Μια συσκευή ημιαγωγών που έχει 5 συνδέσεις p-n και είναι ικανή να διοχετεύει ρεύμα προς την εμπρός και την αντίστροφη κατεύθυνση ονομάζεται τριακ. Λόγω της αδυναμίας λειτουργίας σε υψηλές συχνότητες εναλλασσόμενου ρεύματος, της υψηλής ευαισθησίας σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και της σημαντικής παραγωγής θερμότητας κατά την εναλλαγή μεγάλων φορτίων, επί του παρόντος δεν χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις υψηλής ισχύος.
Εκεί αντικαθίστανται με επιτυχία από κυκλώματα που βασίζονται σε θυρίστορ και τρανζίστορ IGBT. Όμως οι συμπαγείς διαστάσεις της συσκευής και η αντοχή της, σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος και την απλότητα του κυκλώματος ελέγχου, επέτρεψαν τη χρήση τους σε περιοχές όπου τα παραπάνω μειονεκτήματα δεν είναι σημαντικά.
Σήμερα, τα κυκλώματα triac μπορούν να βρεθούν σε πολλές οικιακές συσκευές, από πιστολάκια μαλλιών έως ηλεκτρικές σκούπες, ηλεκτρικά εργαλεία χειρός και ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης - όπου απαιτείται ομαλή ρύθμιση ισχύος.
Αρχή λειτουργίας
Ο ρυθμιστής ισχύος σε ένα triac λειτουργεί σαν ηλεκτρονικό κλειδί, που ανοίγει και κλείνει περιοδικά με μια συχνότητα που καθορίζεται από το κύκλωμα ελέγχου. Όταν ξεκλειδωθεί, το triac περνά μέρος του μισού κύματος της τάσης δικτύου, πράγμα που σημαίνει ότι ο καταναλωτής λαμβάνει μόνο μέρος της ονομαστικής ισχύος.
Κάντο μόνος σου
Σήμερα, η γκάμα των ρυθμιστών triac που πωλούνται δεν είναι πολύ μεγάλη.Και, παρόλο που οι τιμές για τέτοιες συσκευές είναι χαμηλές, συχνά δεν ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις των καταναλωτών. Για το λόγο αυτό, θα εξετάσουμε αρκετά βασικά κυκλώματα ρυθμιστών, τον σκοπό τους και τη βάση στοιχείων που χρησιμοποιείται.
Διάγραμμα συσκευής
Η απλούστερη έκδοση του κυκλώματος, σχεδιασμένη να λειτουργεί με οποιοδήποτε φορτίο.Χρησιμοποιούνται παραδοσιακά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, η αρχή ελέγχου είναι παλμός φάσης.
Κύρια εξαρτήματα:
- triac VD4, 10 A, 400 V;
- dinstor VD3, κατώφλι ανοίγματος 32 V;
- ποτενσιόμετρο R2.
Το ρεύμα που διαρρέει το ποτενσιόμετρο R2 και την αντίσταση R3 φορτίζει τον πυκνωτή C1 με κάθε μισό κύμα.Όταν η τάση στις πλάκες πυκνωτών φτάσει τα 32 V, ο δινιστόρ VD3 ανοίγει και το C1 αρχίζει να εκκενώνεται μέσω των R4 και VD3 στον ακροδέκτη ελέγχου του triac VD4, ο οποίος ανοίγει για να επιτρέψει στο ρεύμα να ρέει στο φορτίο.
Η διάρκεια ανοίγματος ρυθμίζεται επιλέγοντας την οριακή τάση VD3 (σταθερή τιμή) και την αντίσταση R2. Η ισχύς στο φορτίο είναι ευθέως ανάλογη με την τιμή αντίστασης του ποτενσιόμετρου R2.
Ένα επιπλέον κύκλωμα διόδων VD1 και VD2 και αντίστασης R1 είναι προαιρετικό και χρησιμεύει για τη διασφάλιση της ομαλής και ακριβούς ρύθμισης της ισχύος εξόδου. Το ρεύμα που ρέει μέσω του VD3 περιορίζεται από την αντίσταση R4. Αυτό επιτυγχάνει τη διάρκεια παλμού που απαιτείται για το άνοιγμα του VD4. Η ασφάλεια Pr.1 προστατεύει το κύκλωμα από ρεύματα βραχυκυκλώματος.
Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του κυκλώματος είναι ότι το dinstor ανοίγει με την ίδια γωνία σε κάθε μισό κύμα της τάσης δικτύου. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα δεν ανορθώνεται και καθίσταται δυνατή η σύνδεση ενός επαγωγικού φορτίου, για παράδειγμα ενός μετασχηματιστή.
Τα Triac θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με το μέγεθος του φορτίου, με βάση τον υπολογισμό του 1 A = 200 W.
Στοιχεία που χρησιμοποιούνται:
- Dinistor DB3;
- Triac TS106-10-4, VT136-600 ή άλλα, η απαιτούμενη τιμή ρεύματος είναι 4-12A.
- Δίοδοι VD1, VD2 τύπου 1N4007;
- Αντιστάσεις R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 Ohm, R5 1,6 kOhm, ποτενσιόμετρο R2 100 kOhm;
- C1 0,47 µF (τάση λειτουργίας από 250 V).
