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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Regolatori di potenza triac. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore K. Smolyakov di Nizhny Novgorod, che ha assunto il compito di replicare i regolatori descritti in [1], è riuscito a combinare i due in uno e creare un dispositivo in grado di regolare la potenza fornita al carico sia modificando il numero di " semicicli attivi” della tensione di rete e con il metodo dell'impulso di fase. Nel suo regolatore, assemblato secondo lo schema di Fig. 1, solo un chip DD1. La modalità operativa viene modificata dall'interruttore SA1 con tre gruppi di contatti (viene utilizzato un interruttore di portata da un ricevitore a transistor portatile). L'alimentatore (diodi VD1, VD2, diodo zener VD3), il formatore di impulsi “zero” (transistor VT1, VT2), l'unità di uscita (circuito differenziatore C6R6, elemento DD1.4, transistor VT4, triac VS1) sono rimasti gli stessi come nel prototipo.
Consideriamo il funzionamento del dispositivo in modalità di controllo della potenza utilizzando il metodo dell'impulso di fase (l'interruttore 5A1 è mostrato in questa posizione). Gli impulsi dall'uscita dell'elemento DD1.1, in coincidenza con i momenti in cui la tensione di rete attraversa lo zero, aprono il transistor VT3 quando il valore istantaneo della tensione di rete è vicino allo zero. Di conseguenza, il condensatore C4 viene scaricato attraverso il transistor e la tensione all'ingresso dell'elemento DD1.2 salta quasi alla tensione di alimentazione e alla sua uscita diminuisce quasi a zero (livello logico basso). Triac VS1 è chiuso, il carico è disconnesso dalla rete. Con un aumento del valore istantaneo della tensione di rete a 30...50 V in valore assoluto, il livello logico all'uscita dell'elemento DD1.1 diventa basso e il transistor VT3 si chiude, consentendo al condensatore C4 di essere caricato dalla corrente che scorre attraverso il circuito: diodo\/04 - la parte sinistra (per circuito) del resistore R5 è l'uscita dell'elemento DD1.2. La carica continua fino alla soglia di commutazione dell'elemento DDI.2, dopo di che il livello all'uscita di questo elemento diventa alto e all'uscita dell'elemento DD1.3 - basso. Nel momento in cui i livelli cambiano, il condensatore C6 viene caricato dalla corrente che scorre attraverso il resistore R6, quindi appare un breve impulso all'uscita dell'elemento DD1.4, aprendo il transistor VT4. L'elettrodo di controllo del triac VS1 riceve un impulso di apertura. Il suo ritardo rispetto alla fase zero della tensione di rete dipende dalla costante di tempo di carica del condensatore C4, che a sua volta dipende dalla posizione del resistore variabile R5. Alla fine del semiciclo il triac si chiuderà e nel semiciclo successivo il processo si ripeterà. Nella seconda modalità, i contatti chiusi SA1.2 in parallelo al condensatore C4 sono collegati a C5 di capacità molto maggiore. I contatti SA1.1 collegano la base e l'emettitore del transistor VT3, di conseguenza il transistor è costantemente chiuso e non influisce più sul funzionamento del dispositivo. L'elemento DD1.2, il resistore R5 con diodi VD4, VD5 e condensatori C4, C5 formano un generatore di impulsi rettangolare con una frequenza di ripetizione di circa 2 Hz. Con la commutazione dei contatti SA1.3 l'elemento DD1.3 ritorna alla sua funzione logica NAND originale. Uno degli ingressi dell'elemento riceve impulsi dal generatore e l'altro riceve la transizione della tensione di rete attraverso lo zero, quindi alla sua uscita si formano raffiche di impulsi che coincidono nel tempo con gli "zeri" della tensione di rete, e la durata delle raffiche e gli intervalli tra loro dipendono dal ciclo di lavoro degli impulsi del generatore. Ciascuno degli impulsi burst provoca la comparsa di un impulso di apertura sull'elettrodo di controllo del tiristore VS1 proprio all'inizio del semiciclo corrispondente. Di