Wybór obwodów i opis działania regulatora mocy na triakach i nie tylko. Obwody kontroli mocy triaka doskonale nadają się do przedłużania żywotności lamp żarowych i regulacji ich jasności. Lub do zasilania niestandardowego sprzętu, na przykład przy napięciu 110 woltów.
Rysunek przedstawia obwód sterownika mocy triaka, który można zmienić, zmieniając całkowitą liczbę półcykli sieci pomijanych przez triak w określonym przedziale czasu. Na elementach układu DD1.1.DD1.3, którego okres oscylacji wynosi około 15-25 półcykli sieci.
Cykl pracy impulsów jest regulowany przez rezystor R3. Tranzystor VT1 wraz z diodami VD5-VD8 ma za zadanie wiązać moment włączenia triaka podczas przejścia napięcia sieciowego przez zero. Zasadniczo ten tranzystor jest odpowiednio otwarty, „1” jest doprowadzany do wejścia DD1.4, a tranzystor VT2 z triakiem VS1 jest zamknięty. W momencie przejścia przez zero tranzystor VT1 zamyka się i otwiera niemal natychmiast. W takim przypadku, jeśli wyjście DD1.3 wyniosło 1, wówczas stan elementów DD1.1.DD1.6 nie ulegnie zmianie, a jeśli wyjście DD1.3 wyniosło „zero”, to elementy DD1.4 .DD1.6 wygeneruje krótki impuls, który zostanie wzmocniony przez tranzystor VT2 i otworzy triak.
Dopóki na wyjściu generatora znajduje się logiczne zero, proces będzie przebiegał cyklicznie po każdym przejściu napięcia sieciowego przez punkt zerowy.
Podstawą obwodu jest obcy triak mac97a8, który umożliwia przełączanie podłączonych obciążeń o dużej mocy, a do jego regulacji wykorzystano stary radziecki rezystor zmienny, a jako wskazanie wykorzystano zwykłą diodę LED.
Triakowy regulator mocy wykorzystuje zasadę kontroli fazy. Działanie obwodu regulatora mocy opiera się na zmianie momentu włączenia triaka w stosunku do przejścia napięcia sieciowego przez zero. W początkowej chwili dodatniego półcyklu triak znajduje się w stanie zamkniętym. Wraz ze wzrostem napięcia sieciowego kondensator C1 jest ładowany przez dzielnik.
Rosnące napięcie na kondensatorze jest przesunięte w fazie od sieci o wielkość zależną od całkowitej rezystancji obu rezystorów i pojemności kondensatora. Kondensator jest ładowany, aż napięcie na nim osiągnie poziom „przebicia” dinistora, około 32 V.
W momencie otwarcia dinistora otworzy się również triak, przez obciążenie podłączone do wyjścia popłynie prąd, w zależności od całkowitej rezystancji otwartego triaka i obciążenia. Triak będzie otwarty do końca połowy cyklu. Rezystor VR1 ustawia napięcie otwarcia dinistora i triaka, regulując w ten sposób moc. W momencie działania ujemnego półcyklu algorytm obwodu jest podobny.
Wariant obwodu z niewielkimi modyfikacjami dla 3,5 kW
Obwód regulatora jest prosty, moc obciążenia na wyjściu urządzenia wynosi 3,5 kW. Dzięki temu radiu z szynką do samodzielnego montażu możesz sterować oświetleniem, elementami grzewczymi i nie tylko. Jedyną istotną wadą tego obwodu jest to, że w żadnym przypadku nie można podłączyć do niego obciążenia indukcyjnego, ponieważ triak się przepali!
Elementy radiowe użyte w projekcie: Triak T1 - BTB16-600BW lub podobny (KU 208 il VTA, VT). Dinistor T - typ DB3 lub DB4. Kondensator ceramiczny 0,1uF.
Rezystancja R2 510 omów ogranicza maksymalne wolty na kondensatorze do 0,1 uF, jeśli ustawisz suwak regulatora w pozycji 0 omów, rezystancja obwodu wyniesie około 510 omów. Pojemność jest ładowana przez rezystory R2 510 Ω i zmienną rezystancję R1 420 kΩ, gdy U na kondensatorze osiągnie poziom otwarcia dinistora DB3, ten ostatni wygeneruje impuls odblokowujący triak, po czym przy dalszym przejściu sinusoidy, triak jest zablokowany. Częstotliwość otwierania i zamykania T1 zależy od poziomu U na kondensatorze 0,1 μF, który zależy od rezystancji rezystora zmiennego. Oznacza to, że przerywając prąd (przy wysokiej częstotliwości), obwód reguluje w ten sposób moc wyjściową.
Przy każdej dodatniej półfali wejściowego napięcia przemiennego pojemność C1 jest ładowana przez łańcuch rezystorów R3, R4, gdy napięcie na kondensatorze C1 stanie się równe napięciu otwarcia dinistora VD7, nastąpi przebicie i rozładowanie pojemności przez mostek diodowy VD1-VD4, a także rezystancja R1 i elektroda sterująca VS1. Aby otworzyć triak, stosuje się obwód elektryczny diod VD5, VD6 kondensatora C2 i rezystancji R5.
Należy tak dobrać wartość rezystora R2, aby przy obu półfalach napięcia sieciowego triak regulatora działał niezawodnie, a także tak dobrać wartości rezystancji R3 i R4, aby po obróceniu pokrętła regulacji rezystancji R4 napięcie na obciążeniu zmienia się płynnie od wartości minimalnej do maksymalnej. Zamiast triaka TS 2-80 można zastosować TS2-50 lub TS2-25, chociaż nastąpi niewielka utrata dopuszczalnej mocy w obciążeniu.
Jako triak zastosowano KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 i ich analogi. W tym momencie, gdy triak jest zamknięty, kondensator C1 jest ładowany przez podłączone obciążenie i rezystory R1 i R2. Szybkość ładowania zmienia się za pomocą rezystora R2, rezystor R1 ma na celu ograniczenie maksymalnego prądu ładowania
Po osiągnięciu napięcia progowego na płytkach kondensatora klucz otwiera się, kondensator C1 szybko rozładowuje się do elektrody sterującej i przełącza triak ze stanu zamkniętego do stanu otwartego, w stanie otwartym triak bocznikuje obwód R1, R2, C1. W momencie, gdy napięcie sieciowe przechodzi przez zero, triak zamyka się, a następnie kondensator C1 jest ponownie ładowany, ale napięciem ujemnym.
Kondensator C1 od 0,1 ... 1,0 uF. Rezystor R2 1,0 ... 0,1 MΩ. Triak jest włączany przez dodatni impuls prądu do elektrody sterującej przy napięciu dodatnim na wyjściu anody warunkowej i ujemny impuls prądu do elektrody sterującej przy napięciu ujemnym katody warunkowej. Zatem kluczowym elementem regulatora ma być dwukierunkowość. Jako klucza możesz użyć dwukierunkowego dinistora.
Diody D5-D6 służą do ochrony tyrystora przed możliwym przebiciem napięcia wstecznego. Tranzystor pracuje w trybie przebicia lawinowego. Jego napięcie przebicia wynosi około 18-25 woltów. Jeśli nie znajdziesz P416B, możesz spróbować znaleźć jego zamiennik.
Transformator impulsowy nawinięty jest na pierścień ferrytowy o średnicy 15 mm w gatunku H2000. Tyrystor można zastąpić tyrystorem KU201
Obwód tego regulatora mocy jest podobny do obwodów opisanych powyżej, wprowadza się jedynie obwód tłumiący zakłócenia C2, R3, a przełącznik SW umożliwia przerwanie obwodu ładowania kondensatora sterującego, co prowadzi do natychmiastowego zablokowania triaka i odłączenie obciążenia.
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, dowolna dioda LED.
Regulator służy do regulacji mocy obciążenia w obwodach o mocy do 2000 W, lampach żarowych, grzejnikach, lutownicy, silnikach asynchronicznych, ładowarce samochodowej, a w przypadku wymiany triaka na mocniejszy można go zastosować w obwód regulacji prądu w transformatorach spawalniczych.
Zasada działania tego obwodu regulatora mocy polega na tym, że obciążenie otrzymuje półcykl napięcia sieciowego po wybranej liczbie pominiętych półcykli.
Mostek diodowy prostuje napięcie przemienne. Rezystor R1 i dioda Zenera VD2 wraz z kondensatorem filtrującym tworzą zasilacz 10 V do zasilania układu K561IE8 i tranzystora KT315. Wyprostowane półcykle napięcia dodatniego przechodzące przez kondensator C1 są stabilizowane przez diodę Zenera VD3 na poziomie 10 V. Zatem impulsy o częstotliwości 100 Hz podążają za wejściem zliczającym C licznika K561IE8. Jeśli przełącznik SA1 zostanie podłączony do wyjścia 2, wówczas baza tranzystora będzie zawsze miała poziom logiczny jeden. Ponieważ impuls resetujący mikroukładu jest bardzo krótki, a licznik ma czas na ponowne uruchomienie od tego samego impulsu.