Σημειώστε ότι το σχήμα είναι το πιο κοινό, με μικρές παραλλαγές.Για παράδειγμα, ένα δινιστόρ μπορεί να αντικατασταθεί με μια γέφυρα διόδου ή ένα κύκλωμα καταστολής παρεμβολών RC μπορεί να εγκατασταθεί παράλληλα με το triac.
Ένα πιο σύγχρονο κύκλωμα είναι αυτό που ελέγχει το triac από έναν μικροελεγκτή - PIC, AVR ή άλλα.Αυτό το κύκλωμα παρέχει ακριβέστερη ρύθμιση της τάσης και του ρεύματος στο κύκλωμα φορτίου, αλλά είναι επίσης πιο περίπλοκο στην εφαρμογή.
Κύκλωμα ρυθμιστή ισχύος Triac Συνέλευση
Ο ρυθμιστής ισχύος πρέπει να συναρμολογηθεί με την ακόλουθη σειρά:
- Προσδιορίστε τις παραμέτρους της συσκευής στην οποία θα λειτουργεί η συσκευή που αναπτύσσεται.Οι παράμετροι περιλαμβάνουν: αριθμό φάσεων (1 ή 3), την ανάγκη για ακριβή ρύθμιση της ισχύος εξόδου, την τάση εισόδου σε βολτ και το ονομαστικό ρεύμα σε αμπέρ.
- Επιλέξτε τον τύπο της συσκευής (αναλογική ή ψηφιακή), επιλέξτε στοιχεία ανάλογα με την ισχύ φορτίου.Μπορείτε να ελέγξετε τη λύση σας σε ένα από τα προγράμματα μοντελοποίησης ηλεκτρικών κυκλωμάτων - Electronics Workbench, CircuitMaker ή τα ηλεκτρονικά τους ανάλογα EasyEDA, CircuitSims ή οποιοδήποτε άλλο της επιλογής σας.
- Υπολογίστε την απαγωγή θερμότητας χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: πτώση τάσης στο τριακ (περίπου 2 V) πολλαπλασιαζόμενη με το ονομαστικό ρεύμα σε αμπέρ. Οι ακριβείς τιμές της πτώσης τάσης σε ανοιχτή κατάσταση και η ονομαστική ροή ρεύματος υποδεικνύονται στα χαρακτηριστικά του triac. Λαμβάνουμε τη διαρροή ισχύος σε watt. Επιλέξτε ένα ψυγείο σύμφωνα με την υπολογιζόμενη ισχύ.
- Αγοράστε τα απαραίτητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, καλοριφέρ και πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
- Τοποθετήστε τα ίχνη επαφής στον πίνακα και προετοιμάστε θέσεις για την εγκατάσταση στοιχείων.Παρέχετε στήριξη στην πλακέτα για triac και ψυγείο.
- Τοποθετήστε τα στοιχεία στην πλακέτα χρησιμοποιώντας συγκόλληση.Εάν δεν είναι δυνατή η προετοιμασία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επιφανειακή τοποθέτηση για να συνδέσετε τα εξαρτήματα χρησιμοποιώντας κοντά καλώδια. Κατά τη συναρμολόγηση, δώστε ιδιαίτερη προσοχή στην πολικότητα σύνδεσης των διόδων και του triac. Εάν δεν υπάρχουν σημάδια καρφίτσας πάνω τους, τότε υπάρχουν "τόξα".
- Ελέγξτε το συναρμολογημένο κύκλωμα με ένα πολύμετρο σε λειτουργία αντίστασης.Το προϊόν που προκύπτει πρέπει να αντιστοιχεί στο αρχικό σχέδιο.
- Συνδέστε με ασφάλεια το triac στο ψυγείο.Μην ξεχάσετε να τοποθετήσετε μια μονωτική φλάντζα μεταφοράς θερμότητας μεταξύ του triac και του ψυγείου. Η βίδα στερέωσης είναι καλά μονωμένη.
- Τοποθετήστε το συναρμολογημένο κύκλωμασε πλαστική θήκη.
- Θυμηθείτε ότι στα τερματικά των στοιχείωνΥπάρχει επικίνδυνη τάση.
- Γυρίστε το ποτενσιόμετρο στο ελάχιστο και εκτελέστε μια δοκιμαστική λειτουργία.Μετρήστε την τάση στην έξοδο του ρυθμιστή με ένα πολύμετρο. Γυρίστε ομαλά το κουμπί του ποτενσιόμετρου για να παρακολουθήσετε την αλλαγή στην τάση εξόδου.
- Εάν το αποτέλεσμα είναι ικανοποιητικό, τότε μπορείτε να συνδέσετε το φορτίο στην έξοδο του ρυθμιστή.Διαφορετικά, είναι απαραίτητο να κάνετε ρυθμίσεις ισχύος.
Καλοριφέρ Triac power Ρύθμιση ισχύος
Ο έλεγχος ισχύος ελέγχεται από ένα ποτενσιόμετρο, μέσω του οποίου φορτίζεται ο πυκνωτής και το κύκλωμα εκφόρτισης του πυκνωτή. Εάν οι παράμετροι ισχύος εξόδου δεν είναι ικανοποιητικές, θα πρέπει να επιλέξετε την τιμή αντίστασης στο κύκλωμα εκφόρτισης και, εάν το εύρος ρύθμισης ισχύος είναι μικρό, την τιμή του ποτενσιόμετρου.
