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:

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 Контроллеры синхронного выпрямителя IR1161L и IR11688S 16.12.2016 Компания Infineon представила на рынок новую линейку контроллеров синхронных выпрямителей для вторичной стороны импульсных преобразователей питания, отвечающих последним требованиям энергоэффективности. Используя IR1161L и IR11688S совместно с последним поколением MOSFET ключей OptiMOS и StrongIRFET, можно достичь значительного выигрыша в КПД по сравнению со схемой на диодах Шоттки. Контроллеры относятся к семейству SmartRectifier. В процессе работы напряжение сток-исток постоянно измеряется, что позволяет определить направление и амплитуду тока через транзистор. Таким образом, достигается переключение при его значениях близких к нулю. За счет постоянного мониторинга напряжения Vds не допускается протекание тока через паразитный диод транзистора, что способствует значительному снижению потерь мощности. Стоит так же отметить функцию MOT (minimum on time), которая обеспечивает отсутствие обратных (отрицательных) токов через MOSFET. Надежность и помехоустойчивость достигается за счет использования схем подавления двойных импульсов, что позволяет без проблем работать в режимах фиксированной и переменной частоты. IR1161L управляет одним n-канальным MOSFET и может работать в режиме прерывистых токов (DCM), граничном режиме проводимости в схеме обратноходового преобразователя (CrCM Flyback) и в резонансных полумостовых схемах. Микросхема находит применение в зарядных устройствах и AC-DC адаптерах. IR11688 может управлять двумя n-канальными MOSFET и применяется в схемах резонансных полумостовых преобразователей. В микросхеме предусмотрена защита от одновременного включения обоих транзисторов, а также режим энергосбережения, который снижает ток собственного потребления до сотен микроампер при работе на небольшую нагрузку. Контроллер применяется в компактных источниках питания средней и большой мощности. Особенности IR1161L и IR11688: - контроль напряжения стока транзистора до 200 В; - максимальная частота коммутации 500 кГц для IR1161L и 400кГц для IR11688; - регулируемое время MOT (minimum on time); - защита от защелкивания при низких напряжениях питания и управления; - низкий ток потребления; - задержка времени включения 50 нс; - диапазон напряжений питания от 4,75 В до 18 В.

Другие интересные новости:

▪ Биотопливо для самолетов

▪ Мобильные жесткие диски Seagate Mobile Barracuda и Firecuda

▪ В свежевыкрашенном помещении становится чище

▪ Хронический недостаток сна может разрушать память

▪ Solar Roof - солнечная батарея в виде крыши

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Фарисеи. Крылатое выражение

▪ статья Какая рыбацкая наживка успешно используется для заживления ран? Подробный ответ

▪ статья Картографические проекции. Советы туристу

▪ статья Разговорный узел для телефонного аппарата. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Q-умножитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025