Регулятор мощности на тиристоре своими руками: Ошибка 404 — документ не найден

Тиристорный регулятор напряжения своими руками: конструктивные особенности

На чтение 6 мин Просмотров 2.2к. Опубликовано Обновлено

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Регулятор напряжения на тиристоре

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

  • катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
  • анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
  • управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

  • тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
  • модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.


Тиристор обладает двумя устойчивыми положениями («открыто» или «закрыто»), которые переключаются при помощи напряжения. При появлении нагрузки он включается, при пропадании электрического тока выключается. Собирать подобные регуляторы учат начинающих радиолюбителей. Заводские паяльники, имеющие регулировку температуры жала, стоят дорого. Гораздо дешевле купить простой паяльник и самому собрать для него регистр напряжения.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Применение тиристорного регулятора мощности

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодом

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

  • Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
  • Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
  • Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Схема регулятора мощности для паяльника

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

  • диод – 4 шт.;
  • транзистор – 1 шт;
  • конденсатор – 2 шт.;
  • резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Мощный тиристорный регулятор своими руками. Регулятор мощности тиристорный, напряжение и схемы своими руками. Конструкция и налаживание

Вступление.

Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://сайт/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

Как это работает?

Вот так работает тиристор в цепи переменного тока. Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.

Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.

На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.

В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.


Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.


При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.


Схемные решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

VS1 – КУ208Г

HL1 – МН3… МН13 и т.д.

На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 – линеаризует управление и является индикатором.

С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 – регулятор мощности.

R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

VS1 – КУ202Н

Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.

На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.


Регулятор мощности на маломощном тиристоре.

Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.

Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.

VD1… VD4 – 1N4007

Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.

Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.


Конструкция и детали.

Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».

Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.

Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.

Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.


Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.


Get the Flash Player to see this player.

А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.


Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.


Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип прибора Катод Управ. Анод
BT169D(E, G) 1 2 3
CR02AM-8 3 1 2
MCR100-6(8)
1 2 3
Содержание:

В современных радиолюбительских схемах широкое распространение получили различные виды деталей, в том числе и тиристорный регулятор мощности. Чаще всего эта деталь используется в паяльниках на 25-40 ватт, которые в обычных условиях легко перегреваются и становятся непригодными к работе. Эта проблема легко решается с помощью регулятора мощности, позволяющего выставлять точную температуру.

Применение тиристорных регуляторов

Как правило, тиристорные регуляторы мощности применяются для улучшения рабочих свойств обычных паяльников. Современные конструкции, оснащенные множеством функций, отличаются высокой стоимостью, а их использование будет неэффективным при небольших объемах . Поэтому, более целесообразным будет оборудование обычного паяльника тиристорным регулятором.

Регулятор мощности на тиристоре широко применяется в системах светильников. На практике они представляют собой обычные настенные выключатели с вращающейся ручкой-регулятором. Однако такие приспособления способны нормально работать лишь с обычными лампами накаливания. Они совершенно не воспринимаются современными компактными люминесцентными лампами, из-за расположенного внутри них выпрямительного моста с электролитическим конденсатором. Тиристор просто не будет работать во взаимодействии с этой схемой.

Такие же непредсказуемые результаты получаются и при попытках отрегулировать яркость светодиодных ламп. Поэтому для регулируемого источника освещения наиболее оптимальным вариантом будет использование обычных ламп накаливания.

Существуют и другие области применения тиристорных регуляторов мощности. Среди них следует отметить возможность регулировки ручного электроинструмента. Регулирующие устройства устанавливаются внутри корпусов и позволяют изменять количество оборотов дрели, шуруповерта, перфоратора и прочего инструмента.

Принцип работы тиристора

Действие регуляторов мощности тесно связано с принципом работы тиристора. На радиосхемах он обозначается значком, напоминающим обычный диод. Каждому тиристору свойственна односторонняя проводимость и, соответственно, способность к выпрямлению переменного тока. Участие в этом процессе становится возможным при условии подачи к управляющему электроду положительного напряжения. Сам управляющий электрод располагается со стороны катода. В связи с этим, тиристор ранее носил название управляемого диода. До подачи управляющего импульса, тиристор будет закрытым в любом направлении.

Для того чтобы визуально определить исправность тиристора, его включают в общую цепь со светодиодом через источник постоянного напряжения в 9 вольт. Дополнительно вместе со светодиодом подключается ограничительный резистор. Специальная кнопка замыкает цепь и напряжение с делителя подается к управляющему электроду тиристора. В результате, тиристор открывается и светодиод начинает излучать свет.

При отпускании кнопки, когда она перестает удерживаться в нажатом положении, свечение должно продолжаться. В случае повторного или неоднократного нажатия кнопки ничего не изменится — светодиод все так же будет светить с одинаковой яркостью. Это свидетельствует об открытом состоянии тиристора и его технической исправности. Он будет находиться в открытом положении до того момента, пока подобное состояние не прервется под влиянием внешних воздействий.

В некоторых случаях могут быть исключения. То есть при нажатии кнопки светодиод загорается, а при отпускании кнопки — он гаснет. Такая ситуация становится возможной из-за тока, проходящего через светодиод, значение которого меньше по сравнению с током удержания тиристора. Чтобы схема работала нормально, светодиод рекомендуется заменить лампой накаливания, что приведет к увеличению тока. Другим вариантом будет подбор тиристора, у которого ток удержания будет меньше. Параметр тока удержания у различных тиристоров может быть с большим разбросом, в таких случаях приходится подбирать элемент для каждой конкретной схемы.

Схема простейшего регулятора мощности

Тиристор участвует в выпрямлении переменного напряжения так же, как и обыкновенный диод. Это приводит к однополупериодному выпрямлению в незначительных пределах с участием одного тиристора. Для достижения желаемого результата, с помощью регуляторов мощности осуществляется управление двумя полупериодами напряжения сети. Это становится возможным благодаря встречно-параллельному включению тиристоров. Кроме того, тиристоры могут включаться в цепь диагонали выпрямительного моста.

Простейшую схему тиристорного регулятора мощности лучше всего рассматривать на примере регулировки мощности паяльника. Нет смысла начинать регулировку прямо с нулевой отметки. В связи с этим регулировать можно только один полупериод положительного сетевого напряжения. Прохождение отрицательного полупериода осуществляется через диод, без каких-либо изменений, непосредственно к паяльнику, обеспечивая его половинную мощность.

Прохождение положительного полупериода происходит через тиристор, за счет чего и выполняется регулировка. В цепи управления тиристором присутствуют простейшие элементы в виде резисторов и конденсатора. Зарядка конденсатора происходит от верхнего провода схемы, через резисторы и конденсатор, нагрузку и нижний провод схемы.

Управляющий электрод тиристора соединяется с плюсовым выводом конденсатора. Когда на конденсаторе напряжение возрастает до значения, позволяющего включать тиристор, происходит его открытие. В результате, в нагрузку пропускается какая-то часть положительного полупериода напряжения. Одновременно наступает разрядка конденсатора и подготовка к следующему циклу.

Для регулировки скорости заряда конденсатора используется переменный резистор. Чем быстрее произойдет зарядка конденсатора до значения напряжения, при котором открывается тиристор, тем раньше наступит открытие тиристора. Следовательно, в нагрузку поступит большее количество положительного полупериода напряжения. Данная схема, в которой используется тиристорный регулятор мощности, служит основой для других схем, применяющихся в различных областях.

Тиристорный регулятор мощности своими руками

В статье рассказывается о том, как работает тиристорный регулятор мощности, схема которого будет представлена ниже

В повседневной жизни очень часто возникает необходимость регулирования мощности бытовых приборов, например электроплиты, паяльника, кипятильников и ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и т.д. На помощь приходит простейшая радиолюбительская конструкция — регулятор мощности на тиристоре. Собрать такое устройство не составит труда, оно может стать тем самым первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала паяльника начинающего радиолюбителя. Стоит отметить, что готовые паяльные станции с контролем температуры и прочими приятными функциями стоят на порядок дороже простого паяльника. Минимальный набор деталей позволяет собрать простой тиристорный регулятор мощности навесным монтажом.

К сведению, навесной монтаж — это способ сборки радиоэлектронных компонентов без применения печатной платы, а при хорошем навыке он позволяет быстро собрать электронные устройства средней сложности.

Вы также можете заказать тиристорного регулятора, а для тех, кто хочет разобраться во всём самостоятельно, ниже будет представлена схема и объяснён принцип работы.

Между прочим, это однофазный тиристорный регулятор мощности. Такой прибор может быть использован для управления мощностью или количеством оборотов. Однако для начала следует разобраться в ведь это позволит нам понять, на какую нагрузку лучше использовать такой регулятор.

Как работает тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, способный проводить ток в одном направлении. Слово «управляемый» употреблено неспроста, поскольку с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит ток только к одному полюсу, можно выбирать момент, когда тиристор начнет проводить ток. Тиристор имеет три вывода:

  • Анод.
  • Катод.
  • Управляющий электрод.

Для того чтобы ток начал течь через тиристор, необходимо выполнить следующие условия: деталь должна стоять в цепи, находящейся под напряжением, на управляющий электрод должен быть подан кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление тиристором не требует удержания управляющего сигнала. На этом нюансы не заканчиваются: тиристор можно закрыть, лишь прервав ток в цепи, или сформировав обратное напряжение анод — катод. Это значит, что использование тиристора в цепях постоянного тока весьма специфично и часто неблагоразумно, а вот цепях переменного, например в таком приборе как тиристорный регулятор мощности, схема построена таким образом, что обеспечено условие для закрытия. Каждая из полуволн будет закрывать соответствующий тиристор.

Вам, скорее всего, не всё понятно? Не стоит отчаиваться — ниже будет подробно описан процесс работы готового устройства.

Область применения тиристорных регуляторов

В каких цепях эффективно использовать тиристорный регулятор мощности? Схема позволяет отлично регулировать мощность нагревательных приборов, то есть воздействовать на активную нагрузку. При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу регулятора из строя.

Можно ли двигателя?

Я думаю, многие из читателей видели или пользовались дрелями, углошлифовальными машинами, которые в народе именуют «болгарками», и прочим электроинструментом. Вы могли заметить, что количество оборотов зависит от глубины нажатия на кнопку-курок прибора. Вот в этот элемент как раз и встроен такой тиристорный регулятор мощности (схема которого приведена ниже), с помощью которого осуществляется изменение количества оборотов.

Обратите внимание! Тиристорный регулятор не может изменять обороты асинхронных двигателей. Таким образом, напряжение регулируется на коллекторных двигателях, оборудованных щёточным узлом.

Схема одном и двух тиристорах

Типовая схема для того, чтобы собрать тиристорный регулятор мощности своими руками изображена на рисунке ниже.

Выходное напряжение у данной схемы от 15 до 215 вольт, в случае применения указанных тиристоров, установленных на теплоотводах, мощность составляет порядка 1 кВт. Кстати выключатель с регулятором яркости света сделан по подобной схеме.

Если у вас нет необходимости полной регулировки напряжения и достаточно получать на выходе от 110 до 220 вольт, воспользуйтесь этой схемой, которая показывает однополупериодный регулятор мощности на тиристоре.

Как это работает?

Описанная ниже информация справедлива для большинства схем. Буквенные обозначения будут браться в соответствии первой схемы тиристорного регулятора

Тиристорный регулятор мощности, принцип работы которого основан на фазовом управлении величиной напряжения, изменяет и мощность. Данный принцип заключается в том, что в нормальных условиях на нагрузку действует переменное напряжение бытовой сети, изменяющееся по синусоидальному закону. Выше, при описании принципа работы тиристора, было сказано, что каждый тиристор работает в одном направлении, то есть управляет своей полуволной от синусоиды. Что это значит?

Если с помощью тиристора периодически подключать нагрузку в строго определенный момент, величина действующего напряжения будет ниже, поскольку часть напряжения (действующая величина, которая «попадёт» на нагрузку) будет меньше, чем сетевое. Данное явление проиллюстрировано на графике.

Заштрихованная область — это и есть область напряжения, которое оказалось под нагрузкой. Буквой «а» на горизонтальной оси обозначен момент открытия тиристора. Когда положительная полуволна закончится и начнется период с отрицательной полуволной, один из тиристоров закрывается, и в тот же момент открывается второй тиристор.

Разберемся, как работает конкретно наш тиристорный регулятор мощности

Схема первая

Оговорим заранее, что вместо слов «положительная» и «отрицательная» будут использованы «первая» и «вторая» (полуволна).

Итак, когда на нашу схему начинает действовать первая полуволна, начинают заряжаться ёмкости C1 и C2. Скорость их заряда ограничена потенциометром R5. данный элемент является переменным, и с его помощью задаётся выходное напряжение. Когда на конденсаторе C1 появляется необходимое для открытия динистора VS3 напряжение, динистор открывается, через него поступает ток, с помощью которого будет открыт тиристор VS1. Момент пробоя динистора и есть точка «а» на графике, представленном в предыдущем разделе статьи. Когда значение напряжения переходит через ноль и схема оказывается под второй полуволной, тиристор VS1 закрывается, и процесс повторяется заново, только для второго динистора, тиристора и конденсатора. Резисторы R3 и R3 служат для управления, а R1 и R2 — для термостабилизации схемы.

Принцип работы второй схемы аналогичен, но в ней идёт управление только одной из полуволн переменного напряжения. Теперь, зная принцип работы и схему, вы можете собрать или починить тиристорный регулятор мощности своими руками.

Применение регулятора в быту и техника безопасности

Нельзя не сказать о том, что данная схема не обеспечивает гальванической развязки от сети, поэтому существует опасность поражения электрическим током. Это значит, что не стоит касаться руками элементов регулятора. Необходимо использовать изолированный корпус. Следует проектировать конструкцию вашего прибора так, чтобы по возможности вы могли спрятать её в регулируемом устройстве, найти свободное место в корпусе. Если регулируемый прибор располагается стационарно, то вообще имеет смысл подключить его через выключатель с регулятором яркости света. Такое решение частично обезопасит от поражения током, избавит от необходимости поиска подходящего корпуса, имеет привлекательный внешний вид и изготовлено промышленным методом.

