Регулятор напряжения на симисторе схема: схемы. Фазовый регулятор мощности на симисторе

схемы. Фазовый регулятор мощности на симисторе

Многие приборы в доме человек имеет возможность настраивать. Осуществляется этот процесс при помощи специального регулятора. На сегодняшний день в отдельную категорию выделен симисторный подтип, однако многие про данный элемент знают мало. На самом деле особенность указанной детали заключается в двухстороннем действии. Возможно это благодаря аноду, а также катоду. В результате их передвижения в устройстве происходит изменение направления тока.

Некоторые считают, что симисторы вполне могут быть заменены контакторами, реле и пускателями. Однако это мнение является ошибочным. В первую очередь следует отметить долговечность данных регуляторов. По частоте коммутации они практические не ограничены и это хорошая новость. Износ деталей при этом минимален. Дополнительно следует отметить полное отсутствие искрообразования в приборах такого типа. В моменты нулевого сетевого тока осуществлять коммутации регуляторы способны. Благодаря этому помехи в цепи значительно снижаются.

Схема простого регулятора

Схема регулятора мощности на симисторе включает в себя одну микросхему, а также набор тиристоров. Располагаться в цепи они могут после конденсатора или сразу у платы. Переменный резистор, как правило, в устройстве имеется один. Он в регуляторе отвечает за помехи. Напряжение резистор способен выдерживать самое разнообразное. В данном случае многое зависит от вольности прибора. Резистор, который располагается за конденсатором, предельное сопротивление обязан выдерживать на уровне 3 Ом. В свою очередь элемент на выходе устанавливается чуть слабее. Также схема регулятора мощности на симисторе включает в себя предохранитель.

Регуляторы на симисторе «КУ208г»

Данный симистор отличается тем, что способен работать с коммутируемым переменным током. При этом напряжение в системе выдерживается до 5 А. Регулятор мощности на симисторе «КУ208г», как правило, является компактным и использоваться может в различном оборудовании. Как пример можно привести паяльник.

Регуляторы мощности для паяльника

Регулятор мощности паяльника на симисторе в микросхеме не нуждается. Транзисторов в стандартной цепи имеется два. Устанавливаются они в некоторых случаях биполярного типа. Первый из них должен находиться непосредственно возле источника питания. В это время второй биполярный транзистор располагается за симистором.

Отличительной особенностью таких регуляторов принято считать наличие слабовольных стабилитронов. Наиболее часто данные элементы на рынке можно встретить с маркировкой «КД2». Это говорит о том, что стабилитрон предельное напряжение выдерживает 2 В. В свою очередь переменный ток в системе максимум может составлять 5 А. Конденсатор в цепи всегда устанавливается только один. Припаивают его в некоторых случаях сразу за биполярным транзистором.

Данный элемент в устройстве отвечает за преобразование тока. Резисторы регулятор мощности на симисторе имеет разного типа. Аналоговые элементы на входе сопротивление максимум выдерживают 2 Ом. В свою очередь за стабилитроном резисторы устанавливаются переменного типа с повышенной частотностью. Работать они способны в обоих направлениях.

Схемы моделей для пылесосов

Регулятор мощности на симисторе пылесоса состоит из набора диодов, а также резисторов с одним конденсатором. Для хорошей проводимости симистор в некоторых случаях снабжается ребристым теплоотводом. Это дополнительно помогает в стабилизации напряжения. Конденсаторы в системе справляются с импульсами. Транзисторы в основном используют кремниевые.

Пропускать они через себя способны только постоянный ток. Сопротивление на выходе в системе не должно превышать 4 Ом. В противном случае на симистор подается большое напряжение. Многое в данной ситуации также зависит от коэффициента передачи тока. Влияет на него коллектор вместе с установленным эммитером.

Отличие фазовых регуляторов

Микросхемы в таких регуляторах применяются низкочастотные. Это необходимо для быстрого процесса преобразования. Стабилитроны используются довольно редко. Смена фазы в системе происходит за счет переключение конденсатора в верхнее положение. Для стабилизации напряжения фазовый регулятор мощности на симисторе имеет два тиристора, а работают они в цепи попарно. За счет высокой частоты на катоде, диоды припаиваются очень редко.

Схема безпомехового регулятора

Простой беспомеховый регулятор мощности на симисторе, как правило, применяется на устройствах с напряжением свыше 200 В. В данном случае микросхемы используются двухканальные. Система диодов устанавливается рядом с конденсаторами. Переменные транзисторы в цепи не используются. Максимальное сопротивление конденсатор обязан выдерживать до 3 Ом. Непосредственно регулирование мощности устройства осуществляется при помощи приемника.

Уровень коэффициента заполнения импульсов при этом изменяется. Конденсаторы в системе пропускают через себя только постоянный ток. Частота тактового транзистора зависит от коэффициента деления счетчика. Микроконтроллеры в системе используются для подавления помех. Частота импульсов на входе зависит исключительно от предельного регистра.

Регуляторы с симисторами «ТС80»

Простой регулятор мощности на симисторе «ТС80» способен похвастаться хорошей теплопроводимостью. Непосредственно процесс преобразования осуществляется в трансформаторе. Предельная частота при этом зависит только от напряжения в сети. В целом регуляторы с симисторами такого типа отличаются повышенной надежностью, и проработать они способны долгое время. Однако недостатки у них также имеются.

В первую очередь следует отметить малый уровень стабилизации. Связано это с большой нагрузкой, которая оказывается на тиристор. Чтобы справиться со стабильностью тока, в некоторых случаях применяют специальные фильтры. Однако для бытового оборудования это не помогает. Таким образом, использовать регуляторы такого типа лучше всего на приемниках и прочих низкочастотных устройствах.

Модели с симисторами «ТС 125»

Регулятор мощности на симисторе «ТС 125» используется для мощных блоков питания. Сопротивление он способен максимум выдержать до 4 Ом. В таком случае проводимость тепла находится на высокой отметке. Дополнительно следует учитывать, что симисторы данного типа оборудуются индикаторами. Данные устройства предназначены для борьбы с электромагнитными помехами.

В некоторых случаях система индикации устанавливается активная. Это предполагает использование низкочастотного контроллера. Данный элемент в системе работает на пару с ограничителями. Пропускают оно через себя только переменный ток. В случае отрицательной полярности, в работу включаются конденсаторы. Для перехода на сетевое напряжение имеется ряд транзисторов.

Дистанционные устройства для регулирования

Дистанционный регулятор мощности на симисторе в обязательном порядке оснащается контроллером. Диоды в системе устанавливаются только аналогового типа. Микросхема для нормальной работы конденсаторов требуется трехканальная. Резисторов, как правило, необходимо только три. Один из них нужен для передачи и стабилизации сигнала от трансформатора. Остальные два резистора устанавливаются напротив конденсаторов. В этом случае амплитуда помех значительно снижается и это следует учитывать.

Дополнительно в регуляторах имеются преобразователи. Номинальную нагрузку указанные элементы выдерживают на уровне 5 А. Переменные резисторы в цепи применяются довольно редко. Связано это с тем, что источники питания имеются высоковольтные. Системы фильтрации устанавливаются исключительно перед трансформатором. В данном случае коэффициент точности будет максимальным.

Регуляторы с плавным пуском

Для плавного пуска в регулятор мощности на симисторе вставляют специальный блок. Его основной задачей является двойное интегрирование. Происходит это по определению предельного значения полярности. Система индикации в регуляторах присутствует довольно редко. Использоваться такие устройства могут при температурах от -20 до +30 градусов. Источником питания системы может быть блок мощностью до 10 В. Чувствительность устройства зависит исключительно от типов резисторов. Если в системе применять аналоговые элементы, то преобразование тока происходит значительно быстрее.

Синфазное напряжение регулятором способно поддерживаться на уровне 5 В. Конденсаторы в устройстве устанавливаются с предельным сопротивлением 6 Ом. В данном случае их емкость минимум должна составлять 2 пФ. Все это позволит значительно стабилизировать напряжение на выходе. Диоды в регуляторе припаиваются малой мощности. Нагрузку максимум они должны быть готовы выдерживать на уровне 5 А.

Схемы регуляторов для электроплитки

Для таких приборов как электроплитка, резисторы требуются токоограничительные. Стабилитрон в системе используется только один. Транзисторов в приборе может находиться до трех единиц. В данном случае многое зависит от типа блока питания. Если предельное напряжение составляет менее 30 В, то в начале цепи требуется только один транзистор. Сопротивление он должен быть способным выдерживать на уровне 5 Ом. Симистор в системе устанавливается между двумя конденсаторами. На первичную обмотку ток подается только после того, как пройдет через трансформатор.

Регулятор мощности на симисторе — d.lab

Несложный регулятор мощности на симисторе — схема, печатные платы, немного ностальгии.

Свой первый регулятор мощности я собрал 15 лет назад, совершенно не вникая в устройство и принцип действия. Тогда он использовался для регулировки напряжения на первичной обмотке трансформатора мощного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. Особенность «того» регулятора была в использовании тиристора типа КУ202Н и хитрого транзистора с двумя базами КТ117Б:

Такой регулятор прекрасно подходил для регулировки тока ЗУ, но не для чего более. Кроме того транзисторы КТ117 на тот момент уже лет 20 не выпускались и все, что было в моем распоряжении — «остатки роскоши» Советского прошлого предприятия, на котором я начинал свою трудовую карьеру. Да и необходимости особой в таких регуляторах не было, потому схема была благополучно забыта лет на 10.

Некоторое время назад (лет 5), по настоятельной просьбе некоторых товарищей, пришлось вернуться к вопросу регулировки мощности устройств подключаемых к сети 220В. Необходимо было регулировать частоту вращения электродвигателя насоса, мощность электроотопителя инкубатора и просто яркость лампы накаливания. Кроме того, нужна была регулировка мощности от 0 до 100%. Поэтому новая «партия» регуляторов была сделана на симисторе и современных компонентах:

Кратко об особенностях схемы:

• Работоспособность схемы проверена неоднократно, схема отлично повторяется.
• Номиналы деталей на схеме могут отличаться от указанных в широких пределах.
• На печатной плате предусмотрены дополнительные контактные площадки под детали разных размеров.
• Фазировка подключения питания и нагрузки значения не имеет.

Совет:

• Мощность симистора следует выбирать заведомо больше мощности нагрузки минимум в 2 раза, а лучше в 4. Так, например, симистор BTA16-800 по «букварю» должен выдерживать ток до 16А (х 220В = 3.
  5кВт), а на практике он «испускает дух» уже при 2кВт-ах, не успев даже нагреться.
• Следует соблюдать правильную цоколевку симистора при разработке собственной печатной платы. Об этом не идет речи ни в одном учебнике, но для симистора это важно — иначе регулятор просто не будет работать.

Есть три варианта печатной платы. С сдвоенным переменным резистором:

С одинарным переменным резистором:

С подстроечным резистором:

Скачать архив с схемой в формате sPlan 7.0, печатными платами в Sprint-Layout 6.0 и букварем на симисторы серии BT и BTA в PDF на английском.

делаем самостоятельно симисторный вариант. Делаем своими руками

Если в жилье есть газоснабжение, готовить пищу на газовой плите удобнее, а отопление газовым котлом обычно дешевле электрического варианта. Но при отсутствии газа оптимизация потребления электроэнергии становится очень важной задачей.

Для ее решения надо потреблять ровно столько электрической энергии, сколько необходимо. А для этого потребуется оптимальное управление бытовыми электроприборами и освещением. Многие электроплиты, электрообогреватели, вентиляторы и т.д. снабжены встроенными регуляторами.

Но технические возможности системы управления электрооборудованием стоят немалых денег. И по этой причине чаще всего покупаются недорогие электроприборы с простейшими регуляторами. Далее мы расскажем читателям об устройствах, использование которых даст не только экономию электроэнергии, но и сделает многие электроприборы более удобными. Эти устройства — регуляторы мощности. Их назначение — регулировка среднего значения напряжения на нагрузке.

Проще всего купить диммер

Они уменьшают его величину, а соответственно, и потребляемую мощность. По законам Джоуля-Ленца и Ома для электрической цепи. Эффективное регулирование мощности нагрузки обеспечивают специальные технические решения. А любая схема регулятора мощности содержит полупроводниковый коммутатор.

Кто желает поскорее обрести возможность гибкого управления своими электроприборами, может легко купить простой регулятор мощности. Им является диммер. Разнообразные модели этого устройства продаются в торговых сетях.

Очень удобен такой регулятор на даче. Он будет замечательным дополнением к маленькому кипятильнику или одно-, двухконфорочной электроплитке. Теперь в ходе приготовления еды не будет подгорания и слишком сильного кипения. Покупая регулятор мощности, обязательно удостоверьтесь в его соответствии решаемым задачам. Он должен быть мощнее управляемого электрооборудования. Большинство моделей диммеров рассчитано на обслуживание квартирного освещения. По этой причине они в основном регулируют мощность до 300 Вт.

Не нашел в магазине — сделай сам

Чтобы приобрести более мощную модель, придется поискать ее в торговых сетях. Альтернативное решение — просмотр схем регуляторов мощности, изготовление своими руками выбранной модели. Чтобы помочь нашим читателям выбрать оптимальную схему, более подробно опишем главные особенности этих устройств. Регулятор на полупроводниковом ключе может быть выполнен на

Регулятор мощности, схема которого содержит любой из перечисленных полупроводниковых ключей, всегда пребывает в одном из двух состояний. Он либо максимально ограничивает ток (отключает нагрузку), либо почти не оказывает сопротивления (подключает нагрузку). При срабатывании сопротивление переходов полупроводниковых приборов быстро изменяется по величине. Каждому его значению соответствует определенная электрическая мощность. Она выделяется как тепло и носит название динамических потерь. Чем быстрее срабатывает прибор (отключает или подключает нагрузку), тем меньше динамические потери.

Наиболее быстродействующими ключами являются транзисторы. Но они и включаются и выключаются при любой ненулевой величине напряжения. Если эти процессы происходят вблизи его амплитудного значения, динамические потери будут максимально большими. Обычный тиристорный ключ отличается тем, что выключается без управляющего сигнала при переходе тока нагрузки через ноль. Хотя его включение происходит при той же амплитуде переменного напряжения, что и у транзисторов.

