Tyrystorowe regulatory napięcia. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Tyrystorowe regulatory napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory prądu, napięcia, mocy

Komentarze do artykułu

Z regulacją amplitudowo-fazową

W sterowniku, którego obwód pokazano na ryc. 1, stosowane są dwa trinistory, otwierające jeden na dodatnie, a drugie na ujemne półcykle napięcia sieciowego. Napięcie robocze na obciążeniu Rн jest regulowane przez zmienny rezystor R3.

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.1

Regulator działa w następujący sposób. Na początku dodatniego półcyklu (plus na górnym przewodzie zgodnie z obwodem) trinistory są zamknięte. Wraz ze wzrostem napięcia sieciowego kondensator C1 jest ładowany przez rezystory R2 i R3. Wzrost napięcia na kondensatorze opóźnia się (przesunięcie w fazie) od sieci o wielkość zależną od całkowitej rezystancji rezystorów R2 i R3 oraz pojemności kondensatora C1. Ładowanie kondensatora trwa, dopóki napięcie na nim nie osiągnie progu otwarcia trinistora D1. Gdy trinistor się otworzy, prąd przepłynie przez obciążenie Rн, określony przez całkowitą rezystancję otwartego trinistora i Rн. Trinistor D1 pozostaje otwarty do końca połowy cyklu. Wybierając rezystor R1, ustawiane są żądane granice kontrolne. Przy wartościach rezystorów i kondensatorów wskazanych na wykresie napięcie na obciążeniu można zmieniać w zakresie 40-220 V.

Podczas ujemnego półcyklu trinistor D4 działa podobnie. Jednak kondensator C2, częściowo naładowany podczas dodatniego półcyklu (poprzez rezystory R4 i R5 oraz diodę D6), musi zostać ponownie naładowany, co oznacza, że czas opóźnienia załączenia trinistora musi być duży. Im dłużej trinistor D1 był zamknięty podczas dodatniego półcyklu, tym większe będzie napięcie na kondensatorze C2 na początku ujemnego i tym dłużej trinistor D4 będzie zamknięty.

Praca w trybie wspólnym trinistorów zależy od prawidłowego doboru wartości elementów R4, R5, C2. Moc obciążenia może być dowolna w zakresie od 50 do 1000 watów.

Autor: I. Chushanok, Grodno

Sterowanie impulsowe

Regulator, którego obwód pokazano na ryc. 2, sterowany automatycznie przez sygnał Uynp. W regulatorze zastosowano dwa tyrystory - trinistor D5 i dinistor D7. Trinistor otwiera się impulsami utworzonymi przez łańcuch składający się z dinistora D7 i kondensatora C1. Na początku każdego półcyklu trinistor i dinistor są zamknięte, a kondensator C1 jest ładowany przez prąd kolektora tranzystora T1. Kiedy napięcie na kondensatorze osiągnie próg otwarcia dinistora, otworzy się i kondensator szybko się rozładuje przez rezystor R2 i uzwojenie pierwotne transformatora Tr1. Impuls prądu z uzwojenia wtórnego transformatora otworzy trinistor. W takim przypadku urządzenie sterujące zostanie odłączone od zasilania (ponieważ spadek napięcia na otwartym trinistorze jest bardzo mały), dinistor zamknie się. Pod koniec półcyklu trinistor wyłączy się i wraz z początkiem kolejnego półcyklu rozpocznie się nowy cykl regulatora.

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.2

Czas opóźnienia impulsu otwierającego trinistor względem początku półcyklu jest określony przez szybkość ładowania kondensatora C1, która jest proporcjonalna do prądu kolektora tranzystora T1. Zmieniając napięcie sterujące Uynp, możesz kontrolować ten prąd i ostatecznie regulować napięcie na obciążeniu. Źródłem sygnału Uynp może być filtr pasmowy (z prostownikiem) instalacji kolorystycznej i muzycznej, oprogramowanie urządzenia. W układach automatycznej regulacji napięcie sprzężenia zwrotnego jest wykorzystywane jako Ucontrol.

Rezystor R5 musi być tak dobrany, aby przy Uynp=0, trinistor otwierał się w każdym półcyklu w czasie bliskim końca półcyklu.

Aby przełączyć się na sterowanie ręczne, wystarczy wymienić rezystor R5 na szeregowy łańcuch rezystora zmiennego i stałą rezystancję 10-12 kOhm.

Napięcie stabilizacji diody Zenera D6 powinno być o 5-10 V większe niż maksymalne napięcie włączenia dinistora.

Tranzystor T1. może być dowolną z serii MP21, MP25, MP26. Do Dinistora można stosować typy KN102B, D227A, D227B, D228A, D228B. Rezystor R1 składa się z dwóch 2 watowych rezystorów.