23.07.2017 @ 23:39

Мой тиристорный регулятор напряжения (ТРИ) отличается простотой в изготовлении и наладке, линейностью регулирования и большой мощностью на выходе — 200 Вт без радиаторов и 1000 Вт с радиаторами площадью охлаждения 50 см 2 .

При включении ТРН положительная полуволна питающего 220-вольтного напряжения проходит через электрическую цепь VD2RЗR4 и заряжает конденсатор С2. Как только Uзаряда превысит напряжение включения тиристора VS2, последний откроется и пропустит часть положительной полуволны в нагрузку. Цепь VD4R5 предохраняет VS2 по току управления.

Изменяя общее сопротивление R4, можно получить регулируемое (от 40 до 220 В) выходное напряжение, для непосредственного измерения которого предназначен стрелочный вольтметр PV1. Индикаторная лампа HL1 служит для контроля сетевого напряжения, а также целостности предохранителей FU1 и FU2.

Оба конденсатора в ТРИ дешевые и распространенные — типа МБМ. Для R1 ,R2 и R5 можно применять МЛТ-0,25. На месте R3 хорошо будет работать МЛТ-0,5 (МЛТ-1). В качестве же переменного сопротивления подойдет СП1. Вольтметр — типа Ц4201 или аналогичный, рассчитанный на 250 В переменного тока. Указанные на принципиальной электрической схеме диоды можно заменить на менее мощные, например, КД102Б или КД105Б. Тиристоры — с обратным напряжением не менее 300 В, скажем, КУ202Н или КУ202Л. А если предполагается использовать ТРН с нагрузкой, не превышающей 350 Вт, то можно применить и КУ201Л.

Принципиальная электрическая схема и топология печатной платы тиристорного регулятора напряжения

Неоновая лампа HL1 типа ТН-0,2. Предохранители выбираются из расчета на работу устройства с максимальным потреблением тока. Если нагрузкой является электродвигатель (например, сходный с тем, что используется в ручной дрели), то I предохр. = 0,5. 0,6 I пуска.

Налаживать ТРН лучше на временной монтажной плате. Вместо 390-килоомных R2 и R5 вначале впаять 1-килоомные резисторы. Затем, уменьшая сопротивление R4 и R3, добиться минимального падения напряжения на VS1, VS2.

Резисторы R2, R5 ограничивают ток управления тиристоров. Подбираются они при максимальной мощности в нагрузке. Даже при налаживании не допускается увеличивать ток управления тиристором более 100 мА.

После окончания регулировки все элементы принципиальной электрической схемы переносятся на печатную плату размерами 100x50x2,5 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

С. БАБЕНКО, Московская обл.

  1. Принцип работы тиристора
  2. Видео: Тиристорный регулятор мощности своими руками

В современных радиолюбительских схемах широкое распространение получили различные виды деталей, в том числе и тиристорный регулятор мощности. Чаще всего эта деталь используется в паяльниках на 25-40 ватт, которые в обычных условиях легко перегреваются и становятся непригодными к работе. Эта проблема легко решается с помощью регулятора мощности, позволяющего выставлять точную температуру.

Применение тиристорных регуляторов

Как правило, тиристорные регуляторы мощности применяются для улучшения рабочих свойств обычных паяльников. Современные конструкции, оснащенные множеством функций, отличаются высокой стоимостью, а их использование будет неэффективным при небольших объемах паяльных работ. Поэтому, более целесообразным будет оборудование обычного паяльника тиристорным регулятором.

Регулятор мощности на тиристоре широко применяется в системах регулировки яркости светильников. На практике они представляют собой обычные настенные выключатели с вращающейся ручкой-регулятором. Однако такие приспособления способны нормально работать лишь с обычными лампами накаливания. Они совершенно не воспринимаются современными компактными люминесцентными лампами, из-за расположенного внутри них выпрямительного моста с электролитическим конденсатором. Тиристор просто не будет работать во взаимодействии с этой схемой.

Такие же непредсказуемые результаты получаются и при попытках отрегулировать яркость светодиодных ламп. Поэтому для регулируемого источника освещения наиболее оптимальным вариантом будет использование обычных ламп накаливания.

Существуют и другие области применения тиристорных регуляторов мощности. Среди них следует отметить возможность регулировки ручного электроинструмента. Регулирующие устройства устанавливаются внутри корпусов и позволяют изменять количество оборотов дрели, шуруповерта, перфоратора и прочего инструмента.

Принцип работы тиристора

Действие регуляторов мощности тесно связано с принципом работы тиристора. На радиосхемах он обозначается значком, напоминающим обычный диод. Каждому тиристору свойственна односторонняя проводимость и, соответственно, способность к выпрямлению переменного тока. Участие в этом процессе становится возможным при условии подачи к управляющему электроду положительного напряжения. Сам управляющий электрод располагается со стороны катода. В связи с этим, тиристор ранее носил название управляемого диода. До подачи управляющего импульса, тиристор будет закрытым в любом направлении.

Для того чтобы визуально определить исправность тиристора, его включают в общую цепь со светодиодом через источник постоянного напряжения в 9 вольт. Дополнительно вместе со светодиодом подключается ограничительный резистор. Специальная кнопка замыкает цепь и напряжение с делителя подается к управляющему электроду тиристора. В результате, тиристор открывается и светодиод начинает излучать свет.

При отпускании кнопки, когда она перестает удерживаться в нажатом положении, свечение должно продолжаться. В случае повторного или неоднократного нажатия кнопки ничего не изменится — светодиод все так же будет светить с одинаковой яркостью. Это свидетельствует об открытом состоянии тиристора и его технической исправности. Он будет находиться в открытом положении до того момента, пока подобное состояние не прервется под влиянием внешних воздействий.

В некоторых случаях могут быть исключения. То есть при нажатии кнопки светодиод загорается, а при отпускании кнопки — он гаснет. Такая ситуация становится возможной из-за тока, проходящего через светодиод, значение которого меньше по сравнению с током удержания тиристора. Чтобы схема работала нормально, светодиод рекомендуется заменить лампой накаливания, что приведет к увеличению тока. Другим вариантом будет подбор тиристора, у которого ток удержания будет меньше. Параметр тока удержания у различных тиристоров может быть с большим разбросом, в таких случаях приходится подбирать элемент для каждой конкретной схемы.

Схема простейшего регулятора мощности

Тиристор участвует в выпрямлении переменного напряжения так же, как и обыкновенный диод. Это приводит к однополупериодному выпрямлению в незначительных пределах с участием одного тиристора. Для достижения желаемого результата, с помощью регуляторов мощности осуществляется управление двумя полупериодами напряжения сети. Это становится возможным благодаря встречно-параллельному включению тиристоров. Кроме того, тиристоры могут включаться в цепь диагонали выпрямительного моста.

Простейшую схему тиристорного регулятора мощности лучше всего рассматривать на примере регулировки мощности паяльника. Нет смысла начинать регулировку прямо с нулевой отметки. В связи с этим регулировать можно только один полупериод положительного сетевого напряжения. Прохождение отрицательного полупериода осуществляется через диод, без каких-либо изменений, непосредственно к паяльнику, обеспечивая его половинную мощность.

Прохождение положительного полупериода происходит через тиристор, за счет чего и выполняется регулировка. В цепи управления тиристором присутствуют простейшие элементы в виде резисторов и конденсатора. Зарядка конденсатора происходит от верхнего провода схемы, через резисторы и конденсатор, нагрузку и нижний провод схемы.

Управляющий электрод тиристора соединяется с плюсовым выводом конденсатора. Когда на конденсаторе напряжение возрастает до значения, позволяющего включать тиристор, происходит его открытие. В результате, в нагрузку пропускается какая-то часть положительного полупериода напряжения. Одновременно наступает разрядка конденсатора и подготовка к следующему циклу.

Для регулировки скорости заряда конденсатора используется переменный резистор. Чем быстрее произойдет зарядка конденсатора до значения напряжения, при котором открывается тиристор, тем раньше наступит открытие тиристора. Следовательно, в нагрузку поступит большее количество положительного полупериода напряжения. Данная схема, в которой используется тиристорный регулятор мощности, служит основой для других схем, применяющихся в различных областях.

Тиристорный регулятор мощности своими руками

В статье рассказывается о том, как работает тиристорный регулятор мощности, схема которого будет представлена ниже

В повседневной жизни очень часто возникает необходимость регулирования мощности бытовых приборов, например электроплиты, паяльника, кипятильников и ТЭНов, на транспорте — оборотов двигателя и т.д. На помощь приходит простейшая радиолюбительская конструкция — регулятор мощности на тиристоре. Собрать такое устройство не составит труда, оно может стать тем самым первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала паяльника начинающего радиолюбителя. Стоит отметить, что готовые паяльные станции с контролем температуры и прочими приятными функциями стоят на порядок дороже простого паяльника. Минимальный набор деталей позволяет собрать простой тиристорный регулятор мощности навесным монтажом.

К сведению, навесной монтаж — это способ сборки радиоэлектронных компонентов без применения печатной платы, а при хорошем навыке он позволяет быстро собрать электронные устройства средней сложности.

Вы также можете заказать электронный конструктор тиристорного регулятора, а для тех, кто хочет разобраться во всём самостоятельно, ниже будет представлена схема и объяснён принцип работы.

Между прочим, это однофазный тиристорный регулятор мощности. Такой прибор может быть использован для управления мощностью или количеством оборотов. Однако для начала следует разобраться в принципе работы тиристора, ведь это позволит нам понять, на какую нагрузку лучше использовать такой регулятор.

Как работает тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый прибор, способный проводить ток в одном направлении. Слово «управляемый9raquo; употреблено неспроста, поскольку с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит ток только к одному полюсу, можно выбирать момент, когда тиристор начнет проводить ток. Тиристор имеет три вывода:

Для того чтобы ток начал течь через тиристор, необходимо выполнить следующие условия: деталь должна стоять в цепи, находящейся под напряжением, на управляющий электрод должен быть подан кратковременный импульс. В отличие от транзистора, управление тиристором не требует удержания управляющего сигнала. На этом нюансы не заканчиваются: тиристор можно закрыть, лишь прервав ток в цепи, или сформировав обратное напряжение анод — катод. Это значит, что использование тиристора в цепях постоянного тока весьма специфично и часто неблагоразумно, а вот цепях переменного, например в таком приборе как тиристорный регулятор мощности, схема построена таким образом, что обеспечено условие для закрытия. Каждая из полуволн будет закрывать соответствующий тиристор.

Вам, скорее всего, не всё понятно? Не стоит отчаиваться — ниже будет подробно описан процесс работы готового устройства.

Область применения тиристорных регуляторов

В каких цепях эффективно использовать тиристорный регулятор мощности? Схема позволяет отлично регулировать мощность нагревательных приборов, то есть воздействовать на активную нагрузку. При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу регулятора из строя.

Можно ли регулировать обороты двигателя?

Я думаю, многие из читателей видели или пользовались дрелями, углошлифовальными машинами, которые в народе именуют «болгарками», и прочим электроинструментом. Вы могли заметить, что количество оборотов зависит от глубины нажатия на кнопку-курок прибора. Вот в этот элемент как раз и встроен такой тиристорный регулятор мощности (схема которого приведена ниже), с помощью которого осуществляется изменение количества оборотов.

Обратите внимание! Тиристорный регулятор не может изменять обороты асинхронных двигателей. Таким образом, напряжение регулируется на коллекторных двигателях, оборудованных щёточным узлом.

Схема тиристорного регулятора мощности на одном и двух тиристорах

Типовая схема для того, чтобы собрать тиристорный регулятор мощности своими руками изображена на рисунке ниже.

Выходное напряжение у данной схемы от 15 до 215 вольт, в случае применения указанных тиристоров, установленных на теплоотводах, мощность составляет порядка 1 кВт. Кстати выключатель с регулятором яркости света сделан по подобной схеме.

Если у вас нет необходимости полной регулировки напряжения и достаточно получать на выходе от 110 до 220 вольт, воспользуйтесь этой схемой, которая показывает однополупериодный регулятор мощности на тиристоре.

Как это работает?

Описанная ниже информация справедлива для большинства схем. Буквенные обозначения будут браться в соответствии первой схемы тиристорного регулятора

Тиристорный регулятор мощности, принцип работы которого основан на фазовом управлении величиной напряжения, изменяет и мощность. Данный принцип заключается в том, что в нормальных условиях на нагрузку действует переменное напряжение бытовой сети, изменяющееся по синусоидальному закону. Выше, при описании принципа работы тиристора, было сказано, что каждый тиристор работает в одном направлении, то есть управляет своей полуволной от синусоиды. Что это значит?

Если с помощью тиристора периодически подключать нагрузку в строго определенный момент, величина действующего напряжения будет ниже, поскольку часть напряжения (действующая величина, которая «попадёт9raquo; на нагрузку) будет меньше, чем сетевое. Данное явление проиллюстрировано на графике.

Заштрихованная область — это и есть область напряжения, которое оказалось под нагрузкой. Буквой «а9raquo; на горизонтальной оси обозначен момент открытия тиристора. Когда положительная полуволна закончится и начнется период с отрицательной полуволной, один из тиристоров закрывается, и в тот же момент открывается второй тиристор.

Разберемся, как работает конкретно наш тиристорный регулятор мощности

Оговорим заранее, что вместо слов «положительная» и «отрицательная» будут использованы «первая9raquo; и «вторая9raquo; (полуволна).

Итак, когда на нашу схему начинает действовать первая полуволна, начинают заряжаться ёмкости C1 и C2. Скорость их заряда ограничена потенциометром R5. данный элемент является переменным, и с его помощью задаётся выходное напряжение. Когда на конденсаторе C1 появляется необходимое для открытия динистора VS3 напряжение, динистор открывается, через него поступает ток, с помощью которого будет открыт тиристор VS1. Момент пробоя динистора и есть точка «а9raquo; на графике, представленном в предыдущем разделе статьи. Когда значение напряжения переходит через ноль и схема оказывается под второй полуволной, тиристор VS1 закрывается, и процесс повторяется заново, только для второго динистора, тиристора и конденсатора. Резисторы R3 и R3 служат для ограничения тока управления, а R1 и R2 — для термостабилизации схемы.