Pin 3 zostanie ustawiony na logikę 1. Tyrystor będzie otwarty. Cała moc zostanie przydzielona do obciążenia. We wszystkich kolejnych pozycjach SA1 na pinie 3 licznika jeden impuls przejdzie przez 2-9 impulsów.
Układ K561IE8 to licznik dziesiętny z dekoderem pozycyjnym na wyjściu, dzięki czemu poziom jednostki logicznej będzie okresowo na wszystkich wyjściach. Jeśli jednak przełącznik jest ustawiony na wyjście 5 (pin 1), wówczas zliczanie nastąpi tylko do 5. Kiedy impuls przejdzie przez wyjście 5, mikroukład zostanie zresetowany. Liczenie rozpocznie się od zera, a na pinie 3 pojawi się logiczny poziom jedynki na czas jednego półcyklu. W tym momencie otwierają się tranzystor i tyrystor, jeden półcykl przechodzi do obciążenia. Aby było jaśniej, podaję diagramy wektorowe działania obwodu.
Jeśli chcesz zmniejszyć moc obciążenia, możesz dodać kolejny chip licznika, łącząc pin 12 poprzedniego chipa z pinem 14 następnego. Instalując kolejny przełącznik, możliwa będzie regulacja mocy do 99 brakujących impulsów. Te. możesz uzyskać około jednej setnej całkowitej mocy.
Mikroukład KR1182PM1 ma w swoim wewnętrznym składzie dwa tyrystory i jednostkę sterującą. Maksymalne napięcie wejściowe układu KR1182PM1 wynosi około 270 woltów, a maksymalne obciążenie może osiągnąć 150 watów bez użycia zewnętrznego triaka i do 2000 watów przy użyciu, biorąc również pod uwagę, że triak zostanie zainstalowany na grzejniku.
Aby zmniejszyć poziom zakłóceń zewnętrznych, stosuje się kondensator C1 i cewkę indukcyjną L1, a do płynnego włączania obciążenia wymagana jest pojemność C4. Regulacja odbywa się za pomocą rezystancji R3.
Wybór dość prostych obwodów regulatorowych do lutownicy ułatwi życie radioamatorowi
Kombinacja polega na połączeniu wygody stosowania regulatora cyfrowego z elastycznością regulacji prostego.
Rozważany obwód regulatora mocy działa na zasadzie zmiany liczby okresów wejściowego napięcia przemiennego docierającego do obciążenia. Oznacza to, że za pomocą urządzenia nie można regulować jasności żarówek ze względu na widoczne dla oka mruganie. Układ umożliwia regulację mocy w zakresie ośmiu zadanych wartości.
Istnieje ogromna liczba klasycznych obwodów sterownika tyrystorowego i triaka, ale ten sterownik jest wykonany na bazie nowoczesnych elementów, a ponadto był fazowy, tj. nie przepuszcza całej półfali napięcia sieciowego, ale tylko część, ograniczając w ten sposób moc, ponieważ otwarcie triaka następuje tylko przy pożądanym kącie fazowym.
Ładowarka tyrystorowa firmy Krasimir Rilchev przeznaczona jest do ładowania akumulatorów samochodów ciężarowych i ciągników siodłowych. Zapewnia płynnie regulowany (za pomocą rezystora RP1) prąd ładowania do 30 A. Zasada regulacji polega na regulacji impulsu fazowego w oparciu o tyrystory, co zapewnia maksymalną wydajność, minimalne straty mocy i nie wymaga diod prostowniczych. Transformator sieciowy wykonany jest na obwodzie magnetycznym o przekroju 40 cm2, uzwojenie pierwotne zawiera 280 zwojów PEL-1.6, wtórne 2x28 zwojów PEL-3.0. Tyrystory montowane są na grzejnikach o wymiarach 120x120 mm. ...
Dla obwodu „tyrystorowego przekaźnika kierunkowskazów”.
Elektronika samochodowa Tyrystorowy przekaźnik kierunkowskazów Kazan A. STAKHOV Przekaźnik bezkontaktowy do sygnalizacji skrętów samochodu można zaprojektować przy użyciu diod sterowanych krzemem - tyrystorów. Schemat takiego przekaźnika pokazano na rysunku.Przekaźnik jest konwencjonalnym multiwibratorem na tranzystorach T1 i T2, którego częstotliwość przełączania określa częstotliwość migania lamp, ponieważ ten sam multiwibrator steruje wyłącznikiem prądu stałego na tyrystorach D1 i D4 W multiwibratorze mogą pracować dowolne tranzystory niskiej mocy małej mocy.Po podłączeniu przełącznika P1 do lampek sygnalizacyjnych przednich i tylnych świateł pozycyjnych sygnał multiwibratora otwiera tyrystor D1 i napięcie akumulatora jest podawane do lamp sygnalizacyjnych. W tym przypadku prawa płytka kondensatora C1 jest ładowana dodatnio (w stosunku do lewej płytki) przez rezystor R5. Po przyłożeniu impulsu wyzwalającego multiwibratora do tyrystora D4, ten sam tyrystor otwiera się, a naładowany kondensator C1 jest podłączony do tyrystora D1, dzięki czemu natychmiast otrzymuje napięcie wsteczne między anodą i katodą. Jak sprawdzić układ k174ps1 To napięcie wsteczne zamyka tyrystor D1, co przerywa prąd w obciążeniu. Kolejny impuls wyzwalający multiwibrator ponownie otwiera tyrystor D1 i cały proces się powtarza. Diody D223 służą do ograniczania ujemnych przepięć prądu i usprawniania rozruchu tyrystorów.W rozłączniku prądu stałego można zastosować dowolne tyrystory małej mocy o dowolnych indeksach literowych. Przy zastosowaniu KU201A prąd pobierany przez lampki sygnalizacyjne nie powinien przekraczać 2 A; dla KU202A może dochodzić do 10 a. Przekaźnik może pracować także z sieci pokładowej o napięciu 6 V. RADIO N10 1969 34...
Dla obwodu „WZMACNIACZ MOCY DLA CB-RADIO”
Wzmacniacze mocy HF WZMACNIACZ MOCY DO STACJI RADIOWEJ SV KOSTYUK (EU2001), Mińsk Produkując wzmacniacz mocy, radioamatorzy stają przed pytaniem, jaki element aktywny w nim zastosować. Pojawienie się tranzystorów doprowadziło do powstania dużej liczby projektów na ich podstawie. Jednak projektowanie na bazie takiego elementu w domu jest problematyczne dla większości radioamatorów. w stopniach wyjściowych potężnych nowoczesnych lamp metalowo-szklanych lub metalowo-ceramicznych typu GU-74B itp. trudne ze względu na ich wysoki koszt. Wyjściem są szeroko stosowane lampy, na przykład 6P45S, stosowane w telewizorach kolorowych. Idea proponowanego wzmacniacza nie jest nowa i została opisana w [I]. Prosty regulator prądu Wykonany jest na dwóch tetrodach wiązkowych 6P45S, połączonych według schematu z uziemionymi siatkami.Charakterystyka techniczna: Wzmocnienie mocy - 8 Maksymalny prąd anodowy - 800 mA Napięcie anodowe - 600 Rezystancja zastępcza wzmacniacza - 500 om Przełączenie na transmisję następuje poprzez podanie napięcia sterującego na przekaźnik Kl, K2. W przypadku braku takiego napięcia w stacji CB możliwe jest wykonanie elektronicznego klucza odbioru/nadawania, tak jak ma to miejsce w przypadku. Szczegóły i konstrukcja Dławiki LI, L5 mają indukcyjność 200 µH i muszą być przystosowane do obciążalności 800 mA. Cewka indukcyjna L6, L7 jest nawinięta na pierścień 50 VCh-2 K32x20x6 z dwoma drutami MGShV o przekroju 1 mm2. Cewki L2, L3 zawierają po 3 zwoje każda i są nawinięte drutem 0,1 mm odpowiednio na Rl, R2. Cewka P-loop L4 jest nawinięta drutem o średnicy 2,5 mm. Kondensatory wzmacniające - typu KSO na napięcie robocze 500 V. Do wymuszonego ...
