Симисторные регуляторы мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

К.Смолякову из Нижнего Новгорода, взявшемуся за повторение регуляторов по описанию в [1], удалось объединить в одном устройстве два и создать прибор, способный регулировать подаваемую в нагрузку мощность как путем изменения числа "активных" полупериодов сетевого напряжения, так и фазоимпульсным методом.

В его регуляторе, собранном по схеме на рис. 1, всего одна микросхема DD1. Режим работы изменяют переключателем SA1 с тремя группами контактов (использован переключатель диапазонов от портативного транзисторного приемника). Узел питания (диоды VD1, VD2, стабилитрон VD3), формирователь "нулевых" импульсов (транзисторы VT1, VT2), выходной узел (дифференцирующая цепь C6R6, элемент DD1.4, транзистор VT4, симистор VS1) остались такими же, как в прототипе.

(нажмите для увеличения)

Рассмотрим работу устройства в режиме регулирования мощности фазо-импульсным методом (переключатель 5А1 показан находящимся именно в этом положении). Импульсы с выхода элемента DD1.1, совпадающие с моментами перехода сетевого напряжения через нуль, открывают транзистор VT3, когда мгновенное значение сетевого напряжения близко к нулю. В результате конденсатор С4 разряжается через транзистор и напряжение на входе элемента DD1.2 скачком возрастает почти до напряжения питания, а на его выходе уменьшается почти до нуля (низкого логического уровня). Симистор VS1 закрыт, нагрузка отключена от сети.

С возрастанием мгновенного значения сетевого напряжения до 30...50 В по абсолютному значению логический уровень на выходе элемента DD1.1 становится низким и транзистор VT3 закрывается, давая возможность конденсатору С4 заряжаться током, протекающим по цепи: диод\/04 - левая (по схеме) часть резистора R5 - выход элемента DD1.2. Зарядка продолжается до порога переключения элемента DDI.2, после чего уровень на выходе этого элемента становится высоким, а на выходе элемента DD1.3 - низким. В момент смены уровней происходит зарядка конденсатора С6 током, протекающим через резистор R6, поэтому на выходе элемента DD1.4 появляется короткий импульс, открывающий транзистор VT4. На управляющий электрод симистора VS1 поступает открывающий импульс. Его задержка относительно нулевой фазы сетевого напряжения зависит от постоянной времени зарядки конденсатора С4, зависящей в свою очередь от положения движка переменного резистора R5. С окончанием полупериода симистор закроется, а в следующем полупериоде процесс повторится.

Во втором режиме замкнувшимися контактами SA1.2 параллельно конденсатору С4 подключен С5 значительно большей емкости. Контактами SA1.1 соединены база и эмиттер транзистора VT3, в результате транзистор постоянно закрыт и более не влияет на работу устройства. Элемент DD1.2, резистор R5 с диодами VD4, VD5 и конденсаторы С4, С5 образуют генератор прямоугольных импульсов с частотой повторения приблизительно 2 Гц.

С переключением контактов SA1.3 элементу DD1.3 возвращается его исходная логическая функция И-НЕ. На один из входов элемента поступают импульсы генератора, а на другой - перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому на его выходе образуются пачки импульсов, совпадающих по времени с "нулями" сетевого напряжения, причем длительность пачек и интервалов между ними зависит от скважности импульсов генератора. Каждый из импульсов пачки вызывает появление открывающего импульса на управляющем электроде тиристора VS1 в самом начале соответствующего полупериода. Следовательно, в цикле продолжительностью 0,5 с число полупериодов, в которых нагрузка подключена к сети, зависит от положения движка переменного резистора R5.

При нечетном числе "рабочих" или "холостых" полупериодов в токе, потребляемом от сети, образуется заметная постоянная составляющая, что может неблагоприятно сказаться не работе подключенных к той же сети электромагнитных приборов - электродвигателей, их пускателей, трансформаторов. Впрочем, этот недостаток присущ и прототипу [1].

