Ένας τόσο απλός, αλλά ταυτόχρονα πολύ αποτελεσματικός ρυθμιστής μπορεί να συναρμολογηθεί από σχεδόν οποιονδήποτε μπορεί να κρατήσει ένα συγκολλητικό σίδερο στα χέρια του και ακόμη και να διαβάσει ελαφρώς τα διαγράμματα. Λοιπόν, αυτός ο ιστότοπος θα σας βοηθήσει να εκπληρώσετε την επιθυμία σας. Ο παρουσιαζόμενος ρυθμιστής ρυθμίζει την ισχύ πολύ ομαλά χωρίς υπερτάσεις ή βυθίσεις.

Κύκλωμα ενός απλού ρυθμιστή triac

Ένας τέτοιος ρυθμιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του φωτισμού με λαμπτήρες πυρακτώσεως, αλλά και με λαμπτήρες LED αν αγοράσετε ρυθμιζόμενους. Είναι εύκολο να ρυθμίσετε τη θερμοκρασία του συγκολλητικού σιδήρου. Μπορείτε να ρυθμίζετε συνεχώς τη θέρμανση, να αλλάζετε την ταχύτητα περιστροφής των ηλεκτρικών κινητήρων με έναν τυλιγμένο ρότορα και πολλά άλλα όπου υπάρχει χώρος για ένα τόσο χρήσιμο πράγμα. Εάν έχετε ένα παλιό ηλεκτρικό τρυπάνι που δεν έχει έλεγχο ταχύτητας, τότε χρησιμοποιώντας αυτόν τον ρυθμιστή θα βελτιώσετε ένα τόσο χρήσιμο πράγμα.
Το άρθρο, με τη βοήθεια φωτογραφιών, περιγραφών και του συνημμένου βίντεο, περιγράφει με μεγάλη λεπτομέρεια ολόκληρη τη διαδικασία κατασκευής, από τη συλλογή εξαρτημάτων έως τη δοκιμή του τελικού προϊόντος.

Θα πω αμέσως ότι εάν δεν είστε φίλοι με τους γείτονές σας, τότε δεν χρειάζεται να συλλέξετε την αλυσίδα C3 - R4. (Ανέκδοτο) Χρησιμεύει για την προστασία από παρεμβολές ραδιοφώνου.
Όλα τα ανταλλακτικά μπορούν να αγοραστούν στην Κίνα στο Aliexpress. Οι τιμές είναι δύο έως δέκα φορές χαμηλότερες από ό,τι στα καταστήματά μας.
Για να φτιάξετε αυτή τη συσκευή θα χρειαστείτε:

• R1 – αντίσταση περίπου 20 Kom, ισχύς 0,25 W;
• R2 – ποτενσιόμετρο περίπου 500 Kom, 300 Kom έως 1 Mohm είναι δυνατό, αλλά 470 Kom είναι καλύτερο.
• R3 - αντίσταση περίπου 3 Kom, 0,25 W;
• R4 - αντίσταση 200-300 Ohm, 0,5 W;
• C1 και C2 – πυκνωτές 0,05 μF, 400 V;
• C3 – 0,1 μF, 400 V;
• DB3 – Dinistor, που βρίσκεται σε κάθε λάμπα εξοικονόμησης ενέργειας.
• BT139-600, ρυθμίζει ρεύμα 18 A ή BT138-800, ρυθμίζει ρεύμα 12 A - triacs, αλλά μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε άλλο, ανάλογα με το φορτίο που θέλετε να ρυθμίσετε. Ένα dinistor ονομάζεται επίσης diac, ένα triac είναι ένα triac.
• Το ψυγείο ψύξης επιλέγεται με βάση την προγραμματισμένη ισχύ ρύθμισης, αλλά όσο περισσότερο, τόσο το καλύτερο. Χωρίς καλοριφέρ, δεν μπορείτε να ρυθμίσετε περισσότερα από 300 watt.
• Μπορούν να εγκατασταθούν τυχόν μπλοκ τερματικών.
• Χρησιμοποιήστε το breadboard όπως θέλετε, αρκεί να χωρέσουν όλα μέσα.
• Λοιπόν, χωρίς συσκευή είναι σαν χωρίς χέρια. Αλλά είναι καλύτερα να χρησιμοποιήσουμε τη συγκόλληση μας. Αν και είναι πιο ακριβό, είναι πολύ καλύτερο. Δεν έχω δει καμία καλή κινέζικη συγκόλληση.

Ας ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση του ρυθμιστή

Πρώτα, πρέπει να σκεφτείτε τη διάταξη των εξαρτημάτων έτσι ώστε να εγκαταστήσετε όσο το δυνατόν λιγότερους βραχυκυκλωτήρες και να κάνετε λιγότερη συγκόλληση, στη συνέχεια ελέγχουμε πολύ προσεκτικά τη συμμόρφωση με το διάγραμμα και στη συνέχεια κολλάμε όλες τις συνδέσεις.

Αφού βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν σφάλματα και τοποθετήσετε το προϊόν σε πλαστική θήκη, μπορείτε να το δοκιμάσετε συνδέοντάς το στο δίκτυο.

Ένα κύκλωμα ελέγχου ισχύος με ελάχιστο διάστημα διακοπής ρεύματος είναι συχνά σε ζήτηση. Παραδείγματα τέτοιων καταστάσεων μπορεί να είναι ο έλεγχος ομάδων λαμπτήρων πυρακτώσεως, οι οποίοι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε διακυμάνσεις στο δίκτυο θέρμανσης, εξοπλισμός συγκόλλησης, ηλεκτροκινητήρες και ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες με τριφασική ισχύ. Σε αυτή την περίπτωση, με το κόστος της παραμόρφωσης της ημιτονοειδούς τάσης, επιτυγχάνονται ελάχιστα διαστήματα παύσης.

Για παράδειγμα, μπορείτε να ανατρέξετε στο σημείο όπου ο συγγραφέας του θέματος χρησιμοποίησε ένα κύκλωμα ελέγχου παλμικής φάσης για έναν μετασχηματιστή τριών φάσεων για την υλοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησης. Ο συγγραφέας αυτού του θέματος παρείχε έναν σύνδεσμο προς το περιοδικό Radio, όπου το αρχικό διάγραμμα δημοσιεύτηκε το 1986 Νο. 8. Αυτό το άρθρο επιχειρεί να εφαρμόσει αυτή τη μέθοδο παλμοφασικού ελέγχου, η οποία είναι, κατά τη γνώμη μου, απλούστερη, η οποία, σε μεγάλο βαθμό, επιτυγχάνεται με τη χρήση οπτοϊσμιστών αντί για παλμικούς μετασχηματιστές για τον κοινό έλεγχο της τριφασικής τάσης. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο της τροφοδοσίας ενός ανορθωτή τύπου VAKR για τη ρύθμιση του ρεύματος της γαλβανικής διεργασίας. Το VAKR είναι ένας ισχυρός τριφασικός μετασχηματιστής, στο δευτερεύον τύλιγμα του οποίου (~24V), συνδέεται ένας ανορθωτής με ρεύμα 1000 αμπέρ ή περισσότερο. Ο ανορθωτής αποτελούνταν από θυρίστορ τύπου ταμπλέτας με δυνατότητα αντιστροφής πολικότητας, δηλ. αλλαγή της πολικότητας της ανορθωμένης τάσης, η οποία είναι απαραίτητη για την υλοποίηση της απαιτούμενης γαλβανικής διαδικασίας. Η ρύθμιση πραγματοποιήθηκε μέσω του δευτερεύοντος δικτύου του μετασχηματιστή ισχύος και, για να δημιουργηθούν τα απαιτούμενα σήματα ελέγχου για θυρίστορ ισχύος, χρησιμοποιήθηκαν τριακ χαμηλότερης, ενδιάμεσης ισχύος (που υποδεικνύονται στο διάγραμμα ως V1, V2 και V3). Θα αφήσουμε τη μέθοδο αντιστροφής πολικότητας, όπως λένε, "πίσω από τις σκηνές", επικεντρώνοντας την προσοχή στην αρχή λειτουργίας του ίδιου του κυκλώματος ελέγχου παλμικής φάσης, καθώς αυτό το τμήμα του είναι καθολικό και εφαρμόζεται σε διάφορες περιοχές που υποδεικνύονται πάνω από.