Dla obwodu „WŁĄCZENIE MOCNYCH SIEDEMELEMENTOWYCH WSKAŹNIKÓW LED”
Dla schematu „Przetwornice push-pull (uproszczone obliczenia)”
Zasilanie Przetwornice przeciwsobne (uproszczone obliczenia) A. PETROV, 212029, Mohylew, Schmidt Ave., 32 - 17. Przetwornice przeciwsobne są bardzo krytyczne dla asymetrycznego ponownego namagnesowania obwodu magnetycznego, dlatego w obwodach mostkowych, aby aby uniknąć nasycenia obwodów magnetycznych (rys. 1) i w efekcie - wystąpienia prądów przelotowych, należy zastosować specjalne środki w celu zrównoważenia pętli histerezy lub w najprostszej wersji Puc.1 - wprowadzić szczelinę powietrzną i kondensator połączony szeregowo z uzwojeniem pierwotnym transformatora organizacja naturalnych procesów elektromagnetycznych w przetwornicach, w których przełączanie kluczy następuje przy prądach równych lub bliskich zeru. W tym przypadku widmo prądu zanika szybciej, a siła zakłóceń radiowych jest znacznie osłabiona, co ułatwia filtrowanie zarówno napięć wejściowych, jak i wyjściowych. Triak ts112 i obwody na nim. Jego zalety obejmują brak składowej prądu stałego w uzwojeniu pierwotnym transformatora mocy ze względu na dzielnik pojemnościowy. Ryc.2 Obwód półmostkowy zapewnia konwersję mocy 0,25 ... 0,5 kW w jednym ogniwie. Napięcia na zamkniętych tranzystorach nie przekraczają napięcia zasilania. Falownik posiada dwa obwody PIC: - jeden - prądowy (sterowanie proporcjonalnie-prądowe), - drugi - napięciowy. w proporcji...
Dla schematu „Zastosowanie zintegrowanego timera do automatycznej regulacji napięcia”
Dla obwodu „Wzmacniacz mocy wykonany zgodnie z obwodem mostkowym”.
Technika AUDIO Mostkowy wzmacniacz mocy o mocy wyjściowej 60 W przy jednobiegunowym zasilaniu +40 V. potężny tranzystorów jest nadal dość mały. Jednym ze sposobów zwiększenia mocy wyjściowej jest szeregowo-równoległe połączenie tego samego typu tranzystorów, ale komplikuje to konstrukcję wzmacniacza i jego dostrojenie. Tymczasem istnieje sposób na zwiększenie mocy wyjściowej, którego należy unikać aplikacja trudno dostępnych elementów i nie zwiększają napięcia źródła zasilania. Metoda ta polega na zastosowaniu dwóch identycznych wzmacniaczy mocy połączonych w taki sposób, że sygnał wejściowy jest doprowadzony do ich wejść w przeciwfazie, a obciążenie jest podłączone bezpośrednio pomiędzy wyjściami wzmacniaczy (obwód mostka wzmacniacza). Obwód VHF Wzmacniacz mocy wykonany zgodnie z takim obwodem mostkowym ma następujące główne parametry techniczne: Znamionowa moc wyjściowa ...... 60 W Współczynnik harmonicznych .......... 0,5% ..... ... 10 ... 25 000 Hz Napięcie zasilania ............. 40 V Prąd spoczynkowy ............. 50 mA Schemat obwodu takiego wzmacniacza pokazano na ryc. .1. Zmianę fazy sygnału wejściowego uzyskuje się poprzez podanie go na wejście odwracające jednego wzmacniacza i wejście nieodwracające drugiego wzmacniacza. Obciążenie jest podłączone bezpośrednio pomiędzy wyjściami wzmacniaczy. Aby zapewnić stabilizację temperaturową prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych, diody VD1-VD4 są umieszczone z nimi na wspólnym radiatorze. Rys.1Przed włączeniem należy sprawdzić poprawność montażu i podłączenia wzmacniacza. Po podłączeniu zasilacza z rezystorem R14 napięcie nie większe niż...
Dla schematu „Prosty regulator prądu transformatora spawalniczego”
Ważną cechą konstrukcyjną każdej spawarki jest możliwość regulacji prądu roboczego. W urządzeniach przemysłowych stosuje się różne metody regulacji prądu: manewrowanie za pomocą różnego rodzaju dławików, zmianę strumienia magnetycznego na skutek ruchliwości uzwojeń lub bocznikowanie magnetyczne, zasobniki czynnych rezystancji balastowych i reostaty. Wady takiej regulacji obejmują złożoność projektu, masywność rezystancji, ich silne nagrzewanie podczas pracy i niedogodności podczas przełączania. Najbardziej optymalną opcją jest wykonanie tego za pomocą odczepów nawet podczas nawijania uzwojenia wtórnego i poprzez zmianę liczby zwojów zmiana prądu. Jednakże tej metody można użyć do regulacji prądu, ale nie do regulacji go w szerokim zakresie. Ponadto regulacja prądu w obwodzie wtórnym transformatora spawalniczego wiąże się z pewnymi problemami. Tak więc przez urządzenie sterujące przepływają znaczne prądy, co prowadzi do jego masywności, a dla obwodu wtórnego prawie niemożliwe jest wybranie tak potężnych standardowych przełączników, aby mogły wytrzymać prądy do 200 A. Triak ts112 i obwody na nim Kolejny chodzi o obwód uzwojenia pierwotnego, w którym prądy są pięć razy mniejsze. Po długich poszukiwaniach, metodą prób i błędów, znaleziono najlepsze rozwiązanie problemu - niezwykle popularny sterownik tyrystorowy, którego obwód pokazano na ryc. 1. Dzięki maksymalnej prostocie i dostępności bazy elementów jest łatwa w zarządzaniu, nie wymaga ustawień i sprawdziła się w pracy - działa jak „zegarek”. Regulacja mocy odbywa się poprzez okresowe odłączanie na ustalony czas uzwojenia pierwotnego transformatora spawalniczego w każdym półcyklu prądu (rys. 2). W tym przypadku średnia rola prądu maleje. Główne elementy regulatora (tyrystory) są połączone naprzeciwko siebie i równolegle. Otwierają się na przemian...
Dla schematu „Zastosowanie diod tunelowych”
Radioamator-projektant diod tunelowych Na ryc. Rysunki 1, 2 i 3 przedstawiają trzy różne zastosowania obwodów oscylatora diodowego tunelowego. Nadajnik FM pokazany na rys. 1 jest bardzo prosty i zapewnia niezawodny odbiór w promieniu 10-30 m przy zastosowaniu anteny biczowej i odbiornika FM o średniej czułości. Ze względu na to, że schemat modulacji nadajnika jest najprostszy, sygnał wyjściowy jest nieco zniekształcony, a oprócz modulacji częstotliwości, uzyskanej poprzez zmianę częstotliwości własnej generatora synchronicznie z sygnałem mikrofonu, występuje znaczna modulacja amplitudy. Niemożliwe jest znaczne zwiększenie mocy wyjściowej takiego nadajnika, ponieważ jest on źródłem zakłóceń. Nadajnik taki może pełnić funkcję przenośnego mikrofonu radiowego, rozmówcy lub domofonu na niewielkie odległości.Rys.1. 1. Najprostszy nadajnik diodowy tunelowy. Obwody przetwornika radiowego Ham Cewka L zawiera 10 zwojów drutu PEL 0,2. Zasada działania lokalnego oscylatora (rys. 2) jest taka sama jak w poprzednim nadajniku. Jego charakterystyczną cechą jest niepełne włączenie obwodu. Jest on produkowany w celu poprawy kształtu i stabilności generowanych wibracji. Idealną falę sinusoidalną można uzyskać wtedy, gdy w praktyce nieuniknione są niewielkie zniekształcenia nieliniowe.Rys. 1. 2. Lokalny oscylator na diodzie tunelowej L = 200 μH. Pokazano na ryc. Generator kamertonowy 3 może służyć jako standard do strojenia instrumentów muzycznych lub brzęczyka telegraficznego. Generator może także pracować na diodach o niższych prądach maksymalnych. W takim przypadku należy zwiększyć liczbę zwojów cewek, a głośnik dynamiczny włącza się przez wzmacniacz. Dla normalnego funkcjonowania generatora całkowita rezystancja omowa ...
