Triakowy regulator mocy o niskim poziomie szumów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory prądu, napięcia, mocy

 Komentarze do artykułu

Sterowniki mocy Trinistor z kontrolą fazy były wielokrotnie opisywane na łamach naszego magazynu. Ale niestety wiele z nich to silne źródła zakłóceń elektromagnetycznych, co ogranicza zakres urządzeń. Zagraniczne krajowe regulatory są koniecznie wyposażone we wbudowany filtr tłumiący hałas. Ponadto poziom ingerencji, jaką powodują, musi spełniać rygorystyczne normy przyjęte w danym kraju. Autor artykułu mówi o jednym z tych regulatorów.

Schemat regulatora mocy ze sterowaniem fazowo-impulsowym pokazano na ryc. 1. Jest montowany zgodnie z klasycznym schematem na symetrycznym dinistorze 32 V (VD3) i triaku TIC226M (VS1). Przy każdej półfali napięcia sieciowego kondensator C1 jest ładowany prądem przepływającym przez rezystory R2, R3. Gdy napięcie na nim osiągnie 32 V, dinistor otwiera się, a kondensator C1 szybko rozładowuje się przez rezystor R4, dinistor VD3 i elektrodę kontrolną triaka. Tak więc triak jest kontrolowany w ćwiartkach I i III: gdy napięcie na warunkowej anodzie triaka (górny zacisk VS1 zgodnie z obwodem) jest dodatnie, impuls sterujący jest również dodatni, a przy napięciu ujemnym - ujemna biegunowość.

Wartość mocy obciążenia podłączonego do złącza X1 zależy od tego, jak długo triak będzie włączony podczas każdego półcyklu napięcia sieciowego. Moment włączenia triaka jest określony przez napięcie progowe dinistora i stałą czasową (R2 + R3)C1. Im większa rezystancja części wejściowej rezystora zmiennego R2, tym dłuższy okres czasu, w którym triak znajduje się w stanie zamkniętym, tym mniejsza moc w obciążeniu. Wskazane na wykresie wartości znamionowe elementów stałej czasowej zapewniają prawie pełny zakres regulacji mocy wyjściowej - od 0 do 99%.

Aby uzyskać wystarczająco płynną regulację mocy wyjściowej, rezystor zmienny R2 musi mieć charakterystykę grupy B. Rezystor grupy B również się nadaje, ale wtedy będzie musiał być włączony w taki sposób, aby wzrost mocy wyjściowej ( tj. ze spadkiem rezystancji rezystora zmiennego) występuje podczas obracania jego pokręteł w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Obwód utworzony przez diody VD1, VD2 i rezystor R1 zapewnia płynną regulację przy minimalnej mocy wyjściowej. Bez tego charakterystyka regulacji regulatora ma histerezę. Na przykład jasność żarówki używanej jako obciążenie, wraz ze wzrostem mocy wyjściowej, zmienia się gwałtownie od zera do 3 ... 5% maksymalnej jasności. Istota tego zjawiska jest następująca. Przy wysokiej rezystancji rezystora R2, gdy napięcie na kondensatorze C1 nie przekracza 30 V, dinistor nie otwiera się podczas całego półcyklu napięcia sieciowego, a moc wyjściowa wynosi zero. Jednocześnie do czasu przejścia napięcia sieciowego przez „zero” napięcie na kondensatorze ma wartość zerową, aw kolejnym półokresie kondensator jest rozładowywany przez znaczną część czasu. Jeśli rezystancja rezystora R2 zostanie zmniejszona, to po tym, jak napięcie na kondensatorze zacznie przekraczać próg dinistora, kondensator zostanie rozładowany na końcu półcyklu i natychmiast rozpocznie ładowanie w następnym półcyklu , więc dinistor otworzy się wcześniej w nowym półcyklu. Obwód diodowo-rezystorowy rozładowuje kondensator, gdy napięcie sieciowe zmienia się z ujemnej na dodatnią półfalę, eliminując w ten sposób efekt gwałtownego początkowego wzrostu mocy w obciążeniu.

Rezystor R4 ogranicza maksymalny prąd płynący przez dinistor do około 0,1 A i spowalnia proces rozładowywania kondensatora C1. Zapewnia to stosunkowo długi czas trwania impulsu, wystarczający do niezawodnego uruchomienia triaka VS1 nawet przy znacznej składowej indukcyjnej obciążenia. Przy wartościach znamionowych rezystora R4 i kondensatora C1 wskazanych na schemacie czas trwania impulsu sterującego wynosi 130 μs. Przez znaczną część tego czasu przez elektrodę sterującą triaka płynie prąd wystarczający do otwarcia triaka w dowolnym kwadrancie - dla triaka 32V odpowiada to 50 mA.