Ο έλεγχος, ομοιόμορφος για όλες τις φάσεις, ρυθμίζεται από τη συχνότητα της γεννήτριας στο DD1.1, η οποία είναι στην περιοχή 10000 - 2000 Hz. Η συχνότητα της γεννήτριας παρέχεται σε τρεις μετρητές παλμών DD2, DD3, DD4 με συντελεστή μετατροπής 16. Εφόσον κάθε μετρητής επαναφέρεται από έναν παλμό συγχρονισμού της «δικής του» φάσης, οι παύσεις που δημιουργούνται από τους μετρητές συγχρονίζονται με τις αντίστοιχες μεταβάσεις των τάσεων φάσης μέσω του μηδενός. Όταν εμφανιστεί το πιο σημαντικό ψηφίο του μετρητή, έχουμε έναν παλμό ελέγχου για το triac της αντίστοιχης φάσης, προφανώς με διάρκεια που εξαρτάται από τη συχνότητα του κύριου ταλαντωτή DD1. Αφού συμπληρωθούν όλα τα bit, ο μετρητής υπερχειλίζει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται κυκλικά (μέχρι να φτάσει ο παλμός συγχρονισμού "επαναφορά"). Έτσι, κάθε μετρητής είναι ένα είδος ρυθμιστή παύσης από τη διέλευση τάσης μέσω του μηδενός έως την παροχή ενός παλμού ελέγχου. Για τη δημιουργία μηδενικών παλμών διέλευσης, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές T1-T3, ένας από τους οποίους δημιουργεί την τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος. Αυτοί οι μετασχηματιστές, με έναν πόλο, συνδέονται φυσικά με την κύρια τάση της αντίστοιχης φάσης και μπορούν να αντικατασταθούν με έναν κοινό τριφασικό μετασχηματιστή. Εάν ο έλεγχος υποτίθεται ότι πραγματοποιείται από θυρίστορ ισχύος (triacs) στη δευτερεύουσα πλευρά, τότε η τάση του μετασχηματιστή ισχύος είναι αρκετά κατάλληλη για τη δημιουργία παλμών ρολογιού. Και, αντίθετα, όταν ελέγχετε τις πρωτεύουσες τάσεις, μπορείτε να κάνετε χωρίς μετασχηματιστές, εφαρμόζοντας τις επιλογές για τη δημιουργία παλμών ρολογιού που περιγράφονται στο [1], χρησιμοποιώντας αντιστάσεις με δίοδο zener και διόδους και ένα τέτοιο σχέδιο για τη δημιουργία παλμών ρολογιού θα είναι ακόμη προτιμότερο, καθώς οι παλμοί του ρολογιού που λαμβάνονται με τη βοήθειά του θα είναι πιο σαφείς και σύντομοι στο χρόνο.

Παρά το γεγονός ότι το κύκλωμα στο Σχ. 1 παράγει επαναλαμβανόμενους παλμούς ελέγχου (σε υψηλές συχνότητες της γεννήτριας D1) με διάρκεια που αυξάνεται με τη μείωση της συχνότητας του κύριου ταλαντωτή D1, αυτές οι ιδιότητες του κυκλώματος μπορεί να μην είναι αρκετές για τον έλεγχο ενός φορτίου με σημαντικό επαγωγικό εξάρτημα (μετασχηματιστής, ηλεκτρομαγνήτης, ηλεκτροκινητήρας, (γαλβανικό διάλυμα - αμιγώς ενεργό φορτίο)). Σε αυτήν την περίπτωση, το κύκλωμα που παρουσιάζεται στο Σχ. 2 μπορεί να έχει μεγαλύτερη ευελιξία Εδώ, μετά την άφιξη του πρώτου παλμού ελέγχου από τον μετρητή, στερεώνεται χρησιμοποιώντας την αντίστοιχη σκανδάλη RS μέχρι το τέλος του τρέχοντος μισού κύκλου. Οι σκανδάλες προφανώς θα επαναρυθμιστούν με την άφιξη της μηδενικής τάσης της αντίστοιχης φάσης.

Ρύζι. 2

Ας εξετάσουμε τελικά πώς, χρησιμοποιώντας τον περιγραφόμενο ελεγκτή, είναι δυνατή η εφαρμογή μιας συσκευής μαλακής εκκίνησης για έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα. Οι μαλακοί εκκινητές είναι από τους πιο δημοφιλείς στην τεχνολογία κίνησης. Η μακροζωία λειτουργίας των ηλεκτροκίνητων μηχανικών συστημάτων εξαρτάται από αυτά. Συχνά, αντί για μαλακό εκκινητή, εγκαθίσταται μια μονάδα συχνότητας, η οποία δεν δικαιολογείται πάντα οικονομικά. Για να μετατρέψετε τον ρυθμιστή μας (Εικ. 1) σε μαλακό εκκινητή, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στη γεννήτρια DD1.1/ Η βιβλιογραφία [2] δείχνει σχήματα για τη χρήση τρανζίστορ φαινομένου πεδίου για τη ρύθμιση της συχνότητας των γεννητριών που κατασκευάζονται σε λογικά τσιπ. Εάν ακολουθήσετε αυτές τις συστάσεις, τότε ως σήμα ελέγχου για τη συχνότητα του μαλακού εκκινητή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το γεγονός της παροχής τάσης στον ρυθμιστή και, κατά συνέπεια, να σχηματίσετε μια ομαλή αλλαγή στη συχνότητα αυτής της γεννήτριας από την ελάχιστη συχνότητα στην μέγιστο εντός της επιθυμητής χρονικής περιόδου.

Ρύζι. 3

Το Σχήμα 3 δείχνει ξεχωριστά μια γεννήτρια με την ικανότητα να αυξάνει ομαλά τη συχνότητα παραγωγής από τη στιγμή που εφαρμόζεται η ισχύς. Η τάση στον πυκνωτή C2 αυξάνεται εκθετικά με το χρόνο, κάτι που εξαρτάται από τις παραμέτρους της αντίστασης R3 και του πυκνωτή C2. Μετά την απενεργοποίηση της συσκευής, ο πυκνωτής C2 εκφορτίζεται γρήγορα μέσω της διόδου VD, προετοιμάζοντας το κύκλωμα για να ενεργοποιηθεί ξανά. Εάν είναι απαραίτητο να μην χρησιμοποιηθεί ένας εκθετικός νόμος, αλλά, για παράδειγμα, ένας γραμμικός νόμος μεταβολής της συχνότητας της γεννήτριας, το φορτίο της χωρητικότητας C2 πραγματοποιείται μέσω μιας γεννήτριας ρεύματος. Σχεδόν κάθε επιθυμητή τροχιά αλλαγής συχνότητας υλοποιείται με βάση μικροελεγκτές, με το σχηματισμό αναλογικού σήματος είτε με χρήση PWM υψηλής ταχύτητας είτε με ξεχωριστό ενσωματωμένο DAC.

Συμπερασματικά, σημειώνουμε μερικές παγίδες που δεν πρέπει να ξεχνάμε όταν ασχολούμαστε με τριφασικούς ρυθμιστές ισχύος με έλεγχο παλμικής φάσης.

1. Οι συσκευές ισχύος, τα triac και τα θυρίστορ, που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα τέτοιων ρυθμιστών λειτουργούν υπό πιο αυστηρές συνθήκες λειτουργίας και επομένως πρέπει να επιλέγονται με κάποιο περιθώριο σε σχέση με τις μέγιστες επιτρεπόμενες παραμέτρους ρεύματος και τάσης.
2. Οι τριφασικοί ρυθμιστές ισχύος με έλεγχο παλμικής φάσης κατά τη λειτουργία μπορούν να «νεκρίσουν» το δίκτυο τροφοδοσίας με παρεμβολές υψηλής συχνότητας. Για την προστασία από τέτοιες παρεμβολές, μερικές φορές βοηθούν αντιδραστήρες πνιγμού ή φίλτρα γραμμής, τα οποία θα πρέπει να εγκατασταθούν σε φάσεις πριν από τη σύνδεση με τον ρυθμιστή.
3. Για μαλακούς εκκινητές, οι πιο πονηροί προγραμματιστές εγκαθιστούν ειδικά συμπαγή ρελέ, τα οποία ενεργοποιούνται μετά το τέλος της πραγματικής μαλακής εκκίνησης του κινητήρα, προκειμένου να εξοικονομηθεί η ισχύς των συσκευών ημιαγωγών ισχύος και, κατά συνέπεια, το μέγεθος των καλοριφέρ για αυτούς . Αυτά τα ρελέ απλώς παρακάμπτουν αυτές τις συσκευές ημιαγωγών ισχύος με τις επαφές τους. Είναι πιθανό ότι κατά τη διαδικασία απενεργοποίησης του μαλακού εκκινητή, προκειμένου να αυξηθεί η ανθεκτικότητα των επαφών ενός τέτοιου ρελέ, οι τριακοί τροφοδοσίας πρώτα "παραλαμβάνουν" την εργασία μεταγωγής και, μετά το άνοιγμα των επαφών του ρελέ, τελικά σπάνε το κύκλωμα ισχύος.