Принцип работы второй схемы аналогичен, но в ней идёт управление только одной из полуволн переменного напряжения. Теперь, зная принцип работы и схему, вы можете собрать или починить тиристорный регулятор мощности своими руками.

Применение регулятора в быту и техника безопасности

Нельзя не сказать о том, что данная схема не обеспечивает гальванической развязки от сети, поэтому существует опасность поражения электрическим током. Это значит, что не стоит касаться руками элементов регулятора. Необходимо использовать изолированный корпус. Следует проектировать конструкцию вашего прибора так, чтобы по возможности вы могли спрятать её в регулируемом устройстве, найти свободное место в корпусе. Если регулируемый прибор располагается стационарно, то вообще имеет смысл подключить его через выключатель с регулятором яркости света. Такое решение частично обезопасит от поражения током, избавит от необходимости поиска подходящего корпуса, имеет привлекательный внешний вид и изготовлено промышленным методом.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Неожиданно: мужья хотят, чтобы их жены делали чаще эти 17 вещей Если вы хотите, чтобы ваши отношения стали счастливее, вам стоит почаще делать вещи из этого простого списка.

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.

10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначе Время летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с.

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Данный регулятор напряжения собирался мной для использования в различных направлениях: регулирование скорости вращения двигателя, изменение температуры нагрева паяльника и т.д. Возможно название статьи покажется не совсем корректным, и эта схема иногда встречается как регулятор мощности. но тут надо понимать, что по сути происходит регулировка фазы. То есть времени, в течении которого сетевая полуволна проходит в нагрузку. И с одной стороны регулируется напряжение (через скважность импульса), а с другой — мощность, выделяемая на нагрузке.

Следует учесть, что наиболее эффективно данный прибор будет справляться с резистивной нагрузкой – лампы, нагреватели и т.д. Потребители тока индуктивного характера тоже можно подключать, но при слишком малой его величине надёжность регулировки снизится.

Схема данного самодельного тиристорного регулятора не содержит дефицитных деталей. При использовании, указанных на схеме выпрямительных диодов, прибор может выдержать нагрузку до 5А (примерно 1 кВт) с учетом наличия радиаторов.

Для увеличения мощности подключаемого устройства нужно использовать другие диоды или диодные сборки, рассчитанные на необходимый вам ток.

Так-же нужно заменять и тиристор, ведь КУ202 рассчитан на предельный ток до 10А. Из более мощных рекомендуются отечественные тиристоры серии Т122, Т132, Т142 и другие аналогичные.

Деталей в тиристорном регуляторе не так уж и много, в принципе допустим навесной монтаж, однако на печатной плате конструкция будет смотреться красивее и удобнее. Рисунок платы в формате LAY качаем тут. Стабилитрон Д814Г меняется на любой, с напряжением 12-15В.

В качестве корпуса использовал первый попавшийся — подходящий по размерам. Для подключения нагрузки вывел наружу разъем для вилки. Регулятор работает надежно и действительно изменяет напряжение от 0 до 220 В. Автор конструкции: SssaHeKkk.

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

  • C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
  • R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
  • R3 – 100 Ом;
  • R4 – переменный резистор 3,3 кОм;
  • R5 – 33 кОм;
  • R6 – 4,3 кОм;
  • R7 – 4,7 кОм;
  • VD1. VD4 – Д246А;
  • VD5 – Д814Д;
  • VS1 – КУ202Н;
  • VT1 – КТ361B;
  • VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

Навигация по записям

Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы. 15 комментариев

Раз уж мы заговорили о электрических углах, то хочется уточнить: при задержке «а» до 1/2 полупериода (до 90 эл. градусов) напряжение на выходе регулятора будет равным практически максимальному, а уменьшаться начнет только при «а» > 1/2 (>90). На графике — красным по серому начертано! Половина полупериода — не половина напряжения.
У данной схемы один плюс — простота, но фаза на управляющих элементах может привести к непростым последствиям. Да и помехи наводящиеся в электросети тиристорной отсечкой немалые. Особенно при большой нагрузке, что ограничивает область применения данного устройства.
Я вижу только одно: регулировать нагревательные элементы и освещение в складских и подсобных помещениях.

На первом рисунке ошибка, 10 мс должно соответствовать — полупериоду, а 20 мс соответствует периоду сетевого напряжения.
Добавил, график регулировочной характеристики при работе на активную нагрузку.
Вы видимо пишите про регулировочную характеристику когда нагрузкой является выпрямитель с емкостным фильтром? Тогда да, конденсаторы будут заряжаться на максимуме напряжения и диапазон регулирования будет от 90 до 180 градусов.

Залежи советских радиодеталей есть далеко не у каждого. Почему бы не указать «буржуйские» аналоги старых отечественных полупроводниковых приборов (например, 10RIA40M для КУ202Н)?

Тиристор КУ202Н сейчас продают меньше чем за доллар (не знаю, производят ли или старые запасы распродают). А 10RIA40M дорогой, на алиэкспрессе его продают примерно за 15$ плюс доставка от 8$. 10RIA40M имеет смысл использовать только когда нужно отремонтировать устройство с КУ202Н, а КУ202Н не найти.
Для промышленного применения более удобны тиристоры в корпусах TO-220, TO-247.
Два года назад делал преобразователь на 8кВт, так тиристоры покупал по 2,5$ (в корпусе TO-247).

Это и имелось в виду, если ось напряжения (почему-то помечена Р) провести, как на 2-м графике, то станет яснее с градусами, периодами и полупериодами приведенными в описании. Осталось убрать знак переменного напряжения на выходе (оно уже выпрямлено мостом) и моя дотошность будет удовлетворена полностью.
КУ202Н продают сейчас на радиорынках действительно за копейки, причем в исполнении 2У202Н. Кто в теме, поймет, что это военное производство. Наверное распродаются складские НЗ, которым все сроки вышли.

На рынке, если брать с рук могут среди новых подложить и выпаянную деталь.
Быстро проверить тиристор, например КУ202Н можно простым стрелочным тестером, включенным на измерение сопротивлений по шкале в единицы ом.
Анод тиристора соединяем на плюс, катод на минус тестера, в исправном КУ202Н утечки быть не должно.
После замыкания управляющего электрода тиристора на анод стрелка омметра должна отклониться, и остаться в таком положении после размыкания.
В редких случаях такой метод не срабатывает, и тогда для проверки понадобится низковольтный блок питания, желательно регулируемый, лампочка от фонарика, и сопротивление.
Вначале устанавливаем напряжение блока питания и проверяем светится ли лампочка, затем последовательно с лампочкой, соблюдая полярность соединяем наш тиристор.
Лампочка должна загореться лишь после кратковременного замыкания анода тиристора с управляющим электродом через резистор.
При этом резистор нужно подбирать, исходя из номинального открывающего тока тиристора и напряжения питания.
Это самые простейшие методы, но возможно существуют и специальные приборы для проверки тиристоров и симисторов.

На выходе напряжение не выпрямлено мостом.Оно выпрямлено только для схемы управления.

На выходе переменка,мост выпрямляет только для схемы управления.

Я бы назвал не регулирование напряжения, а регулирование мощности. Это стандартная схема регулятора освещения, которую раньше собирали почти все. И про радиатор к тиристору загнули. В теории конечно можно, но в практике думаю тяжело обеспечить тепло обмен между радиатором и тиристором для обеспечения 10А.

А какие сложности с теплообменом у КУ202? Вкрутил торцевым болтом в радиатор и все! Если радиатор новый, точнее, резьба не разболтана, даже КТП мазать не надо. Площадь стандартного радиатора (иногда и в комплекте шли), как раз и расчитана на нагрузку 10 А. Никакой теории, сплошная практика. Единственно, что радиаторы должны были находится на открытом воздухе (по инструкции), а при таком подключении сети — чревато. Поэтому закрываем, но ставим кулер. Да, мостовые друг к другу не прислоняем.

Подскажите, что за конденсатор С1 -330нФ?

Наверное правильнее будет написать C1 — 0,33мкФ, можно устанавлиявать керамический или пленочный на напряжение не меньше 16В.

Всем самого доброго! Сначала собирал без транзисторов схемы… Одно плохо — регулировочное сопротивление грелось и выгорал слой графитовой дорожки. Потом собрал эту схему на кт. Первая неудачно — вероятно из-за большого усиления самих транзисторов. Собрал на МП с усилением около 50. Заработала без проблем! Однако есть вопросы…

Я тоже собирал без транзисторов,но ничего не грелось.Это было два резистора и конденсатор,В последствии убрал и конденсатор.Фактически остался переменник между анодом и управляющим,ну и естественно мостик.Использовал для регулировки мощности паяльника,причем как на 220 вольт,так и на первичку трансформатора для паяльника на 12 вольт и все работало и не грелось.Сейчас до сих пор в кладовке лежит в исправном состоянии.У Вас возможно была утечка в конденсаторе между катодом и управляющим для схемы без транзисторов.

Собрал на МП с усилением около 50. Работает! Но стало больше вопросов…

Тиристорные регуляторы напряжения представляют собой устройства, предназначенные для регулирования частоты вращения и момента электродвигателей. Регулирование частоты вращения и момента производится за счет изменения напряжения, подводимого к статору двигателя, и осуществляется изменением угла открытия тиристоров. Такой способ управления электродвигателем получил название фазового управления. Этот способ является разновидностью параметрического (амплитудного) управления.

Могут выполняться как с замкнутой, так и с разомкнутой системой регулирования. Регуляторы с разомкнутой системой не обеспечивают удовлетворительного качества процесса регулирования частоты вращения. Основное их назначение- регулирование момента для получения нужного режима работы привода в динамических процессах.


В силовую часть однофазного тиристорного регулятора напряжения включены два управляемых тиристора, которые обеспечивают протекание электрического тока на на1рузке в двух направлениях при синусоидальном напряжении на входе.

Тиристорные регуляторы с замкнутой системой регулирования используются, как правило, с отрицательной обратной связью по скорости, что позволяет иметь достаточно жесткие механические характеристики привода в зоне малых частот вращения.

Наиболее эффективно использование тиристорных регуляторов для регулирования частоты вращения и момента .

Силовые цепи тиристорных регуляторов

На рис. 1, а-д показаны возможные схемы включения выпрямительных элементов регулятора в одной фазе. Наиболее распространенной из них является схема на рис1,а. Она может быть использована при любой схеме соединения обмоток статора. Допустимый ток через нагрузку (действующее значение) в этой схеме в режиме непрерывного тока равен:

где I т — допустимое среднее значение тока через тиристор.

Максимальное прямое и обратное напряжения тиристора

где k зап — коэффициент запаса, выбираемый с учетом возможных коммутационных перенапряжений в схеме; — действующее значение линейного напряжения сети.

Рис. 1. Схемы силовых цепей тиристорных регуляторов напряжения.

В схеме на рис. 1,б имеется только один тиристор, включенный в диагональ моста из неуправляемых диодов. Соотношение между токами нагрузки и тиристора для этой схемы имеет вид:

Неуправляемые диоды выбираются на ток вдвое меньший, чем для тиристора. Максимальное прямое напряжение на тиристоре

Обратное напряжение на тиристоре близко к нулю.

Схема на рис. 1,б имеет некоторые отличия от схемы на рис. 1,а по построению системы управления. В схеме на рис. 1, а управляющие импульсы на каждый из тиристоров должны следовать с частотой питающей сети. В схеме на рис. 1,б частота импульсов управления вдвое больше.

Схема на рис. 1, в, состоящая из двух тиристоров и двух диодов, по возможности управления, загрузке, по току и максимальному прямому напряжению тиристоров аналогична схеме на рис. 1, а.

Обратное напряжение в этой схеме из-за шунтирующего действия диода близко к нулю.

Схема на рис. 1, г по току и максимальному прямому и обратному напряжению тиристоров аналогична схеме на рис. 1, а. Схема на рис. 1, г отличается от рассмотренных требованиями к системе управления по обеспечению необходимого диапазона изменения угла регулирования тиристоров. Если угол отсчитывать от нуля фазного напряжения, то для схем на рис. 1, а-в справедливо соотношение

где φ — фазовый угол нагрузки.

Для схемы на рис. 1, г аналогичное соотношение приобретает вид:

Необходимость увеличения диапазона изменения угла усложняет . Схема на рис. 1, г может быть применена при включении обмоток статора в звезду без нулевого провода и в треугольник с включением выпрямительных элементов в линейные провода. Область применения указанной схемы ограничена нереверсивными, а также реверсивными электроприводами с контактным реверсом.

Схема на рис. 4-1, д по своим свойствам аналогична схеме на рис. 1, а. Ток симистора здесь равен току нагрузки, а частота импульсов управления равна двойной частоте питающего напряжения. Недостаток схемы на симисторах — значительно меньше, чем у обычных тиристоров, допустимые значения du/dt и di/dt .

Для тиристорных регуляторов наиболее рациональна схема на рис. 1, а с двумя встречно-параллельно включенными тиристорами.

Силовые схемы регуляторов выполняются с встречно-параллельно включенными тиристорами во всех трех фазах (симметричная трехфазная схема), в двух и одной фазах двигателя, как показано на рис. 1, е, ж и з соответственно.

В регуляторах, применяемых в крановых электроприводах, наибольшее распространение получила симметричная схема включения, показанная на рис. 1, е, которая характеризуется наименьшими потерями от высших гармонических токов. Более высокие значения потерь в схемах с четырьмя и двумя тиристорами определяются несимметрией напряжения в фазах двигателя.

Основные технические данные тиристорных регуляторов серии РСТ

Тиристорные регуляторы серии РСТ представляют собой устройства для изменения (по заданному закону) напряжения, подводимого к статору асинхронного двигателя с фазным ротором. Тиристорные регуляторы серии РСТ выполняются по симметричной трехфазной схеме включения (рис. 1, е). Применение регуляторов указанной серии в крановых электроприводах позволяет осуществлять регулирование частоты вращения в диапазоне 10:1 и регулирование момента двигателя в динамических режимах при пуске и торможении.

