Симісторний регулятор потужності із низьким рівнем перешкод. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори струму, напруги, потужності

 Коментарі до статті

Триністорні регулятори потужності із фазовим управлінням неодноразово описувалися на сторінках нашого журналу. Але, на жаль, багато з них є сильними джерелами електромагнітних перешкод, що обмежує сферу застосування пристроїв. Закордонні ж побутові регулятори обов'язково постачаються вбудованим перешкододавлюючим фільтром. Причому рівень перешкод, які вони створюють, повинен задовольняти жорстким стандартам, прийнятим у тій чи іншій країні. Про одного з таких регуляторів і розповідає автор статті.

Схема регулятора потужності з фазово-імпульсним керуванням показана на рис. 1. Він зібраний за класичною схемою на симетричному диністорі 32V (VD3) та симісторі TIC226M (VS1). При кожній напівхвилі напруги мережі конденсатор С1 заряджається струмом, що протікає через резистори R2, R3. Коли напруга на ньому досягає 32, диністор відкривається і конденсатор С1 швидко розряджається через резистор R4, диністор VD3 і керуючий електрод симістора. Таким чином, управління симистором відбувається в квадрантах I і III: коли напруга на умовному аноді симистора (верхній за схемою виведення VS1) позитивне, імпульс, що управляє, теж позитивний, а при негативному напрузі - негативної полярності.

Значення потужності в навантаженні, підключеної до гнізда Х1, залежить від того, як довго симистор буде включений протягом кожного напівперіоду напруги. Момент включення симистора визначається пороговою напругою диністора та постійної часу (R2 + R3) C1. Чим більший опір введеної частини змінного резистора R2, тим триваліший проміжок часу, протягом якого симистор перебуває в закритому стані, тим менша потужність навантаження. Вказані на схемі номінали елементів постійного часу забезпечують практично повний діапазон регулювання вихідної потужності – від 0 до 99%.

Щоб досягти достатньо плавного регулювання вихідної потужності, змінний резистор R2 повинен бути з характеристикою групи Б. Підійде і резистор групи В, але тоді його доведеться включити таким чином, щоб збільшення вихідної потужності (тобто зі зменшенням опору змінного резистора) відбувалося при обертанні його ручки проти годинникової стрілки.

Ланцюг, утворений діодами VD1, VD2 і резистором R1, забезпечує плавність регулювання при мінімальній вихідній потужності. Без неї характеристика керування регулятором має гістерезис. Наприклад, яскравість лампи розжарювання, що використовується як навантаження, при збільшенні вихідної потужності змінюється стрибком від нуля до 3...5% максимальної яскравості. Суть цього явища ось у чому. При великому опорі резистора R2, коли напруга на конденсаторі С1 не перевищує 30, диністор не відкривається протягом всього напівперіоду мережевого напруги і вихідна потужність дорівнює нулю. При цьому до моменту переходу напруги через "нуль" напруга на конденсаторі має нульове значення і в наступному напівперіоді значну частину часу конденсатор розряджається. Якщо опір резистора R2 зменшувати, то після того, як напруга на конденсаторі почне перевищувати поріг спрацьовування диністора, конденсатор буде розряджений в кінці напівперіоду і в наступному напівперіоді відразу почне заряджатися, тому в новому напівперіоді диністор відкриється раніше. Діодно-резисторний ланцюжок розряджає конденсатор при переході напруги від негативної до позитивної напівхвилі і тим самим усуває ефект стрибкоподібного початкового збільшення потужності в навантаженні.

Резистор R4 обмежує максимальний струм через диністор приблизно до 0,1 А і уповільнює процес розряджання конденсатора С1. Тим самим забезпечується відносно велика тривалість імпульсу, достатня для надійного запуску симістора VS1 навіть за значної індуктивної складової навантаження. При вказаних на схемі номіналах резистора R4 та конденсатора С1 тривалість імпульсу керування дорівнює 130 мкс. Значну частину цього часу через керуючий електрод симістора протікає струм, достатній для відкривання симістора в будь-якому квадранті - для симістора 32V він відповідає 50 мА.

