Domácí stmívače. Část čtvrtá Praktická zařízení tyristorů

Základem stmívačů a regulátorů výkonu je zpravidla tyristory a triakové. Činnost těchto polovodičových zařízení byla popsána v předchozích třech částech článku a nyní se můžete seznámit se zařízením některých praktických zařízení na tyristorech. Všechny obvody, které je třeba zvážit, používají princip fázového řízení popsaný na konci. třetí část článku.

Nejprve se seznámíme s poměrně jednoduchými schématy obsahujícími malé množství detailů, a tedy alespoň s nejlevnější dostupnou opakování v amatérských podmínkách. Schémata však mohou být složitější, ale algoritmus jejich činnosti je stále stejný - jas zdroje světla je upraven. Někdy existují schémata kombinující skutečný stmívač a spínač soumrakunebo schéma pro plynulé zapnutí lampy. Nejprve ale nejjednodušší schémata.

Aby nedošlo k návratu do předchozí části článku pokaždé, snad tohle vložte obrázek znovu v tomto bodě do textu.

Kresba 1. Časové diagramy regulátoru fázového výkonu

Svislé stínování odpovídá stavu tyristoru ve stavu a energie dodávaná zátěži je úměrná oblasti stínovaných oblastí.

Na obrázku 2 ukazuje jednoduchý obvod stmívače, který umožňuje pouze nastavení jas lampybez jakýchkoli dalších funkcí.

Kresba 2. Jednoduchý stmívač

Síťové napětí přes pojistku FU1 je přiváděno usměrňovací most VD1 - VD4, v jehož diagonále jsou připojeny stejnosměrný tyristor VS1 a lampa EL1. V některých schématech je lampa zahrnuta v diagonále můstku pro střídavý proud, ale to není důležité. Tyristor je použit docela výkonný, což vám umožňuje ovládat zatížení až do 1000 W, jak je znázorněno na schématu zapojení. Pokud takový výkon není vyžadován, může být tyristor nahrazen jiným, například ze série KU202M, který vám umožní ovládat jas lampy s výkonem alespoň 500 W.

Regulátor používá metodu fázového řízení: pulzy jsou přijímány na řídicí elektrodě tyristoru, které jsou fázově posunuty vzhledem k napětí na anodě. Obvod, který generuje řídicí impulsy, je postaven na jednosměrném dvoustupňovém tranzistoru VT1 typu KT117A. Tento tranzistor nemá žádné cizí analogy.

Hlavním účelem tohoto tranzistoru je vybudovat nejjednodušší generátory - výškové reproduktory, spouštěcí obvody pro pulzní napájení (používané v napájecích zdrojích televizorů řady 3USTST), jakož i řídicí generátory impulzů ve fázových řídicích obvodech podobných uvažovaným. Tento generátor pracuje následovně.

Usměrněné síťové napětí přes odpory R3, R4 je stabilizováno sériově zapojenými Zenerovými diodami VD5 VD6 na úrovni přibližně 22 - 25V, což závisí na konkrétních případech zenerových diod. Toto napětí, mimochodem, pulzuje, odpovídá diagramu a) na obrázku 1.

Toto zvlněné napětí přes odpory R6, R7 nabíjí kondenzátor C2. Jakmile napětí přes něj dosáhne otevírací hodnoty jednosměrného tranzistoru VT1, otevře se a kondenzátor C1 se vybije přes svůj přechod B2 - B1, rezistory R1, R2 a UE tyristoru VS1, v důsledku čehož se vytvoří řídicí impuls, tyristor se otevře a proud prochází zátěží. Když usměrněné napětí zvlnění prochází nulou, tyristor se uzavře a zůstane uzavřený, dokud nedojde k dalšímu otevíracímu impulsu.