Dla obwodu „TRANSZYTOR-LAMPA NADAJNIK AM”
Nadajniki radiowe, stacje radiowe Dla większej wydajności, zmniejszenia masy i wymiarów powszechnie stosuje się w nich tranzystory. W tym przypadku dla mniej lub bardziej stacji radiowych stosuje się obwody wykorzystujące lampę radiową generatora w stopniu wyjściowym nadajnika. Napięcie anodowe zwykle pochodzi z przetwornika napięcia. Schematy te są złożone i niewystarczająco ekonomiczne. Proponowany schemat charakteryzuje się zwiększoną wydajnością i prostotą konstrukcji. Wykorzystuje mocny modulator i prostownik jako źródło napięcia anodowego (patrz rysunek). Transformator modulacyjny ma dwa uzwojenia podwyższające - modulacyjne i zasilające. Napięcie pobierane z uzwojenia zasilającego jest prostowane i podawane przez uzwojenie modulacyjne na anodę stopnia wyjściowego pracującego w trybie modulacji anoda-ekran. Sterownik mocy impulsowo-fazowy na kmop Modulator pracuje w trybie B i charakteryzuje się dużą sprawnością (do 70%). Ponieważ napięcie anodowe jest proporcjonalne do napięcia modulacji, w tym obwodzie przeprowadzana jest kontrolowana modulacja nośnej (CLC), co znacznie zwiększa wydajność./img/tr-la-p1.gif .7 MHz) i daje napięcie wzbudzenia około 25-30 V. Należy zauważyć, że tranzystor T1 działa przy nieco podwyższonym napięciu kolektora, dlatego może być wymagany specjalny dobór wykonalnych próbek. Cewka Dr1 jest nawinięta na rezystorze VS-2 z usuniętą warstwą przewodzącą i ma 250 zwojów drutu PEL 0,2. Każda z cewek L1 i L2 zawiera 12 zwojów drutu PEL 1.2. Średnica cewki 12 mm, długość uzwojenia - 20 mm. Gałęzie u kota...
Opracowując regulowany zasilacz bez przetwornicy wysokiej częstotliwości, twórca staje przed takim problemem, że przy minimalnym napięciu wyjściowym i wysokim prądzie obciążenia elementu regulującego stabilizator rozprasza dużo mocy. Do tej pory w większości przypadków problem ten rozwiązywano w następujący sposób: wykonano kilka odczepów na uzwojeniu wtórnym transformatora mocy i podzielono cały zakres regulacji napięcia wyjściowego na kilka podzakresów. Zasada ta jest stosowana w wielu zasilaczach szeregowych, na przykład UIP-2 i nowszych. Oczywiste jest, że zastosowanie zasilacza o wielu podzakresach staje się bardziej skomplikowane, a zdalne sterowanie takim zasilaczem, na przykład z komputera, również staje się bardziej skomplikowane.
Rozwiązaniem wydawało mi się zastosowanie prostownika sterowanego na tyrystorze, gdyż możliwe staje się stworzenie źródła zasilania sterowanego jednym pokrętłem regulacji napięcia wyjściowego lub jednym sygnałem sterującym z zakresem regulacji napięcia wyjściowego od zera (lub prawie do zera) do wartości maksymalnej. Taki zasilacz można wykonać z części dostępnych na rynku.
Do tej pory prostowniki sterowane z tyrystorami były bardzo szczegółowo opisywane w książkach o zasilaczach, ale są rzadko stosowane w praktyce w zasilaczach laboratoryjnych. W konstrukcjach amatorskich też są rzadkością (poza oczywiście ładowarkami samochodowymi). Mam nadzieję, że ta praca pomoże zmienić ten stan rzeczy.
W zasadzie opisane tutaj układy można wykorzystać do stabilizacji napięcia wejściowego przetwornicy wysokiej częstotliwości, np. jak ma to miejsce w telewizorach Elektronika Ts432. Z pokazanych tu obwodów można także wykonać zasilacze laboratoryjne lub ładowarki.
Opis moich prac podaję nie w kolejności, w jakiej je wykonywałem, ale mniej więcej w kolejności. Przyjrzyjmy się najpierw zagadnieniom ogólnym, potem projektom „niskonapięciowym”, takim jak zasilacze obwodów tranzystorowych czy ładowanie akumulatorów, a następnie prostownikom „wysokonapięciowym” do zasilania obwodów lampowych.
Działanie prostownika tyrystorowego przy obciążeniu pojemnościowym
W literaturze opisano dużą liczbę tyrystorowych sterowników mocy działających na prąd przemienny lub pulsujący z obciążeniem aktywnym (na przykład lampy żarowe) lub indukcyjnym (na przykład silnik elektryczny). Obciążenie prostownika jest zwykle filtrem, w którym kondensatory służą do wygładzania tętnień, więc obciążenie prostownika może mieć charakter pojemnościowy.
Rozważ działanie prostownika ze sterownikiem tyrystorowym dla obciążenia rezystancyjno-pojemnościowego. Schemat takiego regulatora pokazano na ryc. 1.
Ryż. 1.
Tutaj pokazano na przykład prostownik pełnookresowy z punktem środkowym, jednak można go również wykonać według innego schematu, na przykład mostka. Czasami tyrystory oprócz regulacji napięcia na obciążeniu U n pełnią także funkcję elementów prostowniczych (zaworów), jednak nie w przypadku wszystkich tyrystorów ten tryb jest dopuszczalny (tyrystory KU202 z niektórymi literami umożliwiają pracę jako zawory). Dla przejrzystości załóżmy, że tyrystory służą wyłącznie do regulacji napięcia na obciążeniu. U n , a prostowanie odbywa się za pomocą innych urządzeń.
Zasadę działania tyrystorowego regulatora napięcia pokazano na rys. 2. Na wyjściu prostownika (punkt podłączenia katod diod na ryc. 1) uzyskuje się impulsy napięciowe (dolna półfali sinusoidy jest „podkręcana”), wskazane U rec . Częstotliwość pulsacji f s na wyjściu prostownika pełnookresowego jest równa dwukrotności częstotliwości sieci, tj. 100 Hz przy zasilaniu sieciowym 50 Hz . Obwód sterujący zasila elektrodę sterującą tyrystora impulsami prądu (lub światłem, jeśli zastosowano optotyrystor) z pewnym opóźnieniem T w stosunku do początku okresu tętnienia, czyli momentu, w którym napięcie prostownika U rec staje się zerem.
Ryż. 2.
Rysunek 2 wykonano dla przypadku, gdy opóźnienie T przekracza połowę okresu pulsacji. W tym przypadku obwód działa na padającej części fali sinusoidalnej. Im dłuższe opóźnienie załączenia tyrystora, tym niższe będzie napięcie wyprostowane. U n na obciążeniu. Tętnienie napięcia na obciążeniu U n wygładzane przez kondensator filtrujący C fa . Tutaj i poniżej wprowadzono pewne uproszczenia przy rozważaniu działania obwodów: przyjmuje się, że impedancja wyjściowa transformatora mocy wynosi zero, nie bierze się pod uwagę spadku napięcia na diodach prostowniczych, a czas włączenia tyrystora wynosi nie brane pod uwagę. Okazuje się, że ładowanie pojemności filtra C fa dzieje się natychmiast. W rzeczywistości po przyłożeniu impulsu wyzwalającego do elektrody sterującej tyrystora ładowanie kondensatora filtra zajmuje trochę czasu, który jednak jest zwykle znacznie krótszy niż okres pulsacji T p.
Teraz wyobraź sobie, że tyrystor ma opóźnienie włączenia T jest równy połowie okresu pulsacji (patrz rys. 3). Następnie tyrystor włączy się, gdy napięcie na wyjściu prostownika przekroczy maksimum.
Ryż. 3.
W tym przypadku napięcie obciążenia U n będzie również największy, w przybliżeniu taki sam, jak gdyby w obwodzie nie było regulatora tyrystorowego (pomijamy spadek napięcia na otwartym tyrystorze).
W tym miejscu napotykamy problem. Załóżmy, że chcemy regulować napięcie obciążenia od niemal zera do najwyższej wartości, jaką można uzyskać z dostępnego transformatora mocy. W tym celu, biorąc pod uwagę przyjęte wcześniej założenia, konieczne będzie podanie impulsów wyzwalających do tyrystora DOKŁADNIE w momencie, gdy U rec przechodzi przez maksimum, tj. t c \u003d T p /2. Biorąc pod uwagę fakt, że tyrystor nie otwiera się natychmiast, ale ładuje kondensator filtra C fa również wymaga trochę czasu, impuls wyzwalający należy zastosować nieco PRZED połową okresu pulsacji, tj. T< T п /2. Problem w tym, że po pierwsze trudno powiedzieć o ile wcześniej, bo to zależy od takich przyczyn, które trudno dokładnie uwzględnić przy obliczaniu np. czasu załączenia danej instancji tyrystorowej czy sumy ( łącznie z indukcyjnościami) rezystancja wyjściowa transformatora mocy. Po drugie, nawet jeśli obliczenia i regulacja obwodu są absolutnie dokładne, czas opóźnienia włączenia T , częstotliwość sieci, a co za tym idzie, częstotliwość i okres T str tętnienie, czas włączenia tyrystora i inne parametry mogą się zmieniać w czasie. Dlatego też, aby uzyskać jak najwyższe napięcie na obciążeniu U n istnieje potrzeba włączenia tyrystora znacznie wcześniej niż połowa okresu pulsacji.