Выбери триак

По этой причине схема тиристора, а особенно симисторного регулятора мощности получается более простой, экономичной и надежной. Особенно если он быстро включается. У регулятора мощности на симисторе кроме него нет больше полупроводниковых приборов, по которым течет ток нагрузки. А у регуляторов с остальными ключами такими приборами обязательно будут выпрямительные диоды, в том числе встроенные. Поэтому рекомендуем остановиться на симисторах — схемы с ними есть во многих справочниках, популярных журналах а, следовательно, и в интернете. Их легко найти и выбрать что-либо приемлемое.

Первый регулятор мощности на симисторе КУ208Г используется уже много лет, начиная с 80-х годов прошлого века.

Современные симисторы в регуляторах

Устаревший дизайн КУ208Г не всегда удобен для размещения в корпусе регулятора. Новая модель BT136 600E, у которой параметры включения и регулировки примерно такие же, позволит собрать более компактный симисторный регулятор мощности.

С этой моделью из-за ее компактности получается значительно больше вариантов конструкции, из которых можно выбирать.

Если самостоятельно изготавливается регулятор мощности, схема которого взята из какого-либо источника, обязательно сравните максимальные токи используемого ключа и нагрузки. В этих целях разделите паспортную мощность нагрузки на 220. Для надежной работы регулятора мощности на симисторе и не только полученное значение тока должно составлять 0,7 от номинального значения ключа, используемого в схеме. Поэтому для многих бытовых электроприборов КУ208Г окажется слабоват. Но его можно заменить более мощным, например ВТА 12.

Этот ключ со своими 12 амперами сможет надежно регулировать нагрузку до 1848 Вт с непродолжительным увеличением ее до 2000 Вт. Собранный регулятор мощности на симисторе этой модели, например, можно применить для управления электрическим чайником. Один из таких вариантов показан далее.

При выборе схемы регулятора мощности

• коллекторного мотора постоянного тока,
• универсальных (тоже коллекторных) двигателей,
• пригодного для управления электродвигателя в каком-либо электрооборудовании,

рекомендуем обратить внимание на безопасность управления. Она обеспечивается гальванической развязкой в схеме регулятора. Ключ надежно развязывается от управляющего элемента, к которому прикасается пользователь. Для этого применяются схемотехнические решения с трансформаторами, а также оптронные электронные приборы. Примеры подобных схем показаны далее. В этих схемах управляющий элемент является частью контроллера.

Эффективный, надежный и безопасный регулятор мощности добавит многим вашим электроприборам новые потребительские свойства. За вами остается правильный выбор устройства при покупке или изготовление их без ошибок своими руками по выбранной схеме.

Этот простой регулятор мощности может пригодиться для регулировки освещения ламп накаливания, регулировки температуры ТЭНов, фенов, тепловых пушек, но не годится для работы на индуктивную нагрузку (трансформатор, асинхронный двигатель) или емкостную. Симистор моментально вылетит.

Роль используемых деталей:

Т1 — это симистор , в моём случае я использовал импортный BTB (BTB 16 600bw) на 16А,

Что в пересчете на мощность P=I*U=16*220=3520Вт с большим теплоотводом симистор выше 50 градусов не греется, хотя возможно подключить и (КУ 208) или импортные симисторы так называемые «триаки» ВТА, ВТ.

Элемент схемы Т — это и есть вышеупомянутый симметричный динистор то есть «диак» импортного производства DB 3 (разрешается DB 4). По размеру он очень мал, что делает монтаж его очень удобным, я

например, в некоторых случаях припаивал его непосредственно к управляющему выводу симистора.

Выглядит это чудо так:

Резистор же 510.Оm — ограничивает максимальное напряжение на конденсатор 0,1 mkF, то есть если движок регулятора поставить в положение 0.Оm, то сопротивление цепи всё равно будет 510.Оm

Ну,и конечно конденсатор 0,1mkF:

Заряжается он через резисторы 510.Om и переменный резистор 420kOm, после того, как напряжение на конденсаторе достигнет напряжения открывания динистора DB 3, динистор формирует импульс, открывающий симистор, после чего, при проходе синусоиды, симистор закрывается. Частота открывания-закрывания симистора зависит от напряжения на конденсаторе 0.1 mkF, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления переменного резистора. Таким образом, прерывая ток (с большой частотой) схема регулирует мощность в нагрузке. Допустим, если подключить электролампу через диод, мы заставим работать её «в полнакала» и продлим её жизнь, однако не получиться регулировать яркость, да и неприятного мерцания не избежать. Этого недостатка нет в симисторных схемах, так как частота переключения симистора слишком высока, и увидеть мерцание лампы человеческому глазу не под силу. При работе на индуктивную нагрузку, например электродвигатель, можно услышать чье то пение, это будет частота с которой симистор подключает нагрузку к цепи.

Из-за проблемы с электричеством люди все чаще покупают регуляторы мощности. Не секрет, что резкие перепады, а также чрезмерно пониженное или повышенное напряжение пагубно влияют на бытовые приборы. Для того чтобы не допустить порчи имущества, необходимо пользоваться регулятором напряжения, который защитит от короткого замыкания и различных негативных факторов электронные приборы.

Типы регуляторов

В наше время на рынке можно увидеть огромное количество различных регуляторов как для всего дома, так и маломощных отдельных бытовых приборов.

Существуют транзисторные регуляторы напряжения, тиристорные, механические (регулировка напряжения осуществляется при помощи механического бегунка с графитовым стержнем на конце). Но самым распространенным является симисторный регулятор напряжения. Основой этого прибора являются симисторы, которые позволяют резко среагировать на скачки напряжения и сгладить их.

Симистор представляет собой элемент, который содержит пять p-n переходов. Этот радиоэлемент имеет возможность пропускать ток как в прямом направлении, так и в обратном.

Эти компоненты можно наблюдать в различной бытовой технике начиная от фенов и настольных ламп и заканчивая паяльниками, где необходима плавная регулировка.

Принцип работы симистора довольно прост. Это своего рода электронный ключ, который то закрывает двери, то открывает их с заданной частотой. При открытии P-N перехода симистора он пропускает небольшую часть полуволны и потребитель получает только часть номинальной мощности. То есть чем больше открывается P-N переход, тем больше мощности получает потребитель.

К достоинствам этого элемента можно отнести:

В связи с вышесказанными достоинствами симисторы и регуляторы на их основе используются довольно часто.

Эта схема довольно проста в сборке и не требует большого количества деталей. Такой регулятор можно применить для регулировки не только температуры паяльника, но и обычных ламп накаливания и светодиодных. К этой схеме можно подключать различные дрели, болгарки, пылесосы, шлифмашинки, которые изначально шли без плавной регулировки скорости.

Вот такой регулятор напряжения 220в своими руками можно собрать из следующих деталей:

• R1 — резистор 20 кОм, мощностью 0,25 Вт.
• R2 — переменный резистор 400−500 кОм.
• R3 — 3 кОм, 0,25 Вт.
• R4-300 Ом, 0,5 Вт.
• C1 C2 — конденсаторы неполярные 0,05 Мкф.
• C3 — 0,1 Мкф, 400 в.
• DB3 — динистор.
• BT139−600 — симистор необходимо подобрать в зависимости от нагрузки которая будет подключен. Прибор, собранный по этой схеме, может регулировать ток величиной 18А.
• К симистору желательно применить радиатор, так как элемент довольно сильно греется.

Схема проверена и работает довольно стабильно при разных видах нагрузки .

Существует еще одна схема универсального регулятора мощности.

На вход схемы подается переменное напряжение 220 В, а на выходе уже 220 В постоянного тока. Эта схема имеет в своем арсенале уже больше деталей, соответственно и сложность сборки повышается. На выход схемы возможно подключить любой потребитель (постоянного тока). В большинстве домов и квартир люди стараются поставить энергосберегающие лампы. Не каждый регулятор справится с плавной регулировкой такой лампы, например, тиристорный регулятор использовать нежелательно. Эта схема позволяет беспрепятственно подключать эти лампы и делать из них своего рода ночники.

Особенность схемы заключается в том, что при включении ламп на минимум все бытовые приборы должны быть отключены от сети. После этого в счетчике сработает компенсатор, и диск медленно остановится, а свет будет продолжать гореть. Это возможность собрать симисторный регулятор мощности своими руками. Номиналы деталей нужных для сборки, можно увидеть на схеме.

Еще одна занимательная схема, которая позволяет подключить нагрузку до 5А и мощностью до 1000Вт.

Регулятор собран на базе симистора BT06−600. Принцип работы этой схемы заключается в открытии перехода симистора. Чем больше элемент открыт, тем больше мощность поступает на нагрузку. А также в схеме присутствует светодиод, который даст знать, работает устройство или нет. Перечень деталей, которые понадобятся для сборки аппарата:

• R1 — резистор 3.9 кОм и R2 — 500 кОм своеобразный делитель напряжения, который служит для зарядки конденсатора С1.
• конденсатор С1- 0,22 мкФ.
• динистор D1 — 1N4148.
• светодиод D2, служит для индикации работы устройства.
• динисторы D3 — DB4 U1 — BT06−600.
• клемы для подключения нагрузки P1, P2.
• резистор R3 — 22кОм и мощностью 2 вт
• конденсатор C2 — 0.22мкФ рассчитан на напряжение не меньше 400 В.

Симисторы и тиристоры с успехом используются в качестве пускателей. Иногда необходимо запустить очень мощные тэны, управлять включением сварочного мощного оборудования, где сила тока достигает 300−400 А. Механическое включение и выключение с помощью контакторов уступает симисторному пускателю из-за быстрого износа контакторов, к тому же при механическом включении возникает дуга, которая также пагубно влияет на контакторы. Поэтому целесообразным будет использовать симисторы для этих целей. Вот одна из схем.

Все номиналы и перечень деталей указаны на Рис. 4. Достоинством этой схемы является полная гальваническая развязка от сети, что обеспечит безопасность в случае повреждения.

Нередко в хозяйстве необходимо выполнить сварочные работы. Если есть готовый инверторный сварочного аппарата, то сварка не представляет особых трудностей, поскольку в аппарате присутствует регулировка тока. У большинства людей нет такого сварочного и приходится пользоваться обычным трансформаторным сварочным, в котором регулировка тока осуществляется путем смены сопротивления, что довольно неудобно.

Тех, кто пробовал использовать в качестве регулятора симистор, ждет разочарование. Он не будет регулировать мощность. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.

Но существует выход из этой ситуации. Следует подать на управляющий электрод однотипный импульс или подавать на УЭ (управляющий электрод) постоянный сигнал, пока не будет проход через ноль. Схема регулятора выглядит следующим образом:

Конечно, схема довольно сложная в сборке, но такой вариант решит все проблемы с регулировкой. Теперь не нужно будет пользоваться громоздким сопротивлением, к тому же очень плавной регулировки не получится. В случае с симистором возможна довольно плавная регулировка.

Если существуют постоянные перепады напряжения, а также пониженное или повышенное напряжение, рекомендуется приобрести симисторный регулятор или по возможности сделать регулятор своими руками. Регулятор защитит бытовую технику, а также предотвратит ее порчу.

Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором. Из-за неспособности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок, в настоящее время широкого применения в мощных промышленных установках они не имеют.

Там их с успехом заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах. Но компактные размеры прибора и его долговечность в сочетании с невысокой стоимостью и простотой схемы управления позволили найти им применение в сферах, где указанные выше недостатки не имеют существенного значения.

Сегодня схемы на симисторах можно найти во многих бытовых приборах от фена до пылесоса, ручном электроинструменте и электронагревательных устройствах – там, где требуется плавная регулировка мощности.

Принцип работы

Регулятор мощности на симисторе работает подобно электронному ключу, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. При отпирании симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит потребитель получает только часть номинальной мощности.

Делаем своими руками

На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невелики, зачастую они не отвечают требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

Схема прибора

Простейший вариант схемы, рассчитанный для работы на любую нагрузку. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазово-импульсный.

Основные компоненты:

• симистор VD4, 10 А, 400 В;
• динистор VD3, порог открывания 32 В;
• потенциометр R2.

Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, каждой полуволной заряжает конденсатор С1. Когда на обкладках конденсатора напряжение достигнет 32 В, произойдёт открытие динистора VD3 и С1 начнёт разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для прохождения тока на нагрузку.

Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (величина постоянная) и сопротивлением R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна величине сопротивления потенциометра R2.

Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для обеспечения плавности и точности регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, выполняет резистор R4. Этим достигается необходимая для открытия VD4 длительность импульса. Предохранитель Пр.1 защищает схему от токов короткого замыкания.

Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на одинаковый угол в каждой полуволне сетевого напряжения. Вследствие этого не происходит выпрямление тока, и становится возможным подключение индуктивной нагрузки, например, трансформатора.

Подбирать симисторы следует по величине нагрузке, исходя из расчёта 1 А = 200 Вт.

Используемые элементы:

• Динистор DB3;
• Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие, требуемого номинала по току 4-12А.
• Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
• Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
• С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

Отметим, что схема является наиболее распространённой, с небольшими вариациями. Например, динистор может быть заменён на диодный мост или может быть установлена помехоподавляющая RC цепочка параллельно симистору.

Более современной является схема с управлением симистора от микроконтроллера – PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но является и более сложной в реализации.

Схема симисторного регулятора мощности

Сборка

Сборку регулятора мощности необходимо производить в следующей последовательности:

1. Определить параметры прибора, на который будет работать разрабатываемое устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и номинальный ток в амперах.
2. Выбрать тип устройства (аналоговый или цифровой), произвести подбор элементов по мощности нагрузки. Можно проверить своё решение в одной из программ для моделирования электрических цепей – Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
3. Рассчитать тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножить на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинальный пропускаемый ток указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подобрать по рассчитанной мощности радиатор.
4. Закупить необходимые электронные компоненты , радиатор и печатную плату.
5. Произвести разводку контактных дорожек на плате и подготовить площадки для установки элементов. Предусмотреть крепление на плате для симистора и радиатора.
6. Установить элементы на плату при помощи пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать для соединения компонентов навесной монтаж, используя короткие провода. При сборке особое внимание уделить полярности подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки выводов, то или «аркашки».
7. Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученное изделие должно соответствовать изначальному проекту.
8. Надёжно закрепить симистор на радиатор. Между симистором и радиатором не забыть проложить изолирующую теплопередающую прокладку. Скрепляющий винт надёжно заизолировать.
9. Поместить собранную схему в пластиковый корпус.
10. Вспомнить о том, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
11. Выкрутить потенциометр на минимум и произвести пробное включение. Измерить напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра следить за изменением напряжения на выходе.
12. Если результат устраивает, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировки мощности.