- παρατείνετε τη διάρκεια ζωής του λαμπτήρα, ρυθμίστε τη θερμοκρασία φωτισμού ή κολλητήριΈνας απλός και φθηνός ρυθμιστής που χρησιμοποιεί triacs θα σας βοηθήσει.
- επιλέξτε τον τύπο κυκλώματος και τις παραμέτρους του στοιχείουσύμφωνα με το προγραμματισμένο φορτίο.
- επεξεργαστείτε το προσεκτικάλύσεις κυκλώματος.
- να είστε προσεκτικοί κατά τη συναρμολόγηση του κυκλώματος, παρατηρήστε την πολικότητα των εξαρτημάτων ημιαγωγών.
- μην ξεχνάτε ότι ηλεκτρικό ρεύμα υπάρχει σε όλα τα στοιχεία του κυκλώματοςκαι είναι θανατηφόρο για τους ανθρώπους.
ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΧΗΜΑΤΙΚΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΡΥΘΜΙΣΤΩΝ ΙΣΧΥΟΣ
ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΣΤΟ TRIAC
Χαρακτηριστικά της προτεινόμενης συσκευής είναι η χρήση μιας σκανδάλης D για την κατασκευή μιας γεννήτριας συγχρονισμένης με την τάση δικτύου και μια μέθοδος ελέγχου ενός triac χρησιμοποιώντας έναν μόνο παλμό, η διάρκεια του οποίου ρυθμίζεται αυτόματα. Σε αντίθεση με άλλες μεθόδους παλμικού ελέγχου ενός triac, αυτή η μέθοδος δεν είναι κρίσιμη για την παρουσία ενός επαγωγικού στοιχείου στο φορτίο. Οι παλμοί της γεννήτριας ακολουθούν με περίοδο περίπου 1,3 s.
Το μικροκύκλωμα DD 1 τροφοδοτείται από ένα ρεύμα που ρέει μέσω μιας προστατευτικής διόδου που βρίσκεται μέσα στο μικροκύκλωμα μεταξύ των ακίδων 3 και 14. Ρέει όταν η τάση σε αυτόν τον ακροδέκτη, συνδεδεμένη στο δίκτυο μέσω της αντίστασης R 4 και της διόδου VD 5, υπερβαίνει τη σταθεροποίηση τάση της διόδου zener VD 4 .
K. GAVRILOV, Ραδιόφωνο, 2011, Νο 2, σελ. 41
ΔΙΚΑΝΑΛΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ
Ο ρυθμιστής περιέχει δύο ανεξάρτητα κανάλια και σας επιτρέπει να διατηρείτε την απαιτούμενη θερμοκρασία για διάφορα φορτία: τη θερμοκρασία ενός άκρου συγκολλητικού σιδήρου, ενός ηλεκτρικού σιδήρου, μιας ηλεκτρικής θερμάστρας, μιας ηλεκτρικής κουζίνας κ.λπ. Το βάθος ρύθμισης είναι 5...95 % της ισχύος του δικτύου τροφοδοσίας. Το κύκλωμα του ρυθμιστή τροφοδοτείται από ανορθωμένη τάση 9...11 V με απομόνωση μετασχηματιστή από δίκτυο 220 V με χαμηλή κατανάλωση ρεύματος.
V.G. Nikitenko, O.V. Nikitenko, Radioamator, 2011, Νο. 4, σελ. 35
ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ TRIAC
Ένα χαρακτηριστικό αυτού του ρυθμιστή triac είναι ότι ο αριθμός των μισών κύκλων της τάσης δικτύου που παρέχεται στο φορτίο είναι ίσος σε οποιαδήποτε θέση του χειριστηρίου. Ως αποτέλεσμα, δεν σχηματίζεται σταθερή συνιστώσα του καταναλωθέντος ρεύματος και, ως εκ τούτου, δεν υπάρχει μαγνήτιση των μαγνητικών κυκλωμάτων των μετασχηματιστών και των ηλεκτρικών κινητήρων που συνδέονται με τον ρυθμιστή. Η ισχύς ρυθμίζεται αλλάζοντας τον αριθμό των περιόδων εναλλασσόμενης τάσης που εφαρμόζεται στο φορτίο σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ο ρυθμιστής έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει την ισχύ συσκευών με σημαντική αδράνεια (θερμαντήρες κ.λπ.).
Δεν είναι κατάλληλο για τη ρύθμιση της φωτεινότητας του φωτισμού, καθώς οι λάμπες θα αναβοσβήνουν έντονα.
V. KALASHNIK, N. CHEREMISINOVA, V. CHERNIKOV, Radiomir, 2011, Νο. 5, σελ. 17 - 18
ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΧΩΡΙΣ ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ
Οι περισσότεροι ρυθμιστές τάσης (ισχύς) κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας θυρίστορ σύμφωνα με ένα κύκλωμα ελέγχου παλμού φάσης. Είναι γνωστό ότι τέτοιες συσκευές δημιουργούν ένα αξιοσημείωτο επίπεδο ραδιοπαρεμβολών. Ο προτεινόμενος ρυθμιστής δεν έχει αυτό το μειονέκτημα. Ένα χαρακτηριστικό του προτεινόμενου ρυθμιστή είναι ο έλεγχος του πλάτους της εναλλασσόμενης τάσης, στην οποία το σχήμα του σήματος εξόδου δεν παραμορφώνεται, σε αντίθεση με τον έλεγχο παλμού φάσης.