Βιβλιογραφία:

1. Shelestov I.P., Χρήσιμα διαγράμματα για ραδιοερασιτέχνες - βιβλίο 4. 2001.

Κατάλογος ραδιοστοιχείων

Ονομασία	Τύπος	Ονομασία	Ποσότητα	Σημείωση	Κατάστημα	Το σημειωματάριό μου
DD1.1	Βαλβίδα	CD4093B	1			Στο σημειωματάριο
DD2-DD4	Μετρητής CMOS	K176IE2	3			Στο σημειωματάριο
D1-D3	Δίοδος ανορθωτή	KBL04	3	Γέφυρα διόδου		Στο σημειωματάριο
VT1-VT6	Διπολικό τρανζίστορ	BC547C	6			Στο σημειωματάριο
VD1-VD3	Οπτικοζεύκτης	MOC3023	3			Στο σημειωματάριο
VD4	Δίοδος Ζένερ	D814B	1			Στο σημειωματάριο
VD5	Δίοδος ανορθωτή	1N4148	1			Στο σημειωματάριο
V1-V3	Triac	BT136-600	3			Στο σημειωματάριο
LD1-LD3	Δίοδος εκπομπής φωτός	ALS307A	3			Στο σημειωματάριο
Γ1	Πυκνωτής	KM-10-2,2nF	1			Στο σημειωματάριο
Γ2	Πυκνωτής	K50-35-22uF	1			Στο σημειωματάριο
R1	Μεταβλητή αντίσταση	SPO-200K	1			Στο σημειωματάριο
R2	Αντίσταση	27 kOhm	20	Ονομασίες βλέπε Εικ.1		Στο σημειωματάριο
R3, R6, R9	Αντίσταση

Οι ρυθμιστές ισχύος Thyristor είναι ένα από τα πιο κοινά σχέδια ραδιοερασιτεχνών και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη. Εξάλλου, όλοι όσοι έχουν χρησιμοποιήσει ποτέ ένα κανονικό κολλητήρι 25 - 40 watt γνωρίζουν καλά την ικανότητά του να υπερθερμαίνεται. Το κολλητήρι αρχίζει να καπνίζει και να σφυρίζει, στη συνέχεια, αρκετά σύντομα, το κονσερβοποιημένο άκρο καίγεται και μαυρίζει. Η συγκόλληση με τέτοιο συγκολλητικό σίδερο δεν είναι πλέον δυνατή.

Και εδώ έρχεται στη διάσωση ο ρυθμιστής ισχύος, με τον οποίο μπορείτε να ρυθμίσετε με ακρίβεια τη θερμοκρασία για τη συγκόλληση. Θα πρέπει να καθοδηγηθείτε από το γεγονός ότι όταν αγγίζετε ένα κομμάτι κολοφωνίου με ένα κολλητήρι, καπνίζει καλά, μέτρια, χωρίς σφύριγμα ή πιτσίλισμα και όχι πολύ δυναμικά. Θα πρέπει να εστιάσετε στο να διασφαλίσετε ότι η συγκόλληση είναι διαμορφωμένη και γυαλιστερή.

Για να μην περιπλέκουμε την ιστορία, δεν θα εξετάσουμε το θυρίστορ με τη μορφή της δομής τεσσάρων επιπέδων p-n-p-n, θα σχεδιάσουμε το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης, αλλά απλώς θα περιγράψουμε με λόγια πώς λειτουργεί, το θυρίστορ. Αρχικά, στα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, αν και τα θυρίστορ δεν χρησιμοποιούνται σχεδόν ποτέ σε αυτά τα κυκλώματα. Εξάλλου, η απενεργοποίηση ενός θυρίστορ που λειτουργεί με συνεχές ρεύμα είναι αρκετά δύσκολη. Είναι σαν να σταματάς ένα άλογο που καλπάζει.

Και όμως, τα υψηλά ρεύματα και οι υψηλές τάσεις των θυρίστορ προσελκύουν προγραμματιστές διαφόρων, συνήθως αρκετά ισχυρών, εξοπλισμού συνεχούς ρεύματος. Για να απενεργοποιήσετε τα θυρίστορ, πρέπει να καταφύγετε σε διάφορες επιπλοκές και κόλπα κυκλώματος, αλλά σε γενικές γραμμές τα αποτελέσματα είναι θετικά.

Ο χαρακτηρισμός ενός θυρίστορ στα διαγράμματα κυκλώματος φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1. Θυρίστορ

Είναι εύκολο να δει κανείς ότι, με την ονομασία του στα διαγράμματα, το θυρίστορ μοιάζει πολύ με. Αν το κοιτάξετε, αυτό, το θυρίστορ, έχει επίσης αγωγιμότητα μονής κατεύθυνσης, και επομένως μπορεί να διορθώσει το εναλλασσόμενο ρεύμα. Αλλά αυτό θα το κάνει μόνο εάν εφαρμοστεί θετική τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου σε σχέση με την κάθοδο, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Σύμφωνα με την παλιά ορολογία, ένα θυρίστορ ονομαζόταν μερικές φορές ελεγχόμενη δίοδος. Όσο δεν εφαρμόζεται παλμός ελέγχου, το θυρίστορ είναι κλειστό προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Σχήμα 2.

Πώς να ενεργοποιήσετε το LED

Όλα είναι πολύ απλά εδώ. Ένα LED HL1 με μια περιοριστική αντίσταση R3 συνδέεται με μια πηγή σταθερής τάσης 9V (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια μπαταρία Krona) μέσω ενός θυρίστορ Vsx. Χρησιμοποιώντας το κουμπί SB1, η τάση από τον διαχωριστή R1, R2 μπορεί να εφαρμοστεί στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ και, στη συνέχεια, το θυρίστορ θα ανοίξει και το LED θα ανάψει.

Εάν τώρα αφήσετε το κουμπί και σταματήσετε να το κρατάτε πατημένο, το LED θα πρέπει να συνεχίσει να ανάβει. Ένα τόσο σύντομο πάτημα στο κουμπί μπορεί να ονομαστεί παλμικό. Το επαναλαμβανόμενο ή ακόμα και το επαναλαμβανόμενο πάτημα αυτού του κουμπιού δεν θα αλλάξει τίποτα: η λυχνία LED δεν θα σβήσει, αλλά δεν θα λάμπει πιο φωτεινά ή πιο αμυδρά.

Πίεσαν και άφησαν, και το θυρίστορ έμεινε ανοιχτό. Επιπλέον, αυτή η κατάσταση είναι σταθερή: το θυρίστορ θα είναι ανοιχτό έως ότου εξωτερικές επιρροές το αφαιρέσουν από αυτήν την κατάσταση. Αυτή η συμπεριφορά του κυκλώματος υποδεικνύει την καλή κατάσταση του θυρίστορ, την καταλληλότητά του για λειτουργία στη συσκευή που αναπτύσσεται ή επισκευάζεται.

Μικρή νότα

Αλλά υπάρχουν συχνά εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα: το κουμπί πατήθηκε, το LED άναψε και όταν το κουμπί απελευθερώθηκε, έσβησε, σαν να μην είχε συμβεί τίποτα. Και ποιο είναι το πρόβλημα εδώ, τι έκαναν λάθος; Μήπως το κουμπί δεν πατήθηκε αρκετά ή όχι πολύ φανατικά; Όχι, όλα έγιναν αρκετά συνειδητά. Απλώς το ρεύμα μέσω του LED αποδείχθηκε μικρότερο από το ρεύμα συγκράτησης του θυρίστορ.

Για να είναι επιτυχές το περιγραφόμενο πείραμα, πρέπει απλώς να αντικαταστήσετε το LED με μια λάμπα πυρακτώσεως, τότε το ρεύμα θα αυξηθεί ή να επιλέξετε ένα θυρίστορ με χαμηλότερο ρεύμα συγκράτησης. Αυτή η παράμετρος για τα θυρίστορ έχει σημαντική εξάπλωση, μερικές φορές είναι ακόμη απαραίτητο να επιλέξετε ένα θυρίστορ για ένα συγκεκριμένο κύκλωμα. Και της ίδιας μάρκας, με το ίδιο γράμμα και από το ίδιο κουτί. Τα εισαγόμενα θυρίστορ, τα οποία προτιμήθηκαν πρόσφατα, είναι κάπως καλύτερα με αυτό το ρεύμα: είναι πιο εύκολο να αγοράσετε και οι παράμετροι είναι καλύτερες.