Тиристорные регуляторы серии РСТ выполняются на длительные токи 100, 160 и 320 А (максимальные токи соответственно 200, 320 и 640 А) и напряжение 220 и 380 В переменного тока. Регулятор представляет собой собранные на общей раме три силовых блока (по числу фаз встречно-параллельно включенных тиристоров), блок датчиков тока и блок автоматики. В силовых блоках используются таблеточные тиристоры с охладителями из тянутого алюминиевого профиля. Охлаждение воздушное — естественное. Блок автоматики — единый для всех исполнений регуляторов.

Тиристорные регуляторы выполнены со степенью защиты IP00 и предназначены для установки на стандартные рамы магнитных контроллеров типа ТТЗ, которые по конструкции аналогичны контроллерам серий ТА и ТСА. Габаритные размеры и масса регуляторов серии РСТ указаны в табл. 1.

Таблица 1 Габаритные размеры и масса регуляторов напряжения серии РСТ


В магнитных контроллерах ТТЗ установлены контакторы направления для реверсирования двигателя, контакторы роторной цепи и другие релейно-контактные элементы электропривода, осуществляющие связь командоконтроллера с тиристорным регулятором. Структура построения системы управления регулятора видна из функциональной схемы электропривода, показанной на рис. 2.

Трехфазный симметричный тиристорный блок Т управляется системой фазового управления СФУ. С помощью командоконтроллера КК в регуляторе производится изменение задания скорости БЗС, Через блок БЗС в функции времени осуществляется управление контактором ускорения КУ2 в цепи ротора. Разность сигналов задания и тахогенератора ТГ усиливается усилителями У1 и УЗ. К выходу усилителя УЗ подключено логическое релейное устройство, имеющее два устойчивых состояния: одно соответствует включению контактора направления вперед KB, второе — включению контактора направления назад КН.

Одновременно с изменением состояния логического устройства реверсируется сигнал в цепи управления РУ. Сигнал с согласующего усилителя У2 суммируется с сигналом задержанной обратной связи по току статора двигателя, который поступает с блока токоограничения ТО и подается на вход СФУ.

На блок логики БЛ воздействует также сигнал с блока датчиков тока ДТ и блока наличия тока НТ, запрещающий переключение контакторов направления под током. Блоком БЛ осуществляется также нелинейная коррекция системы стабилизации частоты вращения для обеспечения устойчивости работы привода. Регуляторы могут быть использованы в электроприводах механизмов подъема и передвижения.

Регуляторы серии РСТ выполнены с системой ограничения тока. Уровень токоограничения для защиты тиристоров от перегрузок и для ограничения момента двигателя в динамических режимах плавно изменяется от 0,65 до 1,5 номинального тока регулятора, уровень токоограничения для максимально-токовой защиты- от 0,9 до. 2,0 номинального тока регулятора. Широкий диапазон изменения уставок защиты обеспечивает работу регулятора одного типоразмера с двигателями, отличающимися по мощности примерно в 2 раза.

Рис. 2. Функциональная схема электропривода с тиристорным регулятором типа РСТ: КК — командоконтроллер; ТГ — тахогенератор; КН, KB — контакторы направления; БЗС — блок задания скорости; БЛ — блок логики; У1, У2. УЗ — усилители; СФУ- система фазового управления; ДТ — датчик тока; ИТ — блок наличия тока; ТО — блок токоограничения; МТ — блок защиты; КУ1, КУ2 — контакторы ускорения; КЛ — линейный контактор: Р — рубильник.

Рис. 3. Тиристорный регулятор напряжения РСТ

Чувствительность системы наличия тока составляет 5-10 А действующего значения тока в фазе. В регуляторе предусмотрены также защиты: нулевая, от коммутационных перенапряжений, от исчезновения тока хотя бы в одной из фаз (блоки ИТ и МТ), от помех радиоприему. Быстродействующими плавкими предохранителями типа ПНБ 5М осуществляется защита от токов короткого замыкания.

Тиристорные регуляторы мощности своими руками схемы

В быту иногда возникает необходимость регулировки небольших мощностей, с этой задачей с легкостью справляются симмисторные или тиристорные регуляторы. С учетом того, что схемы достаточно простые, надежные и не содержат дефицитных компонентов, они до сих пор не утратили свою актуальность. Сегодня мы соберем довольно простой тиристорный регулятор мощности своими руками, а также посмотрим, как он работает. Основным элементом в этой схеме является тиристор КУН. Когда напряжение на конденсаторе nF будет равно напряжению в точке соединения резисторов R3 и R4 10 кОм и 2,2кОм , тогда транзисторы откроются и подадут сигнал на управляющий электрод тиристора, при этом конденсатор С1 разряжается, а тиристор откроется до следующего полупериода.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: №25 тиристорный регулятор мощности схема 35 лет без ремонта СССР

Регулятор напряжения на тиристоре своими руками


Данный пост посвящен созданию устройства для регулировки мощности бытовых приборов лампочки, паяльники, обогреватели, электроплитки. Конструкция устройства очень простая, количество элементов минимальное, его способен собрать даже начинающий. Без радиаторов мощность нагрузки до 1 кВт, с использованием радиаторов можно увеличить до 1,5 кВт.

Мной устройство было собрано за один вечер. Ниже видео, демонстрирующее работу. Для передней и задней стороны корпуса необходимо вырезать пластмассовые стороны 4х14,5 см. Девайс в сборе выгладит так:. Данный регулятор использует принцип фазового управления.

Он основан на изменении момента включения тиристора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. На начало полу периода тиристор закрыт, ток через него не идет. Через некоторое время в зависимости от текущего сопротивления переменного резистора напряжение на конденсаторе достигает уровня необходимого для открытия динистора, он открывается и в свою очередь открывает тиристор.

Для второго полу периода все аналогично. График прохождения тока через нагрузку:. Чтобы пайка была красивой и качественной, необходимо правильно выбрать мощность паяльника, обеспечить температуру жала.

Все это зависит от марки припоя. На ваш выбор предоставляю несколько схем тиристорных регуляторов регулирования температуры паяльника, которые можно изготовить в домашних условиях. Они просты легко заменят промышленные аналоги, к тому же цена и сложность будет отличаться. Прикосновение к элементам тиристорной схемы может привести к получению травмы опасной для жизни! Чтоб регулировать температуру жала паяльника используются паяльные станции, которые в автоматическом и ручном режимах поддерживает заданную температуру.

Доступность паяльной станции ограничивается размером кошелька. Я решил эту проблему, изготовив ручной регулятор температура, имеющий плавную регулировку. Схема легко дорабатывается до автоматического поддержания заданного режима температуры. Но я сделал вывод, что ручной регулировки достаточно, так как температура помещения и ток сети стабильны. Классическая схема регулятора была плоха тем, что имела излучающие помехи, издаваемые в эфир и сеть. Радиолюбителям эти помехи мешают при работе.

Если доработать схему, включив в нее фильтр, размеры конструкции значительно увеличатся. Но это схема может использоваться и в других случаях, например, если необходимо отрегулировать яркость ламп накаливания или нагревательных приборов, мощность которых Вт. Поэтому я представляю эту схему. Чтобы понять, как это работает, рассмотрим принцип работы тиристора. Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор закрытого или открытого типа.

Чтоб открыть его, на управляющий электрод подается напряжение равное В. Оно зависит от выбранного тиристора, относительно катода буква k на схеме. Тиристор открылся, между катодом и анодом образовалось напряжение равное нулю.

Через электрод его невозможно закрыть. Он будет открыт до того времени, пока значение напряжения катода k и анода a не будет близко к нулю. Вот такой принцип. Схема работает следующим образом: через нагрузку обмотка паяльника или лампа накаливания подается напряжение на диодный мост выпрямителя, выполненный диодами VD1-VD4.

Он служит для преобразования переменного тока в постоянный, который меняется по синусоидальному закону 1 диаграмма. В крайнем левом положении сопротивление среднего вывода резистора равно 0. При увеличении напряжения происходит зарядка конденсатора С1. При этом произойдет открытие тиристора, закорачивание диодного моста, максимальный ток пройдет через нагрузку диаграмма сверху. Если повернуть ручку резистора R1, произойдет увеличение сопротивления, конденсатор С1 будет заряжаться дольше.

Следовательно, открытие резистора произойдет не сразу. Чем мощнее R1, тем больше времени уйдет на заряд С1. Вращая ручку вправо или влево, можно регулировать температуру нагрева жала паяльника.

На фото выше предоставлена схема регулятора, собранная на тиристоре КУН. Чтоб управлять этим тиристором в паспорте указан ток мА, реально — 20 мА , необходимо уменьшить номиналы резисторов R1, R2, R3 исключаем, емкость конденсатора увеличиваем. Емкость С1 необходимо повысить до 20 мкФ.

Вот еще один вариант схемы, только упрощенный, деталей минимум. Отличие данной схемы заключается в том, что регулировка происходит при положительном периоде сети. Диоды любые, обратное напряжение которых не меньше, чем В. Выше упомянутые схемы успешно подойдут для регулировки ламп накаливания в светильниках. Регулировать светодиодные и энергосберегающие лампы не удастся, так как они имеют электронные схемы управления.

Это приведет к миганию или работе лампы на полную мощность, что в конечном итоге выведет ее из строя. Если вы хотите применить регуляторы для работы в сети 24,36 В, придется уменьшить номиналы резисторов и заменить тиристор на соответствующий.

Если мощность паяльника 40 Вт, напряжение сети 36 В, он будет потреблять 1,1 А. Эта схема отличается от предыдущей полным отсутствием изучаемых радиопомех, так как процессы протекают в тот момент, когда напряжение сети равно 0. Схема должна иметь возможность модернизации.

Принцип работы схемы следующий. VD1-VD4 выпрямляют напряжение сети. Получающееся постоянное напряжение изменяется по амплитуде равной половине синусоиды частотой Гц 1 диаграмма. Ток, проходя через R1 на VD6 — стабилитрон, 9В 2 диаграмма , имеет другую форму.

Для защиты применяется R2. Он служит для ограничения напряжения, поступаемого на VD5, VD6 до 22 В и формирует тактовый импульс для работы схемы. R1 передает сигнал на 5, 6 вывод элемента 2 либо не логическую цифровую микросхему DD1.

Принцип работы DD2. Но это не так, R1 имеет множество помех. Придется устанавливать фильтр, что не целесообразно. Без двойного формирования схемы стабильной работы не будет. Схема управления регулятора собрана на базе триггера DD2. Противоположный уровень сигнала находится на 2 выводе. Предлагаю рассмотреть принцип работы DD2. Предположим, что на 2 выводе, логическая единица.

С2 заряжается до необходимого напряжения через R4, R5. Когда появится первый импульс с положительным перепадом на 2 выводе образуется 0, через VD7 произойдет разрядка С2.

Последующий перепад на 3 выводе установит на 2 выводе логическую единицу, С2 начнет накапливать емкость через R4, R5. Время зарядки зависит от R5. Чем оно больше, тем дольше будет происходить зарядка С2. Перепад импульсов на 3 входе не будет влиять на изменение логического уровня на 2 выводе. При достижении полного заряда конденсатора, произойдет повторение процесса. Количество импульсов, заданных резистором R5, будет поступать на DD2.

Перепад импульсов будет происходить только в те моменты, когда напряжение сети будет переходить через 0. Вот почему отсутствуют помехи на данном регуляторе. С 1 вывода DD2. R6 установлен для ограничения тока управления VS1. На паяльник подается напряжение за счет открытия тиристора.

Это происходит из-за того, что на тиристор поступает положительный потенциал с управляющего электрода VS1. Хоть резистор R5 — переменный, за счет включенного DD2. Чем ближе к рассчитанной мощности паяльника, тем плавне работа регулятора. Допустим, имеется паяльник на 40 Вт, его мощность можно регулировать в районе Вт. Детали регулятора располагаются на стеклотекстолитовой печатной плате.

Плата помещена в пластиковый корпус от бывшего адаптера, имеющего электрическую вилку. Ручка из пластика надета на ось резистора R5. На корпусе регулятора имеются отметки с цифрами, позволяющие понимать, какой температурный режим выбран.

Шнур паяльника припаян к плате. Подключение паяльника к регулятору можно сделать разъемным, чтобы иметь возможность подключить другие объекты. Схема потребляет ток не превышающий 2мА. Это даже меньше, чем потребление светодиода в подсветке выключателя.

Специальные меры по обеспечению режим работы устройства не требуются.


Тиристорный регулятор мощности

Тиристорный регулятор мощности — электронная схема позволяющая изменять подводимую к нагрузке мощность путём задержки включения тиристора на полупериоде переменного тока. Ключевым компонентом данной схемы является тиристор, открывающийся при появлении сигнала на управляющем электроде. Чем больше задержка включения, тем меньшая мощность поступает в нагрузку. Транзисторы VT1 и VT2 работают в ключевом режиме.

Симисторный регулятор мощности В своими руками, а также схема Существуют транзисторные регуляторы напряжения, тиристорные.

Универсальный регулятор мощности своими руками

Данный пост посвящен созданию устройства для регулировки мощности бытовых приборов лампочки, паяльники, обогреватели, электроплитки. Конструкция устройства очень простая, количество элементов минимальное, его способен собрать даже начинающий. Без радиаторов мощность нагрузки до 1 кВт, с использованием радиаторов можно увеличить до 1,5 кВт. Мной устройство было собрано за один вечер. Ниже видео, демонстрирующее работу. Для передней и задней стороны корпуса необходимо вырезать пластмассовые стороны 4х14,5 см. Девайс в сборе выгладит так:.

Трехфазный и однофазный тиристорный регулятор мощности — принцип работы, схемы

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками. Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе.

Когда у меня в очередной раз не получилось припаять контакт микросхемы перегретым паяльником с первого раза, я понял, что счастья в жизни не будет без регулятора мощности.

Тиристорный регулятор мощности

Регулятор мощности типа РМТ предназначен для широтно-импульсного регулирования трехфазных электропечей мощностью до кВА с напряжением сети В. Схема регулятора мощности представлена на рис. Силовой блок СБ имеет по два встречно включенных тиристора и диода в каждой фазе. Продолжительность цикла регулирования устанавливается переключателем циклов ПЦ, который воздействует на задающий генератор ЗГ. Второй выход блока ЗГ воздействует на блок синхронизации БС и обеспечивает подачу управляющего сигнала в начале положительной полуволны тока, протекающего через тиристор.

