitoru (pin 4). Tento odpor určuje zesílení optočlenu, jeho rychlost a odolnost vůči změnám teploty. Autor testoval regulátor s odporem 100 uvedeným ve schématu k W, přičemž závislost výstupního napětí na teplotě se ukázala jako NEGATIVNÍ, t.j. při velmi silném zahřátí optočlenu (roztavila se PVC izolace vodičů) výstupní napětí pokleslo. Je to pravděpodobně způsobeno poklesem výkonu LED při zahřívání. Autor děkuje S. Balashovovi za radu ohledně použití tranzistorových optočlenů.
Rýže. 14.
Při nastavování tyristorového řídicího obvodu je někdy užitečné upravit práh tranzistoru. Příklad takové úpravy je na Obr. 14.
Uvažujme také příklad zapojení s tyristorovým regulátorem pro vyšší napětí (viz obr. 15). Obvod je napájen sekundárním vinutím výkonového transformátoru TCA-270-1, který poskytuje střídavé napětí 32 PROTI . Jmenovité hodnoty dílů uvedené v diagramu jsou vybrány pro toto napětí.
Rýže. 15.
Schéma na Obr. 15 umožňuje plynule nastavit výstupní napětí od 5 V až 40 V , který je dostačující pro většinu polovodičových součástek, takže tento obvod lze brát jako základ pro výrobu laboratorního napájecího zdroje.
Nevýhodou tohoto zapojení je nutnost odvést dostatečně velký výkon na rozběhovém odporu R 7. Je zřejmé, že čím menší je přídržný proud tyristoru, tím větší může být hodnota a tím nižší je výkon rozběhového odporu R 7. Proto je vhodnější použít tyristory s nízkým přídržným proudem.
V obvodu tyristorového regulátoru lze kromě klasických tyristorů použít i optotyristor. Na Obr. 16. ukazuje obvod s optotyristorem TO125-10.
Rýže. 16.
Zde je optotyristor jednoduše zapnutý místo obvyklého, ale od jeho fototyristor a LED jsou od sebe izolovány, schémata jeho použití v tyristorových regulátorech se mohou lišit. Všimněte si, že vzhledem k nízkému přídržnému proudu tyristorů TO125, startovací odpor R 7 vyžaduje menší výkon než v obvodu na obr. 15. Protože se autor bál poškodit optotyristorovou LED vysokými pulzními proudy, byl do obvodu zařazen odpor R6. Jak se ukázalo, obvod funguje bez tohoto odporu a bez něj obvod funguje lépe při nízkém výstupním napětí.
Vysokonapěťové zdroje s tyristorovým regulátorem
Při vývoji vysokonapěťových zdrojů s tyristorovým regulátorem byl vzat jako základ optotyristorový řídicí obvod vyvinutý V.P.Burenkovem (PRZ) pro svářecí stroje, pro tento obvod byly vyvinuty a jsou vyráběny plošné spoje. Za ukázku takové desky je autor vděčný V.P.Burenkovovi. Schéma jednoho z uspořádání nastavitelného usměrňovače pomocí desky navržené Burenkovem je na obr. 17.
Rýže. 17.
Díly nainstalované na desce s plošnými spoji jsou ve schématu zakroužkovány tečkovanou čarou. Jak je patrné z Obr. 16 jsou na desce instalovány zhášecí odpory R1 a R 2, usměrňovací můstek VD 1 a zenerovy diody VD 2 a VD 3. Tyto díly jsou pro síťové napájení 220V PROTI . Pro testování obvodu tyristorového regulátoru bez úprav na desce plošných spojů byl použit výkonový transformátor TBS3-0,25U3, jehož sekundární vinutí je zapojeno tak, že je z něj odstraněno střídavé napětí 200. PROTI , tedy blízko normálního napájecího napětí desky. Řídicí obvod pracuje stejným způsobem, jak je popsáno výše, tj. kondenzátor C1 se nabíjí přes trimr R 5 a proměnný odpor (instalovaný mimo desku), dokud napětí na něm nepřekročí napětí na bázi tranzistoru VT 2, načež tranzistory VT 1 a VT2 se rozepnou a kondenzátor C1 se vybije přes otevřené tranzistory a tyristorovou LED optočlenu.