Πώς να κλείσετε ένα θυρίστορ

Κανένα σήμα που αποστέλλεται στο ηλεκτρόδιο ελέγχου δεν μπορεί να κλείσει το θυρίστορ και να σβήσει το LED: το ηλεκτρόδιο ελέγχου μπορεί να ανάψει μόνο το θυρίστορ. Υπάρχουν, φυσικά, θυρίστορ που κλειδώνουν, αλλά ο σκοπός τους είναι κάπως διαφορετικός από τους απλούς ρυθμιστές ισχύος ή τους απλούς διακόπτες. Ένα συνηθισμένο θυρίστορ μπορεί να απενεργοποιηθεί μόνο με τη διακοπή του ρεύματος μέσω του τμήματος ανόδου - καθόδου.

Αυτό μπορεί να γίνει με τουλάχιστον τρεις τρόπους. Πρώτον, είναι ανόητο να αποσυνδέεις ολόκληρο το κύκλωμα από την μπαταρία. Θυμηθείτε την Εικόνα 2. Φυσικά, η λυχνία LED θα σβήσει. Αλλά όταν επανασυνδεθεί, δεν θα ανάψει μόνο του, καθώς το θυρίστορ παραμένει στην κλειστή κατάσταση. Αυτή η κατάσταση είναι επίσης σταθερή. Και για να τον βγάλεις από αυτή την κατάσταση, να ανάψει το φως, μόνο το πάτημα του κουμπιού SB1 θα βοηθήσει.

Ο δεύτερος τρόπος για να διακόψετε το ρεύμα μέσω του θυρίστορ είναι απλώς να βραχυκυκλώσετε τους ακροδέκτες καθόδου και ανόδου με ένα καλώδιο βραχυκυκλωτήρα. Σε αυτήν την περίπτωση, ολόκληρο το ρεύμα φορτίου, στην περίπτωσή μας είναι απλώς ένα LED, θα ρέει μέσω του βραχυκυκλωτήρα και το ρεύμα μέσω του θυρίστορ θα είναι μηδέν. Αφού αφαιρεθεί ο βραχυκυκλωτήρας, το θυρίστορ θα κλείσει και το LED θα σβήσει. Όταν γίνονται πειράματα με τέτοια κυκλώματα, τα τσιμπιδάκια χρησιμοποιούνται συχνότερα ως άλτης.

Ας υποθέσουμε ότι αντί για LED σε αυτό το κύκλωμα θα υπάρχει ένα αρκετά ισχυρό πηνίο θέρμανσης με υψηλή θερμική αδράνεια. Στη συνέχεια, παίρνετε έναν σχεδόν έτοιμο ρυθμιστή ισχύος. Εάν ενεργοποιήσετε το θυρίστορ με τέτοιο τρόπο ώστε η σπείρα να είναι ενεργοποιημένη για 5 δευτερόλεπτα και να απενεργοποιείται για το ίδιο χρονικό διάστημα, τότε το 50 τοις εκατό της ισχύος απελευθερώνεται στη σπείρα. Εάν κατά τη διάρκεια αυτού του κύκλου των δέκα δευτερολέπτων ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος μόνο για 1 δευτερόλεπτο, τότε είναι προφανές ότι το πηνίο θα απελευθερώσει μόνο το 10% της θερμότητας της ισχύος του.

Ο έλεγχος ισχύος σε ένα φούρνο μικροκυμάτων λειτουργεί περίπου σε αυτούς τους χρονικούς κύκλους, μετρούμενους σε δευτερόλεπτα. Απλά χρησιμοποιώντας ένα ρελέ, η ακτινοβολία HF ενεργοποιείται και απενεργοποιείται. Οι ρυθμιστές θυρίστορ λειτουργούν στη συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας, όπου ο χρόνος μετράται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Ο τρίτος τρόπος απενεργοποίησης του θυρίστορ

Συνίσταται στη μείωση της τάσης τροφοδοσίας φορτίου στο μηδέν ή ακόμη και στην πλήρη αλλαγή της πολικότητας της τάσης τροφοδοσίας στο αντίθετο. Αυτή είναι ακριβώς η κατάσταση που συμβαίνει όταν τα κυκλώματα θυρίστορ τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενο ημιτονοειδές ρεύμα.

Όταν το ημιτονοειδές διέρχεται από το μηδέν, αλλάζει πρόσημο στο αντίθετο, οπότε το ρεύμα μέσω του θυρίστορ γίνεται μικρότερο από το ρεύμα συγκράτησης και στη συνέχεια εντελώς ίσο με μηδέν. Έτσι, το πρόβλημα της απενεργοποίησης του θυρίστορ λύνεται σαν από μόνο του.

Ρυθμιστές ισχύος θυρίστορ. Ρύθμιση φάσης

Οπότε, το θέμα παραμένει μικρό. Για να επιτύχετε έλεγχο φάσης, χρειάζεται απλώς να εφαρμόσετε έναν παλμό ελέγχου σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Με άλλα λόγια, ο παλμός πρέπει να έχει μια ορισμένη φάση: όσο πιο κοντά βρίσκεται στο τέλος του μισού κύκλου της εναλλασσόμενης τάσης, τόσο μικρότερο θα είναι το πλάτος της τάσης σε όλο το φορτίο. Η μέθοδος ελέγχου φάσης φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3. Έλεγχος φάσης

Στο επάνω τμήμα της εικόνας, ο παλμός ελέγχου παρέχεται σχεδόν στην αρχή του μισού κύκλου του ημιτονοειδούς, η φάση του σήματος ελέγχου είναι κοντά στο μηδέν. Στο σχήμα, αυτή είναι η ώρα t1, οπότε το θυρίστορ ανοίγει σχεδόν στην αρχή του μισού κύκλου και το φορτίο απελευθερώνει ισχύ κοντά στο μέγιστο (αν δεν υπήρχαν θυρίστορ στο κύκλωμα, η ισχύς θα ήταν μέγιστη).

Τα ίδια τα σήματα ελέγχου δεν φαίνονται σε αυτό το σχήμα. Στην ιδανική περίπτωση, είναι σύντομοι παλμοί θετικοί σε σχέση με την κάθοδο, που εφαρμόζονται σε μια ορισμένη φάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου. Στα απλούστερα κυκλώματα, αυτή μπορεί να είναι μια γραμμικά αυξανόμενη τάση που λαμβάνεται κατά τη φόρτιση ενός πυκνωτή. Αυτό θα συζητηθεί παρακάτω.

Στο μεσαίο γράφημα, ο παλμός ελέγχου εφαρμόζεται στο μέσο του μισού κύκλου, που αντιστοιχεί στη γωνία φάσης Π/2 ή στο χρόνο t2, οπότε μόνο η μισή από τη μέγιστη ισχύ απελευθερώνεται στο φορτίο.

Στο κάτω γράφημα, οι παλμοί ανοίγματος παρέχονται πολύ κοντά στο τέλος του μισού κύκλου, το θυρίστορ ανοίγει σχεδόν πριν κλείσει, σύμφωνα με το γράφημα αυτή η φορά ορίζεται ως t3, κατά συνέπεια, απελευθερώνεται ασήμαντη ισχύς στο το φορτίο.

Κυκλώματα μεταγωγής θυρίστορ

Μετά από μια σύντομη εξέταση της αρχής λειτουργίας των θυρίστορ, μπορούμε πιθανώς να δώσουμε πολλά κυκλώματα ρυθμιστή ισχύος. Τίποτα καινούργιο δεν έχει εφευρεθεί εδώ. Το άρθρο παρέχει απλώς μια σύντομη επισκόπηση και περιγραφή της εργασίας κυκλώματα ρυθμιστή θυρίστορ. Κατά την περιγραφή της λειτουργίας των κυκλωμάτων, θα δοθεί προσοχή στο πώς χρησιμοποιούνται τα θυρίστορ και ποια κυκλώματα για τη σύνδεση θυρίστορ υπάρχουν.

Όπως ειπώθηκε στην αρχή του άρθρου, ένα θυρίστορ διορθώνει την εναλλασσόμενη τάση όπως μια κανονική δίοδος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανόρθωση μισού κύματος. Μια φορά κι έναν καιρό, οι λαμπτήρες πυρακτώσεως στις σκάλες άναβαν με αυτόν τον τρόπο, μέσω μιας διόδου: υπήρχε πολύ λίγο φως, θάμπωνε τα μάτια, αλλά οι λάμπες έκαιγαν πολύ σπάνια. Το ίδιο θα συμβεί εάν ο ροοστάτης γίνει σε ένα θυρίστορ, μόνο που καθίσταται δυνατή η ρύθμιση της ήδη ασήμαντης φωτεινότητας.

Επομένως, οι ρυθμιστές ισχύος ελέγχουν και τους δύο μισούς κύκλους της τάσης δικτύου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται αντιπαράλληλη σύνδεση θυρίστορ ή σύνδεση θυρίστορ στη διαγώνιο της γέφυρας ανορθωτή.