Załóżmy, że tak zrobiliśmy, czyli ustawiliśmy czas opóźnienia T znacznie mniejsze T p /2. Wykresy charakteryzujące działanie obwodu w tym przypadku pokazano na ryc. 4. Należy pamiętać, że jeśli tyrystor otworzy się przed połową półcyklu, pozostanie otwarty aż do zakończenia procesu ładowania kondensatora filtra. C fa (patrz pierwszy impuls na ryc. 4).
Ryż. 4.
Okazuje się, że z krótkim opóźnieniem T możliwe wahania napięcia wyjściowego regulatora. Występują, jeśli w momencie przyłożenia impulsu wyzwalającego do tyrystora napięcie na obciążeniu U n na wyjściu prostownika jest większe napięcie U rec . W tym przypadku tyrystor znajduje się pod napięciem wstecznym i nie może się otworzyć pod wpływem impulsu wyzwalającego. Może zostać pominięty jeden lub więcej impulsów wyzwalających (patrz drugi impuls na rysunku 4). Kolejne załączenie tyrystora nastąpi w momencie rozładowania kondensatora filtrującego i w momencie podania impulsu sterującego tyrystor będzie pod napięciem stałym.
Prawdopodobnie najniebezpieczniejszy jest przypadek, gdy brakuje co drugiego impulsu. W takim przypadku przez uzwojenie transformatora mocy przejdzie prąd stały, pod wpływem którego transformator może ulec awarii.
Aby uniknąć pojawienia się procesu oscylacyjnego w obwodzie sterownika tyrystora, można odmówić sterowania impulsowego tyrystora, ale w tym przypadku obwód sterowania staje się bardziej skomplikowany lub staje się nieekonomiczny. Dlatego autor opracował obwód regulatora tyrystorowego, w którym tyrystor jest zwykle wyzwalany przez impulsy sterujące i nie zachodzi żaden proces oscylacyjny. Taki schemat pokazano na ryc. 5.
Ryż. 5.
Tutaj tyrystor jest obciążony rezystancją początkową R str i kondensator filtrujący C R n podłączony poprzez diodę start VD nr . W takim obwodzie tyrystor uruchamia się niezależnie od napięcia na kondensatorze filtra C fa .Po przyłożeniu impulsu wyzwalającego do tyrystora, jego prąd anodowy zaczyna najpierw przepływać przez rezystancję początkową R str a następnie, gdy napięcie jest włączone R str przekroczyć napięcie obciążenia U n , dioda startowa otwiera się VD nr a prąd anodowy tyrystora ładuje kondensator filtra C fa . Opór R str taką wartość dobiera się, aby zapewnić stabilny rozruch tyrystora przy minimalnym czasie opóźnienia impulsu wyzwalającego T . Oczywiste jest, że część mocy jest marnowana na rezystancję początkową. Dlatego w powyższym obwodzie lepiej jest zastosować tyrystory o niskim prądzie trzymania, wtedy możliwe będzie zastosowanie dużej rezystancji rozruchowej i zmniejszenie strat mocy.
Schemat na ryc. 5 ma tę wadę, że prąd obciążenia przepływa przez dodatkową diodę VD nr , na którym część wyprostowanego napięcia jest bezużytecznie tracona. Wadę tę można wyeliminować, podłączając rezystancję początkową R str do osobnego prostownika. Obwód z wydzielonym prostownikiem sterującym, z którego zasilany jest obwód rozruchowy i rezystancja rozruchowa R str pokazany na ryc. 6. W tym obwodzie diody prostownika sterującego mogą mieć małą moc, ponieważ prąd obciążenia przepływa tylko przez prostownik mocy.
Ryż. 6.
Zasilacze niskiego napięcia z regulatorem tyrystorowym
Poniżej znajduje się opis kilku konstrukcji prostowników niskiego napięcia z regulatorem tyrystorowym. Do ich produkcji wziąłem za podstawę obwód regulatora tyrystorowego stosowanego w urządzeniach do ładowania akumulatorów samochodowych (patrz ryc. 7). Schemat ten z powodzeniem zastosował mój zmarły towarzysz A. G. Spiridonow.
Ryż. 7.
Elementy zaznaczone na schemacie (rys. 7) zostały zamontowane na małej płytce drukowanej. W literaturze opisano kilka podobnych schematów, różnice między nimi są minimalne, głównie pod względem typów i ocen części. Główne różnice to:
1. Stosowane są kondensatory ustawiające czas o różnych pojemnościach, tj. zamiast 0,5M F postaw 1 M F i odpowiednio zmienna rezystancja o innej wartości. Aby zapewnić niezawodność uruchamiania tyrystora w moich obwodach, użyłem kondensatora na 1M F.
2. Równolegle do kondensatora ustawiającego czas nie można stawiać oporu (3 k Wna ryc. 7). Oczywiste jest, że może to wymagać zmiennej rezystancji, a nie 15 k W, ale inną wartość. Nie udało mi się jeszcze ustalić wpływu rezystancji równoległej do kondensatora czasowego na stabilność obwodu.
3. W większości obwodów opisywanych w literaturze stosowane są tranzystory typu KT315 i KT361. Czasami zawodzą, dlatego w moich obwodach zastosowałem mocniejsze tranzystory typu KT816 i KT817.
4. Do podstawowego punktu połączenia kolektor pnp i npn tranzystorów, dzielnik można podłączyć z rezystancji o różnej wartości (10 k W i 12 tys W na ryc. 7).
5. W obwodzie elektrody sterującej tyrystora można zamontować diodę (patrz schematy poniżej). Dioda ta eliminuje wpływ tyrystora na obwód sterujący.
Schemat (ryc. 7) podano jako przykład, kilka podobnych schematów z opisami można znaleźć w książce „Ładowarki i ładowarki rozruchowe: przegląd informacji dla kierowców / komp. A. G. Chodasevich, T. I. Khodasevich – M.: NT Press, 2005”. Książka składa się z trzech części, zawiera prawie wszystkie ładowarki w historii ludzkości.
Najprostszy obwód prostownika z tyrystorowym regulatorem napięcia pokazano na ryc. 8.
Ryż. 8.
Obwód ten wykorzystuje pełnookresowy prostownik punktu środkowego, ponieważ zawiera mniej diod, a zatem potrzebnych jest mniej radiatorów i wyższa wydajność. Transformator mocy ma dwa uzwojenia wtórne dla napięcia przemiennego 15 V . Obwód sterujący tyrystora składa się tutaj z kondensatora C1, rezystancji R 1- R 6, tranzystory VT 1 i VT 2, dioda VD 3.
Zastanówmy się, jak działa obwód. Kondensator C1 jest ładowany poprzez zmienną rezystancję R2 i stała R 1. Gdy napięcie na kondensatorze C 1 przekroczy napięcie w punkcie podłączenia rezystancji R4 i R 5, otwórz tranzystor VT 1. Prąd kolektora tranzystora VT 1 otwiera VT 2. Z kolei prąd kolektora VT 2 otwiera VT 1. W ten sposób tranzystory otwierają się jak lawina, a kondensator zostaje rozładowany C 1 do tyrystorowej elektrody sterującej VS 1. W ten sposób uzyskuje się impuls wyzwalający. Zmieniając zmienną rezystancję R 2 czas opóźnienia impulsu wyzwalającego, napięcie wyjściowe obwodu można regulować. Im większy ten opór, tym wolniej ładuje się kondensator. C 1, czas opóźnienia impulsu wyzwalającego jest dłuższy, a napięcie wyjściowe przy obciążeniu jest niższe.
Stały opór R 1, połączone szeregowo ze zmienną R 2 ogranicza minimalny czas opóźnienia impulsu. Jeśli zostanie znacznie zmniejszony, to przy minimalnej pozycji zmiennej rezystancji R 2, napięcie wyjściowe nagle zniknie. Dlatego R 1 dobiera się tak, aby obwód pracował stabilnie przy R 2 w pozycji minimalnej rezystancji (odpowiadającej najwyższemu napięciu wyjściowemu).
Obwód wykorzystuje rezystancję Moc R 5 1 W tylko dlatego, że przyszło do ręki. Prawdopodobnie wystarczy zainstalować R 5 o mocy 0,5 W.
opór r 3 jest ustawiony tak, aby wyeliminować wpływ zakłóceń na działanie obwodu sterującego. Bez tego obwód działa, ale jest wrażliwy np. na dotykanie zacisków tranzystorów.