Симисторный радиатор мощности

Регулировка мощности

За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и разрядная цепь конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать номинал сопротивления в разрядной цепи и, при малом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.

• продлить срок службы лампы, регулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
• выбирайте тип схемы и параметры компонентов по планируемой нагрузке.
• тщательно проработайте схемные решения.
• будьте внимательны при сборке схемы , соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
• не забывайте, что электрический ток есть во всех элементах схемы и он смертельно опасен для человека.

Такой простой, но в то же время очень эффективный регулятор, сможет собрать практически каждый, кто может держать в руках паяльник и хоть слегка читает схемы. Ну а этот сайт поможет вам осуществить своё желание. Представленный регулятор регулирует мощность очень плавно без бросков и провалов.

Схема простого симисторного регулятора

Такой регулятор можно применить в регулировании освещения лампами накаливания, но и светодиодными тоже, если купить диммируемые. Температуру паяльника регулировать — легко. Можно бесступенчато регулировать обогрев, менять скорость вращения электродвигателей с фазным ротором и ещё много где найдётся место такой полезной вещице. Если у вас есть старая электродрель, у которой не регулируются обороты, то применив этот регулятор, вы усовершенствуете такую полезную вещь.
В статье, с помощью фотографий, описания и прилагаемого видео, очень подробно описан весь процесс изготовления, от сбора деталей до испытания готового изделия.

Сразу говорю, что если вы не дружите с соседями, то цепочку C3 — R4 можете не собирать. (Шутка) Она служит для защиты от радиопомех.
Все детали можно купить в Китае на Алиэкспресс. Цены от двух до десяти раз меньше, чем в наших магазинах.
Для изготовления этого устройства понадобится:

• R1 – резистор примерно 20 Ком, мощностью 0,25вт;
• R2 – потенциометр примерно 500 Ком, можно от 300 Ком до 1 Мом, но лучше 470 Ком;
• R3 — резистор примерно 3 Ком, 0, 25 Вт;
• R4- резистор 200-300 Ом, 0, 5 Вт;
• C1 и C2 – конденсаторы 0, 05 МкФ, 400 В;
• C3 – 0, 1 МкФ, 400 В;
• DB3 – динистор, есть в каждой энергосберегающей лампе;
• BT139-600, регулирует ток 18 А или BT138-800, регулирует ток 12 А – симисторы, но можно взять и любые другие, в зависимости от того, какую нагрузку нужно регулировать. Динистор ещё называют диак, симистор – триак.
• Радиатор охлаждения выбирается от величины планируемой мощности регулирования, но чем больше, тем лучше. Без радиатора можно регулировать не более 300 ватт.
• Клеммные колодки можно поставить любые;
• Макетную плату применять по вашему желанию, лишь бы всё вошло.
• Ну и без прибора, как без рук. А вот припой применять лучше наш. Он хоть и дороже, но намного лучше. Хорошего припоя Китайского не видел.

Приступаем к сборке регулятора

Сначала нужно продумать расстановку деталей так, чтобы ставить как можно меньше перемычек и меньше паять, затем очень внимательно проверяем соответствие со схемой, а потом все соединения запаиваем.

Убедившись, что ошибок нет и поместив изделие в пластиковый корпус, можно опробовать, подключив к сети.

Регулятор напряжения сети. — Радиомастер инфо

Подробно рассказано как самому собрать простую схему регулятора напряжения на симисторе и разместить ее в небольшом корпусе блока питания.

Назначение регулятора напряжения сети.

Регулировка яркости ламп накаливания.

Регулировка температуры жала паяльника.

Регулировка оборотов электроинструмента с коллекторными двигателями (болгарки, дрели, отвертки).

Регулировка температуры кипятильника (ТЭНа).

Регулировка тока старых автомобильных зарядных устройств и т.д.

Основные технические характеристики.

Мощность нагрузки длительно – до 1 кВт, кратковременно — до 2 кВт. Зависит от типа симистора Т2 (см. схему).

Диапазон изменения напряжения сети (230В) – от 40 В до 215 В (в сторону уменьшения до 15 В).

Габаритные размеры, мм — корпус 88х52х46, с выступающими вилкой и ручкой регулятора 88х52х104.

Вес — 95 г.

Принципиальная схема.

Основной элемент симистор Т2. От его параметров зависит мощность нагрузки, которую можно подключать к регулятору. Я установил ТС106-10-6. Его средний ток 10А (импульсный 110А), напряжение 600 В. Предельная мощность (обязательно с радиатором) 10Ах230В= 2300Вт.

Если ставить ВТ136-600 то у него средний ток 4А (импульсный 25А), напряжение 600 В. Предельная мощность (обязательно с радиатором) 4Ах230В=720Вт

У симистора ВТА26600 средний ток 26А (импульсный ток 260А). Предельная мощность нагрузки,  (сисмистор на радиаторе) 26х230=5980Вт.

Резистор R4 ограничивает ток управляющего электрода.

R5 защищает управляющий электрод от наводок.

R2, C2 защищают симистор при работе на индуктивную нагрузку.

Резистор R3 и конденсатор С1 задают время отпирания симистора, и регулируют мощность в нагрузке.

Динистор Т1, его тип DB3, работает как триггер, для обеспечения резкого отпирания симистора Т2.

Резисторы R1 и R2 мощностью 0,5Вт.

Светодиод HL1 и диод VD1 для индикации наличия напряжения на нагрузке.

Печатная плата и расположение деталей на ней в масштабе 3:1 показаны ниже:

Расположение платы и деталей регулятора напряжения сети в корпусе:

Можно приобрести готовую плату регулятора здесь и вставить ее в подходящий корпус:

Регулятор напряжения сети испытан с лампой накаливания, кипятильником, паяльником, автомобильным зарядным устройством, электродрелью и показал отличные результаты. Так как напряжение в нагрузке отличается от синусоидального, то истинное его значение можно измерить вольтметром, имеющим режим измерения True RMS (среднеквадратическое из мгновенных значений за период). Обычным вольтметром переменного напряжения тоже можно измерить, но со значительной погрешностью.

То, что регулятор напряжения сети изготовлен в малогабаритном закрытом корпусе делает его мобильным и универсальным в отличие от плат диммеров, которые продаются без корпусов и имеют присоединительные разъемы с винтами.

Материал статьи продублирован ан видео:

Симисторный регулятор мощности | Техника и Программы

В быту часто оказывается очень полезным устройство, позволяющее регулировать яркость освещения, мощность нагревательного элемента, скорость вращения двигателя и т. д. Для того чтобы помочь разобраться в принципе работы простых регуляторов мощности на симисторах, самому подобрать элементы схемы управления из имеющихся под рукой, предлагается данная статья.

Основная схема простого регулятора мощности на симисторе, содержащая минимальное количество элементов, приведена на рис.1. В качестве симистора (другие наименования: триак, симметричный или двунаправленный тиристор) могут быть использованы КУ208Г, ТС106-10-4, ТС 112-10-4 и им подобные. Регулятор позволяет регулировать мощность в нагрузке (осветительные и нагревательные приборы, коллекторные и асинхронные двигатели) путем изменения времени открытого состояния симистора (риc.2). Когда симистор закрыт, происходит заряд конденсатора С1 через нагрузку и резисторы R1 и R2. Скорость заряда регулируется резистором R2, резистор R1 (типовое значение — 2 кОм) ограничивает максимальную величину тока заряда.

При достижении на конденсаторе порогового значения напряжения Uп происходит срабатывание ключа, он становится проводящим, конденсатор С1 быстро разряжается на УЭ (управляющий электрод), переводя симистор из закрытого состояния в открытое, при котором открытый симистор шунтирует цепь R1, R2, С1 напряжением Uот = 2…3 В. В момент перехода сетевого напряжения через ноль происходит запирание симистора, затем — вновь заряд конденсатора C1, но уже отрицательным напряжением.

Конденсатор С1 выбирают обычно номиналом 0,1…1,0 мкФ типа БМ, МБИ, К73 и им подобных на напряжение не ниже 1,5…2 Uп. Резистор R2 подбирают соответственно номиналом 1,0…0,1 МОм для обеспечения нужного диапазона изменения среднего напряжения в нагрузке.

Симистор включается положительным импульсом тока на УЭ при положительном напряжении на выводе 2 (условном аноде) и отрицательным импульсом тока на УЭ при отрицательном напряжении на выводе 2 относительно вывода 1 (условного катода). Таким образом, ключевой элемент для регулятоpa (рис.1) должен быть двунаправленным.

Проще всего в качестве ключевого элемента применить диак (двунаправленный динистор), как показано на рис.3. Ввиду его дефицитности можно использовать встречно-параллельное включение однонаправленных динисторов типа КН102 (рис.4, 5). Для более широкого диапазона регулирования в области малых напряжений на нагрузке желательно применение динисторов КНР102А с пороговым напряжением 20 В, при этом можно выбрать С1 = 0,1 мкФ, R2 = 470 кОм.

Динистор можно также включить в диагональ диодного мостика (рис.6). В качестве диодов можно использовать любые маломощные диоды с обратным напряжением не ниже 1,5… 2 Uп, например КД521, КД522, КД510 или мостик КД906.

В некоторых используемых в быту электромиксерах ранее из-за отсутствия диаков в качестве ключа применялся транзисторно-стабилитронный аналог динистора в диагонали диодного мостика (аналогично рис.7). Пороговое напряжение ключа определяется стабилитроном, в качестве транзисторов могут быть использованы любые маломощные транзисторы. Напряжение порогового элемента в схеме на рис.7 – 10 В, при этом можно выбрать R2 = 330 кОм, C1 = 0,47 мкФ. Резистор 51 Ом ограничивает ток разряда конденсатора C1.

Иногда в качестве ключевого элемента используют транзистор, работающий в лавинном режиме (рис.8) при этом можно выбрать R2 = 150 кОм, С1 = 0,25мкФ.

Можно также включить два отдельных ключевых элемента для положительного и отрицательного полупериодов напряжения сети с двунаправленным стабилитроном (рис. 9), при этом можно выбрать R2 = 200 кОм, С1 = 0,68 мкФ.

При работе схемы рис.1 (с минимальным количеством элементов) можно заметить, что включение нагрузки (точнее, симистора) происходит скачкообразно при напряжении на нагрузке 70…100 В, а выключить нагрузку можно при напряжении на ней 20…30 В. Если при регулировке мощности в нагрузке необходимо плавное включение, тогда следует в схему рис.1 добавить диодно-резистивную цепочку R5, V2, V3 (рис.10). В качестве диодов используются маломощные диоды с обратным напряжением не ниже 300 В (КД102А, Д226Б, КД105 и др.).

При работе с индуктивной нагрузкой параллельно симистору необходимо включить цепочку R4C4 для ограничения скорости нарастания анодного напряжения.

Нельзя забывать о том, что симисторный регулятор является источником радиопомех в диапазоне ДВ, СВ и частично KB (примерно до 10 МГц). Поэтому регулятор необходимо эксплуатировать с фильтром радиопомех, особенно в устройствах, работающих длительное время.

Фильтр радиопомех L1C2, приведенный на рис. 10, применяется в регуляторах, работающих с активной нагрузкой (осветительной и нагревательной). В случае индуктивной нагрузки саму нагрузку включают вместо дросселя L1. Необходимо отметить, что элементы фильтра L1C2 образуют колебательный контур, потому при малой нагрузке (мощность менее 100 Вт) возможна работа регулятора с паразитной генерацией, и для ухудшения добротности контура L1C2 при малой нагрузке введены элементы демпфирования R3C3. В качестве дросселя L1 используется катушка из 100 витков провода, намотанного на ферритовый стержень диаметром 6…9 мм и длиной 50 мм. Диаметр провода 0,41 соответствует максимальной мощности нагрузки примерно 250 Вт.

Предохранитель F1 на номинальный ток нагрузки защищает симистор от “сюрпризов” короткого замыкания в нагрузке.

При наладке регулятора мощности необходимо помнить, что все элементы устройства находятся под напряжением сети, поэтому прикасаться к любым частям схемы, пока она подключена к сети переменного тока, запрещается.

Источник: Д.Пухаев, журнал “Радиолюбитель”.

Регулятор мощности на симисторах

Этот симисторный регулятор позволяет управлять мощностью, в том числе электродвигателей и трансформаторов благодаря тому, что схема регулятора мощности построена по принципу — выдать на нагрузку четное число полупериодов сетевого напряжения при разном положении движка управляющего переменного резистора и тем самым не допустить подмагничивания магнитопровода.

 К недостаткам данной конструкции регулятора мощности на симисторе можно отнести то, что для осветительных устройств он не подойдет, лампы накаливания будут помигивать. Но для нагревательных электроприборов, а так же, как отмечалось выше, для электродвигателей и трансформаторов будет идеальным вариантом. Такой недостаток вызван особенностью схемы регулятора мощности, а именно управление числом периодов переменного напряжения за промежуток времени.

Обратимся к схеме симисторного регулятора мощности:

Схема состоит из двух блоков питания. Первый построен на VD2, VD5, R1, а второй на C1, VD1, VD4, R2. Стабилитроны предназначены для стабилизации выпрямленного напряжения четко на 10 В, речь идет о VD4, VD5. Чтобы не использовать конденсатор C2 очень большой емкости, было принято довольно таки интересное решение. Всем известно, что ток на конденсаторе опережает на 90 град напряжение. Это правило действует и в нашем случае с конденсатором C1, а поступающие на стабилитроны VD4, VD5 положительные импульсы напряжения получаются сдвинутыми примерно на 1/4 периода, что влечет за собой сокращение в паузах между зарядами конденсатора C2.

Элемент DD1.2 одним из своих входов подключен к общему проводу питания, это сделано для того, чтобы импульсы на выходе этого элемента совпадали с импульсами на стабилитроне VD5. Аналогичный элемент DD1.1 вместе с R4, R5 и C3,R6 (резистивный делитель напряжения и цепь задержки соответственно) в начале каждого полупериода напряжения электросети создают импульсы высокого логического уровня.