Για να γίνει πιο σαφής αυτή η δήλωση, θα εξεταστούν παρακάτω διάφορα κυκλώματα ρυθμιστών ισχύος θυρίστορ. Μερικές φορές ονομάζονται ρυθμιστές τάσης και είναι δύσκολο να αποφασίσουμε ποιο όνομα είναι πιο σωστό, γιατί μαζί με τη ρύθμιση τάσης ρυθμίζεται και η ισχύς.

Ο απλούστερος ρυθμιστής θυρίστορ

Έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει την ισχύ του συγκολλητικού σιδήρου. Το διάγραμμα του φαίνεται στο σχήμα 4.

Εικόνα 4. Διάγραμμα απλού ρυθμιστή ισχύος θυρίστορ

Δεν έχει νόημα να ρυθμίσετε την ισχύ του κολλητηρίου ξεκινώντας από το μηδέν. Επομένως, μπορούμε να περιοριστούμε στη ρύθμιση μόνο ενός μισού κύκλου της τάσης δικτύου, σε αυτή την περίπτωση θετική. Ο αρνητικός μισός κύκλος περνά χωρίς αλλαγές μέσω της διόδου VD1 απευθείας στο συγκολλητικό σίδερο, το οποίο παρέχει τη μισή του ισχύ.

Ο θετικός μισός κύκλος διέρχεται από το θυρίστορ VS1, το οποίο επιτρέπει τη ρύθμιση. Το κύκλωμα ελέγχου θυρίστορ είναι εξαιρετικά απλό. Αυτές είναι οι αντιστάσεις R1, R2 και ο πυκνωτής C1. Ο πυκνωτής φορτίζεται μέσω του κυκλώματος: το επάνω καλώδιο του κυκλώματος, R1, R2 και πυκνωτής C1, το φορτίο, το κάτω καλώδιο του κυκλώματος.

Το ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη του πυκνωτή. Όταν η τάση στον πυκνωτή αυξάνεται στην τάση ενεργοποίησης του θυρίστορ, το τελευταίο ανοίγει, περνώντας ένα θετικό μισό κύκλο τάσης, ή μάλλον μέρος του, στο φορτίο. Ταυτόχρονα, ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται φυσικά, προετοιμάζοντας έτσι τον επόμενο κύκλο.

Ο ρυθμός φόρτισης του πυκνωτή ελέγχεται χρησιμοποιώντας μεταβλητή αντίσταση R1. Όσο πιο γρήγορα φορτίζεται ο πυκνωτής στην τάση ανοίγματος του θυρίστορ, όσο πιο γρήγορα ανοίγει το θυρίστορ, τόσο μεγαλύτερο μέρος του θετικού μισού κύκλου της τάσης πηγαίνει στο φορτίο.

Το κύκλωμα είναι απλό, αξιόπιστο και αρκετά κατάλληλο για συγκολλητικό σίδερο, αν και ρυθμίζει μόνο έναν μισό κύκλο της τάσης δικτύου. Ένα πολύ παρόμοιο κύκλωμα φαίνεται στο σχήμα 5.

Εικόνα 5. Ρυθμιστής ισχύος θυρίστορ

Είναι κάπως πιο περίπλοκο από το προηγούμενο, αλλά επιτρέπει τη ρύθμιση πιο ομαλά και με ακρίβεια, λόγω του γεγονότος ότι το κύκλωμα για τη δημιουργία παλμών ελέγχου συναρμολογείται σε ένα τρανζίστορ διπλής βάσης KT117. Αυτό το τρανζίστορ έχει σχεδιαστεί για να δημιουργεί γεννήτριες παλμών. Δείχνει ανίκανος για οτιδήποτε άλλο. Ένα παρόμοιο κύκλωμα χρησιμοποιείται σε πολλούς ρυθμιστές ισχύος, καθώς και σε τροφοδοτικά μεταγωγής ως διαμορφωτής παλμών σκανδάλης.

Μόλις η τάση στον πυκνωτή C1 φτάσει στο όριο λειτουργίας του τρανζίστορ, το τελευταίο ανοίγει και εμφανίζεται ένας θετικός παλμός στον ακροδέκτη Β1, ανοίγοντας το θυρίστορ VS1. Η αντίσταση R1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του ρυθμού φόρτισης του πυκνωτή.

Όσο πιο γρήγορα φορτίζεται ο πυκνωτής, τόσο πιο γρήγορα εμφανίζεται ο παλμός ανοίγματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που παρέχεται στο φορτίο. Το δεύτερο μισό κύμα της τάσης δικτύου περνά στο φορτίο μέσω της διόδου VD3 χωρίς αλλαγές. Για την τροφοδοσία του κυκλώματος διαμορφωτή παλμών ελέγχου, χρησιμοποιούνται ανορθωτές VD2, R5 και δίοδος zener VD1.

Εδώ μπορείτε να ρωτήσετε, πότε θα ανοίξει το τρανζίστορ, ποιο είναι το όριο λειτουργίας; Το άνοιγμα του τρανζίστορ συμβαίνει τη στιγμή που η τάση στον εκπομπό του Ε υπερβαίνει την τάση στη βάση Β1. Οι βάσεις Β1 και Β2 δεν είναι ισοδύναμες εάν αντικατασταθούν, η γεννήτρια δεν θα λειτουργήσει.

Το Σχήμα 6 δείχνει ένα κύκλωμα που σας επιτρέπει να ρυθμίζετε και τους δύο μισούς κύκλους της τάσης.

Εικόνα 6.

Μια επιλογή κυκλωμάτων και μια περιγραφή της λειτουργίας ενός ρυθμιστή ισχύος που χρησιμοποιεί triac και άλλα. Τα κυκλώματα ρυθμιστή ισχύος Triac είναι κατάλληλα για την παράταση της διάρκειας ζωής των λαμπτήρων πυρακτώσεως και τη ρύθμιση της φωτεινότητάς τους. Ή για την τροφοδοσία μη τυπικού εξοπλισμού, για παράδειγμα, 110 βολτ.

Το σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα ενός ρυθμιστή ισχύος triac, το οποίο μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας τον συνολικό αριθμό μισών κύκλων δικτύου που έχουν περάσει από το triac σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Τα στοιχεία του μικροκυκλώματος DD1.1.DD1.3 κατασκευάζονται με περίοδο ταλάντωσης περίπου 15-25 μισών κύκλων δικτύου.

Ο κύκλος λειτουργίας των παλμών ρυθμίζεται από την αντίσταση R3. Το τρανζίστορ VT1 μαζί με τις διόδους VD5-VD8 έχει σχεδιαστεί για να δεσμεύει τη στιγμή που ενεργοποιείται το triac κατά τη μετάβαση της τάσης δικτύου στο μηδέν. Βασικά, αυτό το τρανζίστορ είναι ανοιχτό, αντίστοιχα, αποστέλλεται ένα "1" στην είσοδο DD1.4 και το τρανζίστορ VT2 με triac VS1 είναι κλειστό. Τη στιγμή της διέλευσης του μηδέν, το τρανζίστορ VT1 κλείνει και ανοίγει σχεδόν αμέσως. Σε αυτήν την περίπτωση, εάν η έξοδος DD1.3 ήταν 1, τότε η κατάσταση των στοιχείων DD1.1.DD1.6 δεν θα αλλάξει και εάν η έξοδος DD1.3 ήταν "μηδέν", τότε τα στοιχεία DD1.4.DD1 Το .6 θα δημιουργήσει έναν σύντομο παλμό, ο οποίος θα ενισχυθεί από το τρανζίστορ VT2 και θα ανοίξει το triac.

Εφόσον υπάρχει ένα λογικό μηδέν στην έξοδο της γεννήτριας, η διαδικασία θα προχωρήσει κυκλικά μετά από κάθε μετάβαση της τάσης του δικτύου μέσω του σημείου μηδέν.

Η βάση του κυκλώματος είναι ένα ξένο triac mac97a8, το οποίο σας επιτρέπει να αλλάζετε συνδεδεμένα φορτία υψηλής ισχύος και για να το ρυθμίσετε χρησιμοποίησα μια παλιά σοβιετική μεταβλητή αντίσταση και χρησιμοποίησα ένα κανονικό LED ως ένδειξη.

Ο ρυθμιστής ισχύος triac χρησιμοποιεί την αρχή του ελέγχου φάσης. Η λειτουργία του κυκλώματος ρυθμιστή ισχύος βασίζεται στην αλλαγή της στιγμής ενεργοποίησης του triac σε σχέση με τη μετάβαση της τάσης δικτύου μέσω του μηδενός. Στην αρχική στιγμή του θετικού ημικύκλου, το τριακ βρίσκεται σε κλειστή κατάσταση. Καθώς η τάση του δικτύου αυξάνεται, ο πυκνωτής C1 φορτίζεται μέσω ενός διαχωριστή.

