Domowe ściemniacze. Część czwarta Praktyczne urządzenia tyrystorowe

Podstawą ściemniaczy i regulatorów mocy są z reguły tyrystory i triaki. Działanie tych urządzeń półprzewodnikowych zostało opisane w poprzednich trzech częściach artykułu, a teraz możesz zapoznać się z urządzeniem niektórych praktycznych urządzeń na tyrystorach. Wszystkie obwody, które należy uwzględnić, stosują zasadę kontroli fazy opisaną na końcu. trzecia część artykułu.

Najpierw zapoznajmy się z dość prostymi schematami zawierającymi niewielką ilość szczegółów, a co najmniej najbardziej przystępną cenowo do powtórzenia w warunkach amatorskich. Jednak obwody mogą być bardziej złożone, ale algorytm ich działania jest nadal taki sam - dostosowując jasność źródła światła. Czasami istnieją schematy łączące rzeczywisty ściemniacz i przełącznik zmierzchowylub schemat płynnego włączania lampy. Ale najpierw najprostsze schematy.

Być może, aby za każdym razem nie wracać do poprzedniej części artykułu ten wstaw obraz ponownie w tym miejscu w tekście.

Rysunek 1. Schematy czasowe regulatora mocy fazowej

Cieniowanie w pionie odpowiada tyrystorowi w stanie włączonym, a energia dostarczana do obciążenia jest proporcjonalna do obszaru zacienionych obszarów.

Na zdjęciu 2 pokazuje prosty obwód ściemniacza, który pozwala tylko na regulację jasność lampybez żadnych dodatkowych funkcji.

Rysunek 2. Prosty ściemniacz

Napięcie sieciowe przez bezpiecznik FU1 jest dostarczane do mostek prostowniczy VD1 - VD4, na przekątnej których połączony jest tyrystor prądu stałego VS1 i lampa EL1. Na niektórych schematach lampa znajduje się w przekątnej mostu dla prądu przemiennego, ale nie jest to ważne. Tyrystor jest stosowany dość potężnie, co pozwala kontrolować obciążenie do 1000 W, jak pokazano na schemacie obwodu. Jeśli taka moc nie jest wymagana, tyrystor można zastąpić innym, na przykład z serii KU202M, który pozwoli ci kontrolować jasność lampy o mocy co najmniej 500 W.

Regulator stosuje metodę kontroli fazy: na elektrodzie sterującej tyrystorem odbierane są impulsy, które są przesunięte fazowo względem napięcia na anodzie. Obwód generujący impulsy sterujące jest zbudowany na jednozłączowym dwuskładnikowym tranzystorze VT1 typu KT117A. Ten tranzystor nie ma obcych analogów.

Głównym celem tego tranzystora jest zbudowanie najprostszych generatorów - głośników wysokotonowych, obwodów wyzwalających dla zasilaczy impulsowych (stosowanych w zasilaczach telewizorów serii 3USTST), a także generatorów impulsów sterujących w obwodach sterowania fazowego podobnych do rozważanych. Ten generator działa w następujący sposób.

Wyprostowane napięcie sieciowe przez rezystory R3, R4 jest stabilizowane przez szeregowo połączone diody Zenera VD5 VD6 na poziomie około 22 - 25 V, co zależy od konkretnych przypadków diod Zenera. Nawiasem mówiąc, napięcie to pulsuje, odpowiada schematowi a) na rysunku 1.

To tętnienie napięcia przez rezystory R6, R7 ładuje kondensator C2. Gdy tylko napięcie na nim osiągnie wartość otwarcia tranzystora jednozłączowego VT1, otwiera się, a kondensator C1 jest rozładowywany przez jego przejście B2 - B1, rezystory R1, R2 i UE tyrystora VS1, w wyniku czego powstaje impuls sterujący, tyrystor otwiera się, a prąd przepływa przez obciążenie. Kiedy wyprostowane napięcie tętnienia przechodzi przez zero, tyrystor zamyka się i pozostaje zamknięty aż do nadejścia następnego impulsu otwierającego.

Szybkość ładowania kondensatora C2 jest regulowana przez rezystor R7.Gdy jego opór jest minimalny (silnik jest wyprowadzany w lewo zgodnie ze schematem), prędkość ładowania jest maksymalna, tyrystor otworzy się na samym początku półcyklu, przekazując maksymalną moc do obciążenia. Gdy silnik rezystora R7 przesunie się w prawo zgodnie ze schematem, prędkość ładowania kondensatora C2 zmniejsza się, dlatego puls sterujący tyrystorem VS1 zostanie utworzony później. Ponieważ ta regulacja jest fazą, a fazę mierzy się za pomocą jednostek kątowych - radianów, mówią, że impuls powstaje pod pewnym kątem, w tym przypadku później niż przy maksymalnej mocy w obciążeniu. Ten proces pokazano na rysunku. 1 na schematach b, c, d.