На элементах DD1. 3, DD1.4, работающих в режиме инвертора, создан импульсный генератор с частотой 2 Гц. Скважностью импульсов генерируемых этим генератором управляет резистор R8. Далее импульсы следуют на триггер DD2.1, а точнее на его вход D, но так как выход этого триггера и его вход C соединены между собой, то состояние триггера зависит от логического уровня импульса на входе D и меняется в момент времени когда синусоида сетевого напряжения проходит нулевую отметку в сторону нарастания.

На элементах логики DD3.1, DD3.2 собран генератор импульсов с частотой примерно 6 кГц, он начинает работать только тогда когда на входах 1 и 5 элементов DD3.1 и DD3.2 соответственно присутствует высокий логический уровень.

В момент, когда логический уровень на выходе DD2.1 высокий, а это случается в начале некоторых полупериодов синусоиды напряжения сети, создаются короткие наборы импульсов. Затем они поступают в усилитель, собранный на транзисторе VT1, проходят импульсный трансформатор T1 и попадают в схему управления симистором VS1, открывая или закрывая его. При этом средняя мощность управления нагрузкой, как следствие от соотношения периодов открытого и закрытого состояния симистора, находиться в зависимости от сопротивления резистора R8.

О деталях. Трансформатор Т1, импульсный, состоит из двух обмоток по 100 витков каждая, проводом ПЭВ-2, диаметр проволоки 0,15 мм, намотанных на магнитопровод К7х4х2,5. Обмотки трансформатора должны быть тщательно изолированы друг от друга. Симистор КУ208Н, если такого нет, можно заменить аналогом с допустимым обратным напряжением и напряжением в закрытом состоянии не менее 600 В. Допустимый ток симистора должен быть не менее потребляемого тока нагрузки. При желании подключите параллельно выводам 1, 2 симистора варистор на напряжение не менее 560 В, это спасет симистор от всплесков сетевого напряжения.

Симисторный регулятор мощности со стабилизацией по схеме А. Межлумяна | Лампа Эксперт

Существует немало схем электронных регуляторов мощности, но подавляющее большинство из них не стабилизирует выходное напряжение. Стоит измениться входному, как за ним уйдет и напряжение на выходе. Схема регулятора Межлумяна, описанная в статье, свободна от этого недостатка. Думается, имеет смысл поделиться этой схемой, разработанной еще в 2008 году.

Схема

Для начала разберем принципиальную электрическую схему регулятора и его основные узлы, а потом уже перейдем к принципу работы устройства.

Принципиальная электрическая схема регулятора мощности со стабилизацией

Принципиальная электрическая схема регулятора мощности со стабилизацией

Устройство состоит из следующих модулей:

• формирователь управляющих импульсов;
• узел фазовой задержки;
• цепь обратной связи;
• узел задержки старта;
• силовой ключ;
• узел вторичного питания.

В формирователь управляющих импульсов входят транзистор VT1 и интегрирующая цепь С3, R4, VD3. Его задача – сформировать запускающий импульс, совпадающий по фазе с окончанием каждого полупериода сетевого напряжения.

Узел фазовой задержки собран на микросхеме DD1 и представляет собой одновибратор с изменяемой длительностью выходного импульса. Запускается сигналом, сформированным узлом формирования запускающих импульсов.

Цепь обратной связи состоит из полевого транзистора VT3, работающего в режиме управляемого сопротивления. Дополнительно в эту цепь входят регулируемый делитель R5, R8, R16, R17 и интегрирующее звено C5, R9. Узел служит для установки выходного напряжения и автоматического поддержания его величины на заданном уровне.

Узел задержки старта содержит транзистор VT2 и цепь VD4, R6, C4, VD5, R7. Он исключает «жесткий» старт устройства (см. ниже). Это помогает частично избавиться от токового удара в нагрузке при включении регулятора.

Силовой  ключ состоит из симистора VS1 и транзистора VT4. Открываясь с задержкой, заданной узлом управления, ключ обеспечивает на нагрузке необходимое напряжение путем фазоимпульсного регулирования.

Узел питания собран на трансформаторе Т1, диодной сборке VD1 и интегральном стабилизаторе DA1. Его задача – обеспечение питанием всех вышеперечисленных узлов. Он же, благодаря диоду VD2 обеспечивает формирователь управляющего сигнала выпрямленным, но не сглаженным напряжением.

Принцип работы

Выпрямленное напряжение с диодного моста VD1 через резистор R2 поступает на базу транзистора VT1, представляющего собой усилитель-ограничитель. Далее сигнал проходит через интегрирующую цепь С3, R4, VD3 и поступает на вход одновибратора (вывод 12 DD1) в виде коротких импульсов. Эти импульсы соответствуют времени перехода сетевого напряжения через ноль.

На самом деле сформированный узлом импульс чуть опережает переход сетевого напряжения через ноль. Это позволяет получить нулевую задержку включения симистора, а значит, выходное напряжение получится практически той же величины, что и сетевое.

Эти импульсы запускают одновибратор узла фазовой задержки. Одновибратор формирует импульс длительностью, обусловленной цепочкой С6, R11, R12, VT3. По окончании работы одновибратора благодаря дифференцирующей цепи С7, R13 транзистор VT4 формирует короткий импульс, открывающий симистор VS1. Поэтому симистор открывается не в момент перехода сетевого напряжения через нуль, а с некоторой задержкой, которая зависит от длительности сформированного одновибратором импульса.

Эта длительность, как было сказано выше, зависит от емкости конденсатора C6 и сопротивления R11, R12. Емкость всегда постоянна, но в цепь сопротивлений включен полевой транзистор, который управляется напряжением с делителя R5, R8, R16, R17. Изменяя сопротивление переменного резистора R16, мы можем изменять сопротивление сток-исток полевого транзистора, а значит, и длительность сформированного одновибратором импульса.

Важно! Таким образом, вращая движок резистора, мы можем заставить симистор открываться с определенной задержкой относительно перехода сетевого напряжения через ноль, осуществляя фазоимпульсную регулировку мощности.

Но полевой транзистор исполняет еще одну функцию – стабилизацию выходного напряжения, а значит, и мощности. Работает узел обратной связи следующим образом. При изменении выходного напряжения по той или иной причине благодаря цепи VD6, C5, R10 изменяется сопротивление перехода сток-исток полевого транзистора VT3. Это в свою очередь вызывает изменение длительности импульсов, вырабатываемых одновибратором, заставляя симистор открываться с большей или меньшей задержкой относительно перехода сетевого напряжения через ноль.

Полезно! Описанный принцип работы наглядно иллюстрируют временные диаграммы сигналов из разных точек устройства.

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора

Временные диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора

И, наконец, узел мягкого пуска. Мягким его, конечно, назвать можно с большой натяжкой, но такая схема является компромиссом между сильным токовым ударом во время включения и серьезным усложнением схемы. А этот самый токовый удар происходит по следующей причине. В момент включения устройства в сеть конденсатор С5 разряжен, а значит, одновибратор в первый момент формирует очень короткий импульс.

В результате на выходе устанавливается максимальное напряжение. Позже схема перейдет в штатный режим, описанный выше, но первоначального удара не избежать. Узел на транзисторе VT2 создает некоторую задержку работы узла обратной связи, что частично предотвращает токовый удар.

Детали

В конструкции автор использовал импортный симистор BT136-600E, который можно заменить на отечественный КУ208Г. Хотя паспортный ток открывания этого симистора выше, на практике он не превышает 20 мА, поскольку отечественный производитель в параметрах указывает худшее значение, не затрудняясь отбраковкой.

Если ток нагрузки велик, и необходимо установить более мощный симистор с большим током открывания, то это несложно сделать, соответственно уменьшив номинал резистора R14.

Полевой транзистор можно заменить на 2П103Б, транзисторы VT1, VT2, VT4 – любые маломощные кремниевые соответствующей структуры. На месте К561ЛА7 может работать К176ЛА7. Конденсаторы С1, С2 взяты типа К50-16, но подойдут К50-35 или аналогичные импортного производства. С6 – типа К73-17 или К73-11. Остальные емкости керамические. Переменный резистор R16, который используется для регулировки выходного напряжения, должен иметь линейную характеристику (группа А).

Трансформатор Т1 – любой мощностью не менее 2 Вт с выходным напряжением на вторичной обмотке 12-15 В. Можно взять, к примеру, трансформатор от советского бухгалтерского калькулятора или зарядного устройства.

Налаживание

Налаживание регулятора начинают с подбора номиналов резисторов R11 и R12. Ими устанавливают максимальное и минимальное выходное напряжение. Для этого необходимо замкнуть резистор R12 и выставить максимальное напряжение подбором R11. Затем подбирают номинал R12, устанавливая минимальное напряжение. Эту регулировку нужно проводить при отключенном транзисторе VT3.

Далее подключаем VT3 и подбором резисторов R8 и R17 устанавливаем необходимый предел регулировки выходного напряжения. Номинал резистора R9 влияет на коэффициент стабилизации схемы. Все эти регулировки зависят друг от друга, поэтому операцию придется повторить несколько раз до получения желаемого результата. Все измерения при настройке регулятора необходимо проводит стрелочным прибором с электромагнитной головкой.

Конструкция не имеет гальванической развязки с сетью, а значит, все элементы регулятора находятся под опасным для жизни напряжением. Это нужно учитывать при наладке регулятора.

Вот такой с виду сложный, а на самом деле простой в построении и настройке регулятор, предложил нам А. Межлумян, опубликовав схему в журнале «Радио» еще 10 лет назад. Как считаете, может такая конструкция пригодиться сегодня?  

SCR / Схема автоматического стабилизатора напряжения, управляемого симистором

В этом посте мы обсудим относительно простую схему автоматического стабилизатора сетевого напряжения, управляемую симистором, в которой используются логические ИС и несколько симисторов для управления уровнями сетевого напряжения.

Почему твердотельный

Поскольку он выполнен в твердотельном корпусе, переходы при переключении напряжения очень плавные с минимальным износом, что приводит к эффективной стабилизации напряжения.

Откройте для себя всю процедуру создания этого уникального твердотельного стабилизатора сетевого напряжения.

Предлагаемая схема стабилизатора переменного напряжения с симисторным управлением обеспечит превосходную 4-ступенчатую стабилизацию напряжения для любого устройства на его выходе.

Благодаря отсутствию движущихся частей его эффективность еще больше повышается. Узнайте больше об этом бесшумном приборе: Power Guard.

Схема автоматического стабилизатора напряжения, описанная в одной из моих предыдущих статей, хотя и полезна, из-за своей более простой конструкции, но не имеет возможности дискретного управления различными уровнями переменного напряжения сети.

Предложенная идея, хотя и не проверена, выглядит довольно убедительно, и, если основные компоненты правильно рассчитаны, все должно работать должным образом.

Данная схема стабилизатора переменного напряжения с симисторным управлением отличается выдающимися характеристиками и является почти идеальным стабилизатором напряжения во всех отношениях.

Как обычно, схема была разработана мной. Он может точно контролировать и измерять входное напряжение сети переменного тока с помощью 4 независимых шагов.

Использование симисторов обеспечивает быстрое переключение (в пределах 2 мс) и отсутствие искр или переходных процессов, обычно связанных со стабилизаторами релейного типа.

Кроме того, поскольку не используются движущиеся части, весь блок становится полностью твердотельным и почти постоянным.

Давайте посмотрим, как работает схема.

ВНИМАНИЕ:
КАЖДАЯ ТОЧКА ЦЕПИ, ПРЕДСТАВЛЕННАЯ ЗДЕСЬ, МОЖЕТ БЫТЬ НА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО ПРИКАСАТЬСЯ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ. РЕКОМЕНДУЕТСЯ САМОЕ БЕЗОПАСНОСТЬ И ПРЕДОСТОРОЖНОСТЬ, ПРИ РАБОТЕ С ДАННЫМ ДИЗАЙНОМ СТРОГО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЕРЕВЯННУЮ ДОСКУ ПОД НОГАМИ…. НОВИЧКИ, ПОЖАЛУЙСТА, ДЕРЖАТЬ.

Работа схемы

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

Транзисторы с T1 по T4 устроены так, чтобы определять постепенное повышение входного напряжения и проводить одно за другим последовательно по мере увеличения напряжения и наоборот.

Шлюзы с N1 по N4 от IC 4093 сконфигурированы как буферы. Выходы транзисторов поступают на входы этих вентилей.

Все затворы соединены друг с другом на таком расстоянии, что выход только определенного затвора остается активным в данный период времени в соответствии с уровнем входного напряжения.

Таким образом, по мере увеличения входного напряжения затворы реагируют на транзисторы, и их выходы последовательно становятся логическими высшими один за другим, обеспечивая отключение выхода предыдущего затвора и наоборот.

Логический «привет» из конкретного буфера применяется к затвору соответствующего SCR, который проводит и соединяет соответствующую «горячую» линию от трансформатора к внешнему подключенному устройству.

По мере роста напряжения соответствующие симисторы выбирают соответствующие «горячие» концы трансформатора для увеличения или уменьшения напряжения и поддержания относительно стабильного выхода.

Как собрать схему

Конструкция этой схемы защиты переменного тока управления симистором проста и сводится лишь к приобретению необходимых деталей и их правильной сборке на общей печатной плате.

Совершенно очевидно, что человек, пытающийся создать эту схему, знает немного больше, чем просто основы электроники.

Что-то может пойти совсем не так, если будет какая-либо ошибка в окончательной сборке.

Вам потребуется универсальный источник питания постоянного тока с внешней переменной (от 0 до 12 В) для настройки устройства следующим образом:

Предполагая, что выходное напряжение 12 В от TR1 соответствует входному источнику питания 225 В, посредством расчетов мы обнаружите, что он будет производить 9 вольт на входе 170 вольт, 13 вольт будут соответствовать 245 вольт, а 14 вольт будут эквивалентны входному напряжению приблизительно 260 вольт.

Как настроить и протестировать цепь

Сначала держите точки «AB» отключенными и убедитесь, что цепь полностью отключена от сети переменного тока.

Отрегулируйте внешний универсальный источник питания на 12 В и подключите его положительный полюс к точке «B», а отрицательный — к общей земле цепи.

Теперь регулируйте P2, пока LD2 не будет просто включен. Уменьшите напряжение до 9 и настройте P1, чтобы включить LD1.

Аналогичным образом отрегулируйте P3 и P4, чтобы соответствующие светодиоды загорелись при напряжениях 13 и 14 соответственно.