А. БУТОВ из с. Курба Ярославской области предлагает усовершенствованный вариант своего сенсорного регулятора мощности [2] с узлом управления на микросхеме К145АП2, описание которой можно найти в [3]. В отличие от прототипа новый регулятор можно включать в разрыв любого из проводов сети, что немаловажно, если им заменяют обычный контактный выключатель освещения

Схема прибора показана на рис. 2. Алгоритм управления прежний: кратковременное касание пальцем сенсора Е1 включает или выключает лампу EL1, а при продолжительном касании яркость свечения изменяется циклически (от минимальной до максимальной и обратно приблизительно за 5 с) Регулятор запоминает свое состояние - лампа всегда включается с установленной перед ее выключением яркостью Как и прежде, регулятором можно управлять, не только прикасаясь к сенсору, но и нажимая кнопку SB1, которая действует аналогичным образом.

(нажмите для увеличения)

Некритичности регулятора к фазировке сетевых проводов удалось достичь введением усилителя сигнала сенсора Е1 на составном транзисторе VT1, VT2. Выпрямленного диодами VD4. VD5 напряжения, достигающего при прикосновении рукой к сенсору -5...-9 В, теперь достаточно для управления микросхемой DA1 в любом случае. Конденсатор С2, устраняя ООС по переменному напряжению, увеличивает коэффициент усиления каскада. Конденсатор C3 предназначен для подавления высокочастотных помех.

Узел питания регулятора состоит из гасящего конденсатора С1 с ограничительным резистором R1, выпрямителя (диоды VD1, VD2), стабилизатора напряжения {стабилитрон VD3) и конденсаторов фильтра С5, С6. Резистор R1 желательно установить Р1-7 или аналогичный импортный разрывной Остальные постоянные резисторы регулятора - С1-4, С2-23, МЛТ соответствующей мощности Оксидный конденсатор С6 использован малогабаритный. фирмы Rubycon, конденсаторы CI, С11 - К73-17, К73-24в или К73-50 на напряжение не ниже 400 В или импортные, предназначенные для работы в цепях переменного тока, например, CPF 250V Х2. Остальные конденсаторы - керамические или пленочные К10-17, КМ-5, К73-17в. Конденсаторы К10-7 нежелательны по причине их низкой надежности.

Диоды КД522А (VD4, VD5) можно заменить на КД503, КД521, КД103 с любым буквенным индексом или импортными 1N4148. Диоды КД243Д (VD1 VD2) заменяют на КД243Е-КД243Ж, КД105Б-КД105П КД209А-КД209В, 1 N4004-1 N4007, стабилитрон Д814Г (VD3) - КС211Ж, КС508А, 1N6001B, 1 N4741 А. Транзистором VT3 могут служить КТ645А, КТ645Б, КТ6114, SS8050, SS9013, 2SC1009, 2SC2331, 2SD1616 с любым буквенным индексом Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми из серий КТ3107, КТ6112, SS9015, 2SA733, 2SA910, 2SA992

Симистор КУ208Г (VS1) можно заменить на ТС112-10, ТС112-16, ТС106-10 класса по напряжению не ниже 4 или импортными МАС12, МАС15. Симистор устанавливают на П-образный теплоотвод размерами 110 25 мм из алюминиевого листа толщиной 1,5...2 мм. При этом допустимая мощность нагрузки регулятора - 350 Вт.

Дроссель L1 содержит 135 витков провода ПЭВ-2 0,51 мм или намотан на кольцевом магнитопроводе К32х20x6 из феррита М2500НМС1. Перед намоткой ребра кольца притупляют и обматывают его слоем пленки из изоляционного материала. Готовую обмотку пропитывают изоляционным лаком. Сопротивление дросселя постоянному току - приблизительно 0,3 Ом. Вместо кольца допустимо применить отрезок ферритового стержня 400НН диаметром 8 10 мм и длиной 60 мм.