Το ρυθμιστικό στοιχείο είναι ένα ισχυρό τρανζίστορ VT1 στη διαγώνιο της γέφυρας διόδου VD1-VD4, συνδεδεμένο σε σειρά με το φορτίο. Το κύριο μειονέκτημα της συσκευής είναι η χαμηλή της απόδοση. Όταν το τρανζίστορ είναι κλειστό, δεν περνά ρεύμα από τον ανορθωτή και το φορτίο. Εάν εφαρμοστεί τάση ελέγχου στη βάση του τρανζίστορ, αυτό ανοίγει και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του τμήματος συλλέκτη-εκπομπού, της γέφυρας διόδου και του φορτίου. Η τάση στην έξοδο του ρυθμιστή (στο φορτίο) αυξάνεται. Όταν το τρανζίστορ είναι ανοιχτό και σε λειτουργία κορεσμού, σχεδόν όλη η τάση δικτύου (εισόδου) εφαρμόζεται στο φορτίο. Το σήμα ελέγχου παράγεται από ένα τροφοδοτικό χαμηλής ισχύος συναρμολογημένο στον μετασχηματιστή T1, στον ανορθωτή VD5 και στον πυκνωτή εξομάλυνσης C1.
Η μεταβλητή αντίσταση R1 ρυθμίζει το ρεύμα βάσης του τρανζίστορ και επομένως το πλάτος της τάσης εξόδου. Όταν το ρυθμιστικό μεταβλητής αντίστασης μετακινηθεί στην επάνω θέση στο διάγραμμα, η τάση εξόδου μειώνεται και στην κάτω θέση αυξάνεται. Η αντίσταση R2 περιορίζει τη μέγιστη τιμή του ρεύματος ελέγχου. Η δίοδος VD6 προστατεύει τη μονάδα ελέγχου σε περίπτωση βλάβης της διασταύρωσης συλλέκτη του τρανζίστορ. Ο ρυθμιστής τάσης είναι τοποθετημένος σε σανίδα κατασκευασμένη από φύλλο υαλοβάμβακα με πάχος 2,5 mm. Το τρανζίστορ VT1 πρέπει να εγκατασταθεί σε ψύκτρα με επιφάνεια τουλάχιστον 200 cm2. Εάν είναι απαραίτητο, οι δίοδοι VD1-VD4 αντικαθίστανται με πιο ισχυρές, για παράδειγμα D245A, και τοποθετούνται επίσης στην ψύκτρα.
Εάν η συσκευή συναρμολογηθεί χωρίς σφάλματα, αρχίζει να λειτουργεί αμέσως και ουσιαστικά δεν χρειάζεται εγκατάσταση. Απλά πρέπει να επιλέξετε την αντίσταση R2.
Με το τρανζίστορ ρύθμισης KT840B, η ισχύς φορτίου δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 60 W. Μπορεί να αντικατασταθεί με συσκευές: KT812B, KT824A, KT824B, KT828A, KT828B με επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος 50 W. KT856A -75 W; KT834A, KT834B - 100 W; KT847A-125 W. Η ισχύς φορτίου μπορεί να αυξηθεί εάν τα ρυθμιστικά τρανζίστορ του ίδιου τύπου συνδέονται παράλληλα: οι συλλέκτες και οι πομποί συνδέονται μεταξύ τους και οι βάσεις συνδέονται με τον κινητήρα μεταβλητής αντίστασης μέσω ξεχωριστών διόδων και αντιστάσεων.
Η συσκευή χρησιμοποιεί μετασχηματιστή μικρού μεγέθους με τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη 5...8 V. Η μονάδα ανορθωτή KTs405E μπορεί να αντικατασταθεί με οποιαδήποτε άλλη ή να συναρμολογηθεί από μεμονωμένες διόδους με επιτρεπόμενο προς τα εμπρός ρεύμα όχι μικρότερο από το απαιτούμενο ρεύμα βάσης του ρυθμιστικού τρανζίστορ. Οι ίδιες απαιτήσεις ισχύουν για τη δίοδο VD6. Πυκνωτής C1 - οξείδιο, για παράδειγμα, K50-6, K50-16, κ.λπ., με ονομαστική τάση τουλάχιστον 15 V. Μεταβλητή αντίσταση R1 - οποιαδήποτε με ονομαστική ισχύ διασποράς 2 W. Κατά την εγκατάσταση και τη ρύθμιση της συσκευής, πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις: τα στοιχεία του ρυθμιστή είναι υπό τάση δικτύου. Σημείωση: Για να μειώσετε την παραμόρφωση της τάσης εξόδου του ημιτονοειδούς κύματος, δοκιμάστε να εξαλείψετε τον πυκνωτή C1. Α. Τσεκάροφ
Ρυθμιστής τάσης βασισμένος σε τρανζίστορ MOSFET (IRF540, IRF840)
Oleg Belousov, Ηλεκτρολόγος, 201 2, No. 12, p. 64 - 66
Δεδομένου ότι η φυσική αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με μονωμένη πύλη διαφέρει από τη λειτουργία ενός θυρίστορ και τριάκ, μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί επανειλημμένα κατά την περίοδο της τάσης δικτύου. Η συχνότητα μεταγωγής των ισχυρών τρανζίστορ σε αυτό το κύκλωμα επιλέγεται να είναι 1 kHz. Το πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η απλότητά του και η δυνατότητα αλλαγής του κύκλου λειτουργίας των παλμών, ενώ αλλάζει ελαφρώς ο ρυθμός επανάληψης παλμών.
