Симисторний регулятор із захистом від перевантаження. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Удосконалюючи один із раніше опублікованих симісторних регуляторів, автор покращив його характеристики, доповнив вузлом захисту від навантаження та підтвердив свої технічні рішення розрахунками.

При налагодженні симісторного регулятора, зібраного за описом [1], було виявлено, що ввести його в режим максимальної потужності в навантаженні не вдається. "Винуватцем" виявився генератор на одноперехідному транзисторі КТ117А, що видає в кожному напівперіоді мережевої напруги не один, а кілька імпульсів. В результаті конденсатор в ланцюзі живлення підсилювача імпульсів не встигав зарядитися до початку наступного напівперіоду і імпульсів енергії не вистачало для відкривання симістора.

Схема вдосконаленого регулятора представлена ​​малюнку. У ньому не тільки усунено описаний вище недолік, але й передбачено пристрій захисту від перевищення допустимого значення струму ланцюга навантаження.

(Натисніть для збільшення)

На відміну від прототипу, генератор імпульсів тут виконаний на парі комплементарної транзисторів (VT1 КТ361Г, VT2 КТ315Г). У момент, коли напруга, що наростає в міру зарядки конденсатора C3 на емітері транзистора VT1, перевищує напругу на його базі, генератор видає одиночний імпульс. Обидва транзистори лавиноподібно відкриваються, конденсатор C3 розряджається в основному через ділянку база-емітер транзистора VT3. Цей транзистор відкривається і конденсатор С5 розряджається через обмотку I імпульсного трансформатора Т2. Імпульс з обмотки II імпульсного трансформатора відкриває симістор VS2.

Транзистори VT1 ​​і VT2 залишаються відкритими до моменту переходу напруги через нуль, точніше, до зниження напруги на живильній шині до 4...6 В. Після їх закривання генератор готовий видати черговий імпульс. Момент видачі імпульсу визначається тривалістю зарядки конденсатора C3 до напруги відкривання транзисторів залежить від сумарного опору постійного резистора R7 і змінного R6.

Завдяки тому, що в кожному напівперіоді генератор виробляє тільки один імпульс, конденсатор С5, що розрядився, завжди має можливість заряджатися через діод VD8 протягом майже цілого напівперіоду, за винятком короткого інтервалу, коли миттєве значення мережевої напруги близько до нуля. При середньому струмі зарядки iзар.ср приблизно 9 мА (він залежить від опору резисторів R1 і R2) конденсатор С5 встигне за напівперіод (10 мс) зарядитися до 22 (обмежено стабілітронами VD2 і VD3), якщо його ємність не більше

Яка може бути мінімальна ємність цього конденсатора? Щоб симістор VS2 (ТС132-50-6, [2]) відкрився, напруга на його керуючому електроді Uy повинна перевищувати 4 В протягом не менше tвкл - 12 мкс. Струм керуючого електрода iy при такій напрузі - 200 мА.

Опір ланцюга керуючого електрода Ry можна оцінити за законом Ома:

З урахуванням коефіцієнта трансформації до трансформатора Т2 наведені для його первинної обмотки значення напруги та опору:

З рівняння

де U0 = 22 В - вихідна напруга на конденсаторі С5, знайдемо

Місткість конденсатора С5 вибираємо рівною 1 мкФ.

Пристрій захисту від навантаження виконано на тріністорі VS1 КУ101Г. Під дією сигналу датчика навантаження - трансформатора струму Т1 - триністор відкривається, що призводить до зниження напруги на виході діодного мосту VD1 приблизно до 4 В. Це менше напруги стабілізації стабілітрона КС168А (VD7). Тому генератор імпульсів на транзисторах VT1 та VT2 припиняє роботу, симістор VS2 більше не відкривається. Спрацьовування захисту свідчить свічення світлодіода HL1.

Завдяки конденсатору С1 і діоду VD6 струм через триністор VS1 в моменти переходу напруги через нуль не припиняється і триністор залишається відкритим. Щоб повернути регулятор із спрацював захистом у робочий стан, необхідно на кілька секунд (час, достатній для розрядки конденсатора С1) відключити його від мережі.

Напруга на вторинній обмотці трансформатора Т1 пропорційно струму, що тече в первинній обмотці, послідовно включеної в ланцюг навантаження. На керуючий електрод тріністора VS1 надходить частина напруги вторинної обмотки, випрямленого діодами VD4 та VD5. За допомогою підстроювального резистора R4 регулюють поріг спрацьовування захисту. Конденсатор С2 запобігає її спрацьовування від імпульсних перешкод.

