ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Regulador de potência de fase em um transistor chave de efeito de campo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de corrente, tensão, potência Normalmente, os reguladores de potência CA de fase são baseados em um tiristor ou triac. Esses esquemas há muito se tornaram padrão e foram repetidos muitas vezes tanto por rádios amadores quanto em escala de produção. Mas os reguladores tiristores e triac, assim como os interruptores, sempre tiveram uma desvantagem importante - limitar a potência mínima de carga. Ou seja, um regulador tiristor típico para uma potência de carga máxima superior a 100 watts não consegue regular bem a potência de uma carga de baixa potência que consome unidades e frações de watts. Os principais transistores de efeito de campo diferem porque a operação física de seu canal é muito semelhante à operação de uma chave mecânica convencional - em um estado totalmente aberto, sua resistência é muito pequena e equivale a frações de ohm, e no estado fechado , a corrente de fuga é de microamperes e praticamente não depende da tensão na chave. É por isso que o estágio chave em um transistor de efeito de campo chave pode comutar uma carga com potência de unidades e frações de watts, até o valor de corrente máximo permitido. Por exemplo, o popular transistor de efeito de campo IRFS40 sem radiador, operando no modo chave, pode alternar a potência de quase zero a 400 watts. Além disso, o FET de comutação possui uma corrente de porta muito baixa, portanto, é necessária uma potência estática muito baixa para o controle. É verdade que isso é ofuscado pela capacitância relativamente grande do portão, portanto, no primeiro momento de ligação, a corrente do portão pode ser bastante grande (corrente por carga da capacitância do portão). Isso é combatido conectando-se um resistor limitador de corrente em série com a porta, o que reduz a velocidade da chave, pois é formado um alvo RC composto por esta resistência e capacitância da porta, ou a saída do circuito de controle fica mais potente. O circuito regulador de potência é mostrado na figura. A carga é alimentada por uma tensão pulsante, pois é conectada através de uma ponte de diodos VD5-VD8. Isto é adequado para alimentar um dispositivo de aquecimento elétrico (ferro de soldar, lâmpada incandescente). Como a meia onda negativa da corrente pulsante é “voltada” para cima, são obtidas pulsações com frequência de 100 Hz. Mas eles são positivos, ou seja, um gráfico de mudanças de zero a um valor de tensão de amplitude positivo. Portanto, é possível ajustar de 0% a 100%. A potência máxima de carga neste circuito não é tanto limitada pela corrente máxima do canal aberto VT1 (isto é 30 A). qual é a corrente direta máxima dos diodos da ponte retificadora VD5-VD8. Ao usar diodos KD209, o circuito pode operar com carga de até 100 W. Se precisar trabalhar com uma carga mais potente (até 400 W), será necessário usar diodos mais potentes, por exemplo, KD226G, D. Os inversores do microcircuito D1 contêm um gerador de pulsos de controle que abre o transistor VT1 em uma determinada fase de meia onda. Os elementos D1.1 e D1.2 formam um gatilho Schmitt e os elementos restantes D1.3-D1.6 formam um poderoso inversor de saída. A saída teve que ser reforçada para compensar os problemas causados pelo salto de corrente para carregar a capacitância da porta VT1 no momento em que foi ligada. O sistema de alimentação de baixa tensão do microcircuito é dividido em duas partes por meio do diodo VD2 - a própria parte de alimentação, que cria uma tensão constante entre os pinos 7 e 14 do microcircuito, e a parte que é um sensor de fase de tensão de rede . Funciona da seguinte maneira. A tensão da rede é retificada pela ponte VD5-VD8 e depois fornecida a um estabilizador paramétrico usando o resistor R6 e o diodo zener VD9. Como não há capacitor de suavização neste circuito, a tensão no diodo zener está pulsando. O circuito R1-R2-C1 junto com o diodo VD1 define a fase de ondulação da tensão na qual a tensão no capacitor C1 atinge o limite de comutação do gatilho Schmitt. Ao alterar a resistência deste circuito RC, alteramos o tempo de atraso para a abertura do transistor chave a partir do momento em que a tensão na rede atinge 8-10V (o valor da tensão do limite de comutação do gatilho Schmitt). Como a frequência da rede é bastante estável, o momento de abertura do transistor chave em relação à fase da tensão da rede é mantido bastante estável em relação ao ajustado pelo resistor R1. O diodo VD1, juntamente com o resistor R5, forma um circuito para descarga acelerada do capacitor C1, necessário para que este capacitor seja descarregado quando a fase da tensão da rede se aproxima de zero. Neste caso, o gatilho Schmitt muda para o estado zero e o transistor chave fecha. Assim, ajustando a resistência R1, alteramos a fase do momento de abertura do transistor chave, e a tensão é fornecida à carga apenas no período deste ponto até o valor da amplitude. Desta forma, ocorre a regulação da potência das fases. Em geral, o princípio é quase o mesmo de um regulador tiristorizado. Agora sobre a fonte de alimentação do microcircuito. Na prática, o microcircuito é alimentado pela tensão armazenada no capacitor C2. A cada meia onda, este capacitor é carregado através do diodo VD2. Então, quando a fase passa para zero, esse diodo fecha e a alimentação do microcircuito é mantida pela carga do capacitor C2. Portanto, a tensão de alimentação do microcircuito é constante, estável e não sujeita a ondulações. Todas as peças, exceto o resistor R1, estão em uma placa de circuito impresso com metalização unilateral. Como a versão original foi projetada para trabalhar com uma carga com potência não superior a 100 W, não são fornecidos radiadores e a ponte retificadora utiliza diodos KD 209. Porém, o transistor de efeito de campo não precisa de radiador mesmo com potência de carga nominal de até 400 watts. Mas você terá que escolher diodos mais potentes. O chip K561LN2 pode ser substituído pelo K1561LN2. Diodo Zener. O D814G pode ser substituído por outro diodo zener para uma tensão de cerca de 10V. Durante o processo de configuração, pode ser necessário selecionar as resistências do resistor R2 (para garantir a largura necessária da faixa de ajuste) e do resistor R5 (para garantir a descarga de C1). A resistência R5 deve ser escolhida a maior possível, mas de forma que na potência mínima definida por R1 o transistor não abra. Autor: Kapachev D.E. Veja outros artigos seção Reguladores de corrente, tensão, potência. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Máquina para desbastar flores em jardins
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