На этом процедура настройки завершена. Снимите внешний источник питания и соедините точки «AB» вместе.

Теперь весь блок можно подключить к сети переменного тока, чтобы он сразу начал работать.

Вы можете проверить работу системы, подав переменный входной переменный ток через автотрансформатор и проверив выход с помощью цифрового мультиметра.

Этот стабилизатор переменного напряжения с симисторным управлением отключается при напряжениях ниже 170 и выше 300 вольт.

Схема расположения выводов внутреннего затвора IC 4093

Список деталей

Для конструкции этого стабилизатора управляющего переменного напряжения SCR вам потребуются следующие детали:
Все резисторы ¼ Вт, CFR 5%, если не указано иное.

• R5, R6, R7, R8 = 1 МОм ¼ ватт,
• Все симисторы на 400 вольт, номинальное значение 1 кВ,
• T1, T2, T3, T4 = BC 547,
• Все стабилитроны = 3 вольт 400 мВт ,
• Все диоды = 1N4007,
• Все предустановки = 10K линейный,
• R1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 = 1 кОм · Вт,
• N1 — N4 = IC 4093,
• C1 и C3 = 100Uf / 25 вольт,
• C2 = 104, керамический,
• Трансформатор стабилизатора защитного кожуха = «Сделано на заказ», имеющий 170, 225, Выход 240, 260 вольт Отводы при входном питании 225 вольт или ответвления на 85, 115, 120, 130 вольт при входном напряжении 110 переменного тока.
• TR1 = понижающий трансформатор, 0–12 В, 100 мА.

Симисторные цепи

• Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• Распознать типичные пакеты симисторов:
• Изучите типичную диаграмму характеристик симистора.
• Понимание функции квадрантов при срабатывании симисторов:
• Разберитесь в основных принципах работы опто-симисторов.
• Разберитесь в работе диак.
• Ознакомьтесь с методами и ограничениями при испытании тиристоров вне схемы.
• Меры безопасности при использовании устройств среднего и высокого напряжения.

Симистор

Рис. 6.3.1 Пакеты симисторов

На рис. 6.3.1 показаны некоторые типичные корпуса симистора вместе с условным обозначением схемы для симистора. Симистор представляет собой двунаправленный тиристор, аналогичный по работе двум тиристорам, соединенным в обратную параллель, но использующим общий затвор.Таким образом, симистор может проводить и управлять как во время положительного, так и отрицательного полупериода сигнала сети. Однако вместо положительных анодных и отрицательных катодных соединений основные токоведущие соединения симистора обычно обозначаются как MT1 и MT2, обозначающие главные клеммы 1 и 2 (хотя могут использоваться и другие буквы), поскольку любая клемма может быть положительной или отрицательной. Симистор может быть приведен в действие током, подаваемым на клемму затвора (G). После срабатывания симистор будет продолжать проводить до тех пор, пока основной ток не упадет ниже порога удержания тока, близкого к нулю.

Рис. 6.3.2 Характеристики симистора

• На рис. 6.3.2 показаны основные характеристики симистора.
• В _BO — максимальное прямое или обратное напряжение, которое симистор может выдержать, прежде чем он перейдет в неконтролируемую проводимость.
• В _DRM — это максимальное повторяющееся пиковое напряжение (обычно максимальное пиковое напряжение приложенной волны переменного тока), которое может надежно выдерживаться.
• V _GT — это диапазон напряжений затвора, при которых запускается проводимость.
• I _L — это минимальный ток, который заставит симистор запираться и продолжать проводить после снятия напряжения срабатывания затвора.
• I _H — это минимальный ток удержания, ниже которого проводящий симистор перестает проводить.

Рис. 6.3.3 Квадранты симистора

Квадранты симистора

Поскольку стробирующий ток или импульс, используемые для запуска симистора, могут применяться, пока вывод MT2 является положительным или отрицательным, а стробирующий ток или импульс также могут быть положительными или отрицательными, существует четыре различных способа запуска симистора.Обычно они обозначаются как «Квадранты», как показано на Рис. 6.3.3

Большинство симисторов могут срабатывать в любом из четырех квадрантов, и два из четырех возможных квадрантов необходимы для запуска проводимости во время двух (положительного и отрицательного) полупериодов переменного тока. Квадранты I и III или квадранты II и III являются предпочтительными методами запуска, поскольку квадрант IV гораздо менее чувствителен к запуску из-за способа построения диака. Таким образом, если квадрант IV используется с любым из трех других квадрантов, для положительных и отрицательных полупериодов потребуются разные значения тока запуска, что создает ненужные сложности. Также, если симистор срабатывает в квадранте IV, его способность обрабатывать любые быстрые изменения тока (δI / δt) снижается, что делает симистор более восприимчивым к повреждениям в результате таких событий, как случайные сильные всплески тока и неизбежные высокие пусковые токи при использовании ламп накаливания. включены.

Важной целью многих современных разработок является борьба с потенциально опасными скачками напряжения и снижение склонности симистора к повторному срабатыванию во время выключенной части цикла. Это происходит во время каждого цикла переменного тока между моментом, когда ток падает ниже тока удержания тиристора, и до следующего импульса запуска.Хотя обычно это не проблема, когда симистор управляет резистивной нагрузкой, такой как лампа накаливания, при использовании с индуктивными нагрузками, такими как двигатели, напряжение нагрузки и ток нагрузки, скорее всего, не будут «синфазны» друг с другом, поэтому напряжение может фактически быть около своего пикового значения, когда ток падает до нуля (как описано здесь), вызывая большое и быстрое изменение напряжения на симисторе, которое может вызвать мгновенное повторное срабатывание симистора и, таким образом, повторное включение, что приведет к потере управления.

Стандартные симисторы

использовались для управления переменным током в течение многих лет, но за это время диапазон различных конструкций симисторов значительно увеличился.Современные конструкции симисторов, такие как симисторы 3Q HIGH-COM (3 квадранта, высокая коммутация) от NXP / WeEn и симисторы Snubberless _TM от ST Microelectronics, имеют множество преимуществ, таких как улучшенная производительность, меньшее количество ложных срабатываний, удобство использования как с резистивными, так и с индуктивными нагрузками и улучшенные возможности выключения без необходимости использования дополнительных схем, таких как демпферы. Дополнительное согласование входов также является особенностью некоторых конструкций, включая согласование стробирующих импульсов, таких как детекторы перехода через ноль, входы логического уровня и т. Д.

Поскольку многие функции управления теперь выполняются с использованием микропроцессоров и / или логических схем, существует также много симисторов, которые принимают логические сигналы для запуска, а не полагаются исключительно на традиционные методы управления фазой. Одним из таких симисторов является симистор 6073A Sensitive Gate от ON Semiconductor, который используется в демонстрационной схеме низкого напряжения в модуле тиристоров 6.4.

Рис 6.3.4. Опто-симистор

Опто-симистор

Материалы, используемые при производстве симисторов и тиристоров, как и любого полупроводникового прибора, светочувствительны.Их проводимость изменяется при наличии света; поэтому они обычно упаковываются в маленькие кусочки черного пластика. Однако, если в комплект входит светодиод, он может включать выход высоковольтного устройства в ответ на очень небольшой входной ток через светодиод. Это принцип, используемый в опто-симисторах и опто-тиристорах, которые легко доступны в форме интегральных схем (ИС) и не нуждаются в очень сложных схемах, чтобы заставить их работать. Просто подайте небольшой импульс в нужное время, чтобы загорелся встроенный светодиод, и питание будет включено.Основным преимуществом этих оптически активируемых устройств является превосходная изоляция (обычно несколько тысяч вольт) между цепями малой и высокой мощности. Это обеспечивает безопасную изоляцию между цепью управления низкого напряжения и высоковольтным выходом высокого тока. Хотя выходной ток опто-симисторов обычно ограничен десятками миллиампер, они обеспечивают полезный интерфейс, когда выход используется для запуска симистора высокой мощности от опто-симистора низкого напряжения.

Диак

Рис.6.3.5 DB3 Diac & Обозначение цепи

Диак представляет собой двунаправленный триггерный диод (см. Рис. 6.3.5), который в течение многих лет использовался в качестве основного триггерного компонента для стандартных триаков. Он блокирует ток, когда приложенное к нему напряжение меньше его потенциала разрыва V _BO (см. Рис. 6.3.6), но проводит сильную проводимость, когда приложенное напряжение равно V _BO . Однако, в отличие от других диодов, которые проводят только в одном направлении, диак имеет одинаковое разрывное перенапряжение как в положительном, так и в отрицательном направлении.Как только напряжение переменного тока, приложенное к диакритическому контроллеру, достигает либо + V _BO , либо -V _BO , генерируется положительный или отрицательный импульс тока. Потенциал отключения для диаек обычно составляет от 30 до 40 вольт. Это действие делает диаки особенно полезными при срабатывании симисторов в цепях управления переменным током из-за их способности запускать симистор во время либо положительного, либо отрицательного полупериода сигнала сети (линии). Его схемное обозначение (показанное на рис. 6.3.5) аналогично символу симистора, но без клеммы затвора.

Рис. 6.3.6 Типичные характеристики диафрагмы.

Характеристики Diac, показанные на рис. 6.3.6, показывают, что при напряжениях ниже V _BO диак имеет высокое сопротивление (характеристическая кривая почти горизонтальна, что указывает на то, что протекает только небольшой ток утечки в несколько мкА, но как только достигается + V _BO или -V _BO , диак показывает отрицательное сопротивление. Обычно закон Ома гласит, что увеличение тока через компонент с фиксированным значением сопротивления вызывает увеличение напряжения на этом компоненте. ; однако здесь происходит обратный эффект, диак показывает отрицательное сопротивление при размыкании, где ток резко возрастает, хотя на самом деле напряжение снижается.Режим отрицательного сопротивления длится около 2 мкс, за это время прямое напряжение упадет примерно до 5 В и диак будет пропускать ток 10 мА. Это действие достаточно (хотя и не совсем) симметрично в положительной (+ V) или отрицательной областях характеристик.

Рис 6.3.7. Симистор с внутренним запуском (Quadrac)

Симистор с внутренним запуском (Quadrac)

Поставщики компонентов предлагают гораздо меньше типов диаков, чем симисторов.Также легче выбрать идеальный диак для срабатывания конкретного симистора, когда он уже встроен в комплект. Так обстоит дело с «квадрактом» или симистором с внутренним запуском, показанным на рис. 6.3.7. Эти устройства также уменьшают количество компонентов и пространство на печатной плате.

Чувствительные затворные симисторы

Симисторы

, для запуска которых требуется диак, имеют недостаток для многих современных низковольтных приложений. Напряжение, необходимое диакритическому контроллеру для создания запускающего импульса, должно быть, по крайней мере, равно или больше его потенциала отключения (V _BO ), и оно составляет около 30 В или более.Однако доступны симисторы — чувствительные затворные симисторы, которые могут срабатывать гораздо более низкими напряжениями в диапазоне устройств TTL, HTL, CMOS и OP AMP, а также микропроцессорных выходов.

Демонстрационная схема управления чувствительным затворным симистором показана в тиристорном модуле 6.4.

Проверка тиристоров, симисторов и диодов.

В Интернете есть множество страниц, на которых предлагаются методы тестирования тиристоров и симисторов с помощью мультиметра. В основном они включают в себя проверку сопротивления тестируемого устройства, чтобы убедиться, есть ли в нем разомкнутая цепь.Измерение сопротивления между анодом и катодом SCR или между двумя основными выводами симистора должно указывать на очень высокое сопротивление при измерении в любом направлении путем перестановки щупов измерителя.

В обоих тестах измеритель должен регистрировать сопротивления вне диапазона (обычно показываемые дисплеем, показывающим «1» или «OL»), также называемые бесконечным или бесконечным сопротивлением. Аналогичные испытания сопротивления могут быть выполнены путем измерения сопротивления, опять же в обоих направлениях, между затвором тринистора и его катодом или затвором и MT1 на симисторе, и они должны указывать на гораздо более низкое сопротивление, но не на нулевое сопротивление.

Если какой-либо из этих четырех тестов дает показание 0 Ом, можно предположить, что компонент неисправен; однако, если результаты не показывают неисправностей, это ТОЛЬКО ВЕРОЯТНО означает, что с компонентом все в порядке. Испытания сопротивления этих высоковольтных компонентов имеют ограниченное применение, и на них можно положиться только как на простое руководство; они не показывают, что устройство будет запускаться при правильном напряжении или что ток удержания правильный. SCR и симисторы обычно работают при сетевом (линейном) напряжении, и когда они выходят из строя, результаты могут быть драматичными.По крайней мере, резкое сгорание предохранителя будет обычным результатом короткого замыкания тиристора или симистора. Однако вполне возможно, что эти устройства неисправны и не показывают никаких признаков неисправности при проверке омметром. Они могут казаться нормальными при низком напряжении, используемом в тестовых счетчиках, но все равно выходят из строя в условиях сетевого напряжения. Компоненты высокого напряжения, такие как тиристоры и симисторы, также могут быть повреждены из-за невидимых скачков напряжения или перегрузки по току.

Обычным методом тестирования оборудования, использующего тиристоры или симисторы, является проверка напряжений и форм сигналов, если цепь работает, или замена подозрительной части при повреждении (например,грамм. перегоревшие предохранители). Во многих случаях компоненты в источниках питания или схемах управления высоким напряжением производимого оборудования будут обозначены как «критически важные для безопасности компоненты» и должны заменяться только с использованием методов и компонентов, рекомендованных производителем. Производители обычно указывают полные «комплекты для обслуживания» нескольких полупроводниковых устройств и, возможно, других связанных компонентов, все из которых должны быть заменены, поскольку отказ одного устройства управления питанием может легко повредить другие компоненты, что не всегда очевидно. на момент ремонта.

ЛЮБЫЕ РАБОТЫ НА СЕТЕВЫХ ЦЕПЯХ ДОЛЖНЫ ВЫПОЛНЯТЬСЯ ПРИ ПОЛНОСТЬЮ ОТКЛЮЧЕНИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ. ТАКЖЕ ЛЮБЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ХРАНИЛИЩА ЗАРЯДА (например, КОНДЕНСАТОРЫ) ДОЛЖНЫ БЫТЬ РАЗРЯЖЕНЫ, ЕСЛИ ЭТО АБСОЛЮТНО НЕИЗБЕЖНО.