conseguenza, in un ciclo della durata di 0,5 s, il numero di semicicli in cui il carico è collegato alla rete dipende dalla posizione del resistore variabile R5. Con un numero dispari di semicicli "lavorativi" o "inattivi", si forma una notevole componente costante nella corrente consumata dalla rete, che può influire negativamente sul funzionamento dei dispositivi elettromagnetici collegati alla stessa rete: motori elettrici, loro avviatori , trasformatori. Tuttavia, questo inconveniente è insito anche nel prototipo [1]. A. BUTOV dal villaggio. Kurba, nella regione di Yaroslavl, offre una versione migliorata del suo controller di potenza sensibile al tocco [2] con un'unità di controllo basata sul microcircuito K145AP2, la cui descrizione può essere trovata in [3]. A differenza del prototipo, il nuovo regolatore può essere collegato a un'interruzione di qualsiasi cavo di rete, il che è importante se sostituisce un tradizionale interruttore a contatto Lo schema del dispositivo è mostrato in Fig. 2. L'algoritmo di controllo è lo stesso: un breve tocco del sensore E1 con il dito accende o spegne la lampada EL1 e con un tocco lungo la luminosità del bagliore cambia ciclicamente (dal minimo al massimo e viceversa in circa 5 s) Il controller ricorda il suo stato: la lampada si accende sempre con l'impostazione prima di spegnerla luminosità Come prima, il regolatore può essere controllato non solo toccando il sensore, ma anche premendo il pulsante SB1, che funziona in modo simile .
La non criticità del regolatore per la messa in fase dei cavi di rete è stata ottenuta introducendo un amplificatore di segnale per il sensore E1 su un transistor composito VT1, VT2. Rettificato con diodi VD4. La tensione VD5, che raggiunge -5...-9 V quando si tocca il sensore con la mano, ora è sufficiente per controllare in ogni caso il chip DA1. Il condensatore C2, eliminando il feedback negativo sulla tensione alternata, aumenta il guadagno della cascata. Il condensatore C3 è progettato per sopprimere le interferenze ad alta frequenza. L'alimentatore del regolatore è costituito da un condensatore di spegnimento C1 con un resistore limitatore R1, un raddrizzatore (diodi VD1, VD2), uno stabilizzatore di tensione (diodo zener VD3) e condensatori di filtro C5, C6. Si consiglia di installare il resistore R1 P1-7 o simile discontinuo importato, i restanti resistori costanti del regolatore sono C1-4, C2-23, MLT di potenza adeguata, viene utilizzato un condensatore ad ossido C6 di piccole dimensioni. da Rubycon, condensatori CI, C11 - K73-17, K73-24V o K73-50 per una tensione di almeno 400 V o importati progettati per il funzionamento in circuiti a corrente alternata, ad esempio CPF 250V X2. I restanti condensatori sono ceramici o a film K10-17, KM-5, K73-17v. I condensatori K10-7 sono indesiderabili a causa della loro bassa affidabilità. I diodi KD522A (VD4, VD5) possono essere sostituiti con KD503, KD521, KD103 con qualsiasi indice di lettere o 1N4148 importato. I diodi KD243D (VD1 VD2) vengono sostituiti con KD243E-KD243Zh, KD105B-KD105P KD209A-KD209V, 1 N4004-1 N4007, diodo zener D814G (VD3) - KS211Zh, KS508A, 1N6001B, 1 N4741 A. Tra La resistenza VT3 può essere KT645A , KT645B, KT6114 , SS8050, SS9013, 2SC1009, 2SC2331, 2SD1616 con qualsiasi indice di lettera I transistor VT1 e VT2 possono essere una qualsiasi delle serie KT3107, KT6112, SS9015, 2SA733, 2SA910, 2SA992 Triac KU208G (VS1) può essere sostituito con TS112-10, TS112-16, TS106-10 classe di tensione non inferiore a 4 o MAS12, MAS15 importati. Il triac è installato su un dissipatore a forma di U di dimensioni 110 25 mm realizzato in lamiera di alluminio con spessore 1,5...2 mm. In questo caso, la potenza di carico consentita del regolatore è di 350 W. Lo starter L1 contiene 135 spire di filo PEV-2 da 0,51 mm oppure è avvolto su un nucleo magnetico ad anello K32x20x6 in ferrite M2500NMS1. Prima dell'avvolgimento, i bordi dell'anello vengono smussati e avvolti con