Особенности тринисторных регуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 Комментарии к статье

Многие радиолюбители в процессе эксплуатации самодельных или приобретенных в магазине тринисторных регуляторов обнаружили, что иногда эти регуляторы работают нечетко, а используемые совместно с ними низковольтные осветительные приборы быстро выходят из строя. Об особенностях работы тринисторного регулятора мощности переменного тока, приводящих к подобным явлениям, и некоторых возможных путях повышения надежности работы устройств с такими регуляторами, рассказывает эта статья.

Журнал "Радио" уделяет много внимания тринисторным регуляторам мощности переменного тока (см., например, подборку статей "Тиристорные регуляторы напряжения" .- "Радио", 1975, № 10, с. 47-49). Эти устройства, ставшие в последние годы очень популярными, позволяют изменять действующее значение напряжения на нагрузке от нескольких вольт почти до напряжения питающей сети. Казалось бы. с помощью такого регулятора можно питать от сети самые различные низковольтные устройства. Так ли это?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим кратко работу двухполупериодного тринисторного регулятора мощности, одна из наиболее типичных схем которого показана на рис. 1 (она заимствована с незначительными изменениями из вышеупомянутого источника). Напряжение на нагрузке такого регулятора по форме представляет собой усеченную синусоиду. Например. при углах включения тринистора V5, превышающих 90°, это напряжение имеет вид, условно показанный на рис. 2 сплошной линией. Максимальный угол включения тринистора в рассматриваемом регуляторе равен 172°. Вольтметр магнитоэлектрической системы, подключенный к нагрузке R11, (рис. 1). показывает при этом напряжение 6 В.

Рис.1

Амплитудное значение напряжения на нагрузке Un.vf[ при таком угле включения нетрудно определить:

Uн.max=Umax*sin (180°- 172°)=220*1.41* 0,139=43В.

где Umax - амплитудное значение напряжения питающей сети.

Измерение напряжения Uн.max с помощью электронного осциллоскопа дает такой же результат. Вероятно. не каждая нагрузка, рассчитанная ни номинальное напряжение 6 В, может длительно выдерживать такие значительные, хотя и кратковременные. периодические перенапряжении. Например, нить обычной лампы накаливания МН-38 (на напряжение 6,3 В. потребляемый ток 0,22 А) при питании напряжением такой формы часто перегорает уже через несколько секунд.

Рассмотренный факт не является единственной причиной, ограничиваюшей возможность применения тринисторного регулятора для питания низковольтной нагрузки. Вторая причина заключается в том, что при любом установленном резистором R5 (см. схему) угле включения тринистора напряжение на нагрузке может на короткое время стать равным полному номинальному напряжению питающей сети. Явление это было обнаружено с помощью электронного осциллоскопа в моменты отключения регулятора от питающей сети. Выключателем при этом служила обычная штепсельная вилка. Объяснить это явление можно следующим образом.

Из-за неровностей на поверхности штырей штепсельной вилки отключение регулятора от сети происходит в большинстве случаев не мгновенно, а сопровождается чередующимися размыканиями и замыканиями питающей цепи (как при "дребезге контактов"). При первом же размыкании цепи напряжение на базе транзистора V7 становится равным нулю и аналог однопереходного транзистора V7V8 открывается. Конденсатор С1 разряжается и через управляющий переход тринистора V'5 протекает импульс открывающего тока. Если теперь питающая цепь вновь окажется замкнутой, то полное напряжение сети через открывшийся триннстор окажется приложенным к нагрузке до окончании полупериода.

Во время экспериментов с рассматриваемым регулятором лампы накаливания. например, рассчитанные на номинальное напряжение 36 В. перегорали обычно уже при первом-втором выключении регулятора, несмотря на то что резистором R5 был установлен максимальный угол включения тринистора и в установившемся режиме лампы светились сколь угодно долго. Наблюдения с помощью осциллоскопа за процессом размыкания контактов в выключателях T1, T2, ТП2-1 и других показали, что это размыкание происходит в них практически без "дребезга". При использовании таких выключателей в регуляторе лампы накаливания при тех же условиях не перегорали даже при многократном повторении цикла включение-выключение. Это подтверждает правильность предположения о причинах обнаруженного явления.

Есть ли какой-либо способ исключить возможность появления чрезмерного напряжения на низковольтной нагрузке даже при наличии "дребезга" контактов выключателя S1?

Вероятно, можно найти целый ряд таких способов. Один из них, например, состоит в применении дополнительного выключателя, установленного в точке А (см. схему). Сначала следует включить выключатель SI. а затем уже замыкать цепь в точке А. Отключать регулятор нужно в обратном порядке. Способ этот был проверен на практике и показал хорошие результаты. Его эффективность также является подтверждением правильности предположения о причинах рассмотренного явления.