Η αυξανόμενη τάση στον πυκνωτή μετατοπίζεται σε φάση από την τάση δικτύου κατά ένα ποσό που εξαρτάται από τη συνολική αντίσταση και των δύο αντιστάσεων και την χωρητικότητα του πυκνωτή. Ο πυκνωτής φορτίζει έως ότου η τάση του να φτάσει στο επίπεδο «βλάβης» του δινιστόρ, περίπου 32 V.

Τη στιγμή που ανοίγει το dinstor, θα ανοίξει και το triac και ένα ρεύμα θα ρέει μέσω του φορτίου που είναι συνδεδεμένο στην έξοδο, ανάλογα με τη συνολική αντίσταση του ανοιχτού triac και του φορτίου. Το triac θα είναι ανοιχτό μέχρι το τέλος του μισού κύκλου. Με την αντίσταση VR1 ρυθμίζουμε την τάση ανοίγματος του dinistor και του triac, ρυθμίζοντας έτσι την ισχύ. Τη στιγμή του αρνητικού μισού κύκλου, ο αλγόριθμος λειτουργίας του κυκλώματος είναι παρόμοιος.

Επιλογή του κυκλώματος με μικρές τροποποιήσεις για 3,5 kW

Το κύκλωμα ελεγκτή είναι απλό, η ισχύς φορτίου στην έξοδο της συσκευής είναι 3,5 kW. Με αυτό το σπιτικό ερασιτεχνικό ραδιόφωνο μπορείτε να προσαρμόσετε φωτισμό, θερμαντικά στοιχεία και πολλά άλλα. Το μόνο σημαντικό μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι ότι δεν μπορείτε να συνδέσετε επαγωγικό φορτίο σε αυτό σε καμία περίπτωση, γιατί το triac θα καεί!

Εξαρτήματα ραδιοφώνου που χρησιμοποιούνται στη σχεδίαση: Triac T1 - BTB16-600BW ή παρόμοια (KU 208 ή VTA, VT). Dinistor T - τύπου DB3 ή DB4. Πυκνωτής 0,1 μF κεραμικό.

Η αντίσταση R2 510 Ohm περιορίζει τα μέγιστα βολτ στον πυκνωτή σε 0,1 μF εάν βάλετε το ρυθμιστικό στη θέση 0 Ohm, η αντίσταση του κυκλώματος θα είναι περίπου 510 Ohm. Η χωρητικότητα φορτίζεται μέσω αντιστάσεων R2 510 Ohm και μεταβλητής αντίστασης R1 420 kOhm, αφού το U στον πυκνωτή φτάσει στο επίπεδο ανοίγματος του dinstor DB3, ο τελευταίος θα δημιουργήσει έναν παλμό που ξεκλειδώνει το triac, μετά τον οποίο, με περαιτέρω διέλευση του ημιτονοειδούς, το triac είναι κλειδωμένο. Η συχνότητα ανοίγματος και κλεισίματος του T1 εξαρτάται από το επίπεδο U στον πυκνωτή 0,1 μF, το οποίο εξαρτάται από την αντίσταση της μεταβλητής αντίστασης. Δηλαδή, διακόπτοντας το ρεύμα (με υψηλή συχνότητα) το κύκλωμα ρυθμίζει έτσι την ισχύ εξόδου.

Με κάθε θετικό μισό κύμα της εναλλασσόμενης τάσης εισόδου, η χωρητικότητα C1 φορτίζεται μέσω μιας αλυσίδας αντιστάσεων R3, R4, όταν η τάση στον πυκνωτή C1 γίνει ίση με την τάση ανοίγματος του dinstor VD7, θα συμβεί διάσπαση και η χωρητικότητα θα είναι εκφορτίζεται μέσω της γέφυρας διόδου VD1-VD4, καθώς και της αντίστασης R1 και του ηλεκτροδίου ελέγχου VS1. Για να ανοίξετε το triac, χρησιμοποιείται μια ηλεκτρική αλυσίδα διόδων VD5, VD6, πυκνωτή C2 και αντίσταση R5.

Είναι απαραίτητο να επιλέξετε την τιμή της αντίστασης R2 έτσι ώστε και στα δύο μισά κύματα της τάσης δικτύου, ο ρυθμιστής triac να λειτουργεί αξιόπιστα και είναι επίσης απαραίτητο να επιλέξετε τις τιμές των αντιστάσεων R3 και R4 έτσι ώστε όταν η μεταβλητή αντίσταση Το κουμπί R4 περιστρέφεται, η τάση στο φορτίο αλλάζει ομαλά από τις ελάχιστες στις μέγιστες τιμές. Αντί για το TS 2-80 triac, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε TS2-50 ή TS2-25, αν και θα υπάρξει μια μικρή απώλεια στην επιτρεπόμενη ισχύ στο φορτίο.

Τα KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 και τα ανάλογα τους χρησιμοποιήθηκαν ως triac. Τη στιγμή που το triac είναι κλειστό, ο πυκνωτής C1 φορτίζεται μέσω του συνδεδεμένου φορτίου και των αντιστάσεων R1 και R2. Η ταχύτητα φόρτισης αλλάζει από την αντίσταση R2, η αντίσταση R1 έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει τη μέγιστη τιμή του ρεύματος φόρτισης

Όταν επιτευχθεί η τιμή κατωφλίου στις πλάκες του πυκνωτή, ο διακόπτης ανοίγει, ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται γρήγορα στο ηλεκτρόδιο ελέγχου και αλλάζει το triac από την κλειστή κατάσταση στην ανοιχτή κατάσταση, το triac παρακάμπτει το κύκλωμα R1. R2, C1. Τη στιγμή που η τάση του δικτύου διέρχεται από το μηδέν, το triac κλείνει και στη συνέχεια ο πυκνωτής C1 φορτίζεται ξανά, αλλά με αρνητική τάση.

Πυκνωτής C1 από 0,1...1,0 μF. Αντίσταση R2 1,0...0,1 MOhm. Το triac ενεργοποιείται με θετικό παλμό ρεύματος στο ηλεκτρόδιο ελέγχου με θετική τάση στον συμβατικό ακροδέκτη ανόδου και με αρνητικό παλμό ρεύματος στο ηλεκτρόδιο ελέγχου με αρνητική τάση στη συμβατική κάθοδο. Επομένως, το βασικό στοιχείο για τον ρυθμιστή πρέπει να είναι αμφίδρομος. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα δικατευθυντικό δινιστόρ ως κλειδί.

Οι δίοδοι D5-D6 χρησιμοποιούνται για την προστασία του θυρίστορ από πιθανή βλάβη από αντίστροφη τάση. Το τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία κατάρρευσης χιονοστιβάδας. Η τάση διάσπασής του είναι περίπου 18-25 βολτ. Εάν δεν βρείτε το P416B, τότε μπορείτε να προσπαθήσετε να βρείτε έναν αντικαταστάτη του.

Ο παλμικός μετασχηματιστής τυλίγεται σε δακτύλιο φερρίτη με διάμετρο 15 mm, βαθμού N2000 Το θυρίστορ μπορεί να αντικατασταθεί με KU201

Το κύκλωμα αυτού του ρυθμιστή ισχύος είναι παρόμοιο με τα κυκλώματα που περιγράφονται παραπάνω, εισάγεται μόνο το κύκλωμα καταστολής παρεμβολών C2, R3 και ο διακόπτης SW καθιστά δυνατή τη διακοπή του κυκλώματος φόρτισης του πυκνωτή ελέγχου, γεγονός που οδηγεί σε στιγμιαίο κλείδωμα του triac και αποσύνδεση του φορτίου.

C1, C2 - 0,1 MKF, R1-4k7, R2-2 mOhm, R3-220 Ohm, VR1-500 kOhm, DB3 - dinistor, BTA26-600B - triac, 1N4148/16 V - δίοδος, οποιοδήποτε LED.

Ο ρυθμιστής χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση ισχύος φορτίου σε κυκλώματα έως 2000 W, λαμπτήρες πυρακτώσεως, συσκευές θέρμανσης, συγκολλητικό σίδερο, ασύγχρονους κινητήρες, φορτιστή αυτοκινήτου και εάν αντικαταστήσετε το triac με πιο ισχυρό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τρέχοντα κανονισμό κύκλωμα σε μετασχηματιστές συγκόλλησης.

Η αρχή λειτουργίας αυτού του κυκλώματος ρυθμιστή ισχύος είναι ότι το φορτίο λαμβάνει ένα μισό κύκλο της τάσης δικτύου μετά από έναν επιλεγμένο αριθμό μισών κύκλων που παραβλέφθηκαν.