Dioda VD 3 eliminuje wpływ tyrystora na obwód sterujący. Z doświadczenia sprawdziłem i upewniłem się, że obwód działa stabilniej z diodą. Krótko mówiąc, nie trzeba oszczędzać, łatwiej jest postawić D226, którego rezerwy są niewyczerpane i stworzyć niezawodne urządzenie.
opór r 6 w tyrystorowym obwodzie elektrody sterującej VS 1 zwiększa niezawodność jego działania. Czasami rezystancja ta jest ustawiana na większą wartość lub nie jest ustawiana wcale. Obwód bez niego zwykle działa, ale tyrystor może samoistnie się otworzyć z powodu zakłóceń i wycieku w obwodzie elektrody sterującej. zainstalowałem Wartość R 6 51 Wzgodnie z zaleceniami w danych referencyjnych tyrystorów KU202.
Rezystancja R 7 i dioda VD 4 zapewniają niezawodny rozruch tyrystora z krótkim czasem opóźnienia impulsu wyzwalającego (patrz rys. 5 i objaśnienia do niego).
Kondensator C 2 wygładza tętnienie napięcia na wyjściu obwodu.
Jako obciążenie podczas eksperymentów regulator wykorzystywał lampę z reflektora samochodowego.
Schemat z oddzielnym prostownikiem do zasilania obwodów sterujących i uruchamiania tyrystora pokazano na ryc. 9.
Ryż. 9.
Zaletą tego obwodu jest mniejsza liczba diod mocy, które wymagają montażu na grzejnikach. Należy pamiętać, że diody D242 prostownika mocy są połączone katodami i można je zainstalować na wspólnym grzejniku. Anoda tyrystora podłączona do jego obudowy jest podłączona do „minusu” obciążenia.
Schemat podłączenia tej wersji sterowanego prostownika pokazano na ryc. 10.
Ryż. 10.
Aby wygładzić tętnienie napięcia wyjściowego, można zastosować LC -filtr. Schemat sterowanego prostownika z takim filtrem pokazano na ryc. jedenaście.
Ryż. jedenaście.
Zastosowałem się dokładnie LC -filtr z następujących powodów:
1. Jest bardziej odporny na przeciążenia. Projektowałem obwód zasilacza laboratoryjnego, więc przeciążenie go jest jak najbardziej możliwe. Zauważam, że nawet jeśli utworzysz jakiś schemat ochrony, będzie on miał pewien czas reakcji. W tym czasie zasilacz nie powinien zawieść.
2. Jeśli wykonasz filtr tranzystorowy, wówczas na tranzystorze na pewno spadnie napięcie, więc wydajność będzie niska, a tranzystor może wymagać grzejnika.
W filtrze zastosowano cewkę szeregową D255V.
Rozważ możliwe modyfikacje tyrystorowego obwodu sterującego. Pierwszy z nich pokazany jest na ryc. 12.
Ryż. 12.
Zwykle obwód ustawiania czasu regulatora tyrystorowego składa się z kondensatora ustawiającego czas i połączonego szeregowo rezystora o zmiennej rezystancji. Czasami wygodnie jest zbudować obwód tak, aby jedno z wyjść o zmiennej rezystancji było podłączone do „minusu” prostownika. Następnie można włączyć zmienną rezystancję równolegle z kondensatorem, jak pokazano na rysunku 12. Gdy silnik znajduje się w dolnym położeniu zgodnie z obwodem, główna część prądu przepływa przez rezystancję 1,1 k Wwchodzi do kondensatora ustawiającego czas 1MF i szybko go ładuje. W tym przypadku tyrystor zaczyna się od „szczytów” wyprostowanych tętnienia napięcia lub nieco wcześniej, a napięcie wyjściowe regulatora jest najwyższe. Jeśli silnik jest w górnym położeniu zgodnie ze schematem to kondensator rozrządu jest zwarty i napięcie na nim nigdy nie spowoduje otwarcia tranzystorów. W takim przypadku napięcie wyjściowe będzie wynosić zero. Zmieniając położenie suwaka zmiennej rezystancji, można zmienić natężenie prądu ładującego kondensator taktujący, a co za tym idzie, czas opóźnienia impulsów wyzwalających.
Czasami wymagane jest sterowanie regulatorem tyrystorowym nie za pomocą zmiennej rezystancji, ale z innego obwodu (pilot zdalnego sterowania, sterowanie z komputera). Zdarza się, że części regulatora tyrystorowego znajdują się pod wysokim napięciem i bezpośrednie połączenie z nimi jest niebezpieczne. W takich przypadkach zamiast rezystora zmiennego można zastosować transoptor.
Ryż. 13.
Przykład włączenia transoptora do obwodu sterownika tyrystorowego pokazano na ryc. 13. Zastosowano tutaj transoptor tranzystorowy typu 4 N 35. Podstawa fototranzystora (pin 6) jest połączona poprzez rezystancję z emiterem (pin 4). Opór ten określa wzmocnienie transoptora, jego prędkość i odporność na zmiany temperatury. Autor przetestował regulator z rezystancją 100 wskazaną na schemacie k W, natomiast zależność napięcia wyjściowego od temperatury okazała się UJEMNA, tj. przy bardzo silnym nagrzaniu transoptora (stopiona izolacja PVC przewodów) napięcie wyjściowe spadło. Jest to prawdopodobnie spowodowane spadkiem mocy diody LED po podgrzaniu. Autor dziękuje S. Balashovowi za porady dotyczące stosowania transoptorów tranzystorowych.
Ryż. 14.
Podczas regulacji obwodu sterującego tyrystora czasami przydatne jest dostosowanie progu tranzystora. Przykład takiej regulacji pokazano na rys. 14.
Rozważ także przykład obwodu z regulatorem tyrystorowym dla wyższego napięcia (patrz ryc. 15). Obwód zasilany jest z uzwojenia wtórnego transformatora mocy TCA-270-1, który zapewnia napięcie przemienne 32 V . Wartości znamionowe części wskazanych na schemacie są wybrane dla tego napięcia.
Ryż. 15.
Schemat na ryc. 15 umożliwia płynną regulację napięcia wyjściowego od 5 V do 40 V , co jest wystarczające w przypadku większości urządzeń półprzewodnikowych, dlatego obwód ten można uznać za podstawę do produkcji zasilacza laboratoryjnego.
Wadą tego obwodu jest konieczność rozpraszania odpowiednio dużej mocy na rezystancji rozruchowej R 7. Oczywiste jest, że im mniejszy prąd trzymania tyrystora, tym większa może być wartość i tym mniejsza moc rezystancji początkowej R 7. Dlatego zaleca się stosowanie tyrystorów o niskim prądzie trzymania.
Oprócz konwencjonalnych tyrystorów w obwodzie regulatora tyrystorowego można zastosować optotyrystor. Na ryc. 16. przedstawia obwód z optotyrystorem TO125-10.
Ryż. 16.
Tutaj optotyrystor jest po prostu włączony zamiast zwykłego, ale od tego czasu jego fototyrystor i dioda LED są od siebie odizolowane, schematy jego zastosowania w regulatorach tyrystorowych mogą być różne. Należy pamiętać, że ze względu na niski prąd trzymania tyrystorów TO125, rezystancja rozruchowa R 7 wymaga mniejszej mocy niż w obwodzie na ryc. 15. Ponieważ autor obawiał się uszkodzenia optotyrystorowej diody LED wysokimi prądami pulsacyjnymi, w obwodzie uwzględniono rezystancję R6. Jak się okazało, obwód działa bez tej rezystancji, a bez niej obwód działa lepiej przy niskich napięciach wyjściowych.
Zasilacze wysokiego napięcia z regulatorem tyrystorowym
Przy opracowywaniu zasilaczy wysokiego napięcia z regulatorem tyrystorowym za podstawę przyjęto optotyrystorowy obwód sterujący opracowany przez V.P. Burenkova (PRZ) dla spawarek, dla którego opracowano i są produkowane płytki drukowane. Autor jest wdzięczny V.P. Burenkovowi za próbkę takiej tablicy. Schemat jednego z układów regulowanego prostownika z wykorzystaniem płytki zaprojektowanej przez Burenkova pokazano na ryc. 17.
Ryż. 17.
Części zainstalowane na płytce drukowanej są zakreślone na schemacie linią przerywaną. Jak widać z rys. 16, na płycie zainstalowane są rezystory gaszące R1 i R 2, mostek prostowniczy Diody VD 1 i Zenera VD 2 i VD 3. Te części są przeznaczone do zasilania sieciowego 220 V V . Aby przetestować obwód regulatora tyrystorowego bez zmian na płytce drukowanej, zastosowano transformator mocy TBS3-0.25U3, którego uzwojenie wtórne jest połączone w taki sposób, że usuwane jest z niego napięcie przemienne 200. V , czyli zbliżone do normalnego napięcia zasilania płytki. Obwód sterujący działa w taki sam sposób, jak opisano powyżej, tj. Kondensator C1 jest ładowany przez trymer R 5 i rezystor zmienny (zamontowany poza płytką), aż napięcie na nim przekroczy napięcie na bazie tranzystora VT 2, po czym tranzystory VT 1 i VT2 otwierają się, a kondensator C1 jest rozładowywany przez otwarte tranzystory i tyrystorową diodę LED transoptora.