Рис.2

Следует заметить, однако, что даже применение в регуляторах дополнительных выключателей не устраняет полностью описанного выше недостатка. Действительно, причиной "дребезга" может стать и недостаточно плотный контакт вилки в розетке и кратковременные пропадания напряжения в питающей сети.

Кроме того, необходимо добавить, что указанное явление было воспроизведено на регуляторе, схема которого изображена на рис. 1. Другие регуляторы могут иметь и иные особенности, но, вероятно, во всех случаях описанное явление будет связано с работой узла управления ключевым элементом,

Иногда приходится слышать мнение, что описанные случаи выхода из строя низковольтных ламп накаливания, питающихся от тринисторного регулятора. обусловлены самопроизвольным включением тринистора за счет большой скорости нарастания анодного напряжения dU/dt при подключении регулятора к сети, если, например, это происходит в момент времени, когда напряжение сети близко к максимальному. С таким утверждением нельзя согласиться. Для наиболее распространенных в радиолюбительской практике тринисторов серий КУ201 и КУ202 скорость нарастания анодного напряжения не нормирована. Это означает, что названные тринисторы допускают практически любую скорость нарастания анодного напряжения, если только его амплитудное значение не превышает допустимого максимального прямого напряжения на закрытом тринисторе (Uпр.зкр.max).

И, следовательно, исправный тринистор, КУ202Н, например, при отсутствии тока в цепи управляющего электрода не должен открываться при подключении его к сети переменного тока напряжением 220 В, в какой бы момент периода такое подключение не происходило. Это легко проверить, например. собрав простое устройство по схеме, показанной на рис. 3. Низковольтная лампа накаливания H1 не будет светиться и останется неповрежденной после любого числа включении выключателем SI (если исправен тринистор V1, разумеется).

Рис.3

Все сказанное выше позволяет сделать некоторые выводы. Во-первых, форма выходного напряжения тринисторных регуляторов, работающих от сети переменного тока, является фактором, ограничивающим возможность питания от таких регуляторов низковольтных нагрузок. Во-вторых, в тринисторных регуляторах не исключена возможность появления на нагрузке импульсов напряжения, соответствующих малым углам включения тринисторов, даже если элементами времязадающей цени угол включения тринистора установлен максимальным.

Сделанные выводы приводят к заключению о том, что надежная работа устройства с тринисторным регулятором мощности может быть гарантирована только в том случае, когда напряжение питающей сети не превышает номинального напряжения питания нагрузки, т. е. когда тринисторный регулятор используется только для уменьшения напряжения на нагрузке.

Автор: В. Черный, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Первые 32-разрядные контроллеры ZigBee 27.07.2008 Компания Jennie реализовала стек ZigBee PRO для своего однокристального 32-разрядного беспроводного контроллера JN5139. Решение предусматривает два варианта применения: в качестве самостоятельного встраиваемого процессора и в качестве сопроцессора. Предполагается, что это обеспечит проектировщикам дополнительную гибкость в выборе средств. Дополнительно сократить время проектирования можно за счет использования готовых радиочастотных модулей Jennie, имеющих сертификацию FCC и ETSI. Работая как самостоятельный процессор, JN5139 обеспечивает поддержку ZigBee PRO и выполнение пользовательского приложения. В качестве сопроцессора, JN5139 позволяет добавить функциональность ZigBee PRO в существующие проекты. К особенностям JN5139, помимо поддержки ZigBee PRO, относится большой объем внутренней памяти и развитые средства управления питанием, позволяющие минимизировать энергопотребление. В конфигурацию микроконтроллера входит 192 кБ ROM для IEEE802.15.4 MAC и 96 кБ RAM для приложений. Кроме того, она включает интерфейсы UART, SPI и PC, линии ввода-вывода общего назначения (GPIO), таймеры, 12-разрядный аналогово-цифровой и цифроаналоговый преобразователь, компараторы. Завершает картину встроенный 2,4 ГГц, соответствующий спецификации IEEE802.15.4 приемопередатчик, обеспечивающий дальность связи 30...50 м, и средство шифрования по алгоритму AES (128 бит). Примечательно, что совокупный потребляемый ток в спящем режиме не превышает 5 мкА.

Другие интересные новости:

▪ Новый биоматериал заменит человеческие кости

▪ Использование памяти 3D V-NAND позволит создать SSD 10 Тбайт

▪ Кресло с кардиографом не даст водителю заснуть за рулем

▪ Определен возраст твердого ядра в центре Земли

▪ Измерение темной энергии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбительские расчеты. Подборка статей

▪ статья Морис Утрилло. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как двое польских врачей обманули нацистов и спасли 8 000 евреев? Подробный ответ

▪ статья Шлемовник. Легенды, выращивание, способы применения

▪  (2)статья Преобразователь напряжения, 5/12 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автомобильный источник питания для ноутбука. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025