Минимальная мощность лампы EL1 - 25 Вт. Полностью выключить лампу меньшей мощности не удастся из-за разогрева ее нити током, протекающим через конденсатор С1

Каскад на транзисторах VT1, VT2 необходимо размещать как можно дальше от симистора VS1 и дросселя L1. Если сенсор Е1 соединен с регулятором проводом длиной более 50 мм, последний также следует экранировать. Для уменьшения наводок на сенсор симистор VS1 желательно электрически изолировать от теплоотвода.

Еще одна конструкция А. БУТОВА - симисторный фазовый регулятор с уменьшенным уровнем помех. В большинстве известных конструкций при максимальной мощности в нагрузке симистор не открывается, пока напряжение на нем не достигнет 30...80 В. Это приводит не только к "недобору" нагрузкой приблизительно 4 % мощности, но и к значительному возрастанию уровня создаваемых в этом режиме радиопомех. Если заставить симистор открываться при возможно меньшем напряжении, эти недостатки будут устранены или ослаблены.

В регуляторе, собранном по схеме, показанной на рис. 3, на элементах VT1, VS1, R2, R3, С2 собран аналог динистора, включенный через диодный мост VD1 в цепь управляющего электрода симистора VS2. Как только напряжение, приложенное к эмиттерному переходу транзистора VT1, работающего в нашем случае подобно стабилитрону, превысит приблизительно 8... 10 В, произойдет обратимый лавинный пробой этого участка и тринистор VS1 будет открыт. Импульс тока разрядки конденсатора 1 откроет симистор VS2. Подаваемую в нагрузку мощность регулируют, изменяя переменным резистором R4 постоянную времени зарядки конденсатора С .

Детали регулятора могут быть смонтированы на печатной плате, показанной на рис. 4. Переменный резистор R4 - СП-1, СПЗ-ЗОа, СПЗ-35 или СПЗ-33. На его ось обязательно надевают ручку из изоляционного материала. Постоянные резисторы - МЛТ, С2-23, С2-ЗЗН, С1-4. Конденсатор С1 - К73-50, К73-24В, К73-17. К73-16; С2 - К10-17, КМ-6. Диодный мост - любой из серий DB101-DB107 [4], КЦ422, КЦ407. Можно составить мост и из четырех дискретных диодов серий КД105, КД209, КД221, КД243, 1 N4001 - 1 N4007. Симистор КУ208Г можно заменить другим средней мощности, например, ТС106-10, ТС112-16, ТС112-10, ТС122-25. Предпочтительнее четвертой и более высоких групп по напряжению.

Практика показала, что сколь бы слаботочной ни была нагрузка, симистору VS2 необходим теплоотвод. Объясняется это большим неуправляемым обратным током симистора, которого хватает для его саморазогрева и последующего произвольного открывания. При выборе размеров и формы теплоотвода следует стремиться к тому, чтобы его температура при длительной работе на максимальной мощности не превышала 60 °С. Место для теплоотвода симистоpa VS2 на плате предусмотрено.

Налаживание регулятора сводится к подборке конденсатора С1 такой емкости, чтобы при перемещении движка резистора R4 от одного крайнего положения в другое был перекрыт весь необходимый интервал подаваемой в нагрузку мощности.

Любой симисторный регулятор создает радиопомехи, поэтому его следует хорошо экранировать и подключать к сети и нагрузке через фильтр. Такой, например, как на рис. 3 в статье С. Сорокоумова "Симисторный регулятор повышенной мощности" ("Радио" 2000, № 7, с 41).

Литература

1. Бирюков С. Симисторные регуляторы мощности. - Радио, 1996, № 1, с. 44-46.
2. Бутов А. Сенсорный регулятор мощности. - Радио, 2002, № 1, с. 32.
3. Нефедов А. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. - М.: "Радиософт", 1999, с. 82. 83.
4. Зарубежные выпрямительные диоды и мосты. - Радио, 1998, № 10, с 82-94.

