Ekonomiczne urządzenie sterujące triakiem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

Urządzenie przeznaczone jest do kompaktowych i ekonomicznych produktów automatyki domowej. Niezależnie łączy i odłącza jedno lub więcej obciążeń od źródła zasilania 220 V AC w ​​zależności od zewnętrznego sygnału logicznego. W tym przypadku generowany jest impuls sterujący triakiem o minimalnym czasie trwania wystarczającym do jego otwarcia [1].

Ponadto moment włączenia obciążenia jest powiązany z momentami, w których napięcie sieciowe przekracza zero, a obciążenie zawsze otrzymuje całkowitą liczbę okresów napięcia sieciowego. Zmniejsza to poziom szumów przełączania, co jest szczególnie ważne w przypadku obciążeń o dużej mocy, a także zapewnia, że ​​w prądzie obciążenia nie występuje składowa stała.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Na ryc. Rysunek 1 przedstawia schemat urządzenia do niezależnego sterowania dwoma obciążeniami. Obciążenie 1 jest przełączane przez triak VS2. Sterują nim elementy DD1.1, DA1, VD2, VD3, R7, R9, R11, R12. Podobnie obciążenie 2 jest przełączane przez triak VS3, który jest sterowany przez elementy DD1.2, DA2, VD4, VD5, R8, R10, R13, R14. W ten sposób można sterować dowolną liczbą obciążeń, przy czym C1, R1-R3 są wspólne dla wszystkich. Elementy R4-R6, C2-C4, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3 tworzą zasilacz, którego napięcie jest również dostarczane do zewnętrznego urządzenia sterującego. Zapewnia napięcie wyjściowe 12 V przy prądzie obciążenia do 100 mA. Układ działa na zasadzie opisanej w artykule [2] zasilacza z kondensatorem balastowym i układem ograniczającym napięcie wyjściowe wykorzystującym diodę Zenera i tranzystorowy odpowiednik tyrystora. Ale zamiast analogowego SCR zastosowano prawdziwe urządzenie VS1, jak pokazano na ryc. 1.

W moim poprzednim artykule [3] opisano moduł sterujący triakiem w timerze KR1441VI1 o stałym czasie trwania impulsów sterujących, dlatego jego zastosowanie w przypadku sterowania obciążeniem elementem indukcyjnym jest trudne. W tym artykule to ograniczenie zostało wyeliminowane. Obciążeniami mogą być świetlówki kompaktowe („energooszczędne”) ze statecznikiem elektronicznym. Jeżeli okaże się, że podłączona do urządzenia lampa energooszczędna okresowo miga przy wyłączonym urządzeniu, należy spróbować dobrać triak o mniejszym prądzie upływu, a jeśli to się nie powiedzie, ominąć lampę rezystorem lub kondensatorem, gdyż zalecane w artykule [4].

Wyzwalacze mikroukładu DD1 służą do synchronizacji momentów włączenia triaków z przejściami napięcia sieciowego przez zero. Wejście D każdego wyzwalacza jest sterujące - dostarczany jest do niego sygnał, który określa, czy odpowiednie obciążenie jest włączone, czy wyłączone.

Dzielnik R2R3 zapewnia doprowadzenie impulsów zegarowych na wejścia C przerzutników w momentach, gdy chwilowe napięcie w sieci przechodzi przez wartość zerową i rośnie (na górnym przewodzie sieciowym na schemacie względem dolnego). Zatem impulsy zegarowe następują z częstotliwością 50 Hz synchronicznie z siecią. W momencie podłączenia urządzenia do sieci impuls przechodzący przez obwód R1C1 ustawia urządzenie w taki sposób, że wszystkie obciążenia są wyłączone.

Rozważmy działanie urządzenia na przykładzie obciążenia przełączającego 1. Po włączeniu zasilania wyzwalacz DD1.1 zostaje ustawiony na poziom wysoki na wyjściu odwrotnym i niski na wyjściu bezpośrednim. Tutaj i poniżej poziomy logiczne są wskazane w odniesieniu do linii zasilania -12 V. Ten wyzwalacz jest ustawiany w ten sam stan, gdy jego wejście D (pin 5) jest podłączone do ujemnego przewodu zasilania po dotarciu impulsu zegarowego na wejście C ( pin 3). Diody VD2 i VD3 otwarte. Wysoki poziom poprzez diodę VD2 jest doprowadzany do wejścia E (sygnał zezwolenia na start – pin 4) timera DA1, a jego wejście S jest ustawione na niski poziom. W rezultacie wyjście timera DA1 (połączone piny 3 i 7) jest ustawione na wysoki poziom. Przez elektrodę sterującą triaka VS2 nie przepływa prąd, triak jest zamknięty, obciążenie 1 jest odłączone.