Если вы не прошли обучение безопасным методам работы, которые необходимы для работы с этими типами цепей, НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО! Эти схемы могут убить!

Цепь регулятора вентилятора

, диммер лампы переменного тока, электронный регулятор потолочного вентилятора

Регулятор вентилятора резистивный

Сначала мы обсудим обычный большой резистивный регулятор вентилятора .Обычные регуляторы потолочных вентиляторов старых моделей используют резистивный провод для последовательного подключения, и есть несколько точек для подключения регулирующего переключателя для регулировки скорости. Этот тип регулятора работает при полной нагрузке резистора между нагрузкой и источником, чтобы обеспечить необходимое прерывание тока и падения напряжения. Меньшая скорость означает большее сопротивление.

При установке низкой скорости ручка будет пропускать ток через резистивный провод максимальной длины. В среднем ток проходит через среднюю точку резистивного провода, а при высокой скорости нет сопротивления, значит, в начальной точке резистивный провод подключен к источнику питания вентилятора.

Этим регуляторам требуется больше места, и они выглядят как большая прямоугольная коробка с круглой ручкой на ней. Они также известны как резистивные регуляторы . Коробка состоит из проволочного резистора с разными отводами, которые подключены последовательно с двигателем вентилятора. Нихром. Проволока используется в качестве резистивного материала, поэтому большая часть потерь мощности происходит из-за тепла, выделяемого через эти резистивные провода.

Цепь регулятора вентилятора переменного тока

Главное преимущество этого регулятора — дешевый, долговечный и отсутствие гудения, производимого вентилятором на низкой скорости.

Недостаток — Даже на низкой скорости они потребляют ту же мощность, что и высокая скорость, потому что резистивный провод действует как нагрузка последовательно с вентилятором. Ненужная потеря мощности из-за тепла.

На рынке доступны в основном два типа электронных регуляторов вентилятора.

1. На основе симистора
2. Конденсатор на базе

На базе симистора

В схеме электронного регулятора вентилятора на основе симистора используются в основном три компонента.Резистор, один конденсатор, один диод и один симистор. TRIAC — полупроводниковый прибор, принадлежащий к семейству тиристоров. Это напрямую используется для управления скоростью, удерживая и отпуская текущий поток.

Работа электронного регулятора вентилятора на базе симистора

В этой схеме A Diac соединен с выводом затвора симистора. Одна сторона переменного резистора, подключенная к клемме симистора через резистор 22 кОм, а другая сторона VR, подключенная к конденсатору, подключена к Diac .

Также читайте- Схема светодиодного чейзера / мигалки

Когда напряжение на Diac пересекает уровень VBO Затем он срабатывает и включается. Для DB3 VBO составляет 32 В (+/- 4 В). Означает, что когда напряжение на DB3 достигает 32 В, он включается, и через него течет ток. Diac состоит из комбинации двух диодов в альтернативном направлении. Два диода объединены в противоположном направлении. Diac обеспечивает сигнал затвора симистора и в соответствии с сигналом затвора передает питание от MT2 к MT1.

Резистор

и конденсатор составляют цепь R-C , чтобы обеспечить временную задержку и временную константу для входа Diac, а затем с помощью импульсов постоянной синхронизации он может создавать ограниченное напряжение через симистор, и нагрузка получает регулируемое входное питание.

Diac выдает полностью постоянный ток как для отрицательного, так и для положительного цикла, это используется для срабатывания симистора.

Сначала, когда питание включено, симистор находится в выключенном состоянии, конденсатор получает напряжение сигнала через вентилятор и резистор, и этот конденсатор заряжается.Когда конденсатор полностью заряжен, в конденсаторе включается накопленная мощность и Diac, а также включается симистор, и питание проходит через симистор. При включении симистора конденсатор разряжен. Опять же, конденсатор получает ток через резистор, минуя нагрузку и входную линию, и заряжается. Конденсатор разряжен при подаче питания на Diac, и поэтому снова Triac включается, потому что Diac подает сигнал на клемму затвора.

Эта зарядка и разрядка конденсатора происходят случайным образом, и симистор также случайным образом включается-выключается.Скорость зарядки конденсатора увеличивается за счет увеличения номинала резистора. Таким образом, комбинация резистора и конденсатора в этой схеме создает временную задержку .

A Схема защиты может быть включена для защиты симистора путем добавления резистора и конденсатора, включенных последовательно с параллелью симистора. Это называется демпфирующей схемой , она требуется только при индуктивной нагрузке, такой как двигатель / вентилятор. не для резистивной нагрузки.

Когда мы увеличили синхронизацию для скорости зарядки конденсатора , тогда симистор получает задержанный стробирующий сигнал, и это дает на меньше напряжения на нагрузку.

Advantage — Низкое энергопотребление на низкоскоростном уровне. Дешевый и меньший размер

Недостаток — ВЕНТИЛЯТОР издает шум, похожий на гудение, на низкой скорости.

В емкостном регуляторе есть несколько конденсаторов, подключенных последовательно с нагрузкой, и каждый конденсатор имеет резистор, подключенный параллельно. Емкостный регулятор очень популярен и легко доступен на рынке. Это немного дороже, чем стабилизатор на основе симистора. Но Результат лучше, чем регулятор симистора.

Преимущество этого регулятора в том, что он не издает никакого шума, издаваемого вентилятором. На низкой скорости низкое энергопотребление.

Также читайте-

Triac AC Dimmer / Speed ​​Regulator — Случайные мысли

Я сделал небольшую покупку в середине декабря, и когда я вернулся домой с рождественских праздников, меня ждет приятный пакет — пара модулей светорегулятора / регулятора скорости AC230V / 2000W! Электроника модуля представляет собой не что иное, как простую конструкцию на основе TRIAC, поэтому мне пора освежить свои прежние знания о диммерах и регуляторах скорости, работающих от сети.Снова в аналоговые джунгли!

Немного теории и практики

Почему симистор? Как вы, возможно, хорошо знаете, симистор можно использовать для создания очень эффективных диммеров ламп переменного тока и регуляторов скорости, используя метод «переключения с фазовой задержкой». В этом методе симистор запускается (в каждом полупериоде мощности) через некоторое контролируемое время с задержкой по фазе после начала каждого полупериода переменного тока. Таким образом, можно контролировать среднюю мощность, подаваемую на лампу / нагрузку.

Наиболее распространенным способом запуска триака с переменной фазовой задержкой является использование Diac с цепью фазовой задержки C-R, как показано на базовой схеме (AC230V), приведенной ниже.

В этой «учебной» схеме компоненты VR1-R1-C1 обеспечивают переменную фазовую задержку. Следующая схема на самом деле представляет собой простой вариант первой схемы, но с добавлением одного L-C-фильтра в линию питания только для подавления радиопомех.

Теперь у вас есть базовая схема регулятора яркости лампы с подавителем радиопомех. На практике у этой схемы есть небольшой недостаток (часто остающийся незамеченным). Это означает, что если вы приглушили лампу, увеличив сопротивление VR1 до определенного значения, оно не появится снова, пока VR1 не будет снова настроен на значение чуть ниже этого значения, а затем лампа загорится с довольно высокой яркостью.Этот «гистерезис» можно в значительной степени уменьшить, добавив токоограничивающий резистор R2 последовательно с диакритическим контуром D1, как показано на следующей схеме. Видите ли, есть также новый конденсатор C3, который следит за напряжением фазовой задержки C2 и запускает диак D1.

Если вас не очень устраивает описанный выше трюк, вы можете подключить еще один резистор R3 по тому же пути, что и на следующей схеме.

Так как же работает эта концепция? Как было сказано ранее, ядро ​​схемы представляет собой регулируемый генератор импульсов с задержкой, и принцип его работы заключается в том, что начало каждого цикла сети переменного тока отключается, а затем только через определенное время срабатывает симистор.Ниже вы можете увидеть на осциллограмме, как это выглядит (измерено с помощью дифференциального пробника). Полный цикл сети переменного тока составляет 20 мс (50 Гц). Половина цикла составляет 10 мс, а при настройке среднего диапазона каждая половина синусоидальной волны включается примерно через 5 мс (на полпути к синусоиде) при пиковом напряжении.

Будьте осторожны — никогда не проверяйте осциллограф непосредственно в цепи, подключенной к сети, поскольку соединение заземления пробника осциллографа может создать замкнутый контур с клеммой питания и взорвать все на пути, включая осциллограф и даже вас самих!

Есть несколько способов преодолеть дорогостоящую катастрофу.Наиболее рекомендуемый (но невероятно дорогой) метод — использовать дифференциальный пробник в качестве входного каскада обычного осциллографа. К счастью, на рынке появилось интересное предложение, и этот конкретный дифференциальный пробник (Micsig Differential Probe) можно было купить примерно за 170 долларов. Сравнив все высоковольтные дифференциальные пробники, представленные на рынке, вы обнаружите, что они очень рентабельны http://www.micsig.com/html/list_69.html

AC230V / 2000W Симисторный модуль — Разумный выбор или нет?

Для здравого суждения необходимо быстро пройти через поломку электроники.Итак, позвольте мне начать с моей восстановленной схемы (см. Ниже).

Как видите, рабочая лошадка здесь — кремниевый двунаправленный тиристор (T1) BTA16-600C от ON Semiconductor (http://onsemi.com) с номинальным током в открытом состоянии 16A RMS при 25 ° C. Этот изолированный симистор можно прикрепить непосредственно к корпусу устройства или радиатору. Помимо большого потенциометра, управляемого пользователем (P1), есть также небольшой многооборотный подстроечный резистор для точной настройки (P2). Демпферная цепь (R1-C1) предназначена для предотвращения ложного включения симистора.Демпфер состоит из последовательно соединенных конденсатора, рассчитанного на номинальную мощность сети, и резистора из углеродного состава, рассчитанного на номинальную мощность сети. Типичные значения компонентов составляют 0,1 мкФ и ≥100 Ом. Резистор из углеродистой композиции необходим, чтобы выдерживать повторяющиеся импульсные токи без перегорания.

Насколько мне известно, демпфирующий симистор обычно не требует внешней демпфирующей цепи из-за его улучшенных коммутационных характеристик. Но есть определенные исключения, как указано здесь http://www.elec.canterbury.ac.nz / intranet / dsl / p90-links / doc-include / power_electronics / snubber_circuits_and_triacs.pdf

А работает? Конечно, поворот ручки определенно отрегулирует выход соответствующим образом, но не очень жестко. Для простого использования этот грубый подход хорош, поскольку вы можете легко управлять лампами накаливания AC230V, потолочными вентиляторами, ручными дрелями, лобзиками и т. Д. Кроме того, так же, как и лампочка, модуль таким образом может «затемнить» обычный паяльник. Сначала я протестировал свой модуль с галогенной лампой 230 В переменного тока / 50 Вт (см. Случайные снимки), затем со стержнем обогревателя на 230 В переменного тока / 1000 Вт и моей лобзиком на 230 В / 500 Вт.Да, все заработало, и я дожил, чтобы рассказать об этом 🙂

Что касается симистора BTA16-600C, он разработан для высокопроизводительных приложений управления двухполупериодным переменным током, где требуются высокая помехоустойчивость и высокое значение коммутируемого di / dt, а также обеспечивает равномерные триггерные токи затвора в трех квадрантах. Ниже вы можете увидеть определения квадрантов для симистора.

В принципе, симистор 3Q может запускаться в трех режимах или «квадрантах», тогда как симистор 4Q может запускаться во всех четырех режимах.Моя следующая статья из этой серии объяснит преимущества симистора 3Q по сравнению с традиционным типом 4Q. Будьте на связи!

Проект

на контроллере переменного напряжения с использованием симистора

СОДЕРЖАНИЕ РЕЗЮМЕ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 3 ГЛАВА ПЕРВАЯ — — — — — — — — — — — — — — — — —

Просмотры 135 Загрузки 7 Размер файла 564KB

Отчет DMCA / Авторское право

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории

---

Предварительный просмотр цитирования

---

СОДЕРЖАНИЕ РЕЗЮМЕ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 3 ГЛАВА ПЕРВАЯ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — (4) ВВЕДЕНИЕ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — -5 ГЛАВА ВТОРАЯ- — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — (6-23) 2.1 ТЕОРИЯ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —- 6 2.1.1 КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СЕМЬИ ТИРИСТОРОВ —— 8 2.1.2 ТИПЫ КОНТРОЛЛЕРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ——— 9 2.1.3 ПРИМЕНЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА — 10 2.1.4 УПРАВЛЕНИЕ ФАЗАМИ —————— —- —————————— 17 2.1.7 ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЛЕРА НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ———- —————- 19 ГЛАВА ТРЕТЬЯ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — (26 -28) 3.1 КОНСТРУКЦИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ————————- 26 3.1.1 НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ————— ————- 26 3.1.2 КОМПОНЕНТЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ————————- 26 3.1.3 ЦЕПЬ ДИАГРАММА ———————————— 27 3.1.4 ОПИСАНИЕ ——— ——————————— 27 3.1.5 ПРОЦЕДУРА ———— ——————————- 28

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — -29 4.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА ——————— 30 ГЛАВА ПЯТАЯ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 31 ЗАКЛЮЧЕНИЕ — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — -32 Ссылка — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — -33

2

РЕЗЮМЕ Используются регуляторы переменного напряжения (регуляторы сетевого напряжения переменного тока) для изменения среднеквадратичного значения переменного напряжения, приложенного к цепи нагрузки, путем введения тиристора между нагрузкой и источником постоянного напряжения переменного тока.Среднеквадратичное значение переменного напряжения, приложенного к цепи нагрузки, регулируется путем управления углом срабатывания тиристоров в схемах контроллера переменного напряжения. Вкратце, контроллер напряжения переменного тока — это тип преобразователя мощности SCR, который используется для преобразования входного источника переменного тока с фиксированным напряжением и частотой для получения переменного выходного напряжения переменного напряжения. Среднеквадратичное значение выходного напряжения переменного тока и поток мощности переменного тока к нагрузке регулируются путем изменения (регулировки) угла срабатывания

V0 (RMS) Входное напряжение переменного тока fs

Vs fs

Контроллер напряжения переменного тока

Переменное среднеквадратичное / P-напряжение переменного тока fS

Существует два различных типа тиристорного управления, которые используются на практике для управления потоком мощности переменного тока. Двухпозиционное управление.  Фазовое управление. Это два метода управления выходным переменным напряжением.