Dinistor symetryczny 32 V (VD3) zapewnia taki sam kąt otwarcia triaka w obu półfalach napięcia sieciowego. W konsekwencji opisany regulator nie wyprostuje napięcia sieciowego, więc w wielu przypadkach można go nawet wykorzystać do sterowania podłączonym do niego obciążeniem poprzez transformator. Dinistor 32 V można zastąpić jego analogiem, zmontowanym na tranzystorach o różnych strukturach, jak pokazano na ryc. 2. Mostek diodowy VD4-VD7 zapewnia symetrię sterowania triakiem, a dioda Zenera małej mocy VD8 ustawia próg odpowiedzi analogowej. Tranzystory VT1 i VT2 muszą wytrzymać znaczny (co najmniej 0,1 A) impulsowy prąd podstawowy. Współczynnik przenoszenia prądu statycznego podstawy tranzystora VT2 wynosi co najmniej 50. Diody mostkowe muszą również wytrzymywać stały prąd impulsowy o wartości co najmniej 0,15 A. Odpowiednie są na przykład diody serii KD103 z dowolnym indeksem literowym.

Maksymalne dopuszczalne napięcie diod i tranzystorów analogu dinistora musi być co najmniej o 30% większe niż napięcie stabilizujące diody Zenera VD8, tj. co najmniej 50 V. Można zastosować dwie diody Zenera małej mocy, włączając je szeregowo tak, że ich całkowite napięcie stabilizacyjne wynosi 25 .. .30 V. Rezystory R7 i R8 zapewniają analogową stabilność w wysokich temperaturach.

Triak TIC226M, którego dopuszczalny prąd wynosi 8 A, pozwala na sterowanie obciążeniem o mocy do 1 kW. W przypadku obciążeń do 2 kW można zastosować triaki o dopuszczalnym prądzie 15 ... 16 A.

Zamiast triaka TIC226M można użyć domowego trinistora KU208G. Ma jednak znacznie gorszą czułość. Aby zapewnić niezawodne działanie, przez elektrodę kontrolną trinistora KU208G musi przepływać prąd o natężeniu co najmniej 250 mA w temperaturze otoczenia -60 ° C lub 170 mA w temperaturze pokojowej. Dlatego przy stosowaniu trinistora KU208G rezystancję rezystora R4 należy zmniejszyć do 100 omów, a indukcyjność cewki indukcyjnej L1 do 100 μH. W związku z tym tranzystory i diody w analogu dinistora (ryc. 2) muszą wytrzymać prądy do 0,3 A.

Poziom zakłóceń generowanych przez taki regulator będzie znacznie wyższy. Ponadto będzie miał mniejszą stabilność podczas pracy z obciążeniem z komponentem indukcyjnym.

Spadek napięcia na triaku VS1 wynosi około 2 V, dlatego przy obciążeniu większym niż 100 W triak musi być zainstalowany na odpowiednim radiatorze. Przy niższym obciążeniu sama płytka regulatora może służyć jako radiator. W tym celu triak w obudowie TO220 należy umieścić na foliowej stronie płytki drukowanej, skręcić śrubą M3 z nakrętką i pozostawić folię o powierzchni 5...2 cmXNUMX pod miejscem instalacji triaka.

W konstrukcjach amatorskich zamiast triaka często stosuje się mostek diodowy i trinistor, co zwiększa koszt komponentów i rozmiar konstrukcji. Takie rozwiązanie w przybliżeniu podwaja straty mocy w regulatorze i zawęża zakres dopuszczalnych obciążeń. Ponadto kondensator akumulacyjny ładowany jest napięciem jednobiegunowym, które, jak słusznie zauważył A. Masłow „Jeszcze raz o trinistorowym regulatorze mocy” (patrz „Radio”, 1994, nr 5, s. 37) , prowadzi do nieprawidłowego działania regulatora przy niskiej mocy zainstalowanej.

Mówiąc o artykule A. Masłowa, nie sposób nie wspomnieć, że proponowana przez niego metoda zmniejszenia szybkości narastania napięcia na trinistorze (dV / dt) może doprowadzić do uszkodzenia trinistora z powodu jego przeciążenia prądem pulsującym przy moment załączenia, ponieważ prąd rozładowania kondensatora bocznikującego trinistor nie jest w żaden sposób ograniczony. W przypadku zastosowania wysokiej jakości kondensatora o niskiej rezystancji wewnętrznej, SCR prawie na pewno ulegnie zniszczeniu w wyniku przekroczenia wartości prądu lub prędkości narastania prądu (dV/dt). Aby wyeliminować tę wadę, konieczne jest szeregowe podłączenie rezystora drutowego lub węglowego o rezystancji co najmniej 10 omów z kondensatorem magazynującym. Rezystory z warstwą metalową i węglową nie nadają się do tego celu, ponieważ mogą ulec awarii z powodu dużego chwilowego rozproszenia mocy w momencie włączenia trinistora.