Transformator impulsowy Tr1 jest nawinięty na rdzeń pierścieniowy o wymiarach 26X18X4 mm z permalloyu 79NMA (lub ten sam odcinek z ferrytu M2000NM1). Uzwojenie I zawiera 70 zwojów, a uzwojenie II - 50 zwojów drutu PEV-2 0,33 mm. Izolacja międzyzwojowa musi wytrzymać napięcie zbliżone do napięcia sieciowego.

Zamiast dinistora w regulatorze można zastosować tranzystor pracujący w trybie lawinowym. Działanie tranzystorów w tym trybie zostało szczegółowo opisane w „Radio”, 1974, nr 5, s. 38-41. Schemat jednego z tych regulatorów pokazano na ryc. 3.

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.3

Zgodnie z zasadą działania regulator z tranzystorem pracującym w trybie lawinowym nie różni się od poprzedniego. Zastosowany tranzystor typu GT311I ma lawinowe napięcie przebicia około 30 V (przy rezystancji rezystora R3 równej 1 kOhm). W przypadku użycia innych tranzystorów wartości elementów R4, R5, C1 będą musiały zostać zmienione.

W regulatorze można zastosować inne tranzystory (rys. 3), w tym struktury pnp, np. P416. W takim przypadku konieczna jest zamiana wyprowadzeń emitera i kolektora na tranzystorze T1 (patrz ryc. 3). Rezystor R3 we wszystkich przypadkach musi być podłączony między bazą a emiterem. Napięcie obciążenia jest regulowane przez zmienny rezystor R4.

Autor: inż. E. Furmański, Moskwa

Z analogowym tranzystorem jednozłączowym

W sterowniku, którego obwód pokazano na ryc. 4, stosowana jest metoda impulsu fazowego sterowania trinistorem. W urządzeniu sterującym regulatora zastosowano analogowy tranzystor tranzystora jednozłączowego (dioda dwubazowa). O działaniu tranzystorów jednozłączowych można przeczytać w „Radio”, 1972, nr 7, s. 56.

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.4

Obwód zasilający regulatora zbudowany jest w taki sam sposób jak regulator opublikowany w Radio, 1972, nr 9, s. 55. Przy otwartych stykach wyłącznika B'2 efektywną wartość napięcia na obciążeniu można zmieniać w zakresie od kilku woltów do 110 V, a przy zwartych stykach od 110 do 220 V.

Zgodnie z zasadą działania urządzenie sterujące opisanego regulatora nie różni się od urządzeń na tranzystorze dinstorowym lub lawinowym (ryc. 2 i 3). Moc dostarczana do obciążenia jest regulowana przez zmienny rezystor R5.

Trinistor DZ i dioda D1 są zainstalowane na wspólnym grzejniku o powierzchni 50-80 cm2. Rezystor R1 składa się z dwóch rezystorów 2W.

Autor: V.Popovich, Iżewsk.

Na triaku

Opisany regulator jest zbudowany zgodnie ze schematem regulacji impulsu fazowego za pomocą triaka (tyrystora symetrycznego). Obwód kontrolera pokazano na ryc. 5. Urządzenie sterujące wykorzystuje tranzystorowy odpowiednik jednozłączowego tranzystora typu n.

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.5

Gdy regulator jest włączony (przełącznikiem B1), tranzystory T1 h T2 są zamknięte, a kondensator C1 zaczyna się ładować przez rezystor R4 (za pomocą którego regulowana jest moc rozpraszana na obciążeniu Rn). Ładowanie trwa, dopóki napięcie na kondensatorze nie przekroczy progu otwarcia tranzystora T1. W tym momencie tranzystory otwierają się i przechodzą w tryb nasycenia. Kondensator szybko rozładowuje się przez nie do uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego Tr1. Impuls prądu z uzwojenia wtórnego otwiera triak D5. Próg otwarcia tranzystorów jest określony przez rezystancje rezystorów dzielnika R2R3.

Transformator impulsowy Tr1 jest nawinięty na pierścień ferrytowy M2000NM1-15, rozmiar K20x 12x6. Uzwojenie I zawiera 50 zwojów, a II - 30 zwojów drutu PELSHO 0,25 mm. Kondensator C1 - MBM o napięciu roboczym 160 V.

Maksymalny dopuszczalny prąd obciążenia regulatora wynosi 5 A. Granice regulacji napięcia wynoszą od kilku woltów do 215 V.