Výhodou tohoto obvodu je možnost upravit napětí, při kterém se tranzistory otevírají (pomocí R 4), stejně jako minimální odpor v časovacím obvodu (pomocí R 5). Jak ukazuje praxe, mít možnost takového nastavení je velmi užitečné, zvláště pokud je obvod sestavován v amatérských podmínkách z náhodných dílů. Pomocí ladicích rezistorů R4 a R5 lze dosáhnout regulace napětí v širokém rozsahu a stabilního provozu regulátoru.
S tímto obvodem jsem zahájil výzkumnou a vývojovou práci na vývoji tyristorového regulátoru. V něm bylo zjištěno i přeskakování spouštěcích impulsů při provozu tyristoru na kapacitní zátěž (viz obr. 4). Touha zlepšit stabilitu regulátoru vedla ke vzhledu obvodu na obr. 18. V něm autor vyzkoušel činnost tyristoru se startovacím odporem (viz obr. 5.
Rýže. 18.
Ve schématu na Obr. 18. použil stejnou desku jako ve schématu na Obr. 17 z něj byl odstraněn pouze diodový můstek, protože zde se pro zátěž a řídicí obvod používá jeden společný usměrňovač. Všimněte si, že ve schématu na Obr. 17, je počáteční odpor vybrán z několika paralelně zapojených, aby se určila maximální možná hodnota tohoto odporu, při které obvod začne pracovat stabilně. Mezi optotyristorovou katodou a filtračním kondenzátorem je zapojen drátový odpor 10.W. Je potřeba omezit proudové rázy přes optoristor. Do nastavení tohoto odporu procházel optotyristor po otočení knoflíku proměnného odporu jednu nebo více celých půlvln usměrněného napětí do zátěže.
Na základě provedených experimentů byl vyvinut obvod usměrňovače s tyristorovým regulátorem vhodný pro praktické použití. Je to znázorněno na Obr. 19.
Rýže. 19.
Rýže. 20.
PCB SCR 1M 0 (obr. 20) je určen pro instalaci moderních malorozměrových elektrolytických kondenzátorů a drátových odporů v keramickém pouzdře typu SQP . Autor děkuje R. Peplovovi za pomoc při výrobě a testování tohoto plošného spoje.
Protože autor vyvíjel usměrňovač s nejvyšším výstupním napětím 500 PROTI , bylo nutné mít nějakou rezervu na výstupní napětí pro případ poklesu síťového napětí. Bylo možné zvýšit výstupní napětí, pokud byla vinutí výkonového transformátoru znovu připojena, jak je znázorněno na obr. 21.
Rýže. 21.
Všimněte si také, že schéma na obr. 19 a deska Obr. 20 jsou navrženy s možností jejich dalšího rozvoje. K tomu na palubě SCR 1M 0 jsou další závěry ze společného vodiče GND 1 a GND 2, z usměrňovače DC 1
Vývoj a seřízení usměrňovače s tyristorovým regulátorem SCR 1M 0 byly provedeny společně se studentem R. Pelovem na PSU. C s jeho pomocí byly pořízeny fotografie modulu SCR 1M 0 a průběhy.