Изготовление регулятора мощности на симисторе своими руками

Подойдет для регулирования мощности в любых трехфазных схемах с тиристорами от 10 до А. Обновлено Трехфазный регулятор мощности разработан на базе 3-х микросхем TCA Siemens Данная микросхема вырабатывает управляющие импульсы открытия тиристоров и устроена таким образом, что при 0В на входе — импульс управления подается в начале полуволны тиристор полностью открыт А при входном напряжении 10V управляющий импульс не подается тиристор закрыт. Импульсы выдаваемые микросхемой TCA усилены и преобразованы. В данном трехфазном регуляторе так же присутствует плата синхронизации с трехфазной питающей сетью, показана на схеме ниже.

Схема тиристорного регулятора Принципиальная Схема, Ардуино. Перейти . Тиристорный регулятор мощности Принципиальная Схема, Ардуино.

Тиристорный регулятор мощности

Из-за проблемы с электричеством люди все чаще покупают регуляторы мощности. Не секрет, что резкие перепады, а также чрезмерно пониженное или повышенное напряжение пагубно влияют на бытовые приборы. Для того чтобы не допустить порчи имущества, необходимо пользоваться регулятором напряжения, который защитит от короткого замыкания и различных негативных факторов электронные приборы.

Тиристорный регулятор мощности своими руками

Полезные советы. Крутой диммер, как собрать регулятор мощности. Регулятор мощности для тэна: недорогое решение на вольт. Регулятор мощности нагрева на симисторе ТСТС Страница 7.

Управлять можно величиной напряжения или тока. Применяется тиристорный регулятор для управления мощностью бытовых паяльники, электронагреватели, лампы накаливания и т.

Оборудование для Промышленности

Миасс, пр. В бытовых приборах, как правило, устанавливаются однофазные регуляторы, в промышленных установках чаще применяются трехфазные. Эти устройства представляют собой электронную схему, работающую по принципу фазового регулирования, для управления мощностью в нагрузке подробнее об этом методе будет рассказано ниже. Принцип регулирования данного типа заключается в том, что импульс, открывающий тиристор, имеет определенную фазу. То есть, чем дальше он располагается от конца полупериода, тем большей амплитуды будет напряжение, поступающее на нагрузку.

Из-за проблемы с электричеством люди все чаще покупают регуляторы мощности. Не секрет, что резкие перепады, а также чрезмерно пониженное или повышенное напряжение пагубно влияют на бытовые приборы. Для того чтобы не допустить порчи имущества, необходимо пользоваться регулятором напряжения, который защитит от короткого замыкания и различных негативных факторов электронные приборы.


Простой регулятор напряжения на тиристоре ку202н

В быту очень часто появляется необходимость в регулировке мощности различных электрических приборов: газовых плит, чайника, паяльника, кипятильника, различных ТЭНов и т. В автомобиле может понадобиться регулировка оборотов двигателя. Для этого можно использовать простую конструкцию — регулятор напряжения на тиристоре. Своими руками к тому же его сделать несложно. Сделать тиристорный регулятор напряжения своими руками несложно.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Супер Регулятор мощности на тиристоре. Всего 5 деталей! Прост в сборке, не требует настройки!

Самодельный регулятор напряжения на тиристоре — схема для изготовления


Устройства, позволяющие управлять работой электрических приборов, подстраивая их под оптимальные характеристики для пользователя, прочно вошли в обиход. Одним из таких приспособлений является регулятор мощности.

Применение таких регуляторов востребовано при использовании электронагревательных и осветительных приборов и в устройствах с двигателями. Схемотехника регуляторов разнообразна, поэтому порой бывает затруднительно подобрать себе оптимальный вариант.

Первые разработки устройств, изменяющие подводимую к нагрузке мощность, были основаны на законе Ома: электрическая мощность равняется произведению тока на напряжение или произведению сопротивления на ток в квадрате. На этом принципе и сконструирован прибор, получивший название — реостат.

Он располагается как последовательно, так и параллельно подключённой нагрузке. Изменяя его сопротивление, регулируется и мощность. Ток, поступая на реостат, разделяется между ним и нагрузкой. При последовательном включении контролируются сила тока и напряжение, а при параллельном — только значение разности потенциалов. В зависимости от материала, из которого изготовлено сопротивление, реостаты могут быть:.

Согласно закону сохранения энергии, забранная электрическая энергия не может просто исчезнуть, поэтому в резисторах мощность преобразуется в теплоту, и при большом её значении должна от них отводиться. Для обеспечения отвода используется охлаждение, которое выполняется с помощью обдува или погружением реостата в масло. Реостат — довольно универсальное приспособление. Единственный, но существенный его минус — это выделение тепла, что не позволяет выполнить устройство с небольшими размерами при необходимости пропускать через него мощность большой величины.

Управляя силой тока и напряжения, реостат часто используется в маломощных линиях бытовых приборов. Например, в аудиоаппаратуре для регулировки громкости. Выполнить такой регулятор тока своими руками совсем несложно, в большей мере это касается проволочного реостата. Для его изготовления понадобится константовая или нихромовая проволока, которая наматывается на оправку. Регулирование электрической мощности происходит путём изменения длины проволоки. Развитие полупроводниковой техники позволило осуществить управление мощностью, используя радиоэлементы с коэффициентом полезного действия от восьмидесяти процентов.

Это дало возможность их комфортно применить в сети с напряжением вольт, не требуя при этом больших систем охлаждения. А появление интегральных микросхем и вовсе позволило достичь миниатюрных размеров всего регулятора в целом. При этом регулировка происходит независимо от формы входного сигнала.

По своему виду расположения приборы управления разделяются на портативные и стационарные. Они могут выполняться как в независимом корпусе, так и интегрироваться в аппаратуру.

К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относят:. Таким образом, современный регулятор электрической мощности представляет собой электронную схему, использование которой позволяет контролировать количество энергии, пропускаемой через него.

Принцип действия такого прибора не отличается особой сложностью. В основном тиристорный преобразователь используется для управления устройствами малой мощности. Типовая схема тиристорного регулятора мощности состоит непосредственно из самого тиристора, биполярных транзисторов и резисторов, устанавливающих их рабочую точку, и конденсатора.

Транзисторы, работая в ключевом режиме, формируют импульсный сигнал. Как только значение напряжения на конденсаторе сравнивается с рабочим, транзисторы открываются. Сигнал подаётся на управляющий вывод тиристора, открывая и его.

Конденсатор разряжается и ключ запирается. Так повторяется в цикле. Чем больше задержка, тем в нагрузку поступает меньше мощности.

Преимущества такого типа регулятора в том, что он не требует настройки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения. Используется такого типа регулятор для преобразования мощности, подающейся как к бытовым приборам паяльник, электронагреватель, спиральная лампа , так и к промышленным плавный запуск мощных силовых установок. Схемы включения могут быть однофазными и трёхфазными. Симистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в цепи переменного тока.

Отличительной чертой прибора является то, что его выводы не имеют разделения на анод и катод. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одну сторону, симистор проводит ток в обоих направлениях. Именно поэтому он используется в сетях переменного тока.

Важное отличие симисторных схем от тиристорных состоит в том, что нет необходимости в выпрямительном устройстве. Принцип действия основан на фазном управлении, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода переменного напряжения через ноль. Такое устройство позволяет управлять нагревателями, лампами накаливания, оборотами электродвигателя. Сигнал на выходе симистора имеет пилообразную форму с управляемой длительностью импульса. Самостоятельное изготовление такого вида приборов проще, чем тиристорного.

Схема регулятора мощности на симисторе с использованием таких элементов отличается простотой изготовления и отсутствия необходимости в настройке. Сам по себе диммер имеет широкую область применения. Одним из вариантов его использования является регулировка интенсивности освещения. Электрическая схема прибора чаще всего реализуется на специализированных микроконтроллерах, использующих в своей работе встроенную электронную схему понижения напряжения. Из-за этого диммеры способны плавно изменять мощность, но чувствительны к помехам.

Фазовые регуляторы мощности не стабилизируются с помощью стабилитронов, а в качестве стабилизатора используют попарно работающие тиристоры. Основа их работы лежит в изменении угла открывания ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку поступают сигналы с отрезанной начальной частью полупериода, снижая действующую величину напряжения. К недостаткам диммеров относят высокий коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.

При работе диммеров в широком спектре частот возбуждаются электромагнитные помехи. Такие излучения приводят к снижению КПД из-за появления паразитного тока в проводниках. Для борьбы с такими токами в конструкцию добавляются индуктивно-ёмкостные фильтры. Наибольшей популярностью среди радиолюбителей пользуются схемы, предназначенные для управления яркостью светильника и изменения мощности паяльника.

Такие схемы просты для повторения и могут собираться без использования печатных плат простым навесным монтажом. Схемы, выполненные самостоятельно, ничем не уступают по работоспособности заводским, так как не требуют настроек и при исправных радиодеталях сразу готовы к использованию.

Такие комплекты содержат все необходимые радиоэлементы, печатную плату и схему с инструкцией по сборке. Такой прибор проще всего собрать на тиристоре.

Работа схемы основана на способности открывания тиристора при прохождении входной синусоиды через ноль, в результате чего сигнал обрезается, и величина напряжения на нагрузке изменяется. Схема для повторения тиристорного регулятора мощности построена на использовании тиристора VS1, в качестве которого используется КУН. Это радиоэлемент изготавливается из кремния и имеет структуру p-n-p типа. Применяется в качестве симметричного переключателя сигналов средней мощности и коммутации силовых цепей на переменном токе.

При подаче напряжения в входной сигнал выпрямляется и поступает на конденсатор C1. Как только значение падения напряжения на C1 сравняется с величиной разности потенциалов, в точке между сопротивлениями R3 и R4 биполярные транзисторы VT1 и VT2 открываются. Уровень напряжения ограничивается стабилитроном VD1. Сигнал поступает на управляющий вывод КУН, а конденсатор C1 разряжается. При возникновении сигнала на управляющем выводе тиристор отпирается.

Как только конденсатор разрядится, VT1 и VT2 закрываются, соответственно запирается и тиристор. При следующем полупериоде входного сигнала всё повторяется вновь. В качестве транзисторов используются КТ и КТ Время разряда регулируется с помощью R5 и мощность тоже. Стабилитрон используется с напряжением стабилизации от 7 до 14 вольт. Такой регулятор возможно использовать не только как диммер, но и для управления мощностью коллекторного двигателя.

Доминирующая схема может работать при токах до 10 ампер, эта величина напрямую зависит от характеристик используемого тиристора, при этом он обязательно устанавливается на радиатор. Управление мощностью паяльника не только положительно сказывается на сроке его службы, предотвращая жало и внутренние его элементы от перегревания, но и позволяет выпаивать радиоэлементы, критичные к температуре устройства. Приборы для контроля температуры паяльника выпускаются давно. Он позволял подключать низковольтный паяльник к сети В.

Силовые контакты подключаются последовательно к нагрузке. Поэтому ток, протекающий через симистор, совпадает с током нагрузки. Для управления ключевым режимом применяется динистор VS2. Конденсатор C1 заряжается через резисторы: R1 и R2. Из-за того, что для изменения напряжения на конденсаторе требуется время, образуется сдвиг фаз между сетевым и конденсаторным напряжением. Изменяя величину сопротивления R2, регулируется величина фазового сдвига. Чем дольше конденсатор заряжается, тем меньше находится в открытом состоянии симистор, а значит и значение мощности ниже.

Такой регулятор рассчитан на подключение нагрузки с мощностью до ватт. При использовании паяльника с мощностью более ватт симистор следует устанавливать на радиатор. Изготовленная плата с лёгкостью помещается на текстолите размером 25х30 мм и свободно размещается во внутренней сетевой розетке. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.

Устройство регулятора мощности своими руками. Оценить Пока оценок нет. Об авторе: admin.


Регулятор мощности на тиристоре КУ202. Схема и описание

При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.

Схема классического тиристорного регулятора на тиристоре КУН Вот еще одна самая простая схема тиристорного регулятора мощности.

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

В бытовых приборах, как правило, устанавливаются однофазные регуляторы, в промышленных установках чаще применяются трехфазные. Эти устройства представляют собой электронную схему, работающую по принципу фазового регулирования, для управления мощностью в нагрузке подробнее об этом методе будет рассказано ниже. Принцип регулирования данного типа заключается в том, что импульс, открывающий тиристор, имеет определенную фазу. То есть, чем дальше он располагается от конца полупериода, тем большей амплитуды будет напряжение, поступающее на нагрузку. На рисунке ниже мы видим обратный процесс, когда импульсы поступают практически под окончание полупериода. На графике показано время, когда тиристор закрыт t1 фаза управляющего сигнала , как видите он открывается практически под конец полупериода синусоиды, в результате амплитуда напряжения минимальна, а следовательно, мощность в подключенной к прибору нагрузке будет незначительной близкой к минимальной. Рассмотрим случай, представленный на следующем графике.

Собери простой регулятор мощности для паяльника за час

Генератор является самым важным устройством в системе регулирования. В систему регулирования напряжения входят следующие элементы: выпрямитель, генератор и аккумулятор. Для создания регулятора напряжения на 12 вольт своими руками достаточно иметь схему регулятора напряжения и простые радиодетали. В этой схеме нет стабилизаторов.

На днях понадобился мне простой регулятор мощности, так как для демонтажа деталей из старых плат я использую советский 80 ваттный паяльник, и мне, в такую жару за окном, надоело, через десять минут его работы, обливаться потом, так как он разогревается до безумия, что деревянную ручку уже невозможно спокойно держать в руках. Основными требованиями к схеме регулятора мощности было: легкость сборки и минимум доступных деталей, которые есть у каждого радиолюбителя в наличии.

Уважаемый Пользователь!