Στο σχέδιο του συγγραφέα, ελήφθησαν οι ακόλουθες διάρκειες παλμών: 0,08 ms, με περίοδο επανάληψης 1 ms και 0,8 ms, με περίοδο επανάληψης 0,9 ms, ανάλογα με τη θέση του ολισθητήρα αντίστασης R2.
Μπορείτε να απενεργοποιήσετε την τάση στο φορτίο κλείνοντας τον διακόπτη S 1, ενώ μια τάση κοντά στην τάση στον ακροδέκτη 7 του μικροκυκλώματος έχει ρυθμιστεί στις πύλες των τρανζίστορ MOSFET. Με ανοιχτό τον διακόπτη εναλλαγής, η τάση στο φορτίο στο αντίγραφο του συγγραφέα της συσκευής θα μπορούσε να αλλάξει με την αντίσταση R 2 εντός της περιοχής 18...214 V (μετρούμενη από συσκευή τύπου TES 2712).
Το σχηματικό διάγραμμα ενός τέτοιου ρυθμιστή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Ο ρυθμιστής χρησιμοποιεί ένα οικιακό μικροκύκλωμα K561LN2 σε δύο στοιχεία από τα οποία έχει συναρμολογηθεί μια γεννήτρια με ρυθμιζόμενη ευαισθησία και τέσσερα στοιχεία χρησιμοποιούνται ως ενισχυτές ρεύματος.
Για την αποφυγή παρεμβολών μέσω του δικτύου 220, συνιστάται να συνδέσετε ένα τύλιγμα τσοκ σε δακτύλιο φερρίτη διαμέτρου 20...30 mm σε σειρά με το φορτίο μέχρι να γεμίσει με σύρμα 1 mm.
Γεννήτρια ρεύματος φορτίου βασισμένη σε διπολικά τρανζίστορ (KT817, 2SC3987)
Butov A.L., Radioconstructor, 201 2, No. 7, p. 11 - 12
Για να ελέγξετε τη λειτουργικότητα και να διαμορφώσετε τα τροφοδοτικά, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε έναν προσομοιωτή φορτίου με τη μορφή ρυθμιζόμενης γεννήτριας ρεύματος. Χρησιμοποιώντας μια τέτοια συσκευή, μπορείτε όχι μόνο να ρυθμίσετε γρήγορα ένα τροφοδοτικό και σταθεροποιητή τάσης, αλλά επίσης, για παράδειγμα, να το χρησιμοποιήσετε ως σταθερή γεννήτρια ρεύματος για φόρτιση και εκφόρτιση μπαταριών, συσκευές ηλεκτρόλυσης, για ηλεκτροχημική χάραξη πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, όπως ένας σταθεροποιητής ρεύματος για ηλεκτρικούς λαμπτήρες, για «μαλακή» εκκίνηση ηλεκτρικών κινητήρων μεταγωγέα.
Η συσκευή είναι συσκευή δύο ακροδεκτών, δεν απαιτεί πρόσθετη πηγή ρεύματος και μπορεί να συνδεθεί στο κύκλωμα τροφοδοσίας διαφόρων συσκευών και ενεργοποιητών.
Εύρος ρύθμισης ρεύματος από 0...0, 16 έως 3 A, μέγιστη κατανάλωση ισχύος (διαρροή) 40 W, εύρος τάσης τροφοδοσίας 3...30 V DC. Η κατανάλωση ρεύματος ρυθμίζεται από τη μεταβλητή αντίσταση R6. Όσο πιο αριστερά βρίσκεται το ρυθμιστικό της αντίστασης R6 στο διάγραμμα, τόσο περισσότερο ρεύμα καταναλώνει η συσκευή. Με ανοιχτές επαφές του διακόπτη SA 1, η αντίσταση R6 μπορεί να ρυθμίσει το ρεύμα κατανάλωσης από 0,16 έως 0,8 A. Με κλειστές επαφές αυτού του διακόπτη, το ρεύμα ρυθμίζεται στην περιοχή 0,7... 3 A.
Σχέδιο πλακέτας κυκλώματος γεννήτριας ρεύματος
Προσομοιωτής μπαταρίας αυτοκινήτου (KT827)
V. MELNICHUK, Radiomir, 201 2, No. 1 2, p. 7 - 8
Κατά τη μετατροπή τροφοδοτικών μεταγωγής υπολογιστή (UPS) και φορτιστών για μπαταρίες αυτοκινήτου, τα τελικά προϊόντα πρέπει να φορτωθούν με κάτι κατά τη διαδικασία εγκατάστασης. Ως εκ τούτου, αποφάσισα να φτιάξω ένα ανάλογο μιας ισχυρής διόδου zener με ρυθμιζόμενη τάση σταθεροποίησης, τα κυκλώματα της οποίας φαίνονται στο Σχ. 1 . Η αντίσταση R 6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της τάσης σταθεροποίησης από 6 έως 16 V. Κατασκευάστηκαν συνολικά δύο τέτοιες συσκευές. Στην πρώτη έκδοση, το KT 803 χρησιμοποιείται ως τρανζίστορ VT 1 και VT 2.
