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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Reguladores de potência Triac. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor K. Smolyakov de Nizhny Novgorod, que assumiu a repetição de reguladores conforme descrito em [1], conseguiu combinar dois em um dispositivo e criar um dispositivo capaz de regular a potência fornecida à carga, alterando o número de "ativos" semiciclos da tensão de rede e pelo método de pulso de fase. Em seu regulador, montado de acordo com o esquema da Fig. 1, apenas um chip DD1. O modo de operação é alterado pela chave SA1 com três grupos de contatos (foi usada uma chave de alcance de um receptor de transistor portátil). O nó de potência (diodos VD1, VD2, diodo zener VD3), o modelador de pulsos "zero" (transistores VT1, VT2), o nó de saída (circuito diferenciador C6R6, elemento DD1.4, transistor VT4, triac VS1) permaneceu o mesmo como no protótipo.
Considere a operação do dispositivo no modo de controle de potência pelo método de pulso de fase (a chave 5A1 é mostrada nesta posição). Os pulsos da saída do elemento DD1.1, coincidindo com os momentos em que a tensão da rede passa por zero, abrem o transistor VT3 quando o valor instantâneo da tensão da rede está próximo de zero. Como resultado, o capacitor C4 é descarregado através do transistor e a tensão na entrada do elemento DD1.2 aumenta abruptamente quase até a tensão de alimentação e na saída diminui quase a zero (nível lógico baixo). O triac VS1 está fechado, a carga está desconectada da rede. Com o aumento do valor instantâneo da tensão de rede para 30 ... 50 V em valor absoluto, o nível lógico na saída do elemento DD1.1 torna-se baixo e o transistor VT3 fecha, permitindo que o capacitor C4 seja carregado por a corrente que flui pelo circuito: diodo / 04 - parte esquerda (de acordo com o esquema) do resistor R5 - a saída do elemento DD1.2. O carregamento continua até o limite de comutação do elemento DDI.2, após o qual o nível na saída deste elemento torna-se alto e na saída do elemento DD1.3 - baixo. No momento da alteração dos níveis, o capacitor C6 é carregado pela corrente que passa pelo resistor R6, então um pulso curto aparece na saída do elemento DD1.4, abrindo o transistor VT4. Um pulso de abertura é fornecido ao eletrodo de controle do triac VS1. Seu atraso em relação à fase zero da tensão da rede depende da constante de tempo para carregar o capacitor C4, que por sua vez depende da posição do resistor variável R5. Com o fim do meio ciclo, o triac se fechará, e no próximo meio ciclo o processo se repetirá. No segundo modo, os contatos fechados SA1.2 são conectados em paralelo com o capacitor C4 C5 de capacidade muito maior. Os contatos SA1.1 conectam a base e o emissor do transistor VT3, como resultado, o transistor está constantemente fechado e não afeta mais a operação do dispositivo. O elemento DD1.2, o resistor R5 com os diodos VD4, VD5 e os capacitores C4, C5 formam um gerador de pulso retangular com uma taxa de repetição de aproximadamente 2 Hz. Com a comutação dos contatos SA1.3, o elemento DD1.3 retorna sua função lógica original AND-NOT. Uma das entradas do elemento recebe pulsos do gerador e a outra recebe a transição da tensão da rede pelo zero, portanto, rajadas de pulsos são formadas em sua saída, coincidindo no tempo com os “zeros” da tensão da rede, e a duração das rajadas e os intervalos entre elas dependem do ciclo de trabalho dos pulsos do gerador. Cada um dos pulsos do pacote causa o aparecimento de um pulso de abertura no eletrodo de controle do tiristor VS1 logo no início do meio ciclo correspondente. Portanto, em um ciclo de 0,5 s, o número de semiciclos em que a carga é conectada à rede depende da posição do controle deslizante R5 do resistor variável. Com um número ímpar de semiciclos "funcionais" ou "ociosos", um componente constante perceptível é formado na corrente consumida da rede, o que pode afetar adversamente a operação de dispositivos eletromagnéticos conectados à mesma rede - motores elétricos, seus acionadores de partida , transformadores. No entanto, esta desvantagem é inerente ao protótipo [1]. A. BUTOV da aldeia. Kurba da região de Yaroslavl oferece uma versão aprimorada de seu controlador de potência de toque [2] com uma unidade de controle no chip K145AP2, cuja descrição pode ser encontrada em [3]. Ao contrário do protótipo, o novo regulador pode ser incluído no corte de qualquer um dos fios da rede, o que é importante se substituirem um interruptor de luz de contacto convencional. O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 2. O algoritmo de controle é o mesmo: um toque curto no sensor E1 com o dedo liga ou desliga a lâmpada EL1 e, com um toque longo, o brilho do brilho muda ciclicamente (do mínimo ao máximo e volta em cerca de 5 s) O controlador lembra seu estado - a lâmpada sempre acende com a lâmpada ajustada antes de desligar o brilho Como antes, o regulador pode ser controlado não apenas tocando no sensor, mas também pressionando o botão SB1, que atua de maneira semelhante caminho.