В статье описан регулятор мощности переменного тока, принцип работы которого основан на изменении целого числа полупериодов сетевого напряжения, подаваемого в нагрузку, в единицу времени. Включение и выключение нагрузки происходят вблизи моментов перехода сетевого напряжения через нуль, что практически исключает коммутационные помехи, присущие регуляторам с фазоимпульсным управлением. Частота коммутации сравнительно невелика, поэтому регулятор следует использовать только …. Копирование материалов сайта возможно только с указанием ссылки на первоисточник — сайт meandr. Обратная связь.

Тиристорный регулятор мощности

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Автор: Tehnar , 19 января в Электроника. Хочу представить схемку простого тиристорного регулятора, который дает на выходе переменное напряжение. Правда, не знаю, есть ли искажения синусоиды, на осциллографе не смотрел. Тиристоры можно использовать любые: от КУ до Т Схема проверена в работе, надежна.

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. . как рекомендовано в справочных данных тиристоров КУ

Регулятор мощности для паяльника своими руками — схемы и варианты монтажа

Для увеличения мощности подключаемого устройства нужно использовать другие диоды или диодные сборки, рассчитанные на необходимый вам ток. Так-же нужно заменять и тиристор, ведь КУ рассчитан на предельный ток до 10А. Из более мощных рекомендуются отечественные тиристоры серии Т, Т, Т и другие аналогичные.

Эта статья о том, как собрать самый простой регулятор мощности для паяльника или другой подобной нагрузки. Схему такого регулятор можно разместить в сетевой вилке или в корпусе от сгоревшего или ненужного малогабаритного блока питания. На сборку устройства уйдёт от силы час-два. Стабильный регулятор мощности своими руками. Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками? Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?

Теория и практика.

В быту очень часто появляется необходимость в регулировке мощности различных электрических приборов: газовых плит, чайника, паяльника, кипятильника, различных ТЭНов и т. В автомобиле может понадобиться регулировка оборотов двигателя. Для этого можно использовать простую конструкцию — регулятор напряжения на тиристоре. Своими руками к тому же его сделать несложно. Сделать тиристорный регулятор напряжения своими руками несложно. Это может быть первой поделкой начинающего радиолюбителя, которая сможет обеспечить регулировку температуры жала паяльника. К тому же паяльники с возможностью регулировки температуры заводского производства стоят дороже простых моделей без такой возможности.

Для того, чтобы получить качественную и красивую пайку требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки применяемого припоя. Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных регуляторов температуры нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие промышленные несравнимые по цене и сложности. Внимание, ниже приведенные тиристорные схемы регуляторов температуры гальванически не развязаны с эклектической сетью и прикосновение к токоведущим элементам схемы может привести к поражению электрическим током!


Регулятор мощности 1кВт своими руками

Регулятор мощности 1кВт, собранный своими руками, сможет найти широкое применение, как в хозяйстве, так и в мастерской. Он способен регулировать ток нагрузки в сети напряжения переменного тока. Например, регулятор мощности может применяться для регулировки температуры жала паяльника, ТЭН. С помощью него можно управлять температурой плитки для готовки мощностью 1кВт. Помимо этого, регулятор мощности способен регулировать яркость ламп накаливания или устанавливать необходимые обороты коллекторного двигателя (болгарки, дрели, перфоратора).

Схема регулятора мощности 1кВт

Схема типичная, построенная на симисторе и имеет принцип фазового регулирования. Сам принцип работы рассмотрен ниже.

Я рекомендую прочитать статью «Регулятор мощности для ТЭН не создающий помех».

Компоненты схемы

Резистор R1 мощностью 0.25Вт, этого вполне достаточно. Переменный резистор RV1 сопротивлением 500кОм, если применить с меньшим сопротивлением, то регулировка будет происходить не от нуля и в малом диапазоне.

 

Конденсатор C1 должен быть рассчитан на напряжение 400В. На печатной плате имеется место под пленочный конденсатор.

Светодиод обычный (3В), диаметром 3мм, потребляющий ток 20мА. У меня установлен прямоугольный светодиод, с такими же параметрами.

Симистор (триак) BTA08-600B или другой. Рекомендации по выбору симистора для регулятора мощности описаны ниже.

Светодиод VDS1 и диод VD1 можно не устанавливать, но тогда на печатную плату необходимо установить вместо одного из них перемычку.

Принцип работы

Силовым регулирующим элементом схемы является триак или симистор VS2. Он в отличие от тиристора может пропускать ток нагрузки в обоих направлениях, что очень удобно для работы в цепях переменного тока.

Конденсатор C1 постоянно перезаряжается напряжением переменного тока (~220В). Ток его заряда ограничен резисторами R1 и RV1 и также протекает через диод VD1 и светодиод VDS1 (поочередно). Зарядка конденсатора и свечение светодиода выполняются, только если подключена нагрузка.

Напряжение с конденсатора поступает на динистор VS1, который имеет порог открытия 32В. При преодолении этого порога через динистор начинает протекать ток в управляющий вывод (G) триака VS2, который в свою очередь открывается.

При открытии триака VS2, переменный ток нагрузки будет протекать через выводы A1 и A2 до тех пор, пока ток нагрузки не упадет практически до нуля (ток удержания 50мА), а это произойдет, когда синусоида будет проходить через нуль.

Предположим, что сопротивление реостата RV1 равно 0, тогда C1 будет свободно заряжаться до порога открытия динистора VS1 за минимальное время. В тот момент, пока динистор, а, следовательно, и симистор VS2 закрыты, на выходе регулятора мощности ток нагрузки протекать не будет, а значит, часть (незначительная) синусоиды будет срезана.

Предположим, что сопротивление реостата RV1 равно 250кОм, тогда C1 будет намного дольше заряжаться до порога срабатывания динистора, и симистор будет находиться намного дольше в закрытом положении.

При сопротивлении RV1 равном 500кОм конденсатор практически не сможет зарядиться до напряжения открытия динистора, а, следовательно, почти вся синусоида будет отсечена, симистор практически все время будет закрыт.

Без нагрузки регулятор мощности работать не будет, поэтому не стоит его использовать в качестве регулятора напряжения.

Выбор симистора

Для данной схемы я не рекомендую применять симисторы серии BT с чувствительным затвором, так например, установив BT137-600E, при небольшом нагреве он переставал закрываться. Были танцы с бубном. Хотя данную схему с симисторами серии BTA я повторял уже около десятка раз, собирая регуляторы себе и знакомым, проблем с ними не было. Аналогом серии BTA является серия BTB, которая также рекомендована для данной схемы.

При нагрузке 1кВт через симистор регулятора мощности будет протекать ток примерно равный 4.5А, поэтому симистор должен быть рассчитан на ток с запасом. Я рекомендую применить BTA08-600B (ток 8А) или BTA10-600B (10А). Мощнее ставить нецелесообразно, но можно. Можно установить BTA06-600B (6А), но это снизит надежность регулятора мощности из-за слишком малого запаса по току.

Расположение выводов BTA08-600B.

Серия BTA отличается от серии BTB изолированным корпусом. У обоих металлическое основание, но симистор (BTA) можно установить на теплоотвод без изоляционной прокладки и втулки, в отличие от BTB.

Внимание! Есть подделки. Ниже на фото представлен симистор BTA16-600B, который согласно технического описания должен иметь изолированный корпус, но при проверке мультиметром металлическое основание звонится на второй вывод (A2), как будто это BTB16-600B.

Будьте осторожны и перед установкой проверяйте мультиметром сопротивление между основанием корпуса симистора и всеми его выводами, это сопротивление должно быть бесконечным. В противном случае устанавливайте симистор на радиатор через изоляционные втулки и прокладки, как и в случае с серией BTB.

Выбор площади радиатора

Я проводил немало испытаний своего регулятора мощности 1кВт и могу порекомендовать теплоотвод с минимальной площадью 150см2. Это с тем учетом, что теплоотвод находится снаружи корпуса регулятора мощности, а триак установлен на радиатор с применением теплопроводной пасты КПТ-8.

Ниже представлены фотографии опыта, при котором регулятор мощности 1кВт был нагружен нагревателем воды, с выставленным током 5 Ампер. Теплоотвод (140см2) установлен с применением пасты КПТ-8, корпус симистора BTA08-600B изолированный (прокладка не устанавливалась). В течение 15 минут происходил рост температуры радиатора до 520C, после чего рост прекратился, и еще 45 минут работы температура оставалась постоянной.

Верхняя граница рабочей температуры перехода у BTA08-600B равна 1250C. Температура его корпуса, а тем более радиатора, будет значительно ниже. Поэтому, я настоятельно рекомендую выбирать площадь теплоотвода таким образом, чтобы при долговременной мощности 1кВт его температура не превышала 60-700C.

Сечение проводов

Для соединения платы с сетью или узлами коммутации (розетка, выключатель и т.д.) необходим провод ШВВП, имеющий сечение 0.75мм2. Можно применить провод ВВГ сечением 1.5мм2, но он неудобен из-за своей жесткости.

При эксплуатации провод не должен быть горячим.

Не применяйте в регуляторах мощности тонкие провода, это ненадежно со стороны пожарной безопасности.

Уязвимые места регулятора мощности

Уязвимыми местами являются винтовые клеммы. Они должны быть хорошего качества, без люфтов. Винты должны иметь неповрежденную резьбу. Если контакт будет ослаблен, то это место будет нагреваться и с течением времени произойдет разрушение клемм с возможным возгоранием. Клеммы можно заменить пайкой.

Печатная плата

Печатная плата регулятора мощности 1кВт имеет ширину силовых дорожек 4мм, чего вполне достаточно. За час работы на полной мощности дорожки теплые (не горячие).

Силовые дорожки можно покрыть толстым слоем олова, это повысит их сечение и избавит от коррозии.

Печатная плата регулятора мощности СКАЧАТЬ

Datasheet на BTA08-600B СКАЧАТЬ

Регулятор мощности на симисторе | Радиобездна

Всем привет. Настала очередь очередной электронной самоделки. Сегодняшняя статья будет посвящена симисторному регулятору мощности.

На страницах своего сайта я неоднократно публиковал разные тиристорные регуляторы мощности, например такой или такой. Тиристорные и симисторные регуляторы мощности имеют большую популярность, так как в изготовлении они очень просты и не требуют большого количества радиодеталей. Хоть и эти два полупроводниковых прибора имеют сходное назначение, регулировать мощность нагрузки, имеют разное устройство. Так тиристор способен пропускать ток через себя только в одном направлении, в тоже время симистор может работать в цепях переменного тока. Поэтому чтобы собрать регулятор мощности на тиристоре, в схему нужно будет добавить диодный мост, благодаря которому ток через тиристор будет двигаться в одном направлении. Главное достоинство симисторного регулятора мощности в том, что он может пропускать ток в обоих направлениях, поэтому его можно применять бес мощных силовых диодах.

Ну, давайте же перейдём к самому устройству, рассмотрим принципиальную схему регулятора мощности на симисторе.

Схема регулятора мощности на симисторе

Схема симисторного регулятора очень проста, содержит менее десяти распространённых радиодеталей. Готовое устройство практически не нуждается в настройке и после правильного монтажа начинает работать сразу:

Основным регулирующим элементом схемы является симистор BTA16. Этот симистор способен  регулировать ток активной нагрузки мощностью до 3 кВт. Если требуется больше, нужно воспользоваться симистором большей мощности, например BTA25 с соответствующим радиатором охлаждения. Также в схеме используются корректирующие радиодетали: два резистора, один подстроечный резистор, один переменный, два конденсатора, один динистор.

Давайте более подробно рассмотрим устройство симисторного регулятора мощности.

Диммер своими руками, регулятор мощности на симисторе

Регулятор мощности не имеет дефицитных радиодеталей. Большинство из них можно выковырять из неисправного старого телевизора или любой другой бытовой техники. Например, динистор VD1 можно извлечь из неисправной энергосберегающей лампы. 

Детали устройства:

  • Симистор BTA16 или подобный
  • Резистор 100 Ом 1 Ватт
  • Резистор 4,7 килоом
  • Подстроечный резистор 2 мегаом
  • Переменный резистор 500 килоом
  • Конденсатор 0,1 микрофарад 300 Вольт 2 штуки
  • Динистор DB3

Чтобы упростить изготовление диммера своими руками, можно воспользоваться навесным монтажом. Что вполне приемлемо, так как количество деталей небольшое. Но гораздо проще приобрести симисторный регулятор мощности на известном китайском интернет-магазине, так как стоимость данного устройства невелика.

Все компоненты устройства расположены на печатной плате, выполненной из стеклотекстолита:

Симистор расположен хоть и не на большом, но достаточно эффективном радиаторе охлаждения, выполненном из алюминия:

Большинство элементов находятся в центре печатной платы и располагаются достаточно компактно:

Подстроечный резистор R4 расположен с краю печатной платы:

Напротив расположены две клеммные колодки для подключения в цепь. Чтобы не перепутать правильность подключения устройства, имеются соответствующие надписи:

Основной орган регулировки резистор R3 расположен на металлическом кронштейне, который обеспечивает необходимую надёжность готового изделия:

Готовое устройство получилось достаточно компактным, благодаря чему его можно использовать для регулировки практически любой активной нагрузки: лампы накаливания, нагревательные элементы, тэны:

Настройка симисторного регулятора мощности заключается в регулировке подстроечного резистора R4. При помощи него производится некоторая настройка устройства. Заключается она в следующем. Нужно движок переменного резистора R3 переместить в крайние положение, тем самым убавив регулятор на минимум, и подстраивая подстроечный резистор R4 добиться минимальной мощности отдаваемой в нагрузку. Основная настройка будет завершена. Если устройство собрано правильно, симисторный регулятор сразу начнёт работать.

При настройки устройства не забываем о безопасности.

Внимание! Будьте внимательны, эта самоделка не имеет трансформатора, поэтому некоторые радиодетали  могут находиться под высоким потенциалом сети. Будьте осторожны при настройке регулятора мощности.

Как я уже говорил, рассматриваемая самоделка подходит для регулировки мощности устройств,  имеющих активное сопротивление. Для регулировки бытовых приборов имеющих реактивное сопротивление, например, таких как пылесос, я рекомендую использовать регулятор мощности на тиристоре, который я использую уже не один год, для регулировки оборотов пылесоса.