Autorzy: W.Ponomarenko, W.Frołow Woroneż

Z ulepszoną charakterystyką sterowania

W regulatorach tyrystorowych ze sterowaniem impulsowym napięcie na kondensatorze obwodu RC wzrasta wykładniczo podczas jego ładowania. Przy sinusoidalnej postaci napięcia sieciowego charakterystyka regulacji, która wyraża zależność napięcia od obciążenia od rezystancji rezystora zmiennego, okazuje się ostro nieliniowa, co utrudnia płynną regulację napięcia na obciążeniu .

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.6

Regulator tyrystorowy, którego obwód pokazano na ryc. 6 jest w dużej mierze wolny od tej wady. W regulatorze zastosowano tranzystor jednozłączowy. Poprawę liniowości charakterystyki sterowania uzyskuje się dzięki temu, że kondensator C1 jest ładowany z napięcia sieciowego (poprzez rezystor R4) i jednocześnie ze źródła stałego napięcia stabilizowanego (poprzez dzielnik R5R6 i diodę D6). Przy poziomie stałego napięcia z rezystorem R6 można sterować momentem otwarcia trinistora i tym samym napięcie na obciążeniu Dioda D6 eliminuje możliwość rozładowania kondensatora poprzez rezystor R6.

Rezystancja rezystora R4 jest tak dobrana, że gdy rezystor R6 jest zwarty, napięcie na obciążeniu jest minimalne. Następnie w najniższym (zgodnie ze schematem) położeniu silnika rezystora R6 napięcie przy obciążeniu będzie maksymalne.

Ze stabilizacją napięcia wyjściowego

Cechą opisywanego regulatora jest zdolność do stabilizacji napięcia na obciążeniu, gdy zmienia się napięcie sieciowe. Urządzenie sterujące jest zbudowane na tranzystorze jednozłączowym zgodnie z obwodem sterującym impulsem fazowym (patrz rys. 7).

Tyrystorowe regulatory napięcia
Ris.7

Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

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:

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

Innowacja tantalu w celu ulepszenia reaktorów termojądrowych 20.12.2023

Inżynierowie z Uniwersytetu Wisconsin-Madison ze Stanów Zjednoczonych zaprezentowali innowacyjną metodę wykładania tantalem wewnętrznych ścian reaktora termojądrowego. Proponowana technologia ma na celu zwiększenie zwartości reaktora oraz ułatwienie procesów konserwacji i napraw.

Nowy postęp technologiczny w okładzinach reaktorów termojądrowych otwiera perspektywy bardziej wydajnego i kompaktowego wykorzystania tej technologii energetycznej. Tego typu innowacje wnoszą istotny wkład w rozwój czystych i zrównoważonych źródeł energii, ale także podkreślają znaczenie dalszych badań nad energią termojądrową.

Wyjątkowość metody polega na zastosowaniu natryskiwania na zimno tantalu (metalu odpornego na wysokie temperatury) na powierzchnię stali nierdzewnej. Materiał nałożony w ten sposób jest w stanie wychwycić więcej cząstek wodoru, co zmniejsza wymiary urządzenia termojądrowego.

Ponieważ zjonizowane cząstki wodoru czasami uciekają z plazmy i są neutralizowane, następuje utrata części energii. Dlatego ważną rolę odgrywa stworzenie wysoce przepuszczalnej powierzchni ścian reaktora.

Proces tworzenia powłoki przy użyciu tantalu natryskiwanego na zimno jest podobny do użycia puszki farby w sprayu. Cząsteczki z puszki są naddźwiękowo kierowane na powierzchnię, pod wpływem uderzenia spłaszczają się, pokrywając całą powierzchnię i zachowując nano-wielkości granic pomiędzy cząsteczkami. Te mikroskopijne granice okazują się skuteczne w wychwytywaniu cząstek wodoru.

Naukowcy planują wykorzystać swój nowy materiał w ośrodku WHAM. Eksperymentalne urządzenie, budowane w pobliżu Madison w stanie Wisconsin, posłuży jako prototyp przyszłej elektrowni termojądrowej nowej generacji, opracowywanej przez firmę Realta Fusion z UW-Madison. Eksperyment WHAM jest prowadzony w Laboratorium Nauk Fizycznych w ramach współpracy pomiędzy UW-Madison, MIT i Commonwealth Fusion Systems.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowy typ wzmacniacza mocy RF do telefonów komórkowych

▪ Poręczne oczy

▪ Memrystory - elektronika przyszłości

▪ Technologia przesyłania wiadomości dźwiękowych za pomocą światła laserowego

▪ Konwersja zwykłego światła laserowego na światło kwantowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Film artystyczny. Wybór artykułu

▪ artykuł Przyjacielu Arkady, nie mów pięknie. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy widzisz wschód i zachód słońca Ziemi na Księżycu? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Szczotówka. Legendy, uprawa, metody aplikacji