Η εσωτερική αντίσταση μιας τέτοιας διόδου zener αποδείχθηκε πολύ υψηλή. Έτσι, σε ρεύμα 2 Α, η τάση σταθεροποίησης ήταν 12 V και στα 8 A - 16 V. Στη δεύτερη έκδοση χρησιμοποιήθηκαν σύνθετα τρανζίστορ KT827. Εδώ, σε ρεύμα 2 Α, η τάση σταθεροποίησης ήταν 12 V και στα 10 A - 12,4 V.
Ωστόσο, όταν ρυθμίζετε πιο ισχυρούς καταναλωτές, για παράδειγμα ηλεκτρικούς λέβητες, οι ρυθμιστές ισχύος triac γίνονται ακατάλληλοι - θα δημιουργήσουν υπερβολικές παρεμβολές στο δίκτυο. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε ρυθμιστές με μεγαλύτερη περίοδο λειτουργίας ON-OFF, γεγονός που εξαλείφει σαφώς την εμφάνιση παρεμβολών. Εμφανίζεται μία από τις επιλογές του διαγράμματος.
Ένας τόσο απλός, αλλά ταυτόχρονα πολύ αποτελεσματικός ρυθμιστής μπορεί να συναρμολογηθεί από σχεδόν οποιονδήποτε μπορεί να κρατήσει ένα συγκολλητικό σίδερο στα χέρια του και ακόμη και να διαβάσει ελαφρώς τα διαγράμματα. Λοιπόν, αυτός ο ιστότοπος θα σας βοηθήσει να εκπληρώσετε την επιθυμία σας. Ο παρουσιαζόμενος ρυθμιστής ρυθμίζει την ισχύ πολύ ομαλά χωρίς υπερτάσεις ή βυθίσεις.
Κύκλωμα ενός απλού ρυθμιστή triac
Ένας τέτοιος ρυθμιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση του φωτισμού με λαμπτήρες πυρακτώσεως, αλλά και με λαμπτήρες LED αν αγοράσετε ρυθμιζόμενους. Είναι εύκολο να ρυθμίσετε τη θερμοκρασία του συγκολλητικού σιδήρου. Μπορείτε να ρυθμίζετε συνεχώς τη θέρμανση, να αλλάζετε την ταχύτητα περιστροφής των ηλεκτρικών κινητήρων με έναν τυλιγμένο ρότορα και πολλά άλλα όπου υπάρχει χώρος για ένα τόσο χρήσιμο πράγμα. Εάν έχετε ένα παλιό ηλεκτρικό τρυπάνι που δεν έχει έλεγχο ταχύτητας, τότε χρησιμοποιώντας αυτόν τον ρυθμιστή θα βελτιώσετε ένα τόσο χρήσιμο πράγμα.Το άρθρο, με τη βοήθεια φωτογραφιών, περιγραφών και του συνημμένου βίντεο, περιγράφει με μεγάλη λεπτομέρεια ολόκληρη τη διαδικασία κατασκευής, από τη συλλογή εξαρτημάτων έως τη δοκιμή του τελικού προϊόντος.
Θα πω αμέσως ότι εάν δεν είστε φίλοι με τους γείτονές σας, τότε δεν χρειάζεται να συλλέξετε την αλυσίδα C3 - R4. (Ανέκδοτο) Χρησιμεύει για την προστασία από παρεμβολές ραδιοφώνου.
Όλα τα ανταλλακτικά μπορούν να αγοραστούν στην Κίνα στο Aliexpress. Οι τιμές είναι δύο έως δέκα φορές χαμηλότερες από ό,τι στα καταστήματά μας.
Για να φτιάξετε αυτή τη συσκευή θα χρειαστείτε:
- R1 – αντίσταση περίπου 20 Kom, ισχύς 0,25 W;
- R2 – ποτενσιόμετρο περίπου 500 Kom, 300 Kom έως 1 Mohm είναι δυνατό, αλλά 470 Kom είναι καλύτερο.
- R3 - αντίσταση περίπου 3 Kom, 0,25 W;
- R4 - αντίσταση 200-300 Ohm, 0,5 W;
- C1 και C2 – πυκνωτές 0,05 μF, 400 V;
- C3 – 0,1 μF, 400 V;
- DB3 – Dinistor, που βρίσκεται σε κάθε λάμπα εξοικονόμησης ενέργειας.
- Το BT139-600, ρυθμίζει ρεύμα 18 A ή BT138-800, ρυθμίζει ρεύμα 12 A - triacs, αλλά μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε άλλο, ανάλογα με το είδος του φορτίου που θέλετε να ρυθμίσετε. Ένα dinistor ονομάζεται επίσης diac, ένα triac είναι ένα triac.