На этом я буду завершать своё повествование. Надеюсь, данная статья поможет вам в самостоятельном изготовлении симисторного регулятора мощности. До новых встреч. Всем пока.

Простой регулятор мощности на двух тиристорах / Habr

Здравствуйте, уважаемые хабровчане!

Данный пост посвящен созданию устройства для регулировки мощности бытовых приборов (лампочки, паяльники, обогреватели, электроплитки). Конструкция устройства очень простая, количество элементов минимальное, его способен собрать даже начинающий. Без радиаторов мощность нагрузки до 1 кВт, с использованием радиаторов можно увеличить до 1,5 кВт. Мной устройство было собрано за один вечер. Ниже видео, демонстрирующее работу.

Подробности:

Девайс был размещен в корпусе от старого CD-ROM-а. Для передней и задней стороны корпуса необходимо вырезать пластмассовые стороны 4х14,5 см., и либо прикрутить либо приклеить к корпусу. Девайс в сборе выгладит так:

Перечень элементов, принципиальная схема и описание работы:

Нам понадобится:


  • Тиристоры: КУ-202Н, М — 2 шт.
  • Динисторы: КН-102А, Б — 2 шт
  • Резисторы: Любые, R=220 Ом, мощностью 0,5 Вт
  • Конденсаторы: 0,1 мкФ, 400 В — 2 шт.
  • Любой переменный резистор сопротивлением 220 — 330 кОм (в случае с 220 кОм нижний предел регулировки будет выше чем 330 кОм)
  • Провод с вилкой для подключения к сети и розетка для подключения нагрузки
  • Для защиты можно добавить предохранитель

Принципиальная электрическая схема выглядит так:

Данный регулятор использует принцип фазового управления. Он основан на изменении момента включения тиристора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. На начало полу периода тиристор закрыт, ток через него не идет. Через некоторое время (в зависимости от текущего сопротивления переменного резистора) напряжение на конденсаторе достигает уровня необходимого для открытия динистора, он открывается и в свою очередь открывает тиристор. Для второго полу периода все аналогично.
График прохождения тока через нагрузку:

Подробности сборки и окончательный вид:

На момент сборки устройства в моем арсенале не было приспособлений для изготовления печатных плат, поэтому сборка делалась на куске старой платы, на которой до этого был какой то прибор. После соединения всех деталей и упаковки всего внутрь корпуса от CD-ROM-а готовое изделие внутри выглядит вот так:

Итоги:

За очень короткое время собрана полезная вещь из старых деталей. Но есть и некоторые недостатки, это то что пределы регулировки немного изменяются в зависимости от нагрузки, наличие радиопомех и некоторая нестабильность на небольшом участке регулировки.

Схема регулятора напряжения тиристора

— Самодельные проекты схем

В этом посте мы обсудим, как построить высокоэффективную схему регулятора напряжения с использованием тиристора и некоторых других внешних компонентов.

Эта схема регулятора напряжения SCR, являющаяся импульсным регулятором, более эффективна, чем обычные 3-контактные регуляторы напряжения или схемы последовательного проходного регулятора на основе транзисторного стабилитрона.

Как работает схема

На следующем рисунке показана схема регулируемого источника питания на основе SCR.Единственными частями, необходимыми для процесса регулирования, являются SCR, R1 и стабилитрон. При первом включении питания конденсатор фильтра C1 находится в разряженном состоянии, так что его катод находится под потенциалом 0 В.

Форма волны положительного полупериода, выходящая из мостового выпрямителя, заставляет ток затвора тиристора проходить через резистор R1, что приводит к включению тиристора. Как только SCR включается, он начинает заряжать конденсатор фильтра C1. Когда заканчивается положительный полупериод, SCR быстро выключается.

Как только от моста приходит следующий положительный полупериод, тот же процесс повторяется, заряжая конденсатор фильтра С1 до тех пор, пока напряжение почти не достигнет напряжения пробоя стабилитрона. Как мы можем ясно понять, максимальное положительное напряжение, которое может возникнуть на затворе тринисторного затвора, устанавливается значением стабилитрона.

Таким образом, это означает, что во время описанного выше процесса наступает время, когда C1 способен заряжаться только до уровня стабилитрона, выше которого затвор SCR не может больше получать положительный потенциал относительно своего катода.На этом конкретном этапе SCR больше не может поддерживать свою стрельбу, а C1 не может заряжаться дальше.

Конденсатор фильтра C1 разряжается через нагрузку, используя мощность, поступающую от трансформатора. В тот момент, когда приходит следующий положительный цикл, затвор SCR снова становится положительным и срабатывает, заряжая конденсатор фильтра C1.

Пары полупериодов от моста достаточно, чтобы достаточно поднять напряжение C1, чтобы остановить дополнительное срабатывание SCR. В результате тринистор срабатывает, что необходимо для поддержания конденсатора C1 в «заправленном» состоянии.

Конкретное количество срабатываний тиристора зависит от номинального тока нагрузки, потребляемой от входного источника питания.

Высокоэффективный выход

Вы найдете несколько особенно интересных характеристик схем регулятора напряжения на основе SCR этого типа.

Во-первых, схема обеспечивает высокий КПД за счет минимальных потерь мощности, которые обычно встречаются как в регуляторах последовательного, так и в шунтирующего типа.

Вторая замечательная особенность заключается в том, что вы можете быстро получить информацию о токе, потребляемом нагрузкой.

Вторая функция может быть реализована путем последовательного включения светодиода с ограничительным резистором R3 через резистор R2, который действует как ограничитель тока нагрузки.

Светодиод начнет мигать при каждом срабатывании тиристора, поэтому частота мигания светодиода будет напрямую соответствовать току нагрузки и указывать, превысила ли нагрузка предельный ток.

Перечень деталей для источника питания SCR на 1 А

  • Трансформатор = 0–12 В/1 А
  • Мостовой выпрямитель = 1N5402 x 4 диода
  • SCR = C106 (на радиаторе)
  • R1, R2 = 1 К 1/4 Вт
  • R2 = 3 Ом 3 Вт

Мощный тиристорный регулятор мощности своими руками.Тиристорный регулятор напряжения

своими руками

В статье стоит раскрыть тему как работает тиристорный регулятор напряжения, схему которого более подробно можно рассмотреть в интернете.

В быту в большинстве случаев может возникнуть особая потребность в регулировании суммарной мощности бытовых приборов, например, электроплиты, паяльника, котла, а также нагревательных элементов, в транспорте — оборотов двигателя и прочего . В этом случае нам на помощь придет простая и радиолюбительская конструкция – это специальный регулятор мощности на тиристоре.

Создать такой прибор не составит труда, он может стать первым самодельным прибором, который будет выполнять функцию регулировки температуры жала в паяльнике от любого начинающего радиолюбителя. Также следует отметить, что готовые паяльники на станции с общей регулировкой температуры и другими специальными функциями стоят значительно дороже самых простых моделей паяльников. Минимальное количество деталей в конструкции поможет собрать простой настенный тиристорный регулятор мощности.

Следует отметить, что навесной тип монтажа является вариантом сборки радиоэлектронных компонентов без использования специальной печатной платы, а при качественном навыке помогает быстро собрать электронные устройства средней сложности производства.

Вы также можете заказать электронный тип конструктора регулятора тиристорного типа, а тем, кто хочет полностью разобраться во всем самостоятельно, стоит изучить некоторые схемы и принцип работы устройства.

Кстати, таким устройством является регулятор общей мощности … Такое устройство можно использовать для контроля общей мощности или контроля количества оборотов. Но для начала нужно полностью понять общий принцип работы такого устройства, потому что это поможет понять, какую нагрузку следует ожидать при использовании такого регулятора.

Как работает тиристор?

Тиристор — управляемый полупроводниковый прибор, способный быстро проводить ток в одном направлении.Под словом управляемый подразумевается тиристор неспроста, так как с его помощью, в отличие от диода, который тоже проводит полный ток только к одному полюсу, можно выделить отдельный момент, когда тиристор начинает процесс проведения тока.

Тиристор имеет сразу три токовых выхода:

  1. Катод.
  2. Анод.
  3. Управляемый электрод.

Для осуществления протекания тока через такой тиристор стоит выполнить следующие условия: деталь должна располагаться на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, к которой должен быть приложен требуемый кратковременный импульс контрольная часть электрода.В отличие от транзистора, управление таким тиристором не потребует от пользователя удержания управляющего сигнала.

Но на этом все трудности применения такого устройства не закончатся: тиристор можно легко закрыть, прервав поступление в него тока по цепи, или создав обратное анодно-катодное напряжение. Это будет означать, что применение тиристора в цепях постоянного тока считается достаточно специфичным и в большинстве случаев совершенно неразумным, а в цепях переменного тока, например, в таком устройстве, как тиристорный регулятор, схема создается таким образом, чтобы условие закрытия устройства полностью обеспечено… Любая заданная полуволна полностью покроет соответствующий участок тиристора.

Вам скорее всего сложно понять схему его строения … Но, не стоит расстраиваться — процесс функционирования такого устройства будет более подробно описан ниже.

Область применения тиристорных устройств

Для каких целей можно использовать такое устройство, как тиристорный регулятор мощности. Такое устройство позволяет более эффективно регулировать мощность нагревательных приборов, то есть осуществлять нагрузку на активные места.При работе с высокоиндуктивной нагрузкой тиристоры могут просто не закрыться, что может привести к выходу такого оборудования из нормальной работы.

Можно ли самостоятельно регулировать обороты в двигателе устройства?

Многие из пользователей, которые видели или даже на практике использовали дрели, УШМ, которые еще называют болгарками, и другие электроинструменты. Они легко могли заметить, что количество оборотов в таких изделиях зависит в основном от от общей глубины нажатия на спусковую кнопку в устройстве … Такой элемент как раз и будет располагаться в тиристорном регуляторе мощности (общая схема такого устройства указана в интернете), с помощью которого изменяется общее число оборотов.

Стоит обратить внимание на то, что регулятор не может самостоятельно изменять свою скорость в асинхронных двигателях. Таким образом, напряжение будет полностью регулироваться на коллекторном двигателе, оснащенном специальным щелочным блоком.

Как работает такое устройство?

Описанные ниже характеристики подходят для большинства схем .

При этом возникает некая область, которая будет находиться под особым напряжением. Когда закончится влияние положительной полуволны и начнется новый период движения с отрицательной полуволной, то один из этих тиристоров начнет закрываться, и одновременно откроется новый тиристор.

Вместо слов положительная и отрицательная волны следует использовать первую и вторую (полуволну).

Пока первая полуволна начинает воздействовать на цепь, идет специальная зарядка емкости С1, а также С2 … Скорость их полного заряда будет ограничиваться потенциометром R 5. Такой элемент будет полностью переменным, и с его помощью будет задаваться выходное напряжение. В момент, когда на поверхности конденсатора С1 появится напряжение, необходимое для открытия диристора VS 3, весь динистор откроется, и через него начнет протекать ток, с помощью которого тиристор VS 1 откроется.

При пробое динистера на общем графике образуется точка.После того, как значение напряжения пересечет нулевую отметку, и цепь окажется под действием второй полуволны, тиристор VS 1 закроется, и процесс повторится, только для второго динистера, тиристора, а также конденсатор. Резисторы R 3 и R 3 нужны для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 нужны для процесса термостабилизации всей цепи.

Принцип работы второй схемы будет точно такой же, но в ней будет управляться только одна из полуволн переменного тока.После того, как пользователь поймет принцип работы устройства и его общее устройство, он сможет понять, как собрать или, при необходимости, отремонтировать тиристорный регулятор мощности самостоятельно.

Тиристорный стабилизатор напряжения своими руками

Нельзя сказать, что эта схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, поэтому существует определенная опасность поражения электрическим током. Это будет означать, что вам не нужно будет прикасаться к элементам регулятора руками.

Вы должны спроектировать свой прибор таким образом, чтобы, по возможности, его можно было спрятать в регулируемом устройстве , а также найти больше свободного места внутри корпуса. Если управляемое устройство находится на стационарном уровне, то есть смысл подключить его через выключатель со специальным диммером. Такое решение сможет частично защитить человека от поражения электрическим током, а также избавить его от необходимости поиска подходящего корпуса для устройства, имеет привлекательную внешнюю структуру, а также создано с использованием промышленных технологий.

Методы регулирования фазного напряжения в сети

На основе принципов и особенностей регулирования фазного напряжения можно строить определенные схемы регулирования, стабилизации, а в некоторых случаях и с плавным пуском. Для более плавного пуска напряжение следует увеличивать с течением времени от нуля до максимального значения. Таким образом, во время открытия тиристора максимальное значение номинала должно измениться на ноль.

Тиристорные схемы

Регулировка общей мощности паяльника может быть достаточно простой, если использовать для этого аналоговые или цифровые паяльные станции …Последние достаточно дороги в эксплуатации, да и собрать их без большого опыта достаточно сложно. В то время как аналоговые устройства (рассматриваемые по своей сути как регуляторы общей мощности) не составит труда создать самостоятельно.

Достаточно простая схема устройства, которое поможет настроить индикатор мощности на паяльнике.

  1. ВД — КД209 (или аналогичный по общим характеристикам).
  2. R 1 — сопротивление со специальным номиналом 15 кОм.
  3. R 2 представляет собой резистор со специальным номинальным значением переменного тока около 30 кОм.
  4. Rn – общая нагрузка (в этом случае вместо нее будет использоваться специальный маятник).

Такое устройство для регулирования может контролировать не только положительный полупериод, по этой причине мощность паяльника будет в разы меньше номинальной. Такой тиристор управляется с помощью специальной схемы, которая несет два сопротивления, а также емкость. Время заряда конденсата (будет регулироваться специальным сопротивлением R2) влияет на продолжительность открытия такого тиристора.

Устройства, позволяющие контролировать работу электроприборов, настраивая их на оптимальные для пользователя характеристики, стали обычным явлением. Одним из таких устройств является регулятор мощности. Применение таких регуляторов востребовано при использовании электроотопительных и осветительных приборов и в устройствах с двигателями. Схемотехника регулятора разнообразна, поэтому подобрать для себя оптимальный вариант порой сложно.