Симетричний диністор 32V (VD3) забезпечує однаковість кута відкривання симістора в обох напівхвилях напруги. Отже, описуваний регулятор не випрямлятиме мережну напругу, тому в багатьох випадках може бути застосований навіть для управління навантаженням, підключеним до нього через трансформатор. Діністор 32V можна замінити його аналогом, зібраним на транзисторах різної структури, як показано на рис. 2. Діодний міст VD4-VD7 забезпечує симетрію управління симистором, а малопотужний стабілітрон VD8 задає поріг спрацьовування аналога. Транзистори VT1 ​​та VT2 повинні витримувати значний (не менше 0,1 А) імпульсний струм бази. Статичний коефіцієнт передачі струму бази транзистора VT2 - не менше 50. Діоди мосту також повинні витримувати прямий імпульсний струм значенням не менше 0,15 А. Придатні, наприклад, діоди серії КД103 з будь-яким літерним індексом.

Гранично допустима напруга діодів і транзисторів аналога диністора повинна бути не менш ніж на 30% більше напруги стабілізації стабілітрона VD8, тобто не менше 50 В. Можна використовувати два малопотужні стабілітрони, включивши їх послідовно, щоб їх сумарна напруга стабілізації склала 25. .30 В. Резистори R7 і R8 забезпечують аналогу високу температурну стабільність роботи.

Симистор TIC226M, допустимий струм якого 8 А дозволяє керувати навантаженням потужністю до 1 кВт. Для навантажень потужністю до 2 кВт можна використовувати симістори з допустимим струмом 15...16 А.

Замість симістора TIC226M можна застосувати вітчизняний триністор КУ208Г. Однак він має суттєво гіршу чутливість. Для надійного спрацьовування через керуючий електрод триністора КУ208Г повинен протікати струм значенням не менше 250 мА за температури навколишнього середовища -60°С або 170 мА - при кімнатній. Тому при використанні тріністора КУ208Г опір резистора R4 слід зменшити до 100 Ом, а індуктивність дроселя L1 до 100 мкГн. Відповідно транзистори та діоди в аналогу диністора (рис. 2) повинні витримувати струми до 0,3 А.

Рівень перешкод, створюваних таким регулятором, буде значно вищим. Крім того, він матиме меншу стабільність при роботі на навантаження з індуктивною складовою.

Падіння напруги на симістор VS1 дорівнює приблизно 2 В, тому при навантаженні потужністю більше 100 Вт симістор необхідно встановити на відповідний тепловідведення. При меншому навантаженні тепловідведенням може бути сама друкована плата регулятора. Для цього симістор у корпусі ТО220 слід покласти на фольгований бік друкованої плати, пригвинтити його гвинтом МЗ з гайкою, а під місцем встановлення симістора залишити ділянку фольги площею 3...5 см2.

У аматорських конструкціях часто замість симістор використовують діодний міст і триністор, що збільшує вартість компонентів і розміри конструкції. Таке рішення приблизно подвоює втрати потужності в регуляторі та звужує діапазон допустимих навантажень. Крім того, зарядка накопичувального конденсатора відбувається однополярною напругою, що, як вірно помічено в статті А. Маслова "Ще раз про триністорний регулятор потужності" (див. "Радіо", 1994, № 5, с. 37), призводить до збоїв у роботі регулятора за малої встановленої потужності.

Говорячи про статтю А. Маслова, не можна не згадати, що запропонований ним спосіб зниження швидкості наростання напруги на триністорі (dV/dt) може призвести до псування триністора через його перевантаження імпульсним струмом в момент включення, оскільки струм розрядки конденсатора, що шунтує триністор, не обмежений. Якщо використовувати високоякісний конденсатор з малим внутрішнім опором, триністор майже напевно буде зруйнований перевищенням значення струму або швидкості наростання струму (dV/dt). Щоб усунути цей недолік, потрібно послідовно з накопичувальним конденсатором включити дротяний або об'ємний резистор вуглецевий опором не менше 10 Ом. Металоплівкові та вуглецево-плівкові резистори для цієї мети непридатні, оскільки можуть вийти з ладу через велику миттєву розсіювану потужність в момент включення триністора.