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 15.07.2025

Вопрос о том, сколько нужно спать, чтобы чувствовать себя отдохнувшим, волнует миллионы людей по всему миру. Общепринятая рекомендация - восемь часов сна - давно стала стандартом, однако недавние исследования ставят под сомнение ее универсальность. Оказалось, что продолжительность здорового сна зависит не только от биологии, но и от культурных и социальных условий. Американские ученые провели масштабное исследование, охватившее около пяти тысяч человек из двадцати стран. Полученные данные выявили значительные различия в продолжительности сна в зависимости от места проживания. Например, в Японии средний человек спит всего около шести часов с небольшим, тогда как во Франции этот показатель приближается к восьми. Канадцы, в свою очередь, в среднем спят по семь с половиной часов. Один из руководителей исследования, профессор социальной и культурной психологии Стивен Хайне из Университета Британской Колумбии, подчеркивает, что универсального стандарта сна не существует. По его словам, ...>>

Компьтерная оценка состояния культурных растений 15.07.2025

Современное сельское хозяйство переживает технологическую революцию, и одной из ключевых задач становится точная диагностика состояния растений. Устойчивость к климатическим изменениям, экономное использование ресурсов и повышение урожайности требуют новых подходов. Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме предложили инновационное решение, объединив возможности дронов и искусственного интеллекта. Традиционные методы дистанционного анализа в агросекторе сталкиваются с ограничениями: они не всегда способны точно определить комбинированный стресс у растений, возникающий, например, при одновременном дефиците влаги и азота. Чтобы преодолеть это, израильские ученые оснастили дроны сложной системой сенсоров - гиперспектральными, тепловыми и RGB-камерами. Эти камеры не просто фиксируют изображение, но и собирают обширные данные о состоянии листвы, позволяя "увидеть" скрытые признаки стресса, незаметные невооруженному глазу. Для обработки полученных изображений и сигналов был ...>>

Особенности восприятия старости 14.07.2025

Понятие старости зачастую оказывается субъективным и подвижным: то, что кажется "преклонным возрастом" в юности, в зрелости уже воспринимается иначе. Исследования показывают, что границы старения не столько определяются биологическим возрастом, сколько зависят от психологического восприятия и отношения к собственному телу и уму. Недавнее исследование, проведенное в США среди двух тысяч человек старше сорока лет, позволило ученым определить, в каком возрасте американцы начинают ощущать себя "старыми". Оказалось, что чувство старения в среднем наступает уже к 47 годам, а заметная обеспокоенность внешними возрастными изменениями - примерно к пятидесяти. Это тот момент, когда люди чаще начинают замечать морщины, снижение тонуса кожи и общую усталость. На фоне этих внешних изменений многие участники признались, что испытывают тревогу по поводу когнитивного спада. Более половины респондентов признались, что хотя бы раз в день забывают, что собирались сказать, а четверть - теряют мысль ...>>

Случайная новость из Архива Новинки от Dell 22.07.2006 В конце мая компания Dell продемонстрировала несколько новых высокопроизводительных систем из модельного ряда XPS. Настольный ПК Dell XPS 700 поддерживает графическую подсистему NVIDIA Quad-SLI, физический ускоритель AGEIA PhysX и работает с новейшими двухъядерными процессорами Intel. Стильный алюминиевый корпус имеет регулируемую подсветку, что облегчает пользование компьютером в темноте. Кстати, компания впервые предлагает в качестве опции barebone-конфигурацию XPS 700. Ноутбук Dell XPS M1210 массой менее 2 кг имеет корпус из магниевого сплава, 12,1-дюймовый широкоформатный дисплей и отличается оригинальным дизайном. Интересные детали - интегрированная Web-камера, ПО для IP-телефонии (Skype) и видеочата, гарнитура с шумоподавлением.

Другие интересные новости:

▪ Свежие яблоки круглый год

▪ Камера, работающая как сетчатка человеческого глаза

▪ Развитие резистентности к антибиотикам

▪ Sony прекращает выпуск MiniDisc

▪ Бюджетные микроконтроллеры Microchip PIC16F152

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Как зюзя пьяный. Крылатое выражение

▪ статья Когда был изобретен механический дифференциал? Подробный ответ

▪ статья Камнерезная циркулярная пила. Домашняя мастерская

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме LA4555. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ящик для исчезновения монет. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025