Na schemacie linia przerywana pokazuje diodę LED HL1 i rezystor R8. Ich celem jest pokazanie, że urządzenie jest podłączone do sieci, a także monitorowanie stanu lampy, o ile oczywiście regulator nie jest ustawiony na minimum. Ale w rzeczywistości regulator jest całkiem funkcjonalny bez tego dodatku lub, jak opcje nie powiedzą teraz.

Konfiguracja urządzenia jest dość prosta. Po ustawieniu rezystora R6 na zero, rezystor R7 jest wybierany tak, aby jasność lampy była maksymalna. To ustawienie zależy od wartości kondensatora C2, którego wartość może również wymagać wyboru w granicach wskazanych na schemacie.

Ryc. 3. Domowy ściemniacz

W rozpatrywanym obwodzie jako element przełączający wykorzystywany jest tyrystor, dlatego aby móc regulować zarówno dodatnie, jak i ujemne półfale napięcia sieciowego, w obwodzie należy zastosować wystarczająco duży mostek diodowy.

Jeśli moc obciążenia jest bliska maksymalnemu dopuszczalnemu, wówczas tyrystor, a wraz z nim diody mostkowe, będą musiały zostać zainstalowane na radiatorze - radiatorze, co dodatkowo zwiększa wymiary urządzenia i złożoność jego produkcji. Aby pozbyć się potężnego mostka prostowniczego, stosuje się równoległe połączenie dwóch tyrystorów, co również nie jest zbyt wygodne i zaawansowane technologicznie.

Zastosowanie symetrycznych tyrystorów - triaków daje znacznie lepsze wyniki: w jednym przypadku zawiera już dwa przeciw tyrystory połączone równolegle. Na zdjęciu 4 Pokazano zmodyfikowany obwód wykorzystujący triak.

Rysunek 4. Ściemniacz na triaku

Nieznaczne udoskonalenie obwodu pozwoli mu nieznacznie zmniejszyć jego wymiary, a moc obciążenia pozostanie taka sama. Jednostka rozruchowa tyrystora jest również wykonana na tranzystorze jednozłączowym KT117A, tylko tranzystor jest obciążony na pasującym transformatorze T1. Taka koordynacja jest konieczna, aby uzyskać impulsy sterujące bez stałego komponentu. Umożliwia to otwarcie triaka zarówno w dodatnich, jak i ujemnych półokresach napięcia sieciowego.

Odpowiedni transformator wykonany jest na pierścieniu ferrytowym o wielkości K16 * 10 * 4 z ferrytu najpopularniejszej marki НМ2000. Uzwojenie 1 zawiera 80, a uzwojenie 2 zawiera 60 zwojów drutu PELSHO-0.12. Przed nawijaniem ostre krawędzie pierścienia należy stępić papierem ściernym lub pilnikiem diamentowym, aby uniknąć uszkodzenia izolacji, a sam pierścień należy owinąć taśmą z cienkiego lakieru, w skrajnych przypadkach taśmą klejącą.

Mostek prostowniczy VD1 - VD4 służy wyłącznie do zasilania jednostki regulacyjnej, a także nowego elementu obwodu - jednostki do płynnego rozruchu obciążenia. Dlatego diody w nim są niskiej mocy, oprócz tych wskazanych na schemacie, można użyć 1N4007, nadają się one prawie na każdą okazję. Zespół łagodnego rozruchu jest montowany na tranzystorach VT2, VT3.

Jego praca jest następująca. Po włączeniu zasilania kondensator C2 zaczyna ładować w obwodzie VD6, R10. Przez diodę VD5 napięcie na kondensatorze C2 zaczyna otwierać tranzystory VT3 i VT2. Rezystancja sekcji emiter-kolektor tranzystora VT2 zmniejsza się, więc całkowita rezystancja sekcji R4, VT2, R5 zmniejsza się płynnie, a prędkość ładowania kondensatora C1 również stopniowo wzrasta, jasność lampy wzrasta.

Czytaj dalej w następnym artykule.

Kontynuacja artykułu: Domowe ściemniacze. Część 5. Kilka prostszych schematów

Boris Aladyshkin