3

В методе двухпозиционного управления diac используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к источнику переменного тока на несколько циклов входного источника переменного тока, а затем для его отключения на несколько циклов входа. Таким образом, диак действует как высокоскоростной контактор (или высокоскоростной переключатель переменного тока).

4

ГЛАВА -1

5

ВВЕДЕНИЕ Провалы напряжения и продолжительные пониженные напряжения являются сегодня одной из основных проблем промышленности.Эти провалы напряжения могут оказать сильное негативное влияние на производительность, что, безусловно, является нежелательным аспектом для промышленных и коммерческих приложений. Трансформаторы с переключением ответвлений, используемые в распределительных сетях, оказались неадекватными для решения этих проблем, связанных с регулированием линии. Решением этих проблем является установка контроллера переменного напряжения, который был разработан в первую очередь для коррекции провалов напряжения. Эта система включает в себя технологию переключения выпрямителя с кремниевым управлением и была разработана для обеспечения скорости и эффективности, необходимых промышленным клиентам.Кроме того, система обеспечит гибкость установки с включением устройства РПН или без него.

6

ГЛАВА-2

7

2.1 Краткое описание семейства тиристоров Термин «тиристор» — это общее название полупроводникового переключателя, имеющего четыре или более слоев и, по сути, представляющего собой сэндвич p-n-p-n. Тиристоры составляют большое семейство, и полезно учитывать составляющие, которые определяют тип любого данного тиристора. Если омическое соединение выполнено с первой областью p и последней областью n, и никакое другое соединение не выполнено, устройство является диодным тиристором.Если к промежуточной n-области (тип n-затвора) или к промежуточной p-области (p-затвор) выполнено дополнительное омическое соединение, то устройство представляет собой триодный тиристор. Если к обеим промежуточным областям выполнено омическое соединение, то устройство представляет собой тетрод-тиристор. Все такие устройства имеют прямую характеристику общего вида, показанного на рис. 1. Существуют три типа обратной характеристики тиристора: блокирующая (как в обычных диодах), проводящая (большие обратные токи при низких обратных напряжениях) и приблизительное зеркальное отображение диода. прямая характеристика (двунаправленные тиристоры).Устройства с обратной блокировкой обычно имеют четыре или менее слоев, тогда как устройства с обратной проводимостью и зеркальным отображением обычно имеют пять слоев. Простейшей и наиболее распространенной структурой тиристора является тиристор с обратным блокирующим триодом (обычно называемый просто « тиристором » или SCR). кремниевый управляемый выпрямитель »). Его схемное обозначение и базовая структура показаны на рис. 2. Наиболее сложной распространенной структурой тиристоров является двунаправленный триодный тиристор, или симистор. Симистор (показанный на рис. 3) может пропускать ток в двух направлениях и, следовательно, является a.c. устройство контроля мощности. Его характеристики соответствуют паре тиристоров, включенных антипараллельно с одним выводом затвора. Симистору нужен только один радиатор, но он должен быть достаточно большим, чтобы отводить тепло, вызванное двунаправленным током. Цепи запуска симисторного затвора должны быть спроектированы с осторожностью, чтобы исключить нежелательную проводимость, т. Е. потеря контроля, не происходит, если срабатывание длится слишком долго.

8

Тиристоры и симисторы являются биполярными устройствами. Они имеют очень низкие напряжения в открытом состоянии, но, поскольку неосновные носители заряда в устройствах должны быть удалены, прежде чем они смогут блокировать приложенное напряжение, время переключения сравнительно велико.Это ограничивает схемы переключения тиристоров низкочастотными приложениями. Симисторы используются почти исключительно при частотах питания от сети 50 или 60 Гц, в то время как в некоторых приложениях это распространяется до частоты питания 400 Гц, используемой в самолетах. Возможности блокировки напряжения тиристоров и симисторов довольно высоки: максимальное номинальное напряжение для диапазона Philips составляет 800 В, а токи (IT (RMS)) находятся в диапазоне от 0,8 А до 25 А. Устройства доступны как компоненты для поверхностного монтажа или как неизолированные или изолированные дискретные устройства, в зависимости от номинала устройства.

9

2.1.1 ТИП КОНТРОЛЛЕРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Регуляторы переменного напряжения подразделяются на два типа в зависимости от типа входного переменного тока, подаваемого в цепь.  Однофазные контроллеры переменного тока.  Трехфазные контроллеры переменного тока. Однофазные контроллеры переменного тока работают с однофазным напряжением питания переменного тока 230 В (среднеквадратичное значение) при 50 Гц в нашей стране. Трехфазные контроллеры переменного тока работают от трехфазного источника переменного тока напряжением 400 В (среднеквадратичное значение) при частоте питания 50 Гц. Каждый тип контроллера может быть разделен на: однонаправленный или полуволновой контроллер переменного тока. Двунаправленный или двухполупериодный контроллер переменного тока. Вкратце, различные типы контроллеров переменного напряжения:  Однофазный полуволновой контроллер).  Однофазный двухполупериодный контроллер).  Трехфазный полуволновой контроллер).  Трехфазный двухполупериодный контроллер). Трансформаторы.

10

регулятор переменного напряжения (однонаправленный регулятор переменного напряжения (двунаправленный регулятор переменного напряжения (однонаправленный регулятор переменного напряжения (двунаправленный

) 2.1.2 ПРИМЕНЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА     

Освещение / Управление освещением в цепях переменного тока.Индукционный нагрев. Промышленное отопление и бытовое отопление. Переключение ответвлений трансформатора (при переключении ответвлений трансформатора нагрузки). Управление скоростью асинхронных двигателей (управление однофазными и многофазными асинхронными двигателями переменного тока).  Управление магнитом переменного тока.

11

2.1.3 УПРАВЛЕНИЕ ФАЗАМИ При управлении фазой тиристоры используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к входному источнику переменного тока для части каждого входного цикла. То есть напряжение питания переменного тока прерывается с помощью тиристоров в течение части каждого входного цикла.Тиристорный переключатель включается на часть каждого полупериода, так что входное напряжение питания появляется на нагрузке, а затем выключается в течение оставшейся части входного полупериода для отключения источника переменного тока от нагрузки. Управляя фазовым углом или углом запуска ‘’ (угол задержки), можно управлять среднеквадратичным выходным напряжением на нагрузке. Угол задержки запуска ‘’ определяется как фазовый угол (значение t), при котором тиристор включается и начинает течь ток нагрузки.Тиристорные контроллеры переменного напряжения используют коммутацию линии переменного тока или коммутации фазы переменного тока. Тиристоры в контроллерах переменного напряжения имеют линейную коммутацию (фазовую коммутацию), поскольку входное питание — переменное. Когда входное переменное напряжение меняется на противоположное и становится отрицательным в течение отрицательного полупериода, ток, протекающий через проводящий тиристор, уменьшается и падает до нуля. Таким образом, тиристор включения естественным образом отключается, когда ток устройства падает до нуля. Тиристоры с фазовым управлением, которые являются относительно недорогими, обычно используются тиристоры преобразовательного класса, которые медленнее, чем тиристоры инверторного класса с быстрым переключением.Для приложений с частотой до 400 Гц, если доступны симисторы, соответствующие номинальным значениям напряжения и тока конкретного приложения, чаще используются симисторы. Благодаря коммутации линии переменного тока или естественной коммутации нет необходимости в дополнительных схемах или компонентах коммутации, а схемы для контроллеров напряжения переменного тока очень просты.

12

Из-за природы выходных сигналов, анализ и получение выражений для рабочих параметров непросты, особенно для регуляторов переменного напряжения с фазовым управлением с нагрузкой RL.Но, однако, большинство практических нагрузок относятся к типу RL, и, следовательно, нагрузку RL следует учитывать при анализе и проектировании схем контроллера переменного напряжения.

13

2.1.4 ПРИНЦИП ТЕХНИКИ УПРАВЛЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЕМ-ВЫКЛЮЧЕНИЕМ (ИНТЕГРАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЦИКЛОМ)

Основной принцип метода двухпозиционного управления объясняется со ссылкой на схему однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения, показанную ниже. Тиристорные переключатели T1 и T2 включаются путем подачи соответствующих импульсов запуска затвора для подключения входного источника переменного тока к нагрузке на количество входных циклов «n» в течение временного интервала tON.Тиристорные переключатели T1 и T2 выключаются путем блокировки импульсов запуска затвора на число входных циклов m в течение временного интервала tOFF. Время включения контроллера переменного тока tON обычно состоит из целого числа входных циклов.

R  RL = Сопротивление нагрузки Однофазная двухполупериодная схема контроллера переменного напряжения

14

VS

n

m

wt

Vo io wt

ig1

Импульс затвора T1 wt

Импульс затвора T2 wt

Формы сигналов

Ссылаясь на формы сигналов метода управления ВКЛ-ВЫКЛ на приведенной выше диаграмме, n  Два входных цикла.Тиристоры включаются в течение tON

для двух входных

циклов. m  Один цикл ввода. Тиристоры выключаются во время tOFF

цикла

15

для одного входа

Коэффициент мощности

Тиристоры включаются точно при переходе через ноль входного напряжения. Тиристор T1 включается в начале каждого положительного полупериода путем подачи импульсов запуска затвора на T1, как показано, в течение времени включения tON. Ток нагрузки течет в положительном направлении, которое является направлением вниз, как показано на принципиальной схеме, когда T1 проводит.Тиристор Т2 включается в начале каждого отрицательного полупериода путем подачи стробирующего сигнала на затвор Т2 в течение tON. Ток нагрузки течет в обратном направлении, которое является направлением вверх, когда T2 проводит. Таким образом, мы получаем двунаправленный ток нагрузки (переменный ток нагрузки) в цепи регулятора переменного напряжения за счет попеременного срабатывания тиристоров. Этот тип управления используется в приложениях с высокой механической инерцией и высокой тепловой постоянной времени (промышленный нагрев и регулирование скорости двигателей переменного тока).Благодаря переключению тиристоров при нулевом напряжении и нулевом токе гармоники, генерируемые при переключении, уменьшаются. Для синусоидального входного напряжения питания vs  Vm sin t  2VS sin t

16

VS  Действующее значение входного переменного тока =

Vm = действующее значение фазного напряжения питания. 2

Если входной источник переменного тока подключен к нагрузке на количество входных циклов «n» и отключен на количество входных циклов «m», то

tON  n  T,

Где T 

tOFF  m  T

1 = время входного цикла (период времени) и f

f = входная частота питающей сети.

tON = время включения регулятора = n T. tOFF = время выключения контроллера = m  T. TO = период времени вывода = tON  tOFF    nT  mT .

Мы можем показать, что Выходное среднеквадратичное напряжение VO RMS   Vi RMS 

tON t  VS ON TO

Где Vi RMS  — среднеквадратичное входное напряжение питания = VS.

17

2.1.5 ВЫРАЖЕНИЕ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ.

t

VO RMS 

Замена для

VO RMS 

18

Vm 2  TO

Sin2 

VmO 2 000 TO

1 ВКЛ 2 2 В Sin  t.d  t  TO  t0 м

VO RMS  

Выходное среднеквадратичное напряжение

 tON



Sin 2 td  t 

0

1  Cos 2 2

 tON

Vm 2 2TO

 0

1  Cos 2 t    d  t  2

 tON tON  d  t       Cos 2td t   0  0

VO RMS  

VO RMS  

Vm 2    t  2TO 

 tON

0



Sin 2 t 2

 tON

0

  

Vm 2  sin 2 tON  sin 0  tON  0     TO  2 

Теперь tON = Целое число циклов ввода; Следовательно, tON  T, 2T, 3T, 4T, 5T,….. &  tON  2, 4, 6, 8, 10, ……

Где T — период времени подачи питания (T = период времени цикла ввода). Таким образом, мы отмечаем, что sin 2 tON  0 VO RMS 

VO RMS   Vi RMS 

Где

Vi RMS  

Vm 2  tON Vm   2  TO 2

tON TO

tON t VS ON TO TO

Vm  VS = действующее значение входного напряжения питания; 2

tON tON nT n     k = рабочий цикл (d). TO tON  tOFF nT  mT  n  m 

19

VO RMS  VS

n V k m  n S

ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

 (Нагрузка) Напряжение

VO RMS 

2   n  Vm 2 sin 2 t.d t    2  n  m  0 

Vm 2

VO RMS  

1

2

n V k  VS k  m  n  i RMS 

VO RMS   Vi RMS  k  VS k

Где VS  Vi RMS  = действующее значение входного напряжения питания.



Рабочий цикл

k

Где, k 



тонны nT   TO  tON  tOFF   m  n  T

n = рабочий цикл (d). M  n

RMS Ток нагрузки

IO RMS  

20

VO RMS  Z



VO RMS  RL

;

для резистивной нагрузки Z  RL.



Выходная мощность переменного тока (нагрузка)

PO IO2  RMS   RL



Коэффициент входной мощности

PF 

PF 

PO P выходная мощность нагрузки  O VA Входная мощность нагрузки вольт амперы VS IS

I O2  RMS   RL Vi RMS   I in RMS 

IS  Iin RMS   RMS входной ток питания.

;

Входной ток питания такой же, как и ток нагрузки

I in I O  I L

Следовательно, действующий ток питания = действующий ток нагрузки; Iin RMS   IO RMS .