Rýže. 22. Pohled na modul SCR 1 M 0 strana dílu
Rýže. 23. Pohled na modul SCR 1M 0 pájená strana
Rýže. 24. Pohled na modul SCR 1 M 0 na straně
Tabulka 1. Oscilogramy při nízkém napětí
|
č. p / p |
Poloha regulátoru minimálního napětí |
Podle schématu |
Poznámky |
|
Na katodě VD5 |
5 V/div 2 ms/div |
||
|
|
Na kondenzátoru C1 |
2 V/div 2 ms/div |
|
|
|
tj. přípojky R2 a R3 |
2 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na anodě tyristoru |
100 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na tyristorové katodě |
50 V/div 2 ms/de |
Tabulka 2. Oscilogramy při středním napětí
|
č. p / p |
Střední poloha regulátoru napětí |
Podle schématu |
Poznámky |
|
|
Na katodě VD5 |
5 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na kondenzátoru C1 |
2 V/div 2 ms/div |
|
|
|
tj. přípojky R2 a R3 |
2 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na anodě tyristoru |
100 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na tyristorové katodě |
100 V/div 2 ms/div |
Tabulka 3. Oscilogramy při maximálním napětí
|
č. p / p |
Poloha regulátoru maximálního napětí |
Podle schématu |
Poznámky |
|
|
Na katodě VD5 |
5 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na kondenzátoru C1 |
1 V/div 2 ms/div |
|
|
|
tj. přípojky R2 a R3 |
2 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na anodě tyristoru |
100 V/div 2 ms/div |
|
|
|
Na tyristorové katodě |
100 V/div 2 ms/div |
Aby se tento nedostatek zbavil, byl změněn obvod regulátoru. Byly instalovány dva tyristory - každý pro svůj vlastní poloviční cyklus. S těmito změnami byl obvod testován několik hodin a nebyly zaznamenány žádné „odlehlé hodnoty“.
Rýže. 25. Schéma SCR 1 M 0 s úpravami
(Možnost 1)
U triakových výkonových regulátorů pracujících na principu průchodu určitého počtu proudových půlperiod zátěží za jednotku času musí být splněna podmínka parity pro jejich počet. V mnoha známých radioamatérských (nejen) provedeních je porušována. Čtenářům je nabízen regulátor, který tento nedostatek neobsahuje. Jeho schéma je znázorněno na rýže. 1.
K dispozici je napájecí jednotka, generátor impulzů s nastavitelným pracovním cyklem a tvarovač impulzů, který řídí triak. Výkonový uzel je vyroben podle klasického schématu: proud omezující odpor R2 a kondenzátor C1, usměrňovač na diodách VD3, VD4, zenerova dioda VD5, vyhlazovací kondenzátor C3. Pulzní frekvence generátoru, shromážděná na prvcích DD1.1, DD1.2 a DD1.4, závisí na kapacitě kondenzátoru C2 a odporu mezi krajními vývody proměnného odporu R1. Stejný rezistor reguluje pracovní cyklus impulsů. Prvek DD1.3 slouží jako tvarovač impulzů s frekvencí síťového napětí přiváděného na jeho výstup 1 přes dělič rezistorů R3 a R4, přičemž každý impulz začíná v blízkosti přechodu okamžité hodnoty síťového napětí přes nulu. Z výstupu prvku DD1.3 jsou tyto impulsy přiváděny přes omezovací odpory R5 a R6 na báze tranzistorů VT1, VT2. Řídicí impulsy zesílené tranzistory přes oddělovací kondenzátor C4 přicházejí na řídicí elektrodu triaku VS1. Zde jejich polarita odpovídá znaménku síťového napětí přivedeného v daném okamžiku na kolík. 2 triaky. Vzhledem k tomu, že prvky DD1.1 a DD1.2, DD1.3 a DD1.4 tvoří dva spouštěče, mění se úroveň na výstupu prvku DD1.4, připojeného na pin 2 prvku DD1.3 naopak pouze v záporné půlperiodě síťového napětí . Předpokládejme, že spouštěč na prvcích DD1.3, DD1.4 je ve stavu s nízkou úrovní na výstupu prvku DD1.3 a vysokou úrovní na výstupu prvku DD1.4. Pro změnu tohoto stavu je nutné, aby vysoká úroveň na výstupu prvku DD1.2, připojeného na pin 6 prvku DD1.4, byla nízká. A to se může stát pouze v záporné polovině cyklu síťového napětí přiváděného na kolík 13 prvku DD1.1, bez ohledu na okamžik, kdy je na kolíku 8 prvku DD1.2 nastavena vysoká úroveň. Tvorba řídicího impulsu začíná příchodem kladného půlcyklu síťového napětí na pin 1 prvku DD1.3. V určitém okamžiku se v důsledku dobití kondenzátoru C2 vysoká úroveň na pinu 8 prvku DD1.2 změní na nízkou, což nastaví vysokou úroveň napětí na výstupu prvku. Nyní se může vysoká úroveň na výstupu prvku DD1.4 také změnit na nízkou, ale pouze v záporné polovině cyklu napětí přiváděného na pin 1 prvku DD1.3. Proto pracovní cyklus tvarovače řídicích impulsů skončí na konci záporného půlcyklu síťového napětí a celkový počet půlcyklů napětí aplikovaného na zátěž bude sudý. Hlavní část částí zařízení je namontována na jednostranné desce plošných spojů, jejíž výkres je uveden v rýže. 2.