Η γέφυρα διόδου διορθώνει την εναλλασσόμενη τάση. Η αντίσταση R1 και η δίοδος zener VD2, μαζί με τον πυκνωτή φίλτρου, σχηματίζουν μια πηγή ισχύος 10 V για την τροφοδοσία του μικροκυκλώματος K561IE8 και του τρανζίστορ KT315. Οι διορθωμένοι θετικοί μισοί κύκλοι της τάσης που διέρχεται από τον πυκνωτή C1 σταθεροποιούνται από τη δίοδο zener VD3 σε επίπεδο 10 V. Έτσι, παλμοί με συχνότητα 100 Hz ακολουθούν στην είσοδο μέτρησης C του μετρητή K561IE8. Εάν ο διακόπτης SA1 είναι συνδεδεμένος στην έξοδο 2, τότε ένα λογικό επίπεδο θα υπάρχει συνεχώς στη βάση του τρανζίστορ. Επειδή ο παλμός επαναφοράς μικροκυκλώματος είναι πολύ σύντομος και ο μετρητής καταφέρνει να επανεκκινήσει από τον ίδιο παλμό.

Το pin 3 θα ρυθμιστεί σε ένα λογικό επίπεδο. Το θυρίστορ θα είναι ανοιχτό. Όλη η ισχύς θα απελευθερωθεί στο φορτίο. Σε όλες τις επόμενες θέσεις του SA1 στον ακροδέκτη 3 του μετρητή, ένας παλμός θα περάσει από 2-9 παλμούς.

Το τσιπ K561IE8 είναι ένας δεκαδικός μετρητής με αποκωδικοποιητή θέσης στην έξοδο, επομένως το λογικό επίπεδο θα είναι περιοδικό σε όλες τις εξόδους. Ωστόσο, εάν ο διακόπτης είναι εγκατεστημένος στην έξοδο 5 (ακίδα 1), τότε η μέτρηση θα γίνει μόνο μέχρι το 5. Όταν ο παλμός περάσει από την έξοδο 5, το μικροκύκλωμα θα μηδενιστεί. Η μέτρηση θα ξεκινήσει από το μηδέν και ένα λογικό επίπεδο θα εμφανιστεί στην ακίδα 3 για τη διάρκεια ενός μισού κύκλου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το τρανζίστορ και το θυρίστορ ανοίγουν, ένας μισός κύκλος περνά στο φορτίο. Για να γίνει πιο σαφές, παρουσιάζω διανυσματικά διαγράμματα της λειτουργίας του κυκλώματος.

Εάν πρέπει να μειώσετε την ισχύ του φορτίου, μπορείτε να προσθέσετε ένα άλλο τσιπ μετρητή συνδέοντας την ακίδα 12 του προηγούμενου τσιπ στην ακίδα 14 του επόμενου. Εγκαθιστώντας έναν άλλο διακόπτη, μπορείτε να ρυθμίσετε την ισχύ έως και 99 χαμένους παλμούς. Εκείνοι. μπορείτε να πάρετε περίπου το ένα εκατοστό της συνολικής ισχύος.

Το μικροκύκλωμα KR1182PM1 διαθέτει δύο θυρίστορ και μια μονάδα ελέγχου για αυτά. Η μέγιστη τάση εισόδου του μικροκυκλώματος KR1182PM1 είναι περίπου 270 Volt και το μέγιστο φορτίο μπορεί να φτάσει τα 150 Watt χωρίς τη χρήση εξωτερικού triac και έως τα 2000 W με τη χρήση, και λαμβάνοντας επίσης υπόψη το γεγονός ότι θα εγκατασταθεί το triac στο καλοριφέρ.

Για τη μείωση του επιπέδου του εξωτερικού θορύβου, χρησιμοποιούνται πυκνωτής C1 και επαγωγέας L1 και απαιτείται χωρητικότητα C4 για ομαλή ενεργοποίηση του φορτίου. Η ρύθμιση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας αντίσταση R3.

Μια επιλογή από αρκετά απλά κυκλώματα ρυθμιστή για ένα συγκολλητικό σίδερο θα κάνει τη ζωή πιο εύκολη για έναν ραδιοερασιτέχνη.

Ο συνδυασμός συνίσταται στο συνδυασμό της ευκολίας χρήσης ενός ψηφιακού ρυθμιστή και της ευελιξίας προσαρμογής ενός απλού.

Το εξεταζόμενο κύκλωμα ρυθμιστή ισχύος λειτουργεί με βάση την αρχή της αλλαγής του αριθμού των περιόδων της εναλλασσόμενης τάσης εισόδου που πηγαίνει στο φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι η συσκευή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της φωτεινότητας των λαμπτήρων πυρακτώσεως λόγω του ορατού αναβοσβήνει. Το κύκλωμα καθιστά δυνατή τη ρύθμιση της ισχύος εντός οκτώ προκαθορισμένων τιμών.

Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός κλασικών κυκλωμάτων ρυθμιστή θυρίστορ και τριάκ, αλλά αυτός ο ρυθμιστής είναι κατασκευασμένος σε μια σύγχρονη βάση στοιχείων και, επιπλέον, βασίστηκε σε φάση, δηλ. δεν μεταδίδει ολόκληρο το μισό κύμα της τάσης δικτύου, αλλά μόνο ένα συγκεκριμένο τμήμα της, περιορίζοντας έτσι την ισχύ, καθώς το triac ανοίγει μόνο στην απαιτούμενη γωνία φάσης.

Για τον έλεγχο ορισμένων τύπων οικιακών συσκευών (για παράδειγμα, ένα ηλεκτρικό εργαλείο ή μια ηλεκτρική σκούπα), χρησιμοποιείται ένας ρυθμιστής ισχύος που βασίζεται σε ένα triac. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την αρχή λειτουργίας αυτού του στοιχείου ημιαγωγού από τα υλικά που δημοσιεύονται στον ιστότοπό μας. Σε αυτή τη δημοσίευση θα εξετάσουμε μια σειρά ζητημάτων που σχετίζονται με τα κυκλώματα triac για τον έλεγχο της ισχύος φορτίου. Όπως πάντα, ας ξεκινήσουμε με τη θεωρία.

Η αρχή της λειτουργίας του ρυθμιστή σε ένα triac

Ας θυμηθούμε ότι ένα triac ονομάζεται συνήθως μια τροποποίηση ενός θυρίστορ που παίζει το ρόλο ενός διακόπτη ημιαγωγών με ένα μη γραμμικό χαρακτηριστικό. Η κύρια διαφορά του από τη βασική συσκευή είναι η αμφίδρομη αγωγιμότητα κατά τη μετάβαση στον «ανοιχτό» τρόπο λειτουργίας, όταν παρέχεται ρεύμα στο ηλεκτρόδιο ελέγχου. Χάρη σε αυτή την ιδιότητα, τα triac δεν εξαρτώνται από την πολικότητα τάσης, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά σε κυκλώματα με εναλλασσόμενη τάση.

Εκτός από το αποκτηθέν χαρακτηριστικό, αυτές οι συσκευές έχουν μια σημαντική ιδιότητα του στοιχείου βάσης - την ικανότητα διατήρησης της αγωγιμότητας όταν αποσυνδέεται το ηλεκτρόδιο ελέγχου. Σε αυτή την περίπτωση, το «κλείσιμο» του διακόπτη ημιαγωγών συμβαίνει όταν δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ των κύριων ακροδεκτών της συσκευής. Όταν δηλαδή η εναλλασσόμενη τάση διασχίζει το σημείο μηδέν.

Ένα επιπλέον μπόνους από αυτή τη μετάβαση στην κατάσταση «κλειστή» είναι η μείωση του ποσού των παρεμβολών κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης λειτουργίας. Λάβετε υπόψη ότι ένας ρυθμιστής που δεν δημιουργεί παρεμβολές μπορεί να δημιουργηθεί υπό τον έλεγχο τρανζίστορ.

Χάρη στις ιδιότητες που αναφέρονται παραπάνω, είναι δυνατός ο έλεγχος της ισχύος φορτίου με έλεγχο φάσης. Δηλαδή το triac ανοίγει κάθε μισό κύκλο και κλείνει όταν περνάει το μηδέν. Ο χρόνος καθυστέρησης για την ενεργοποίηση της λειτουργίας "ανοιχτής", όπως ήταν, διακόπτει μέρος του μισού κύκλου, ως αποτέλεσμα, το σχήμα του σήματος εξόδου θα είναι πριονωτό.

Σε αυτή την περίπτωση, το πλάτος του σήματος θα παραμείνει το ίδιο, γι 'αυτό είναι εσφαλμένο να καλούμε τέτοιες συσκευές ρυθμιστές τάσης.

Επιλογές κυκλώματος ρυθμιστή

Ας δώσουμε μερικά παραδείγματα κυκλωμάτων που σας επιτρέπουν να ελέγχετε την ισχύ φορτίου χρησιμοποιώντας ένα triac, ξεκινώντας από το πιο απλό.