PF 

IO2  RMS   RL Vi RMS   Iin RMS 

PF  k 



21



VO RMS 9 Vi3 RMS n

Средний ток тиристора IT  Avg 



Vi RMS  k Vi RMS 

 k

Форма волны тока тиристора iT

n

m

Im 0

Im 0

Im 0

Im



2

3



IT  Avg  

n I m sin t.d t  2  m  n  0



22

IT  Avg 

nI m  sin td t  2  m  n  0

IT  Avg 

 nI m    cos  t 2  m  n  



  0

IT Avg  

nI m   cos   cos 0 2  m  n 

IT  Avg  

nI m    1  1 2  m  n  

IT  Avg  

n 2Im  2   m  n 

IT  Avg  

Imn k .I  m  m  n 

t

k  Рабочий цикл 

IT  Avg  

Где I м



23

тонн n   tON  tOFF   n  m 

Imn k.I m,  m  n 

Вм = максимальный или пиковый ток тиристора. RL

Действующий ток тиристора IT  RMS  1

IT  RMS 

   n  I m2 sin 2 td t    2  n  m  0 

IT  RMS 

  nI m2  2  sin  t. d  t      2  n  m  0 

IT  RMS 

  nI m2 1  cos 2t  d t      2  n М 2   0  

IT  RMS 

  nI m2    d t  cos 2td t  0    4  n  m   0

IT  RMS 

 nI m2   t   4  n m  



0

1

2

2

 sin 2t     2 

1

2

  0  



1

1

2

2

24

IT  RMS 

 nI m2  sin 2  sin 0     0      2     4  n  m  

IT  RMS 

 nI m2     0  0  4  n  m  

IT RMS 

 nI m2     4   n m  

IT  RMS  

Im 2

IT  RMS  

Im k 2

1

2

1

2 900 03

 nI m2     4  n  m 

I n  mk  m  n 2

1

2

1

2

ГЛАВА-3

25

3.1 КОНСТРУКЦИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ

3.1.1 НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ    

Мультиметр. Патч-корды. Объем мощности. Лампа накаливания.

3.1.2 КОМПОНЕНТЫ И НАЗНАЧЕНИЕ Sl no.

компоненты

Спецификация

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Резистор (R1) Резистор (R2) Резистор (R3) Переменный резистор (P1) Переменный резистор (P2) Конденсатор (C1) Конденсатор (C2) ) Конденсатор (C3) Симистор (TR1) Diac (D) Лампа

68k 260k 10k 100k 500k 330n / 400v 330n / 400v 27n или 33n / 400v 4 A / 400v ER900

26

Назначение

Preset Cin

Control ac напряжение Запуск симистора Нагрузка

3.1.3 СХЕМА

3.1.4 ОПИСАНИЕ  Симистор — это трехконтактное двунаправленное устройство, используемое для управления переменным напряжением.  Диак используется для запуска симистора.  Diac — это двунаправленный диод с двумя выводами, который можно включать и выключать в зависимости от полярности приложенного напряжения.  Для схемы требуется всего четыре компонента: переменный резистор (p2) и конденсатор (c2) представляют собой одноэлементную сеть с фазовым сдвигом.

27

 Форма сигнала сети переменного тока сдвигается по фазе RC-цепью, так что версия сигнала сети с уменьшенной амплитудой и фазовой задержкой появляется на C3.

3.1.5 ПРОЦЕДУРА 1. 2. 3. 4.

Подключения выполняются согласно принципиальной схеме. Удерживайте потенциометр в минимальном положении. Включите подачу 230 В переменного тока в цепь. Вращайте потенциометр и наблюдайте за формой выходного сигнала с помощью осциллографа. 5. Измерьте напряжение с помощью мультиметра и запишите угол зажигания на осциллограмме.

28

ГЛАВА-4

29

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

С помощью этой схемы мы можем контролировать скорость асинхронного двигателя, изменяя напряжение, подаваемое на него, используя диак и симистор.Напряжение, подаваемое на асинхронный двигатель, регулируется углом включения симистора. Diac используется для управления импульсом затвора симистора. 4.1WAVEFORM

30

ГЛАВА 5

31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Мы построили базовый контроллер напряжения переменного тока, используя TRIAC и DIAC. Нам нужно было синхронизировать триггерные импульсы с электросетью. Контроллер позволял нам изменять выходное напряжение (скорость нашего асинхронного двигателя). Мы также заметили, что демпферная сеть позволила нам уменьшить скачки напряжения, вызванные инерцией нашего вращающегося двигателя, изменяя значения таких конденсаторов, мы также можем изменить частоту демпфированного отклика, вызванного сетью RLC.Мы также узнали, что измерения можно проводить непосредственно на двигателе с помощью оборудования, которое также подключено к электрической сети. Сначала нам нужно было убедиться, какая клемма находится под напряжением, заземление и нейтраль, с помощью вольтметра, взяв одну клемму и затем подключив к каждой клемме в разъеме. Затем приступаем к соединению общей земли с нулевым проводом.

32

ССЫЛКИ    

33

www.google.com www.wikipedia.org M.H. Рашид, «Силовая электроника: схемы, устройства и применение».P.S. Бхимбра, «силовая электроника».

Технические характеристики и рекомендации TRIAC

Технические характеристики и рекомендации TRIAC (поведение при включении)

Введение

Wiki определяет TRIAC как электронный компонент, приблизительно эквивалентный двум выпрямителям с кремниевым управлением (тиристорам / тиристорам), соединенным в обратную параллель (параллельно, но с обратной полярностью), и их вентили соединены вместе. Это приводит к двунаправленному электронному переключателю, который может проводить ток в любом направлении при срабатывании (включении) и, следовательно, не имеет полярности.Это может быть вызвано либо положительным, либо отрицательным напряжением, приложенным к его электроду затвора. После срабатывания устройство продолжает проводить до тех пор, пока ток через него не упадет ниже определенного порогового значения, удерживающего тока, например, в конце полупериода основного питания переменного тока (AC). Это делает TRIAC очень удобным переключателем для цепей переменного тока, позволяющим управлять очень большими потоками мощности с помощью управляющих токов миллиамперного диапазона. Кроме того, применение триггерного импульса в контролируемой точке цикла переменного тока позволяет контролировать процентную долю тока, протекающего через TRIAC к нагрузке (управление фазой).

ОБЗОР

Заказчик запросил

DfR для определения критических параметров симистора и определения запаса, необходимого для обеспечения успешной работы их модульной системы управления. Используемый симистор тока является чувствительным типом затвора.

Включить цепь управления

• Включение (фиксация) при подаче напряжения срабатывания на затвор и поддержка выхода тока и напряжения клапанной станции для подачи питания на определенное количество и тип соленоидных нагрузок
  • Ток срабатывания затвора (зависит от квадранта)
  • Возможно другие второстепенные

Отключить цепь управления

• Не включайтесь, если вы не подаете напряжение запуска на затвор, даже при воздействии чрезмерного dV / dt, шума от основного источника переменного тока или обратной ЭДС после обесточивания индуктивной нагрузки соленоида.
  • Ток срабатывания затвора
  • Напряжение отключения
  • Минимальный ток удержания
  • Максимальный dV / dt

Срок службы 10 лет

• • Достаточно быстрое выключение при снятии напряжения срабатывания, чтобы предотвратить повреждение цепи во время перегрузки по току для станции
    • Минимальный ток удержания
    • Сохранять работоспособность в случае воздействия указанного скачка напряжения на проводе клапана
      • Напряжение отключения
      • Импульсный ток
      • Способность рассеивать мощность и обеспечивать длительную фиксацию без ухудшения характеристик деталей
        • Действующий ток в открытом состоянии
        • Температура перехода

МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕЦИЙ

Модель SPICE схемы между симистором и драйвером была смоделирована для определения влияния соленоидов и параметров симистора.Схема модели представлена ​​на рисунке 1.

Поведение симистора было определено с помощью директивы SPICE, которая учитывает:

• Текущие активы
• Критическое значение срабатывания dV / dt
• Ток срабатывания затвора
• Напряжение срабатывания затвора
• Напряжение в открытом состоянии
• Ток в открытом состоянии
• Время включения

Это было изменено для исследования критических свойств симистора. Модель SPICE достаточно хорошо предсказывает поведение реальной схемы, как показано в сравнении между измеренным падением напряжения симистора и смоделированным падением, показанным на рисунке 2.

Нагрузка симистора при увеличении количества соленоидов

Моделирование SPICE для 1-3 подключенных соленоидов показано на рисунках с 3 по 5. Как показано на рисунках, ток увеличивается пропорционально количеству подключенных симисторов. Предполагалось, что соленоиды имеют индуктивность 0,100 Гн и сопротивление 40 Ом.

Для моделирования была выбрана схема с одним соленоидом, так как это наихудший случай для операций включения. Из-за повышенной индуктивности катушки длина провода между симистором и соленоидом не учитывалась.

При работе от переменного тока включение симистора в первую очередь является функцией тока триггера затвора. Ток триггера затвора необходим для повторного смещения переходов в симисторе каждые полупериод, когда ток нагрузки проходит через ноль. Во-вторых, если удерживающий ток слишком мал и в симисторе или линии возникают ток утечки или шум, соответственно, происходит непреднамеренное включение симистора при отсутствии сигнала запуска затвора. Время включения является проблемой только в высокочастотных цепях и не является проблемой при использовании 60 Гц.

Ток срабатывания затвора

Для более точного отображения требуемых значений тока затвора было выполнено моделирование SPICE с различными токами запуска затвора. Результат показывает, что ток триггера затвора 16,7 мА является максимальным значением Igt, при котором включение происходит правильно. На рисунках 6 и 7 показано правильное включение при токе 16,7 мА.

При токах триггера затвора выше 16,7 мА наблюдается неправильное включение. На Рисунке 8 пики напряжения на симисторе каждые полупериод, а также большие пики, присутствующие при включении, подробно показаны на Рисунке 9.

Дальнейшее увеличение параметров тока триггера затвора тестового симистора приводит к ухудшению характеристик включения. См. Рис. 10 и Рис. 11. Скачки напряжения на симисторе указывают на прерывистую подачу питания, приводящую в действие электромагнитные клапаны, что может препятствовать нормальной работе соленоидов.

При дальнейшем увеличении тока триггера затвора скачки напряжения становятся более серьезными. При токе срабатывания 17,2 мА симистор активен только в течение половины цикла (Рисунок 12 и Рисунок 13).Это функция квадрантной специфичности тока запуска затвора.

Полный отказ в работе при подаче стробирующего сигнала происходит, когда ток триггера затвора симистора достигает 17,3 мА, как показано на Рисунке 14.

Специфический для квадранта номинальный ток триггерного затвора симистора обычно актуален только для работы на постоянном токе, когда смещение триггерных напряжений, а также смещение для напряжения нагрузки известны и постоянны. Система управления представляет собой систему переменного тока с индуктивной нагрузкой.По этой причине симистор должен работать во всех квадрантах. При достижении порога номинального тока затвора один или, возможно, два квадранта выйдут из строя раньше других, что приведет к полуволновой работе.

Шум на затворе симистора может дополнительно снизить требуемый параметр Igt на величину, равную значениям, измеренным в типичной рабочей среде.

Текущий ток

Ток удержания был найден путем установки тока срабатывания затвора на 15 мА. Минимальный рабочий ток удержания оказался равным 0.302 мА. При 0,301 мА частичное включение наблюдалось в отсутствие тока триггера затвора, как показано на Рисунках 15 и 16. Шум на линии нагрузки увеличит минимальное значение тока удержания на величину, равную этому шумовому току. Регулировка тока триггера до значений ниже максимума 16,7 не повлияла на полученное значение.

ОБСУЖДЕНИЕ / ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Характеристики включения зависят от номинального тока срабатывания затвора и минимального номинального тока удержания.При моделировании без шума критические значения следующие:

• Igt: 16,7 мА (максимум)
• Ih: 0,302 мА (минимум)

Продолжение анализа свойств схемы и симистора в отношении отключения симистора и надежности в течение срока службы может еще больше ограничить эти значения. При установлении соответствующих полей следует также учитывать проблемы шума.

Фигуры

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

DfR означает, что были предприняты разумные усилия для обеспечения точности и надежности информации, содержащейся в этом отчете.Тем не менее, DfR Solutions не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении содержания этого отчета, включая, помимо прочего, наличие каких-либо скрытых или патентных дефектов, товарной пригодности и / или пригодности для конкретного использования. DfR не несет ответственности за потерю использования, выручку, прибыль или любые особые, случайные или косвенные убытки, возникшие в результате, связанные с информацией, представленной в этом отчете, или возникшие в результате ее использования.

Переключение нагрузки переменного тока с использованием симистора

TRIAC (триод для переменного тока) — это идеальный переключатель силовой электроники для использования в приложениях , переключающий , поскольку он может управлять протеканием тока как в положительном, так и в отрицательном полупериоде переменного тока . форма волны .Он также имеет преимущество в более низкой стоимости по сравнению с тиристорной схемой с задними контактами. Для управления током до 4 А, напряжением до 600 В и низким пусковым током я рекомендовал симистор, кроме того, тиристоры с задними контактами могут работать нормально.

Управление высоковольтными устройствами с помощью оптически изолированного устройства силовой электроники дает преимущества управления напряжением. Эта простая схема TRAIC BT136 и оптопара MOC3021 могут управлять высоковольтными устройствами с микроконтроллера. Например, Arduino для управления лампочкой 230/220 В или любым устройством, работающим от высокого напряжения.Эта схема также может работать для приложений регулирования яркости и скорости с использованием сигнала ШИМ от Arduino.

Поскольку TRIAC имеет двунаправленный клапан, эта схема используется для приложений переменного и постоянного тока.

Работа TRIAC CIRCUIT

При включенном состоянии:
Когда 5 В / 3,3 В подается от микроконтроллера к оптрону, устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на выводах 1 и 2. Этот диод излучает инфракрасное излучение. зажигать и запускать оптически связанный светом активированный кремниевый двусторонний переключатель на контактах 6 и 4, который позволяет току течь между ними.Этот источник питания обеспечивает ток GATE на затвор TRIAC (вывод 3 TRIAC), а TRIAC проводит основной ток между выводами MT1 и MT2.

В состоянии ВЫКЛЮЧЕНО:
Когда 0 В подается между контактами 1 и 2 оптопары, контакты 6 и 4 действуют как разомкнутые переключатели и не допускают протекания тока между ними, поскольку нет тока GATE на TRIAC, он перестает проводить.

Работа TRIAC CIRCUIT

Во время включения:
Когда 5 В / 3,3 В подается от микроконтроллера на оптопару, устройства MOC3021 содержат инфракрасные излучающие диоды на основе арсенида галлия на контактах 1 и 2.Этот диод излучает инфракрасный свет и запускает оптически связанный световой кремниевый двусторонний переключатель на контактах 6 и 4, который позволяет току течь между ними. Этот источник питания обеспечивает ток GATE на затвор TRIAC (вывод 3 TRIAC), а TRIAC проводит основной ток между выводами MT1 и MT2.

В состоянии ВЫКЛЮЧЕНО:
Когда 0 В подается между контактами 1 и 2 оптопары, контакты 6 и 4 действуют как разомкнутые переключатели и не допускают протекания тока между ними, поскольку нет тока GATE на TRIAC, он перестает проводить.