Diody VD1 a VD2 jsou připájeny přímo na svorky proměnného rezistoru R1 a rezistor R7 je připájen na svorky triaku VS1. Triak je vybaven továrně vyrobeným žebrovaným chladičem s povrchem odvádějícím teplo cca 400 cm2. Použité pevné odpory MLT, proměnný odpor R1 - SPZ-4aM. Může být nahrazen jiným se stejným nebo větším odporem. Hodnoty rezistorů R3 a R4 musí být stejné. Kondenzátory C1, C2 - K73-17. Pokud je vyžadována zvýšená spolehlivost, lze oxidový kondenzátor C4 nahradit filmovým, například K73-17 2,2 ... 4,7 uF při 63 V, ale rozměry desky s plošnými spoji budou muset být zvětšeny.
Místo diod KD521A jsou vhodné i jiné nízkopříkonové křemíkové a zenerova dioda D814V nahradí jakoukoli modernější se stabilizačním napětím 9 V. Náhrada tranzistorů KT3102V, KT3107G - jiné nízkopříkonové křemíkové odpovídající struktury . Pokud je amplituda proudových impulsů otevírajících triak VS1 nedostatečná, nelze snížit odpor rezistorů R5 a R6. Je lepší volit tranzistory s co nejvyšším koeficientem přenosu proudu při napětí mezi kolektorem a emitorem 1 V. Pro VT1 by to mělo být 150 ... 250, pro VT2 - 250 ... 270. Po dokončení instalace můžete k regulátoru připojit zátěž s odporem 50 ... 100 Ohm a zapnout jej do sítě. Paralelně se zátěží připojte stejnosměrný voltmetr pro 300 ... 600 V. Pokud se triak plynule otevírá v obou půlcyklech síťového napětí, ručička voltmetru se vůbec nevychyluje od nuly nebo kolem ní mírně kolísá. Pokud se ručička voltmetru vychýlí pouze jedním směrem, pak se triak otevře pouze v půlcyklech jednoho znaménka. Směr vychýlení šipky odpovídá polaritě napětí přivedeného na triak, při kterém zůstává sepnut. Obvykle lze správné činnosti triaku dosáhnout instalací tranzistoru VT2 s velkou hodnotou koeficientu proudového přenosu.
Triakový regulátor výkonu.
(Možnost 2)
Navržený regulátor výkonu triaku (viz obr.) lze použít pro řízení činného výkonu topných zařízení (páječka, elektrický sporák, sporák atd.). Nedoporučuje se používat ke změně jasu osvětlovacích zařízení, protože. budou silně blikat. Charakteristickým rysem regulátoru je spínání triaku v okamžicích, kdy síťové napětí prochází nulou, takže nedochází k rušení sítě Výkon je regulován změnou počtu půlcyklů síťového napětí dodávaného do zátěže.
Generátor hodin je vyroben na základě logického prvku EXCLUSIVE NEBO DD1.1. Jeho rysem je výskyt vysoké úrovně (logická "1") na výstupu v případě, že se vstupní signály od sebe liší, a nízké úrovně ("O"), pokud vstupní signály koexistují. V důsledku toho se "G objevuje na výstupu DD1.1 pouze v okamžicích, kdy síťové napětí prochází nulou. Generátor obdélníkových impulsů s nastavitelným pracovním cyklem je vyroben na logických prvcích DD1.2 a DD1.3. Připojením jednoho ze vstupů těchto prvků k napájení se z nich stanou invertory. Výsledkem je obdélníkový generátor s frekvencí impulzů přibližně 2 Hz a proměnnou dobou trvání s rezistorem R5.