A não criticidade do regulador para o faseamento dos fios da rede foi alcançada introduzindo um amplificador do sinal do sensor E1 em um transistor composto VT1, VT2. Retificado por diodos VD4. A tensão VD5, atingindo -5 ... -9 V ao tocar o sensor com a mão, agora é suficiente para controlar o chip DA1 em qualquer caso. O capacitor C2, eliminando o OOS para tensão alternada, aumenta o ganho da cascata. O capacitor C3 é projetado para suprimir a interferência de alta frequência. A fonte de alimentação do regulador consiste em um capacitor de extinção C1 com um resistor limitador R1, um retificador (diodos VD1, VD2), um regulador de tensão (diodo zener VD3) e capacitores de filtro C5, C6. O resistor R1 é desejável para instalar P1-7 ou um descontínuo importado semelhante. Os resistores constantes restantes do regulador são C1-4, C2-23, MLT da potência correspondente. O capacitor de óxido de tamanho pequeno C6 é usado. Firmas Rubycon, capacitores CI, C11 - K73-17, K73-24v ou K73-50 para tensão de no mínimo 400 V ou importados, projetados para funcionar em circuitos CA, por exemplo, CPF 250V X2. Os capacitores restantes são de cerâmica ou filme K10-17, KM-5, K73-17v. Os capacitores K10-7 são indesejáveis devido à sua baixa confiabilidade. Os diodos KD522A (VD4, VD5) podem ser substituídos por KD503, KD521, KD103 com qualquer índice de letras ou 1N4148 importado. Os diodos KD243D (VD1 VD2) são substituídos por KD243E-KD243Zh, KD105B-KD105P KD209A-KD209V, 1 N4004-1 N4007, diodo Zener D814G (VD3) - KS211Zh, KS508A, 1N6001B, 1 N4741 3 A. O transistor VT645 pode servir como KT645A, KT6114B, KT8050, SS9013, SS2, 1009SC2, 2331SC2, 1616SD1 com qualquer índice de letras Os transistores VT2 e VT3107 podem ser qualquer uma das séries KT6112, KT9015, SS2, 733SA2, 910SA2, 992SAXNUMX Triac KU208G (VS1) pode ser substituído por classe de tensão TS112-10, TS112-16, TS106-10 não inferior a 4 ou MAC12, MAC15 importados. O triac é montado em um dissipador de calor em forma de U medindo 110 25 mm de uma folha de alumínio de 1,5 ... 2 mm de espessura. Nesse caso, a potência de carga permitida do regulador é de 350 W. O indutor L1 contém 135 voltas de fio PEV-2 de 0,51 mm ou enrolado em um núcleo magnético de anel K32x20x6 feito de ferrita M2500NMS1. Antes do enrolamento, as bordas do anel são embotadas e envolvidas com uma camada de filme de material isolante. O enrolamento acabado é impregnado com verniz isolante. A resistência do indutor CC é de aproximadamente 0,3 ohm. Em vez de um anel, é permitido usar um pedaço de uma haste de ferrite 400NN com um diâmetro de 8-10 mm e um comprimento de 60 mm. A potência mínima da lâmpada EL1 é de 25W. Não será possível desligar completamente a lâmpada de menor potência devido ao aquecimento de seu filamento pela corrente que passa pelo capacitor C1 A cascata nos transistores VT1, VT2 deve ser colocada o mais longe possível do triac VS1 e do indutor L1. Se o sensor E1 for conectado ao controlador com um fio maior que 50 mm, este também deve ser blindado. Para reduzir captações no sensor, é desejável isolar eletricamente o triac VS1 do dissipador de calor. Outro projeto de A. BUTOV é um regulador de fase triac com um nível de ruído reduzido. Nos projetos mais conhecidos, na potência máxima na carga, o triac não abre até que a tensão atinja 30 ... interferência de rádio. Se você forçar o triac a abrir na tensão mais baixa possível, essas deficiências serão eliminadas ou enfraquecidas. No regulador, montado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 3, nos elementos VT1, VS1, R2, R3, C2, é montado um análogo de um dinistor, conectado através de uma ponte de diodos VD1 ao circuito do eletrodo de controle do triac VS2. Assim que a tensão aplicada à junção do emissor do transistor VT1, que no nosso caso funciona como um diodo zener, exceder aproximadamente 8 ... 10 V, ocorrerá uma avalanche reversível desta seção e o trinistor VS1 será aberto . O pulso de corrente de descarga do capacitor 1 abrirá o triac VS2. A potência fornecida à carga é regulada alterando a constante de tempo de carregamento do capacitor C com um resistor variável R4.
As partes do regulador podem ser montadas na placa de circuito impresso mostrada na fig. 4. Resistor variável R4 - SP-1, SPZ-ZOa, SPZ-35 ou SPZ-33. Uma alça feita de material isolante deve ser colocada em seu eixo. Resistores fixos - MLT, S2-23, S2-ZZN, S1-4. Capacitor C1 - K73-50, K73-24V, K73-17. K73-16; C2 - K10-17, KM-6. Ponte de diodo - qualquer uma das séries DB101-DB107 [4], KTs422, KTs407. Você também pode fazer uma ponte de quatro diodos discretos das séries KD105, KD209, KD221, KD243, 1 N4001 - 1 N4007. O triac KU208G pode ser substituído por outro de média potência, por exemplo, TS106-10, TS112-16, TS112-10, TS122-25. De preferência, o quarto e os grupos de tensão mais altos.
A prática mostrou que não importa quão baixa seja a carga, o triac VS2 precisa de um dissipador de calor. Isso é explicado pela grande corrente reversa descontrolada do triac, que é suficiente para seu autoaquecimento e subsequente abertura arbitrária. Ao escolher o tamanho e a forma do dissipador de calor, deve-se garantir que sua temperatura durante a operação de longo prazo na potência máxima não exceda 60 °C. Um local para o dissipador de calor do triac VS2 é fornecido na placa. O ajuste do regulador é reduzido à seleção do capacitor C1 de tal capacidade que quando o motor do resistor R4 é movido de uma posição extrema para outra, todo o intervalo necessário de energia fornecida à carga é bloqueado. Qualquer regulador triac cria interferência de rádio, por isso deve ser bem blindado e conectado à rede e carregado através de um filtro. Tal, por exemplo, como na Fig. 3 no artigo de S. Sorokoumov "Regulador Triac de alta potência"(" Rádio "2000, No. 7, p. 41). Literatura
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