Rychlost nabíjení kondenzátoru C2 je regulována rezistorem R7.Když je jeho odpor minimální (motor je vyveden doleva podle schématu), nabíjecí rychlost je maximální, tyristor se otevře na samém začátku poločasu, přičemž maximální výkon se přenese do zátěže. Když se motor rezistoru R7 pohybuje podle schématu doprava, rychlost nabíjení kondenzátoru C2 klesá, takže se bude později vytvářet impulz řídící tyristor VS1. Protože tato regulace je fáze a fáze je měřena úhlovými jednotkami - radiány, říkají, že puls je vytvářen v určitém úhlu, v tomto případě později než při maximálním výkonu v zátěži. Tento proces je znázorněn na obrázku. 1 na diagramech b, c, d.

Na obrázku je přerušovaná čára znázorněna LED HL1 a rezistorem R8. Jejich účelem je ukázat, že zařízení je připojeno k síti, a také sledovat stav lampy, pokud ovšem není regulátor nastaven na minimum. Ve skutečnosti je však regulátor zcela bez funkčního doplnění funkční, nebo protože možnosti nyní neřeknou.

Nastavení zařízení je poměrně jednoduché. Když je rezistor R6 nastaven na nulu, je rezistor R7 vybrán tak, aby jas lampy byl maximální. Toto nastavení závisí na hodnotě kondenzátoru C2, jehož hodnota může také vyžadovat výběr v mezích uvedených na diagramu.

Obr. 3. Domácí stmívač

V uvažovaném obvodu se jako přepínací prvek používá tyristor, a proto, aby bylo možné regulovat kladné i záporné půlvlny síťového napětí, musí být v obvodu použit dostatečně velký diodový můstek.

Pokud se výkon zátěže blíží maximálnímu přípustnému množství, bude muset být tyristor a tím i diody můstku instalovány na chladiči tepla, což dále zvyšuje rozměry zařízení a složitost jeho výroby. Abychom se zbavili použití výkonného usměrňovacího můstku, používá se paralelní propojení dvou tyristorů, což také není příliš pohodlné a technologicky pokročilé.

Použití symetrických tyristorů - triaků přináší mnohem lepší výsledky: v jednom případě již obsahuje dva paralelně spojené protityristory. Na obrázku 4 Je zobrazen modifikovaný obvod pomocí triaku.

Kresba 4. Stmívač na triaku

Mírné zdokonalení obvodu mu umožní mírně zmenšit jeho rozměry, zatímco výkon zátěže zůstává stejný. Startovací jednotka tyristoru je také vyrobena na jednosměrném tranzistoru KT117A, pouze tranzistor je načten na odpovídající transformátor T1. Taková koordinace je nezbytná pro získání regulačních impulsů bez konstantní složky. To umožňuje otevřít triak v kladné i záporné polovině periody síťového napětí.

Odpovídající transformátor je vyroben na feritovém prstenci velikosti K16 * 10 * 4 z feritu nejběžnější značky НМ2000. Vinutí 1 obsahuje 80 a vinutí 2 obsahuje 60 závitů drátu PELSHO-0,12. Před navinutím by měly být ostré okraje prstence otupeny brusným papírem nebo diamantovým pilníkem, aby nedošlo k poškození izolace, a kroužek samotný by měl být obalen tenkou páskou z laku, v extrémních případech lepicí páskou.

Usměrňovací můstek VD1 - VD4 se používá pouze k napájení seřizovací jednotky a také nového prvku obvodu - jednotky pro hladký start zátěže. Diody v něm proto mají nízký příkon, kromě těch, které jsou uvedeny na diagramu, lze použít i 1N4007, jsou vhodné téměř pro všechny příležitosti. Sestava měkkého startu se montuje na tranzistory VT2, VT3.

Jeho práce je následující. Po zapnutí napájení se kondenzátor C2 začne nabíjet v obvodu VD6, R10. Prostřednictvím diody VD5 začíná napětí na kondenzátoru C2 otevírat tranzistory VT3 a VT2. Odpor sekce emitor-kolektor tranzistoru VT2 klesá, takže celkový odpor sekce R4, VT2, R5 hladce klesá a rychlost nabíjení kondenzátoru Cl také hladce stoupá, jas lampy se zvyšuje.

Čtěte dále v následujícím článku.

Pokračování článku: Domácí stmívače. Část 5. Několik jednoduchých schémat

Boris Aladyshkin