Εικόνα 2. Διάγραμμα κυκλώματος ενός απλού ρυθμιστή ισχύος triac που τροφοδοτείται από 220 V

Ονομασίες:

• Αντιστάσεις: R1- 470 kOhm, R2 – 10 kOhm,
• Πυκνωτής C1 – 0,1 µF x 400 V.
• Δίοδοι: D1 – 1N4007, D2 – οποιαδήποτε ένδειξη LED 2,10-2,40 V 20 mA.
• Dinistor DN1 – DB3.
• Triac DN2 - KU208G, μπορείτε να εγκαταστήσετε ένα πιο ισχυρό αναλογικό BTA16 600.

Με τη βοήθεια του dinstor DN1 κλείνει το κύκλωμα D1-C1-DN1, το οποίο μετακινεί το DN2 στην «ανοικτή» θέση, στην οποία παραμένει μέχρι το σημείο μηδέν (ολοκλήρωση του μισού κύκλου). Η ροπή ανοίγματος καθορίζεται από τον χρόνο συσσώρευσης στον πυκνωτή του κατωφλίου φορτίου που απαιτείται για την εναλλαγή DN1 και DN2. Ο ρυθμός φόρτισης C1 ελέγχεται από την αλυσίδα R1-R2, η συνολική αντίσταση της οποίας καθορίζει τη στιγμή «ανοίγματος» του triac. Αντίστοιχα, η ισχύς φορτίου ελέγχεται μέσω μιας μεταβλητής αντίστασης R1.

Παρά την απλότητα του κυκλώματος, είναι αρκετά αποτελεσματικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ροοστάτης για φωτισμό νήματος ή ως ρυθμιστής ισχύος συγκολλητικού σιδήρου.

Δυστυχώς, το παραπάνω κύκλωμα δεν έχει ανάδραση, επομένως δεν είναι κατάλληλο ως σταθεροποιημένος ελεγκτής ταχύτητας ενός ηλεκτροκινητήρα μεταγωγέα.

Κύκλωμα ρυθμιστή ανάδρασης

Η ανατροφοδότηση είναι απαραίτητη για τη σταθεροποίηση της ταχύτητας του ηλεκτροκινητήρα, η οποία μπορεί να αλλάξει υπό την επίδραση του φορτίου. Μπορείτε να το κάνετε αυτό με δύο τρόπους:

1. Τοποθετήστε ένα στροφόμετρο που μετρά την ταχύτητα. Αυτή η επιλογή επιτρέπει την ακριβή προσαρμογή, αλλά αυτό αυξάνει το κόστος εφαρμογής της λύσης.
2. Παρακολουθήστε τις αλλαγές τάσης στον ηλεκτροκινητήρα και, ανάλογα με αυτό, αυξήστε ή μειώστε τη λειτουργία "ανοιχτού" του διακόπτη ημιαγωγών.

Η τελευταία επιλογή είναι πολύ πιο εύκολη στην εφαρμογή, αλλά απαιτεί ελαφρά προσαρμογή στην ισχύ της ηλεκτρικής μηχανής που χρησιμοποιείται. Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής.

Ονομασίες:

• Αντιστάσεις: R1 – 18 kOhm (2 W); R2 – 330 kOhm; R3 – 180 Ohm; R4 και R5 – 3,3 kOhm; R6 – πρέπει να επιλεγεί όπως περιγράφεται παρακάτω. R7 – 7,5 kOhm; R8 – 220 kOhm; R9 – 47 kOhm; R10 – 100 kOhm; R11 – 180 kOhm; R12 – 100 kOhm; R13 – 22 kOhm.
• Πυκνωτές: C1 – 22 µF x 50 V; C2 – 15 nF; C3 – 4,7 µF x 50 V; C4 – 150 nF; C5 – 100 nF; C6 – 1 µF x 50 V..
• Δίοδοι D1 – 1N4007; D2 – οποιαδήποτε ενδεικτική λυχνία LED 20 mA.
• Triac T1 – BTA24-800.
• Μικροκύκλωμα – U2010B.

Αυτό το κύκλωμα εξασφαλίζει ομαλή εκκίνηση της ηλεκτρικής εγκατάστασης και την προστατεύει από υπερφόρτωση. Επιτρέπονται τρεις τρόποι λειτουργίας (ρυθμίζονται από το διακόπτη S1):

• A – Όταν συμβεί υπερφόρτωση, η λυχνία LED D2 ανάβει, υποδεικνύοντας υπερφόρτωση, μετά την οποία ο κινητήρας μειώνει τις στροφές στο ελάχιστο. Για έξοδο από τη λειτουργία, πρέπει να απενεργοποιήσετε και να ενεργοποιήσετε τη συσκευή.
• B – Εάν υπάρχει υπερφόρτωση, το LED D2 ανάβει, ο κινητήρας τίθεται σε λειτουργία στην ελάχιστη ταχύτητα. Για έξοδο από τη λειτουργία, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε το φορτίο από τον ηλεκτροκινητήρα.
• C – Λειτουργία ένδειξης υπερφόρτωσης.

Η ρύθμιση του κυκλώματος καταλήγει στην επιλογή της αντίστασης R6, υπολογίζεται ανάλογα με την ισχύ του ηλεκτροκινητήρα χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: . Για παράδειγμα, εάν πρέπει να ελέγξουμε έναν κινητήρα 1500 W, τότε ο υπολογισμός θα γίνει ως εξής: 0,25 / (1500 / 240) = 0,04 Ohm.

Για να κάνετε αυτή την αντίσταση, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε σύρμα νιχρώμου με διάμετρο 0,80 ή 1,0 mm. Παρακάτω είναι ένας πίνακας που σας επιτρέπει να επιλέξετε την αντίσταση R6 και R11, ανάλογα με την ισχύ του κινητήρα.

Η παραπάνω συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιστής ταχύτητας για κινητήρες ηλεκτρικών εργαλείων, ηλεκτρικές σκούπες και άλλου οικιακού εξοπλισμού.

Ρυθμιστής για επαγωγικό φορτίο

Όσοι προσπαθούν να ελέγξουν ένα επαγωγικό φορτίο (για παράδειγμα, έναν μετασχηματιστή μηχανής συγκόλλησης) χρησιμοποιώντας τα παραπάνω κυκλώματα θα απογοητευτούν. Οι συσκευές δεν θα λειτουργήσουν και τα triac μπορεί να αποτύχουν. Αυτό οφείλεται σε μια μετατόπιση φάσης, γι 'αυτό κατά τη διάρκεια ενός σύντομου παλμού ο διακόπτης ημιαγωγών δεν έχει χρόνο να μεταβεί στην "ανοικτή" λειτουργία.

Υπάρχουν δύο επιλογές για την επίλυση του προβλήματος:

1. Παροχή μιας σειράς παρόμοιων παλμών στο ηλεκτρόδιο ελέγχου.
2. Εφαρμόστε σταθερό σήμα στο ηλεκτρόδιο ελέγχου μέχρι να περάσει από το μηδέν.

Η πρώτη επιλογή είναι η πιο βέλτιστη. Εδώ είναι ένα διάγραμμα όπου χρησιμοποιείται αυτή η λύση.

Όπως φαίνεται από το παρακάτω σχήμα, το οποίο δείχνει παλμογράμματα των κύριων σημάτων του ρυθμιστή ισχύος, ένα πακέτο παλμών χρησιμοποιείται για να ανοίξει το triac.

Αυτή η συσκευή καθιστά δυνατή τη χρήση ρυθμιστών σε διακόπτες ημιαγωγών για τον έλεγχο ενός επαγωγικού φορτίου.

Ένας απλός ρυθμιστής ισχύος σε ένα triac με τα χέρια σας

Στο τέλος του άρθρου, θα δώσουμε ένα παράδειγμα ενός απλού ρυθμιστή ισχύος. Κατ 'αρχήν, μπορείτε να συναρμολογήσετε οποιοδήποτε από τα παραπάνω κυκλώματα (η πιο απλοποιημένη έκδοση φαίνεται στο Σχήμα 2). Για αυτή τη συσκευή δεν είναι καν απαραίτητο να φτιάξετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, η συσκευή μπορεί να συναρμολογηθεί με επιφανειακή τοποθέτηση. Ένα παράδειγμα τέτοιας υλοποίησης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Αυτός ο ρυθμιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως dimmer και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ισχυρών ηλεκτρικών συσκευών θέρμανσης. Συνιστούμε να επιλέξετε ένα κύκλωμα στο οποίο χρησιμοποιείται για έλεγχο ένας διακόπτης ημιαγωγών με χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν στο ρεύμα φορτίου.