Kiedy wejście D wyzwalacza DD1.1 jest podłączone do dodatniego przewodu zasilającego, po dotarciu impulsu zegarowego na wejście C, wyzwalacz zostaje ustawiony na wysoki poziom na wyjściu bezpośrednim i niski poziom na wyjściu odwrotnym. Diody VD2 i VD3 zwarte. Stan timera DA1 jest określony przez wartości napięć na wyjściach dzielnika R11R7R9, które są podłączone do wejść E i S timera. Rezystancje rezystorów tego dzielnika dobiera się tak, aby przez elektrodę sterującą triaka VS2 płynął prąd, gdy wartość bezwzględna napięcia U2-i pomiędzy jego elektrodami 2 i 1 przekroczy 9,8 V.

Wejście timera E ma wyższy priorytet niż S, a S ma wyższy priorytet niż R. Wejście timera R jest podłączone do plusa jego zasilania. Zatem timer znajduje się na wyjściu w stanie niskim, chyba że uniemożliwiają to sygnały na wejściach E i S. Dopóki wartość bezwzględna napięcia U2-1 jest mniejsza niż 9,8 V, poziom wysoki na wejściu E umożliwia ustawienie na wejściu S. Niski poziom napięcia na wejściu S ustawia timer na wysoki stan wyjściowy. Przez triak elektrody sterującej VS2 nie przepływa prąd, obciążenie 1 jest odłączone.

Jeżeli napięcie U2-i jest większe niż +9,8 V, to napięcie na wejściu S przekracza próg załączenia, dlatego po sygnale z wejścia R timer przechodzi w stan niski na wyjściu. Prąd przepływa od elektrody sterującej triaka VS2 przez rezystor ograniczający prąd R12 do wyjścia timera. Triac VS2 otwiera i podłącza obciążenie 1 do sieci.

Jeśli U2-1 jest mniejsze niż -9,8 V, oba wejścia E i S mają stan niski.Niski poziom wejścia E wyzwala niski stan wyjścia timera. Prąd przepływa od elektrody sterującej triaka VS2 przez rezystor ograniczający prąd R12 do wyjścia timera. Triac VS2 otwiera i podłącza obciążenie 1 do sieci.

Po otwarciu triaka VS2 napięcie na nim spada prawie do zera, w wyniku czego timer DA1, jak opisano powyżej, przechodzi na wyjście w stan wysokiego poziomu, prąd płynący przez elektrodę sterującą triaka VS2 zatrzymuje się, co powoduje ekonomiczne sterowanie triakiem.

Jeżeli konieczne jest włączenie obciążenia 1 po podłączeniu wejścia D wyzwalacza DD1.1 do ujemnego przewodu zasilającego, a wyłączenie do dodatniego przewodu, należy zamienić miejscami połączenia wejść S i R oraz wyjścia tego wyzwalacza.

Rezystory R12 i R14 ustalają prąd elektrod sterujących triaków, który osiąga 100 mA dla wskazanej na schemacie rezystancji 100 omów. Prąd ten jest wystarczający do otwarcia większości triaków KU208G i wszystkich TS106-10-4. Jeśli użyte triaki zostaną wybrane tak, aby otwierały się przy prądzie 50 mA lub zostaną zainstalowane obce triaki MAC16D lub VTA216-500V, które gwarantują otwarcie przy prądzie 50 mA, wówczas można zwiększyć rezystancję rezystorów R12 i R14 do 200 omów.

Ponieważ triak jest sterowany napięciem o ujemnej polaryzacji na elektrodzie sterującej w stosunku do jego elektrody 1 podłączonej do wspólnego przewodu, do zasilania urządzenia wymagane jest napięcie o ujemnej polaryzacji.