Na rezistoru R6 a diodách VD5. VD6 se provede koincidenční schéma 2I. Vysoká úroveň na jeho výstupu se objeví pouze při shodě dvou "1" (synchronizační impuls a impuls z generátoru). V důsledku toho se na výstupu 11 DD1.4 objevují shluky synchronizačních impulsů. Prvek DD1.4 je pulzní opakovač, u kterého je jeden z jeho vstupů připojen na společnou sběrnici.
Na tranzistoru VT1 je vyroben tvarovač řídicích impulsů. Pakety krátkých impulsů z jeho emitoru, synchronizované se začátkem půlcyklů síťového napětí, vstupují do řídicího přechodu triaku VS1 a otevírají jej. Proud protéká RH.
Regulátor výkonu triaku je napájen přes řetězec R1-C1-VD2. Zenerova dioda VD1 omezuje napájecí napětí na 15 V. Kladné impulsy zenerovy diody VD1 přes diodu VD2 nabíjejí kondenzátor C3.
S velkým nastavitelným výkonem musí být triak VS1 instalován na radiátor. Pak triak typu KU208G umožňuje spínat výkon až 1 kW. Rozměry zářiče lze zhruba odhadnout na základě toho, že na 1 W rozptýleného výkonu je potřeba cca 10 cm2 účinné plochy zářiče (samotné triakové pouzdro odvede výkon 10 W). Pro větší výkon je potřeba výkonnější triak, například TS2-25-6. Umožňuje spínat proud 25 A. Triak se volí s přípustným zpětným napětím minimálně 600 V. Triak je žádoucí chránit paralelně zapojeným varistorem, např. CH-1-1-560 . Diody VD2.. .VD6 lze použít např. v libovolném obvodu. KD522B nebo KD510A Zenerova dioda - jakékoli nízkopříkonové napětí 14.. .15 V. D814D postačí.
Regulátor výkonu triaku je umístěn na desce plošných spojů z jednostranného sklolaminátu o rozměrech 68x38 mm.
Jednoduchý regulátor výkonu.
Regulátor výkonu až 1 kW (0%-100%).
Obvod byl sestaven vícekrát, funguje bez seřizování a jiných problémů. Samozřejmě diody a tyristor na radiátoru s výkonem více než 300 wattů. Pokud méně, pak na chlazení stačí pouzdra samotných dílů.
Zpočátku byly v obvodu použity tranzistory typu MP38 a MP41.
Níže navržené schéma sníží výkon jakéhokoli topného zařízení. Obvod je vcelku jednoduchý a dostupný i začínajícím radioamatérům. Pro ovládání výkonnější zátěže musí být tyristory umístěny na radiátoru (150 cm2 nebo více). Pro eliminaci rušení vytvářeného regulátorem je žádoucí umístit na vstup tlumivku.
Na nadřazeném okruhu byl osazen triak KU208G a ten mi nevyhovoval z důvodu nízkého spínacího výkonu. Po kopání jsem našel importované triaky BTA16-600. Jeho maximální spínací napětí je 600 voltů s proudem 16A !!!
Všechny odpory MLT 0,125;
R4 - SP3-4aM;
Kondenzátor se skládá ze dvou (paralelně zapojených) 1 mikrofarad, každý 250 voltů, typ - K73-17.
S údaji uvedenými v diagramu bylo dosaženo následujících výsledků: Regulace napětí ze 40 na síťové napětí.
Regulátor lze vložit do běžného pouzdra ohřívače.
Schéma nakreslené z řídicí desky vysavače.
na označení kondenzátoru: 1j100
Zkoušel jsem ovládat 2 kW topné těleso - nezaznamenal jsem žádné blikání světla ve stejné fázi,
napětí na topném tělese je regulováno plynule a zdá se, že rovnoměrně (v poměru k úhlu natočení rezistoru).
Reguluje se od 0 do 218 voltů při síťovém napětí 224-228 voltů.