W opisanym regulatorze mocy (patrz ryc. 1) szybkość zmiany napięcia na triaku VS1 jest ograniczona przez kondensatory C2, C3, a prąd ich rozładowania, gdy triak jest otwarty, jest ograniczony przez dławik L1. Nowoczesne triaki wytrzymują tempo wzrostu napięcia 50...200 V/μs, a niektóre nawet do 750 V/μs, więc stosunkowo mała pojemność kondensatorów C2, C3 zapobiega fałszywym wyzwoleniom triaka nawet przy niskoomowych obciążeniach . Z przykrością należy zauważyć, że przestarzałe domowe SCR serii KU208 mają tylko 10 V / μs.

Jednocześnie cewka indukcyjna L1 i kondensatory C2, C3 tworzą dolnoprzepustowy filtr przeciwzakłóceniowy. Cewka indukcyjna musi wytrzymać prąd obciążenia bez nasycenia obwodu magnetycznego. Jako rdzeń magnetyczny autor zastosował pierścień o średnicy zewnętrznej 26,5, średnicy wewnętrznej 14,5 i grubości 7,5 mm wykonany ze sproszkowanego żelaza o przenikalności magnetycznej 75. Uzwojenie zawiera 58 zwojów drutu PEV-2 o średnica 1 mm. Taki dławik nadaje się do pracy z obciążeniem do 1 kW. W przypadku stosowania trinistora KU208G liczbę zwojów cewki indukcyjnej należy zmniejszyć do 40.

Kondensatory C2 i C3 muszą być typu X1 lub X2 (jest to międzynarodowe oznaczenie kondensatorów), specjalnie zaprojektowane do łączenia między przewodami sieciowymi; znajdują się w obudowach wykonanych z samogasnącego tworzywa sztucznego, co zapobiega pożarom, które mogą powstać podczas awarii kondensatorów. W przypadku tego typu kondensatora należy podać jego napięcie znamionowe 250VAC, co odpowiada zastosowaniu w sieci prądu przemiennego (AC = prąd zmienny, czyli prąd zmienny). Ponadto na obudowach muszą znajdować się symbole laboratoriów badawczych, które przetestowały ten typ kondensatora i uznały go za odpowiedni do użytku w sieci prądu przemiennego. Obudowy dobrych kondensatorów są zwykle zaśmiecone takimi znakami, ponieważ zostały przetestowane w wielu laboratoriach. W skrajnych przypadkach zamiast kondensatora typu X1 lub X2 można zastosować kondensator metalowo-foliowy lub papierowy o napięciu znamionowym co najmniej 400 V.

Autor: A. Kuzniecow, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Regulatory prądu, napięcia, mocy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Przygotowania do chińskiej misji księżycowej 13.05.2017 Chińscy studenci będą mieszkać w laboratorium symulującym warunki księżycowe przez prawie 200 dni, podczas gdy Pekin przygotowuje się do wylądowania tajkonautów na Księżycu. Czterech doktorantów z pekińskiego uniwersytetu Beihang weszło w środę do stoiska o powierzchni 160 metrów kwadratowych - nazwanego Yuegong-1, czyli "Księżycowym Pałacem" - podała agencja informacyjna Xinhua. Ci ochotnicy będą mieszkać w zamkniętym laboratorium symulującym długoterminową, samodzielną misję kosmiczną z niewielką lub żadną komunikacją ze światem zewnętrznym, powiedział Xinhua. Odpady ludzkie będą przetwarzane w procesie biofermentacji, a zboża i warzywa będą uprawiane na glebach nawożonych żywnością i innymi odpadami. Ta eksperymentalna komora demonstruje „najbardziej zaawansowaną na świecie technologię podtrzymywania życia w pętli zamkniętej” – podała China Central Television. Chiny nie planują lądowania swoich tajkonautów na powierzchni Księżyca przez co najmniej kolejne dziesięć lat, ale w ramach tego projektu planowane jest przygotowanie ludzi do długoterminowych misji na powierzchni naturalnego satelity naszej planety. Dwóch mężczyzn i dwie kobiety weszło do laboratorium w środę i pozostaną tam przez co najmniej 60 dni. Następnie zostaną zastąpieni przez inną grupę, która pozostanie w komorze przez 200 dni, po czym pierwsza grupa wróci ponownie, aby spędzić kolejne 105 dni w laboratorium. Moon Palace to trzecia na świecie baza bioregeneracyjna podtrzymywania życia i pierwsza taka baza zbudowana w Chinach.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Filtr grafenowy zatrzymuje wszystko oprócz wody

▪ Wpływ pożywienia na nastrój człowieka

▪ Cypress CYFB0072 4,8 Gb/s układ bufora wideo

▪ Wielomodowa technologia bezprzewodowa dla sieci czujników

▪ Dwukołowy samochód elektryczny

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Słowa skrzydlate, jednostki frazeologiczne. Wybór artykułu

▪ artykuł Poza dobrem i złem. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak powstały góry? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Spawarka elektryczna do spawania ręcznego. Opis pracy

▪ artykuł Prosty stymulator do elektroakupunktury. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Łamanie banana. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024