Proponowane urządzenie może być również zasilane z zasilacza urządzenia sterującego, którego wyjście podłącza się do kondensatora C4, zachowując polaryzację. W takim przypadku elementy R4-R6, C2, C3, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3 nie są instalowane. W przypadku braku zauważalnej składowej indukcyjnej w obciążeniu, urządzenie pobiera prąd o wartości około 200...300 μA na obciążenie. Aby jednak zapewnić niezawodny rozruch, zasilacz musi dostarczać do obciążenia co najmniej 6 mA prądu wyjściowego.

Należy pamiętać o połączeniu galwanicznym z siecią i zachować środki ostrożności. Urządzenie należy umieścić w izolowanej obudowie i nie podłączać go bezpośrednio do innych urządzeń niż te, do których jest podłączane. Aby zwiększyć bezpieczeństwo elektryczne, zaleca się podłączenie wspólnego przewodu sieciowego do „zera”, drugiego przewodu sieciowego do „fazy”, jak pokazano na schemacie.

Rys.. 2

Jeżeli urządzenie sterujące generuje sygnały logiczne o dodatniej polaryzacji w stosunku do wspólnego przewodu, są one zasilane przez urządzenie dopasowujące, którego schemat pokazano na ryc. 2. Rezystancję rezystora R1 (w kiloomach) oblicza się ze wzoru R1 = (U×1-0,7 V) / 0,1 mA, gdzie UBX1 to napięcie sygnału wysokiego poziomu o dodatniej polaryzacji (w woltach). Mianownik wzoru to maksymalny obliczony prąd płynący przez ten rezystor 0,1 mA. Wskazane na ryc. 2 jego rezystancja odpowiada wysokiemu poziomowi sygnału TTL.

Rys.. 3

Jeżeli urządzenie sterujące nie posiada własnego zasilacza, można je zasilać z zasilacza bipolarnego z kondensatorem balastowym, którego obwód pokazano na ryc. 3. Jest przystosowany do prądu wyjściowego do 100 mA przy każdym napięciu. Urządzenie sterujące zasilane jest z napięcia dodatniego, natomiast proponowane urządzenie zasilane jest z napięcia ujemnego.

Nie zaleca się zastępowania układu HEF4013BP analogami, ponieważ jego wejścia zliczające są wyposażone w wyzwalacze Schmitta. Możliwe jest jednak zastosowanie innych obcych mikroukładów serii 4013B. W ostateczności można zastosować K561TM2, ale wówczas pomiędzy piny 3, 11 i pin 7 należy podłączyć diodę Schottky'ego KD923A, KD922A, KD922B lub 1N17-1N19 (anoda do pinu 7), co zapobiega przepływowi prądu przez wewnętrzne zabezpieczenie diody. Chociaż prąd ten nie przekracza dopuszczalnej wartości 561 mA dla serii K10, prowadzi to do nieprawidłowej pracy mikroukładu.

Timery KR1441VI1 można zastąpić podobnymi importowanymi ICM7555IPA, ILC555N, GLC555. Możliwe jest również zastosowanie podwójnych timerów, takich jak GLC556, ICM7556IPD.

Zintegrowany stabilizator o napięciu wyjściowym -12 V (DA3 na ryc. 1 i DA2 na ryc. 3) może pochodzić z serii KR1168EN12, KR1199EN12 lub importowanego typu 79L12. Mikroukład KR1170EN5 (DA1 na ryc. 3) można zastąpić analogiem 2931AZ-5.

Tranzystor VT1 (patrz ryc. 2) - dowolna z serii KT3107. Triak MAS97A4 (VS1 na ryc. 3) można zastąpić MAS97A6, MAS97A8, a także dowolną serią VT131. SCR VS1 (patrz rys. 1) - dowolna z serii KU251, MCR100, VT149.

Diody VD1, VD7 na ryc. 1 i VD3, VD4 na ryc. 3 pochodzą z serii KD105, 2D212, KD212 (z wyjątkiem KD212B i KD212G), D237 (z wyjątkiem D237V, D237G i D237L), KD243, 1N4001 - 1 N4007. Diody KD521A można zastąpić innymi diodami krzemowymi małej mocy. Dioda Zenera

KS216Zh (VD6 na ryc. 1) można zastąpić 2S216ZH, KS508V, 1 N4703, BZX55-C16. Napięcie stabilizacyjne zastosowanej diody Zenera powinno mieścić się w zakresie 15,5...16,5 V przy prądzie 2 mA.

