Características dos reguladores tiristores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Muitos rádios amadores, ao usar reguladores tiristores caseiros ou comprados em lojas, descobriram que às vezes esses reguladores não funcionam com clareza e os dispositivos de iluminação de baixa tensão usados ​​​​em conjunto com eles falham rapidamente. Este artigo fala sobre as características operacionais do regulador de potência CA tiristor que levam a fenômenos semelhantes e algumas maneiras possíveis de melhorar a confiabilidade da operação de dispositivos com tais reguladores.

A revista "Radio" presta muita atenção aos reguladores de potência CA trinistor (ver, por exemplo, uma seleção de artigos "Reguladores de tensão Tiristor" .- "Radio", 1975, No. 10, pp. 47-49). Esses dispositivos, que se tornaram muito populares nos últimos anos, permitem alterar o valor efetivo da tensão na carga de alguns volts para quase a tensão da rede. Pareceria isso. com a ajuda de tal regulador, uma grande variedade de dispositivos de baixa tensão pode ser alimentada pela rede. É assim?

Para responder a esta questão, consideremos brevemente a operação de um regulador de potência de tiristor de onda completa, cujo circuito mais típico é mostrado na Fig. 1 (emprestado com pequenas modificações da fonte acima mencionada). A tensão na carga de tal regulador tem o formato de uma senóide truncada. Por exemplo. em ângulos de comutação do tiristor V5 superiores a 90°, esta tensão tem a forma convencionalmente mostrada na Fig. 2 com uma linha sólida. O ângulo máximo de comutação do SCR no controlador em consideração é 172°. Voltímetro do sistema magnetoelétrico conectado à carga R11 (Fig. 1). mostra uma tensão de 6 V.

Figura.1

O valor da amplitude da tensão na carga Un.vf[ neste ângulo de comutação é fácil de determinar:

Un.max=Umax*sin (180°- 172°)=220*1.41* 0,139=43V.

onde Umax é o valor de pico da tensão da rede.

Medir a tensão Un.max com um osciloscópio eletrônico dá o mesmo resultado. Provavelmente. nem toda carga, calculada nem a tensão nominal de 6 V, pode suportar por muito tempo uma carga tão significativa, ainda que de curto prazo. surtos periódicos. Por exemplo, o filamento de uma lâmpada incandescente MN-38 comum (para uma tensão de 6,3 V, o consumo de corrente é de 0,22 A), quando alimentado com uma tensão dessa forma, geralmente queima após alguns segundos.

O fato considerado não é o único motivo que limita a possibilidade de utilização de um regulador trinistor para alimentar uma carga de baixa tensão. A segunda razão é que em qualquer ângulo de ativação do trinistor definido pelo resistor R5 (veja o diagrama), a tensão na carga pode se tornar igual à tensão nominal total da rede por um curto período de tempo. Este fenômeno foi detectado por meio de um osciloscópio eletrônico nos momentos em que o regulador foi desconectado da rede. O interruptor era um plugue comum. Esse fenômeno pode ser explicado da seguinte forma.

Devido a irregularidades na superfície dos pinos do plugue, a desconexão do regulador da rede não ocorre instantaneamente na maioria dos casos, mas é acompanhada por aberturas e fechamentos alternados do circuito de alimentação (como no "salto de contato"). Na primeira abertura do circuito, a tensão na base do transistor V7 torna-se zero e o analógico do transistor unijunção V7V8 se abre. O capacitor C1 é descarregado e um pulso de corrente de abertura flui através da junção de controle do trinistor V'5. Se agora o circuito de alimentação for novamente fechado, a tensão total da rede através do trinstore aberto será aplicada à carga até o final do meio ciclo.