- Το ψυγείο ψύξης επιλέγεται με βάση την προγραμματισμένη ισχύ ρύθμισης, αλλά όσο περισσότερο, τόσο το καλύτερο. Χωρίς καλοριφέρ, δεν μπορείτε να ρυθμίσετε περισσότερα από 300 watt.
- Μπορούν να εγκατασταθούν τυχόν μπλοκ τερματικών.
- Χρησιμοποιήστε το breadboard όπως θέλετε, αρκεί να χωρέσουν όλα μέσα.
- Λοιπόν, χωρίς συσκευή είναι σαν χωρίς χέρια. Αλλά είναι καλύτερα να χρησιμοποιήσουμε τη συγκόλληση μας. Αν και είναι πιο ακριβό, είναι πολύ καλύτερο. Δεν έχω δει καλή κινέζικη συγκόλληση.
Ας ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση του ρυθμιστή
Πρώτα, πρέπει να σκεφτείτε τη διάταξη των εξαρτημάτων έτσι ώστε να εγκαταστήσετε όσο το δυνατόν λιγότερους βραχυκυκλωτήρες και να κάνετε λιγότερη συγκόλληση, στη συνέχεια ελέγχουμε πολύ προσεκτικά τη συμμόρφωση με το διάγραμμα και στη συνέχεια κολλάμε όλες τις συνδέσεις.
Αφού βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν σφάλματα και τοποθετήσετε το προϊόν σε πλαστική θήκη, μπορείτε να το δοκιμάσετε συνδέοντάς το στο δίκτυο.
1. Αντίσταση 4,7 kOhm mlt-0,5 (ακόμα και 0,25 watt θα κάνει).
2. Μια μεταβλητή αντίσταση 500kOhm-1mOhm, με 500kOhm θα ρυθμίζει αρκετά ομαλά, αλλά μόνο στην περιοχή 220V-120V. Με 1 mOhm - θα ρυθμιστεί πιο σφιχτά, δηλαδή θα ρυθμιστεί με κενό 5-10 βολτ, αλλά το εύρος θα αυξηθεί, είναι δυνατό να ρυθμιστεί από 220 έως 60 βολτ! Συνιστάται να εγκαταστήσετε την αντίσταση με ενσωματωμένο διακόπτη (αν και μπορείτε να το κάνετε χωρίς αυτό τοποθετώντας απλώς ένα βραχυκυκλωτήρα).
3. Dinistor DB3. Μπορείτε να προμηθευτείτε ένα από οικονομικές λάμπες LSD. (Μπορεί να αντικατασταθεί με οικιακό KH102).
4. Δίοδος FR104 ή 1N4007, τέτοιες δίοδοι βρίσκονται σχεδόν σε κάθε εισαγόμενο ραδιοεξοπλισμό.
5. Λυχνίες LED με απόδοση ρεύματος.
6. Triac BT136-600B ή BT138-600.
7. Βιδώστε τα μπλοκ ακροδεκτών. (μπορείτε να τα κάνετε χωρίς αυτά απλά κολλώντας τα καλώδια στην πλακέτα).
8. Μικρό καλοριφέρ (έως 0,5 kW δεν χρειάζεται).
9. Πυκνωτής φιλμ 400 volt, από 0,1 microfarad έως 0,47 microfarad.
Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης AC:
Ας ξεκινήσουμε τη συναρμολόγηση της συσκευής. Αρχικά, ας χαράξουμε και ας κονσερβοποιήσουμε τον πίνακα. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος - το σχέδιό της σε LAY, βρίσκεται στο αρχείο. Μια πιο συμπαγής έκδοση που παρουσιάστηκε από φίλο Σεργκέι - .
Στη συνέχεια κολλάμε τον πυκνωτή. Η φωτογραφία δείχνει τον πυκνωτή από την πλευρά της επικασσιτέρωσης, επειδή το παράδειγμά μου του πυκνωτή είχε πολύ κοντά πόδια.
Συγκολλάμε το dinistor. Το dinistor δεν έχει πολικότητα, οπότε το εισάγουμε όπως θέλετε. Συγκολλάμε τη δίοδο, την αντίσταση, το LED, το βραχυκυκλωτήρα και το μπλοκ ακροδεκτών βιδών. Μοιάζει κάπως έτσι:
Και στο τέλος, το τελευταίο στάδιο είναι η εγκατάσταση ενός καλοριφέρ στο triac.
Και εδώ είναι μια φωτογραφία της τελικής συσκευής που βρίσκεται ήδη στη θήκη.
Το θυρίστορ είναι μια από τις πιο ισχυρές συσκευές ημιαγωγών, γι' αυτό και χρησιμοποιείται συχνά σε ισχυρούς μετατροπείς ενέργειας. Αλλά έχει το δικό του συγκεκριμένο έλεγχο: μπορεί να ανοίξει με έναν παλμό ρεύματος, αλλά θα κλείσει μόνο όταν το ρεύμα πέσει σχεδόν στο μηδέν (για την ακρίβεια, κάτω από το ρεύμα συγκράτησης). Από αυτό, τα θυρίστορ χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μεταγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος.