uno strato di pellicola di materiale isolante. L'avvolgimento finito è impregnato con vernice isolante. La resistenza CC dell'induttore è di circa 0,3 ohm. Al posto dell'anello è consentito utilizzare un pezzo di ferrite da 400NN con un diametro di 8-10 mm e una lunghezza di 60 mm. La potenza minima della lampada EL1 è 25 W. Non sarà possibile spegnere completamente la lampada di potenza inferiore a causa del riscaldamento del suo filamento da parte della corrente che scorre attraverso il condensatore C1 La cascata sui transistor VT1, VT2 deve essere posizionata il più lontano possibile dal triac VS1 e dall'induttore L1. Se il sensore E1 è collegato al controllore con un cavo di lunghezza superiore a 50 mm, anche quest'ultimo deve essere schermato. Per ridurre le interferenze al sensore si consiglia di isolare elettricamente il triac VS1 dal dissipatore. Un altro progetto di A. BUTOV è un regolatore di fase triac con un livello di rumore ridotto. Nella maggior parte dei modelli conosciuti, alla massima potenza del carico, il triac non si apre finché la tensione su di esso non raggiunge 30...80 V. Ciò porta non solo al carico che "non riceve" circa il 4% della potenza, ma anche ad un aumento significativo del livello di potenza generata in questa modalità interferenze radio. Se si forza il triac ad aprirsi alla tensione più bassa possibile, questi inconvenienti verranno eliminati o indeboliti. In un regolatore assemblato secondo il circuito mostrato in Fig. 3, sugli elementi VT1, VS1, R2, R3, C2, viene assemblato un analogo di un dinistor, collegato attraverso il ponte a diodi VD1 al circuito dell'elettrodo di controllo del triac VS2. Non appena la tensione applicata alla giunzione dell'emettitore del transistor VT1, che nel nostro caso funziona come un diodo zener, supera circa 8...10 V, si verificherà una rottura a valanga reversibile di questa sezione e il trinistor VS1 sarà aperto. L'impulso di corrente di scarica del condensatore 1 aprirà il triac VS2. La potenza fornita al carico viene controllata modificando la costante di tempo per caricare il condensatore C con un resistore variabile R4.
Le parti del regolatore possono essere montate sul circuito stampato mostrato in Fig. 4. Resistore variabile R4 - SP-1, SPZ-ZOa, SPZ-35 o SPZ-33. Sul suo asse deve essere posizionata una maniglia in materiale isolante. Resistori fissi - MLT, S2-23, S2-ZZN, S1-4. Condensatore C1 - K73-50, K73-24V, K73-17. K73-16; C2-K10-17, KM-6. Ponte a diodi: qualsiasi serie DB101-DB107 [4], KTs422, KTs407. Puoi anche creare un ponte da quattro diodi discreti delle serie KD105, KD209, KD221, KD243, 1 N4001 - 1 N4007. Il triac KU208G può essere sostituito con un altro di media potenza, ad esempio TS106-10, TS112-16, TS112-10, TS122-25. Preferibilmente il quarto e i gruppi di tensione superiori.
La pratica ha dimostrato che, indipendentemente dalla bassa corrente del carico, il triac VS2 richiede un dissipatore di calore. Ciò è spiegato dalla grande corrente inversa incontrollata del triac, sufficiente per il suo autoriscaldamento e la successiva apertura casuale. Quando si sceglie la dimensione e la forma del dissipatore di calore, è necessario assicurarsi che la sua temperatura durante il funzionamento prolungato alla massima potenza non superi i 60 ° C. Sulla scheda è presente uno spazio per un dissipatore di calore per il triac VS2. L'impostazione del regolatore si riduce alla selezione del condensatore C1 di capacità tale che quando si sposta il cursore del resistore R4 da una posizione estrema all'altra, viene coperto l'intero intervallo richiesto di potenza fornita al carico. Qualsiasi regolatore triac crea interferenze radio, quindi dovrebbe essere ben schermato e collegato alla rete e caricato attraverso un filtro. Tale, ad esempio, come in Fig. 3 nell'articolo di S. Sorokoumov "Regolatore Triac ad alta potenza"("Radio" 2000, n. 7, p. 41). Letteratura
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