Kondensatory o pojemności 3,3 μF i napięciu znamionowym 400 V (C2 na ryc. 1 i C1 na ryc. 3) są importowane, oznaczone „AC”, przeznaczone do włączenia w obwód prądu przemiennego.

literatura

1. Volodin V. Ekonomiczne sterowanie triakiem. - Radio, 2003, nr 6, s. 27. 28, XNUMX.
2. Tsesaruk N. Przełączający stabilizator zasilacza kondensatorowego. - Radio, 1999, nr 11, s. 39-XNUMX. XNUMX.
3. Gavrilov K. Zastosowanie mikroukładu KR1441VI1. - Radio, 2011, nr 6, s. 34-36.
4. Moroz K. Eliminacja mrugania świetlówki energooszczędnej. - Radio, 2012, nr 4, s. 41-XNUMX. XNUMX.

Autor: K. Gavrilov

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Technika jest kontrolowana przez myśli 24.04.2013 Grupa naukowców i inżynierów z University of Minnesota zaprezentowała nowe wyniki swojej ciekawej pracy nad tworzeniem technologii kontroli myśli. Już wcześniej zademonstrowali wirtualny helikopter sterowany siłą myśli. Teraz naukowcy demonstrują dobrze opanowane sterowanie prawdziwym quadkopterem, wózkiem inwalidzkim i protezami. W przyszłości nowy nieinwazyjny interfejs mózgu (BCI) pozwoli na interakcję z urządzeniami elektronicznymi bez użycia przycisków. Do tej pory najdokładniejsze interfejsy neuronowe wykorzystują chipy wszczepiane do mózgu. Wady tego podejścia są oczywiste: traumatyczna operacja, ryzyko odrzucenia i infekcji oraz trudna modernizacja interfejsu nerwowego. Naukowcy z University of Minnesota opracowują nieinwazyjny interfejs, który może zapewnić tak samo wyraźne skany mózgu, jak interfejsy wszczepialne. Taki interfejs niewątpliwie stanie się rewolucją w wielu dziedzinach nauki i technologii: od interakcji ze smartfonem po wymianę danych z systemem sterowania samolotem. Obecnie BCI amerykańskich naukowców to czapka z elektrodami i pozwala pewnie sterować quadrocopterem ARDrone. Dzięki BCI ochotnicy latają małym samolotem przez zawisające obręcze z niewielkim lub zerowym błędem. Eksperymenty pokazują, że dokładność interfejsu neuronowego wzrasta wraz z długotrwałym użytkowaniem. Naukowcy testują również skuteczność nieinwazyjnego interfejsu neuronowego podczas jazdy na wózku inwalidzkim oraz zrobotyzowanych narzędzi, które ułatwiają życie sparaliżowanym osobom. Twórcy nie mają wątpliwości, że w przyszłości interfejs neuronowy stanie się jednym z głównych sposobów sterowania sprzętem, z największymi perspektywami dla prostych urządzeń, które nie wymagają wiercenia czaszki. Co ciekawe, jesienią ubiegłego roku chińscy naukowcy z Uniwersytetu Zheijiang zaprezentowali własną wersję interfejsu neuronowego zdolnego do sterowania quadrocopterem. Potrafi przekazywać proste polecenia, takie jak „leć w prawo” lub „idź wyżej”. Jest prostszy niż Minnesota BCI i składa się z komponentów dostępnych na rynku. W rzeczywistości składa się z przenośnego elektroencefalografu i bezprzewodowego laptopa.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Niebieskie i Ultra SSD do 1 TB

▪ Pływające elektrownie słoneczne

▪ Ozon na Wenus

▪ Ciężkie choroby dziedziczne chronią przed infekcjami

▪ Oczyszczanie wody celulozowej

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrofony, mikrofony radiowe. Wybór artykułów

▪ artykuł Teoria państwa i prawa. Kołyska

▪ artykuł Kto powiedział: Niech jedzą ciastka? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Welomobil trójkołowy. Transport osobisty

▪ artykuł transwerter 430 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Konwerter TRAN - C. Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki

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