У описуваному регуляторі потужності (див. рис. 1) швидкість зміни напруги насистор VS1 обмежена конденсаторами С2, C3, а струм їх розрядки при відкриванні симістора - дроселем L1. Сучасні симістори витримують швидкість наростання напруги 50...200 В/мкс, а деякі навіть до 750 В/мкс, так що порівняно невелика ємність конденсаторів С2, C3 запобігає хибним спрацьовуванням сімістора навіть при низькоомних навантаженнях. З жалем доводиться наголосити, що морально застарілі вітчизняні триністори серії КУ208 мають лише 10 В/мкс.

Одночасно дросель L1 і конденсатори С2, C3 утворюють завадодавний фільтр нижніх частот. Дросель повинен витримувати струм навантаження без насичення магнітопроводу. Як магнітопровод автор використовував кільце зовнішнім діаметром 26,5, внутрішнім 14,5 і товщиною 7,5 мм з порошкового заліза з магнітною проникністю 75. Обмотка містить 58 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 1 мм. Такий дросель придатний для роботи із навантаженням потужністю до 1 кВт. При використанні тріністора КУ208Г кількість витків дроселя слід зменшити до 40.

Конденсатори С2 і C3 повинні бути типу Х1 або Х2 (це міжнародне позначення конденсаторів), які спеціально призначені для включення між мережевими проводами; вони - в корпусах із пластику, що самогасить, що запобігає пожежам, можливі при проби конденсаторів. На корпусі конденсатора такого типу має бути зазначено його номінальну напругу 250VAC, що відповідає застосуванню в мережі змінного струму (АС = alternated current, тобто змінний струм). Крім того, на корпусах повинні бути умовні знаки тестових лабораторій, які перевірили даний тип конденсатора і визнали його придатним для використання в мережі змінного струму. Корпуси хороших конденсаторів, як правило, усіяні такими знаками, оскільки вони пройшли випробування у багатьох лабораторіях. В крайньому випадку замість конденсатора типу Х1 або Х2 можна застосувати металоплівковий або паперовий конденсатор на номінальну напругу не менше ніж 400 В.

Автор: А.Кузнєцов, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Регулятори струму, напруги, потужності.

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 Кінцевий стереофонічний підсилювач soulution 511 02.05.2016 Компанія soulution представила кінцевий стереофонічний підсилювач моделі 511. Основою виробу стали чотири імпульсні джерела живлення потужністю 600 ВА кожен, з покращеною фільтрацією та шістьма лінійними, високошвидкісними та малошумливими регуляторами напруги, сумарна ємність накопичувальних конденсаторів становить 500000. Струмова посилення здійснюється на трьох каскадах, що демонструють підвищену лінійність, струм може досягати 60 А. Частота зрізу становить 80 МГц. Вихідна потужність на кожен канал при роботі на навантаження 8, 4 і 2 Ома досягає 150, 300 і 600 Вт відповідно, а в монофонічному режимі вже 600, 1200 і 2400 Вт. Підсилювач пов'язаний із вихідними клемами за допомогою товстих мідних шин. Живлення роздільно подається на підсилювальну частину та допоміжні вузли, вони ізольовані один від одного за допомогою оптичної розв'язки. Співвідношення сигнал/шум не опускається нижче 101 дБ, рівень гармонічних спотворень не перевищує 0,004% в режимі стерео, моно моно знижується до 0,0004%. Підсилювач soulution 511 має один вхідний і вихідний балансний конектор XLR і пару клем для акустики, для зв'язку з іншими компонентами soulution є роз'єм RJ-45. Охочі зможуть придбати новинку вже в жовтні за ціною близько 22200 XNUMX євро.

Інші цікаві новини:

▪ Контактні лінзи, що проектують інформацію на очі

▪ Автомобіль без людини

▪ Шум проти шуму

▪ Підводний Wi-Fi для спостереження за океанами

▪ GUI-керовані цифрові контролери живлення для Point-of-Load систем

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Студенту на замітку. Добірка статей

▪ стаття Смерть – моє ремесло. Крилатий вислів

▪ статья Яка гра набула другого життя завдяки кольоровому телебаченню? Детальна відповідь

▪ стаття Геронов фонтан. Дитяча наукова лабораторія

▪ стаття Підсилювачі потужності на польових транзисторах Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Підсилювач потужності KB трансівера. 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