Zaletą tego obwodu jest możliwość regulacji napięcia, przy którym otwierają się tranzystory (za pomocą R 4), a także minimalną rezystancję w obwodzie rozrządu (przy użyciu R 5). Jak pokazuje praktyka, możliwość takiej regulacji jest bardzo przydatna, zwłaszcza jeśli obwód jest montowany w warunkach amatorskich z przypadkowych części. Za pomocą rezystorów dostrajających R4 i R5 można uzyskać regulację napięcia w szerokim zakresie i stabilną pracę regulatora.
Od tego obwodu rozpocząłem prace badawczo-rozwojowe nad opracowaniem regulatora tyrystorowego. Wykryto w nim również pomijanie impulsów wyzwalających, gdy tyrystor pracował na obciążeniu pojemnościowym (patrz ryc. 4). Chęć poprawy stabilności regulatora doprowadziła do pojawienia się obwodu na ryc. 18. Autor przetestował w nim działanie tyrystora z oporem rozruchowym (patrz ryc. 5.
Ryż. 18.
Na schemacie z rys. 18. użyłem tej samej płytki, co na schemacie z ryc. 17, usunięto z niego jedynie mostek diodowy, bo tutaj zastosowano jeden wspólny prostownik dla obciążenia i obwodu sterującego. Należy zwrócić uwagę, że na schemacie na ryc. 17, rezystancję początkową wybiera się spośród kilku połączonych równolegle, aby określić maksymalną możliwą wartość tej rezystancji, przy której obwód zaczyna pracować stabilnie. Pomiędzy katodą optotyrystorową a kondensatorem filtra podłączony jest drut oporowy 10.W. Konieczne jest ograniczenie przepięć prądu przez optorystor. Do czasu ustawienia tej rezystancji, po przekręceniu pokrętła regulacji rezystancji, optotyrystor przepuszczał do obciążenia jedną lub więcej pełnych półfali wyprostowanego napięcia.
Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów opracowano obwód prostowniczy z regulatorem tyrystorowym, nadający się do praktycznego zastosowania. Pokazano to na ryc. 19.
Ryż. 19.
Ryż. 20.
PCB SCR 1M 0 (ryc. 20) przeznaczony jest do montażu na nim nowoczesnych małogabarytowych kondensatorów elektrolitycznych i rezystancji przewodów w obudowie ceramicznej typu SQP . Autor wyraża swoją wdzięczność R. Peplovowi za pomoc przy produkcji i testowaniu tej płytki drukowanej.
Ponieważ autor opracowywał prostownik o najwyższym napięciu wyjściowym 500 V konieczne było posiadanie pewnej rezerwy napięcia wyjściowego na wypadek spadku napięcia sieciowego. Możliwe było zwiększenie napięcia wyjściowego poprzez ponowne podłączenie uzwojeń transformatora mocy, jak pokazano na ryc. 21.
Ryż. 21.
Należy również zauważyć, że schemat na ryc. 19 i tablica rys. 20 zaprojektowano z możliwością ich dalszego rozwoju. Do tego na pokładzie SCR 1M 0 istnieją dodatkowe wnioski ze wspólnego przewodu GND 1 i GND 2, z prostownika DC 1
Opracowanie i regulacja prostownika z regulatorem tyrystorowym SCR 1M 0 zostały przeprowadzone wspólnie ze studentem R. Pelowem na PSU. C przy jego pomocy wykonano zdjęcia modułu SCR 1M 0 i przebiegi.
Ryż. 22. Widok modułu SCR 1 M 0 strona części
Ryż. 23. Widok modułu SCR 1M 0 strona lutowana
Ryż. 24. Widok modułu SCR 1 M 0 z boku
Tabela 1. Oscylogramy przy niskim napięciu
|
Nie. p/s |
Minimalne położenie regulatora napięcia |
Według schematu |
Notatki |
|
Na katodzie VD5 |
5 V/dz 2 ms/dz |
||
|
|
Na kondensatorze C1 |
2 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
tj. połączenia R2 i R3 |
2 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na anodzie tyrystora |
100 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na katodzie tyrystorowej |
50 V/dz 2 ms/de |
Tabela 2. Oscylogramy przy średnim napięciu
|
Nie. p/s |
Środkowe położenie regulatora napięcia |
Według schematu |
Notatki |
|
|
Na katodzie VD5 |
5 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na kondensatorze C1 |
2 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
tj. połączenia R2 i R3 |
2 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na anodzie tyrystora |
100 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na katodzie tyrystorowej |
100 V/dz 2 ms/dz |
Tabela 3. Oscylogramy przy maksymalnym napięciu
|
Nie. p/s |
Pozycja regulatora napięcia maksymalnego |
Według schematu |
Notatki |
|
|
Na katodzie VD5 |
5 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na kondensatorze C1 |
1 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
tj. połączenia R2 i R3 |
2 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na anodzie tyrystora |
100 V/dz 2 ms/dz |
|
|
|
Na katodzie tyrystorowej |
100 V/dz 2 ms/dz |
Aby pozbyć się tej wady, zmieniono obwód regulatora. Zainstalowano dwa tyrystory - każdy na swój własny półcykl. Po tych zmianach obwód był testowany przez kilka godzin i nie zauważono żadnych „odstających” wartości.
Ryż. 25. Schemat SCR 1 M 0 z modyfikacjami
(Opcja 1)
W triakowych sterownikach mocy działających na zasadzie przepuszczania przez obciążenie określonej liczby półokresów prądu w jednostce czasu musi być spełniony warunek parzystości ich liczby. W wielu znanych konstrukcjach krótkofalówek (i nie tylko) jest to łamane. Czytelnikom oferujemy regulator wolny od tej wady. Jego schemat pokazano w Ryż. 1.
Zawiera zasilacz, generator impulsów o regulowanym cyklu pracy i układ kształtujący impulsy sterujący triakiem. Węzeł mocy wykonany jest według klasycznego schematu: rezystor ograniczający prąd R2 i kondensator C1, prostownik na diodach VD3, VD4, dioda Zenera VD5, kondensator wygładzający C3. Częstotliwość impulsów generatora, zebrana na elementach DD1.1, DD1.2 i DD1.4, zależy od pojemności kondensatora C2 i rezystancji między skrajnymi zaciskami rezystora zmiennego R1. Ten sam rezystor reguluje cykl pracy impulsów. Element DD1.3 służy do kształtowania impulsów z częstotliwością napięcia sieciowego dostarczanego na jego wyjście 1 przez dzielnik rezystorów R3 i R4, przy czym każdy impuls zaczyna się w pobliżu przejścia chwilowej wartości napięcia sieciowego przez zero. Z wyjścia elementu DD1.3 impulsy te są podawane przez rezystory ograniczające R5 i R6 do podstaw tranzystorów VT1, VT2. Impulsy sterujące wzmocnione przez tranzystory przez kondensator odsprzęgający C4 docierają do elektrody sterującej triaka VS1. Tutaj ich polaryzacja odpowiada znakowi napięcia sieciowego przyłożonego w tym momencie do pinu. 2 triaki. W związku z tym, że elementy DD1.1 i DD1.2, DD1.3 i DD1.4 tworzą dwa wyzwalacze, zmienia się poziom na wyjściu elementu DD1.4 podłączonego do pinu 2 elementu DD1.3 odwrotnie, tylko w ujemnym półcyklu napięcia sieciowego. Załóżmy, że wyzwalacz elementów DD1.3, DD1.4 znajduje się w stanie o niskim poziomie na wyjściu elementu DD1.3 i wysokim poziomie na wyjściu elementu DD1.4. Aby zmienić ten stan konieczne jest, aby wysoki poziom na wyjściu elementu DD1.2, podłączonego do pinu 6 elementu DD1.4, stał się niski. A może się to zdarzyć tylko w ujemnym półcyklu napięcia sieciowego podawanego na pin 13 elementu DD1.1, niezależnie od momentu ustawienia wysokiego poziomu na pin 8 elementu DD1.2. Tworzenie impulsu sterującego rozpoczyna się wraz z pojawieniem się dodatniego półcyklu napięcia sieciowego na pinie 1 elementu DD1.3. W pewnym momencie w wyniku doładowania kondensatora C2 poziom wysoki na pinie 8 elementu DD1.2 zmieni się na niski, co spowoduje ustawienie wysokiego poziomu napięcia na wyjściu elementu. Teraz wysoki poziom na wyjściu elementu DD1.4 może również zmienić się na niski, ale tylko w ujemnym półcyklu napięcia podawanego na pin 1 elementu DD1.3. Dlatego cykl pracy układu kształtującego impuls sterujący zakończy się wraz z końcem ujemnego półcyklu napięcia sieciowego, a całkowita liczba półcykli napięcia przyłożonego do obciążenia będzie parzysta. Główna część części urządzenia jest zamontowana na jednostronnej płytce drukowanej, której rysunek pokazano na rysunku Ryż. 2.