Трансформатор струму як датчик перевантаження зручний тим, що навіть при струмі, значно перевищує встановлений поріг спрацьовування захисту (наприклад, при короткому замиканні навантаження), напруга на його вторинній обмотці залишається безпечною для інших елементів пристрою. Це відбувається завдяки різкому зменшенню коефіцієнта трансформації внаслідок насичення магнітопроводу.

Застосований регулятор - трансформатор струму Т1 виготовлений з трансформатора Т-Ш-ЗМ від абонентського гучномовця. Подібний можна знайти і в деяких телефонах. Перетин його Ш-подібного магнітопроводу SM=64·10-6 м2, середня довжина магнітної лінії lM = 72·10-3 м. Експериментально визначена відносна магнітна проникність μ=0,7·103 при індукції трохи більше 1 Тл. Насичення настає за індукції 1,6...1,8Тл.

Наведемо розрахунок трансформатора струму:

1. Напруженість поля, необхідна отримання індукції В = 1 Тл,

2. Потрібні для цього ампер-витки

3. Амплітуда струму навантаження при максимальній потужності Р=2500 Вт та ефективному значенні напруги U=220 В дорівнює

4. Число витків первинної (струмової) обмотки

Приймаємо w1=5.

5. Індуктивність первинної обмотки

6. Індуктивний опір первинної обмотки за частоти мережі f=50 Гц

7. Падіння напруги на індуктивному опорі первинної обмотки

8. Для надійного відкривання триністора КУ101 необхідно подати на його керуючий електрод напругу не менше ніж 15 В [2]. Саме такою має бути амплітуда напруги на вторинній обмотці U2. Число її витків

Так як у пристрої застосований двонапівперіодний випрямляч (діоди VD3, VD4), вторинна обмотка трансформатора фактично повинна складатися з удвічі більшої кількості витків - 1500 з відведенням від середини. Протікає по цій обмотці струм дуже малий, тому діаметр дроту вибирають виходячи лише з його механічної міцності та можливості розміщення потрібного числа витків у вікні магнітопроводу.

Первинну обмотку намотують в один шар поверх добре ізольованої вторинною дротом перетином не менше 4...5 мм2. Провід такого перерізу дуже незручний у намотуванні, тому краще скористатися джгутом з великої кількості тонких проводів сумарним перетином, що дорівнює необхідному. Проводи джгута з'єднують паралельно.

Налагодження регулятора зводиться до встановлення струму спрацьовування захисту підстроювальним резистором R4 і до добірки номіналу резистора R7, від якого залежить верхня межа інтервалу регулювання потужності (зазвичай 94...97%). Номінал R7 вибирають таким чином, щоб у режимі максимальної потужності не спостерігалися "перепустки" напівперіодів через невідкриття симистора VS2.

Для придушення радіоперешкод, що створюються регулятором, слід використовувати рекомендований в [1] фільтр.

література

1. Сорокоумов С. Симисторний регулятор підвищеної потужності. – Радіо, 2000, № 7, з 41.
2. Замятін Ст і ін. Потужні напівпровідникові прилади. Тиристори (довідник). - М: Радіо і зв'язок, 1987.

Автор: Б.Лавров, м.Санкт-Петербург

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Грибні роки Англії 04.11.2007 Еколог Алан Гейндж із Лондонського університету проаналізував записи про походи за грибами, які майже півстоліття вели у різних куточках Британії ентузіасти "тихого полювання". Загалом зібрано 52 тисячі спостережень над 315 видами грибів, переважно осінніми. Виявилося, що в порівнянні з серединою минулого століття сезон збирання грибів в Англії подовжився більш ніж удвічі – з 35 до 75 днів. Понад сто видів грибів почали закінчувати плодоношення на п'ять тижнів пізніше, а 85 видів почали з'являтися раніше, ніж звичайно, майже на півтора місяці. Як вважає автор дослідження, ці зрушення відбивають тенденцію до зміни клімату.

Інші цікаві новини:

▪ Віртуальний телекінез

▪ Розсіяний склероз залежить від погоди

▪ Відеокарта ASUS ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti

▪ Нова архітектура Fujitsu прискорить ПК у 10 000 разів

▪ літаючий автомобіль

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Цікаві факти. Добірка статей

▪ стаття Джон Хейвуд. Знамениті афоризми

▪ стаття Навіщо деяким індійським коням у середні віки прив'язували хоботи? Детальна відповідь

▪ стаття Автослюсар. Посадова інструкція

▪ стаття Стикування монітора Електроніка 6105 з IBM PC. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Нескладний зарядний пристрій на ТС-200. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024