Durante experimentos com o regulador de lâmpada incandescente em questão. por exemplo, aqueles classificados para uma tensão nominal de 36 V. geralmente queimam já no primeiro ou segundo desligamento do regulador, apesar do resistor R5 definir o ângulo máximo de comutação do trinistor e no estado estacionário as lâmpadas brilhou por um tempo arbitrariamente longo. Observações com o osciloscópio sobre o processo de abertura de contatos nas chaves T1, T2, TP2-1 e outras mostraram que essa abertura ocorre nelas praticamente sem "rebote". Quando tais interruptores eram usados ​​no regulador, as lâmpadas incandescentes não queimavam nas mesmas condições, mesmo quando o ciclo liga-desliga era repetido muitas vezes. Isso confirma a correção da suposição sobre as causas do fenômeno observado.

Existe alguma maneira de eliminar a possibilidade de excesso de tensão na carga de baixa tensão mesmo que haja um "salto" dos contatos da chave S1?

É provável que vários desses métodos possam ser encontrados. Uma delas, por exemplo, é usar uma chave adicional instalada no ponto A (ver diagrama). Primeiro, ligue o interruptor SI. e então feche o circuito no ponto A. Você precisa desligar o regulador na ordem inversa. Este método foi testado na prática e apresentou bons resultados. Sua eficácia é também uma confirmação da correção da suposição sobre as causas do fenômeno considerado.

Figura.2

Deve-se notar, no entanto, que mesmo o uso de chaves adicionais nos reguladores não elimina completamente a desvantagem descrita acima. De fato, a causa do "salto" também pode ser um contato insuficientemente apertado do plugue na tomada e quedas de energia de curto prazo na rede elétrica.

Além disso, deve-se acrescentar que esse fenômeno foi reproduzido no regulador, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1. Outros reguladores podem ter outras características, mas, provavelmente, em todos os casos, o fenômeno descrito estará associado ao funcionamento da unidade de controle do elemento chave,

Às vezes, ouve-se a opinião de que os casos descritos de falha de lâmpadas incandescentes de baixa tensão alimentadas por um regulador trinistor. devido ao acendimento espontâneo do trinistor devido à elevada taxa de subida da tensão anódica dU/dt quando o regulador está ligado à rede, se, por exemplo, isso acontecer num momento em que a tensão da rede esteja próxima do máximo. Não se pode concordar com tal afirmação. Para os trinistores das séries KU201 e KU202 mais comuns na prática de rádio amador, a taxa de aumento da tensão do ânodo não é padronizada. Isso significa que os ditos trinistores permitem quase qualquer taxa de aumento da tensão do ânodo, a menos que seu valor de amplitude exceda a tensão direta máxima permitida no trinistor fechado (Upr.scr.max).

E, portanto, um trinistor reparável, KU202N, por exemplo, na ausência de corrente no circuito do eletrodo de controle, não deve abrir quando conectado a uma rede de corrente alternada com tensão de 220 V, não importa em que ponto da período em que tal conexão ocorre. Isto é fácil de verificar, por ex. tendo montado um dispositivo simples de acordo com o esquema mostrado na Fig. 3. A lâmpada incandescente de baixa tensão H1 não acenderá e permanecerá intacta após qualquer número de acionamento pelo interruptor SI (se o trinistor V1 estiver bom, é claro).

Figura.3

Todos os itens acima nos permitem tirar algumas conclusões. Primeiro, a forma da tensão de saída dos reguladores trinistores alimentados por CA é um fator que limita a capacidade desses reguladores de fornecer cargas de baixa tensão. Em segundo lugar, em controladores de trinistores, a possibilidade do aparecimento de pulsos de tensão na carga, correspondentes a pequenos ângulos de comutação dos trinistores, não é descartada, mesmo que o ângulo de comutação do trinistor seja definido no máximo pelos elementos do tempo -valor de configuração.

As conclusões tiradas levam à conclusão de que o funcionamento confiável de um dispositivo com controlador de potência trinistor só pode ser garantido se a tensão de alimentação não exceder a tensão nominal de alimentação da carga, ou seja, quando o controlador trinistor é usado apenas para reduzir a tensão da carga.

Autor: V. Cherny, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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