Diody VD1 i VD2 są przylutowane bezpośrednio do zacisków rezystora zmiennego R1, a rezystor R7 jest przylutowany do zacisków triaka VS1. Triak wyposażony jest w fabrycznie wykonany żebrowany radiator o powierzchni odprowadzającej ciepło około 400 cm2. Używane rezystory stałe MLT, rezystor zmienny R1 - SPZ-4aM. Można go zastąpić innym o takim samym lub większym oporze. Wartości rezystorów R3 i R4 muszą być takie same. Kondensatory C1, C2 - K73-17. Jeśli wymagana jest większa niezawodność, kondensator tlenkowy C4 można zastąpić kondensatorem foliowym, na przykład K73-17 2,2 ... 4,7 uF przy 63 V, ale wymiary płytki drukowanej będą musiały zostać zwiększone.
Zamiast diod KD521A odpowiednie są również inne krzemowe małej mocy, a dioda Zenera D814V zastąpi każdą nowocześniejszą o napięciu stabilizacji 9 V. W zamian za tranzystory KT3102V, KT3107G - inne krzemowe małej mocy o odpowiedniej konstrukcji . Jeżeli amplituda impulsów prądowych otwierających triak VS1 jest niewystarczająca, rezystancji rezystorów R5 i R6 nie można zmniejszyć. Lepiej wybrać tranzystory o najwyższym możliwym współczynniku przenikania prądu przy napięciu między kolektorem a emiterem 1 V. Dla VT1 powinno to wynosić 150 ... 250, dla VT2 - 250 ... 270. Po zakończeniu instalacji można podłączyć do regulatora obciążenie o rezystancji 50 ... 100 omów i włączyć je do sieci. Równolegle z obciążeniem podłącz woltomierz prądu stałego na 300 ... 600 V. Jeżeli triak stale otwiera się w obu półcyklach napięcia sieciowego, wskazówka woltomierza w ogóle nie odchyla się od zera lub nieznacznie oscyluje wokół niego. Jeśli wskazówka woltomierza odchyla się tylko w jednym kierunku, triak otwiera się tylko w półcyklach jednego znaku. Kierunek odchylenia strzałki odpowiada polaryzacji napięcia przyłożonego do triaka, przy którym pozostaje on zamknięty. Zwykle prawidłowe działanie triaka można osiągnąć instalując tranzystor VT2 o dużej wartości współczynnika przenikania prądu.
Triak regulator mocy.
(Opcja 2)
Proponowany triakowy regulator mocy (patrz rys.) może służyć do sterowania mocą czynną urządzeń grzewczych (lutownica, kuchenka elektryczna, kuchenka itp.). Nie zaleca się używania go do zmiany jasności urządzeń oświetleniowych, ponieważ. będą mocno migać. Cechą regulatora jest przełączanie triaka w momentach, gdy napięcie sieciowe przechodzi przez zero, dzięki czemu nie powoduje zakłóceń w sieci. Moc jest regulowana poprzez zmianę liczby półcykli napięcia sieciowego dostarczanego do obciążenia.
Generator zegara wykonany jest w oparciu o element logiczny EXCLUSIVE OR DD1.1. Jego cechą jest występowanie na wyjściu poziomu wysokiego (logiczna „1”) w przypadku, gdy sygnały wejściowe różnią się od siebie, oraz poziomu niskiego („O”), gdy sygnały wejściowe współistnieją. W rezultacie „G pojawia się na wyjściu DD1.1 tylko w momentach, gdy napięcie sieciowe przechodzi przez zero. Generator impulsów prostokątnych z regulowanym współczynnikiem wypełnienia wykonany jest na elementach logicznych DD1.2 i DD1.3. Podłączenie jednego z wejść tych elementów do zasilania zamienia je w falowniki. W rezultacie powstaje generator fali prostokątnej o częstotliwości impulsów około 2 Hz i zmiennym czasie trwania z rezystorem R5.
Na rezystorze R6 i diodach VD5. VD6, wykonywany jest schemat koincydencji 2I. Wysoki poziom na jego wyjściu pojawia się dopiero wtedy, gdy zbiegają się dwie „1” (impuls synchronizacyjny i impuls z generatora). W rezultacie na wyjściu 11 DD1.4 pojawiają się impulsy impulsów synchronizacyjnych. Element DD1.4 jest wzmacniaczem impulsów, którego jedno z wejść jest podłączone do wspólnej magistrali.
Na tranzystorze VT1 wykonany jest układ kształtujący impuls sterujący. Pakiety krótkich impulsów z emitera, zsynchronizowane z początkiem półcykli napięcia sieciowego, wchodzą do przejścia sterującego triaka VS1 i otwierają go. Prąd przepływa przez RH.
Kontroler mocy triaka jest zasilany poprzez łańcuch R1-C1-VD2. Dioda Zenera VD1 ogranicza napięcie zasilania do 15 V. Dodatnie impulsy z diody Zenera VD1 przez diodę VD2 ładują kondensator C3.
Przy dużej regulowanej mocy triak VS1 należy zamontować na grzejniku. Następnie triak typu KU208G umożliwia przełączanie mocy do 1 kW. Wymiary grzejnika można z grubsza oszacować na podstawie faktu, że na 1 W mocy rozproszonej potrzeba około 10 cm2 efektywnej powierzchni grzejnika (sama obudowa triaka rozprasza 10 W mocy). Aby uzyskać większą moc, potrzebny jest mocniejszy triak, na przykład TS2-25-6. Umożliwia przełączanie prądu 25 A. Triak jest wybierany przy dopuszczalnym napięciu wstecznym co najmniej 600 V. Pożądane jest zabezpieczenie triaka za pomocą warystora połączonego równolegle, na przykład CH-1-1-560 . Diody VD2..VD6 można zastosować w dowolnym obwodzie np. Dioda Zenera KD522B lub KD510A - wystarczy dowolne napięcie małej mocy 14..15 V. D814D wystarczy.
Sterownik mocy triaka umieszczony jest na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnego włókna szklanego o wymiarach 68x38 mm.
Prosty regulator mocy.
Regulator mocy do 1 kW (0%-100%).
Obwód był montowany więcej niż raz, działa bez regulacji i innych problemów. Oczywiście diody i tyrystor na grzejniku o mocy ponad 300 watów. Jeśli mniej, to same obudowy części wystarczą do chłodzenia.
Początkowo w obwodzie stosowano tranzystory typu MP38 i MP41.
Schemat zaproponowany poniżej zmniejszy moc dowolnego urządzenia grzewczego. Obwód jest dość prosty i przystępny nawet dla początkującego radioamatora. Aby kontrolować mocniejsze obciążenie, tyrystory należy umieścić na grzejniku (150 cm2 lub więcej). Aby wyeliminować zakłócenia wytwarzane przez regulator, pożądane jest umieszczenie dławika na wejściu.
W obwodzie nadrzędnym zainstalowano triak KU208G, który mi nie odpowiadał ze względu na niską moc przełączania. Po kopaniu znalazłem importowane triaki BTA16-600. Maksymalne napięcie przełączające wynosi 600 woltów przy prądzie 16A !!!
Wszystkie rezystory MLT 0,125;
R4 - SP3-4aM;
Kondensator składa się z dwóch (połączonych równolegle) 1 mikrofaradów 250 woltów każdy, typ - K73-17.
Przy danych wskazanych na schemacie uzyskano następujące wyniki: Regulacja napięcia od 40 do napięcia sieciowego.
Regulator można włożyć do zwykłego korpusu grzejnika.
Schemat pobrany z płytki sterującej odkurzacza.
na skraplaczu oznaczenie: 1j100
Próbowałem sterować grzałką o mocy 2 kW - nie zauważyłem mrugania światła w tej samej fazie,
napięcie na elemencie grzejnym jest regulowane płynnie i wydaje się równomiernie (proporcjonalnie do kąta obrotu rezystora).
Jest regulowany w zakresie od 0 do 218 woltów przy napięciu sieciowym 224–228 woltów.