Ρύθμιση τάσης φάσης
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ρύθμισης της εναλλασσόμενης τάσης με θυρίστορ: μπορείτε να περάσετε ή να αναστέλλετε ολόκληρους μισούς κύκλους (ή περιόδους) εναλλασσόμενης τάσης από την έξοδο του ρυθμιστή. Και μπορείτε να το ενεργοποιήσετε όχι στην αρχή του μισού κύκλου της τάσης δικτύου, αλλά με κάποια καθυστέρηση - "a". Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η τάση στην έξοδο του ρυθμιστή θα είναι μηδέν και δεν θα μεταφέρεται ισχύς στην έξοδο. Στο δεύτερο μέρος του μισού κύκλου το θυρίστορ θα μεταφέρει ρεύμα και η τάση εισόδου θα εμφανιστεί στην έξοδο του ρυθμιστή.
Ο χρόνος καθυστέρησης ονομάζεται επίσης γωνία ανοίγματος του θυρίστορ, και έτσι σε μηδενική γωνία, σχεδόν όλη η τάση από την είσοδο θα πάει στην έξοδο, μόνο η πτώση στο ανοιχτό θυρίστορ θα χαθεί. Καθώς η γωνία αυξάνεται, ο ρυθμιστής τάσης θυρίστορ θα μειώσει την τάση εξόδου.
Το ρυθμιστικό χαρακτηριστικό ενός μετατροπέα θυρίστορ όταν λειτουργεί σε ενεργό φορτίο φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σε γωνία 90 ηλεκτρικών μοιρών, η έξοδος θα είναι η μισή της τάσης εισόδου και σε γωνία 180 ηλεκτρικών μοιρών. οι βαθμοί εξόδου θα είναι μηδέν.
Με βάση τις αρχές της ρύθμισης της τάσης φάσης, είναι δυνατή η κατασκευή κυκλωμάτων ρύθμισης, σταθεροποίησης και ομαλής εκκίνησης. Για ομαλή εκκίνηση, η τάση πρέπει να αυξάνεται σταδιακά από το μηδέν στη μέγιστη τιμή. Έτσι, η γωνία ανοίγματος του θυρίστορ πρέπει να κυμαίνεται από τη μέγιστη τιμή έως το μηδέν.
Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης θυρίστορ
Πίνακας βαθμολόγησης στοιχείων
- C1 – 0,33 µF τάση όχι κατώτερη από 16V.
- R1, R2 – 10 kOhm 2W;
- R3 – 100 Ohm;
- R4 – μεταβλητή αντίσταση 33 kOhm;
- R5 – 3,3 kOhm;
- R6 – 4,3 kOhm;
- R7 – 4,7 kOhm;
- VD1 .. VD4 – D246A;
- VD5 – D814D;
- VS1 – KU202N;
- VT1 – KT361B;
- VT2 – KT315B.
Το κύκλωμα είναι χτισμένο σε μια βάση οικιακού στοιχείου· μπορεί να συναρμολογηθεί από εκείνα τα εξαρτήματα που έχουν οι ραδιοερασιτέχνες εδώ και 20-30 χρόνια. Εάν το θυρίστορ VS1 και οι δίοδοι VD1-VD4 είναι εγκατεστημένα στους αντίστοιχους ψύκτες, τότε ο ρυθμιστής τάσης θυρίστορ θα μπορεί να παρέχει 10Α στο φορτίο, δηλαδή, με τάση 220 V, μπορούμε να ρυθμίσουμε την τάση σε φορτίο 2,2 kW.
Η συσκευή έχει μόνο δύο εξαρτήματα ισχύος: μια γέφυρα διόδου και ένα θυρίστορ. Είναι σχεδιασμένα για τάση 400V και ρεύμα 10Α. Η γέφυρα διόδου μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση σε μονοπολική παλμική και η ρύθμιση φάσης των μισών κύκλων πραγματοποιείται από το θυρίστορ.
Ένας παραμετρικός σταθεροποιητής που αποτελείται από αντιστάσεις R1, R2 και μια δίοδο zener VD5 περιορίζει την τάση που παρέχεται στο σύστημα ελέγχου στα 15 V. Η σύνδεση αντιστάσεων σε σειρά είναι απαραίτητη για την αύξηση της τάσης διάσπασης και την αύξηση της απαγωγής ισχύος.
Στην αρχή του μισού κύκλου της εναλλασσόμενης τάσης, το C1 εκφορτίζεται και στο σημείο σύνδεσης R6 και R7 υπάρχει επίσης μηδενική τάση. Σταδιακά, οι τάσεις σε αυτά τα δύο σημεία αρχίζουν να αυξάνονται και όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση της αντίστασης R4, τόσο πιο γρήγορα η τάση στον εκπομπό του VT1 θα ξεπεράσει την τάση στη βάση του και θα ανοίξει το τρανζίστορ.
Τα τρανζίστορ VT1, VT2 αποτελούν ένα θυρίστορ χαμηλής ισχύος. Όταν εμφανίζεται μια τάση στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού VT1 μεγαλύτερη από το όριο, το τρανζίστορ ανοίγει και ανοίγει το VT2. Και το VT2 ξεκλειδώνει το θυρίστορ.
Το κύκλωμα που παρουσιάζεται είναι αρκετά απλό, μπορεί να μεταφερθεί σε μια σύγχρονη βάση στοιχείων. Είναι επίσης δυνατή η μείωση της ισχύος ή της τάσης λειτουργίας με ελάχιστες τροποποιήσεις.