Простейший регулятор энергии

Первые разработки устройств, изменяющих мощность, подводимую к нагрузке, основывались на законе Ома: электрическая мощность равна произведению тока на напряжение или произведению сопротивления на квадрат тока.На этом принципе устроено устройство, получившее название — реостат. Он располагается как последовательно, так и параллельно с подключаемой нагрузкой. Изменяя его сопротивление, регулируется и мощность.

Ток, поступающий на реостат, делится между ним и нагрузкой. При последовательном соединении контролируются ток и напряжение, а при параллельном только значение разности потенциалов. В зависимости от материала, из которого изготовлено сопротивление, реостаты могут быть:

По закону сохранения энергии отбираемая электрическая энергия не может просто исчезнуть, поэтому в резисторах мощность превращается в тепло, и если ее значение велико, его необходимо удалить из них.Для обеспечения дренажа применяют охлаждение, которое выполняют обдувом или погружением реостата в масло.

Реостат — довольно универсальное устройство … Его единственный, но существенный недостаток — выделение тепла, что не позволяет сделать устройство с малыми габаритами, если через него необходимо пропустить большое количество мощности. Регулируя силу тока и напряжения, реостат часто используют в маломощных линиях бытовых приборов. Например, в аудиотехнике для регулировки громкости.Сделать такой регулятор тока своими руками несложно, в большей степени это относится к проволочному реостату.

Для его изготовления понадобится постоянная или нихромовая проволока, которая наматывается на оправку. Электрическая мощность регулируется изменением длины провода.

Типы современных устройств

Развитие полупроводниковой техники позволило управлять мощностью с помощью радиоэлементов с КПД восемьдесят процентов и более.Это позволяло комфортно использовать их в сети с напряжением 220 вольт, не требуя больших систем охлаждения. А появление интегральных микросхем и вовсе позволило добиться миниатюрных размеров всего регулятора в целом.

На данный момент производство выпускает следующие типы устройств:

При этом регулировка происходит независимо от формы входного сигнала. По типу расположения устройства управления делятся на переносные и стационарные.Они могут выполняться как в самостоятельном корпусе, так и интегрироваться в оборудование. К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относятся:

  • плавность регулировки;
  • рабочая и пиковая потребляемая мощность;
  • диапазон входного рабочего сигнала;

Таким образом, современный регулятор электроэнергии представляет собой электронную схему, использование которой позволяет управлять количеством проходящей через нее энергии.

Устройство управления тиристором

Принцип работы такого устройства не представляет особой сложности.В основном тиристорный преобразователь используется для управления маломощными устройствами. Типовая схема тиристорного регулятора мощности состоит непосредственно из самого тиристора, биполярных транзисторов и резисторов, задающих их рабочую точку, и конденсатора.

Транзисторы, работающие в ключевом режиме, генерируют импульсный сигнал. Как только напряжение на конденсаторе сравнивается с рабочим напряжением, транзисторы открываются. Сигнал поступает на управляющий выход тиристора, открывая и его. Конденсатор разряжен и ключ заблокирован.Это повторяется в цикле. Чем больше задержка, тем меньше мощности поступает в нагрузку.

Преимущества этого типа регулятора в том, что он не требует регулировки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения.

Регулятор данного типа применяется для преобразования мощности, подаваемой как на бытовые приборы (паяльник, электронагреватель, спиральная лампа), так и на промышленные (плавный пуск мощных электростанций).Схемы подключения могут быть однофазными и трехфазными. Наиболее используемые: ку202н, ВТ151, 10РИА40М.

Симисторный силовой преобразователь

Симистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в цепи переменного тока. Отличительной особенностью устройства является то, что его выводы не разделены на анод и катод. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одном направлении, симистор проводит ток в обоих направлениях … Именно поэтому его применяют в сетях переменного тока.

Важным отличием симисторной схемы от тиристорной является отсутствие необходимости в выпрямителе.Принцип действия основан на управлении фазой, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода переменного напряжения через ноль. Такое устройство позволяет управлять нагревателями, лампами накаливания, скоростью электродвигателя. Сигнал на выходе симистора имеет пилообразную форму с регулируемой шириной импульса.

Самостоятельное изготовление этого типа устройства проще, чем тиристорного. Большой популярностью пользуются симисторы средней мощности, такие как BT137-600E, MAC97A6, MCR 22-6.Схема регулятора мощности на симисторе с использованием таких элементов проста в изготовлении и не нуждается в настройке.

Метод фазового преобразования

Сам диммер имеет широкий спектр применения. Одним из вариантов его использования является регулировка интенсивности света. Электрическая схема Устройство чаще всего реализуется на специализированных микроконтроллерах, использующих в своей работе встроенную электронную схему понижения напряжения. Из-за этого диммеры способны плавно изменять мощность, но подвержены помехам.

Регуляторы мощности фазы не стабилизируются с помощью стабилитронов, а в качестве стабилизатора используются спаренные тиристоры. В основе их работы лежит изменение угла открытия ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку подаются сигналы со срезанной начальной частью полупериода, снижая действующее значение напряжения. К недостаткам диммеров можно отнести высокий коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.

Наиболее популярны среди радиолюбителей схемы, предназначенные для управления яркостью лампы и изменения мощности паяльника.Такие схемы просты в повторении и могут быть собраны без использования печатных плат простым поверхностным монтажом.

Схемы, изготовленные самостоятельно, по своим характеристикам ничем не уступают заводским, так как не требуют настройки и при исправном состоянии радиодеталей сразу готовы к эксплуатации. При отсутствии возможности или желания сделать устройство своими руками с нуля можно приобрести комплекты для самостоятельного изготовления.Такие наборы содержат все необходимые радиоэлементы, печатную плату и схему с инструкцией по сборке.

Схема доминанта

Такой прибор проще всего собрать на тиристоре. Работа схемы основана на возможности открывать тиристор при переходе входной синусоиды через ноль, в результате чего сигнал обрывается, а напряжение на нагрузке изменяется.

Схема повторения тиристорного регулятора мощности основана на использовании тиристора ВС1, которым является КУ202Н.Этот радиоэлемент изготовлен из кремния и имеет структуру p-n-p. Используется как симметричный переключатель для сигналов средней мощности и для коммутации силовых цепей на переменном токе.

При подаче напряжения 220В входной сигнал выпрямляется и подается на конденсатор С1. Как только величина падения напряжения на С1 сравняется с величиной разности потенциалов, в точке между сопротивлениями R3 и R4 открываются биполярные транзисторы VT1 и VT2. Уровень напряжения ограничивается стабилитроном VD1.Сигнал поступает на управляющий вывод КУ202Н, и конденсатор С1 разряжается. При появлении сигнала на управляющем выводе тиристор отпирается. Как только конденсатор разряжается, VT1 и VT2 закрываются соответственно, тиристор также запирается. На следующем полупериоде входного сигнала все повторяется снова.

В качестве транзисторов используются КТ814 и КТ815. Время разряда регулируется резистором R5, а также регулируется мощность. Стабилитрон используется с напряжением стабилизации от 7 до 14 вольт.

Такой регулятор можно использовать не только как диммер, но и для управления мощностью коллекторного двигателя. Доминантный контур может работать при токах до 10 ампер, это значение напрямую зависит от характеристик используемого тиристора, при этом он должен быть установлен на радиатор.

Регулятор нагрева паяльника

Регулирование мощности паяльника не только положительно сказывается на сроке его службы, предотвращая перегрев жала и его внутренних элементов, но и позволяет растворять радиоэлементы, критичные к температуре паяльника. Устройство.

Устройства контроля температуры паяльника выпускаются давно. Одним из ее видов было отечественное устройство, выпускавшееся под названием «Дополнительное устройство к электропаяльнику типа П223». Он позволял подключать низковольтный паяльник к сети 220В.

Проще всего сделать регулятор для паяльника на симисторе КУ208Г .

Силовые контакты подключаются последовательно с нагрузкой. Следовательно, ток, протекающий через симистор, равен току нагрузки.Динистор VS2 используется для управления режимом ключа. Конденсатор С1 заряжается через резисторы: R1 и R2. Индикация работы организована на средстве VD1 и светодиоде. Из-за того, что для изменения напряжения на конденсаторе требуется время, между сетевым и конденсаторным напряжением образуется фазовый сдвиг. Изменяя величину сопротивления R2, ​​регулируют величину фазового сдвига. Чем дольше заряжается конденсатор, тем меньше симистор находится в открытом состоянии, а значит, значение мощности ниже.

Такой регулятор предназначен для подключения нагрузок мощностью до 300 Вт. При использовании паяльника мощностью более 100 Вт симистор следует устанавливать на радиатор. Изготовленная плата легко размещается на плате размером 25×30 мм и свободно помещается во внутреннюю розетку.

Для получения качественной и красивой пайки требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки используемого припоя.Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных терморегуляторов для нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие несравнимые по цене и сложности промышленные.

Внимание, следующие тиристорные цепи терморегуляторов не имеют гальванической развязки от электрической сети и прикосновение к токоведущим элементам цепи может привести к поражению электрическим током!

Для регулировки температуры жала паяльника используются паяльные станции, в которых поддерживается оптимальная температура жала паяльника в ручном или автоматическом режиме.Доступность паяльной станции для домашнего мастера ограничена высокой ценой. Для себя я решил вопрос регулирования температуры, разработав и изготовив регулятор с ручной плавной регулировкой температуры. Схему можно доработать для автоматического поддержания температуры, но я не вижу в этом смысла, а практика показала, что ручной регулировки вполне достаточно, так как напряжение в сети стабильное и температура в помещении тоже стабильная.

Классическая схема тиристорного регулятора

Классическая тиристорная схема регулятора мощности паяльника не удовлетворяла одному из моих основных требований, отсутствие излучающих помех в питающую сеть и эфир.А для радиолюбителя такие помехи лишают возможности полноценно заниматься любимым делом. Если схему дополнить фильтром, то конструкция получится громоздкой. Но для многих случаев применения такая схема тиристорного регулятора может быть с успехом использована, например, для регулировки яркости свечения ламп накаливания и нагревательных приборов мощностью 20-60 Вт. Поэтому я решил представить эту схему.

Для того, чтобы понять, как работает схема, остановлюсь подробнее на принципе работы тиристора.Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор, который может быть либо открытым, либо закрытым. для его открытия необходимо подать на управляющий электрод положительное напряжение 2-5 В, в зависимости от типа тиристора, относительно катода (на схеме указано k). После того, как тиристор открылся (сопротивление между анодом и катодом стало равным 0), закрыть его через управляющий электрод невозможно. Тиристор будет открыт до тех пор, пока напряжение между его анодом и катодом (обозначенное буквами а и к на схеме) не станет близким к нулю.Это так просто.

Классическая схема регулятора работает следующим образом. Напряжение сети переменного тока подается через нагрузку (лампу накаливания или обмотку паяльника) на мостовую схему выпрямителя, выполненную на диодах VD1-VD4. Диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, изменяющееся по синусоидальному закону (схема 1). Когда средний вывод резистора R1 находится в крайнем левом положении, его сопротивление равно 0, а когда напряжение в сети начинает увеличиваться, начинает заряжаться конденсатор С1.Когда С1 зарядится до напряжения 2-5 В, через R2 ток пойдет на управляющий электрод VS1. Тиристор откроется, закоротит диодный мост и через нагрузку потечет максимальный ток (верхняя диаграмма).

При повороте ручки переменного резистора R1 его сопротивление увеличится, ток заряда конденсатора С1 уменьшится и потребуется больше времени, чтобы напряжение на нем достигло 2-5 В, поэтому тиристор не откроется сразу, а через какое-то время.Чем больше значение R1, тем дольше будет время заряда С1, тиристор откроется позже и мощность, получаемая нагрузкой, будет пропорционально меньше. Таким образом, вращением ручки переменного резистора регулируют температуру нагрева паяльника или яркость свечения лампочки накаливания.


Выше представлена ​​классическая схема тиристорного регулятора, выполненная на тиристоре КУ202Н. Так как для управления этим тиристором нужен больший ток (по паспорту 100 мА, реальный около 20 мА), номиналы резисторов R1 и R2 уменьшены, а R3 исключен, а номинал электролитического конденсатор увеличен.При повторении схемы может потребоваться увеличение емкости конденсатора С1 до 20 мкФ.

Схема простейшего тиристорного регулятора

Вот еще одна простейшая схема тиристорного регулятора мощности, упрощенная версия классического регулятора. Количество деталей сведено к минимуму. Вместо четырех диодов VD1-VD4 используется один VD1. Принцип ее работы такой же, как и у классической схемы. Схемы отличаются только тем, что регулирование в этой схеме терморегулятора происходит только по положительному периоду сети, а отрицательный период прохождения через VD1 неизменен, поэтому мощность можно регулировать только в пределах от 50 до 100%.Для регулировки температуры нагрева жала паяльника большего и не требуется. Если исключить диод VD1, то диапазон регулировки мощности станет от 0 до 50%.


Если в разрыв цепи из R1 и R2 добавить динистор, например КН102А, то электролитический конденсатор С1 можно заменить на обычный емкостью 0,1 мФ. Подходят тиристоры для вышеперечисленных схем, КУ103В, КУ201К(Л), КУ202К(Л, М, Н), рассчитанные на прямое напряжение более 300 В.Диоды тоже практически любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В.

Приведенные выше схемы тиристорных регуляторов мощности могут быть успешно использованы для управления яркостью светильников, в которых установлены лампы накаливания. Регулировать яркость светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочки, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто нарушит их нормальную работу. Лампочки будут светить на полную мощность или моргать и это даже может привести к их преждевременному выходу из строя.

Схемы можно использовать для регулирования при напряжении питания в сети переменного тока 36 В или 24 В. Нужно только уменьшить номиналы резисторов на порядок и применить тиристор соответствующий нагрузке. Так паяльник мощностью 40 Вт при напряжении 36 В будет потреблять ток 1,1 А.

Цепь тиристорного регулятора, не излучающая помех

Основным отличием схемы представленного регулятора мощности паяльника от представленных выше является полное отсутствие радиопомех в электрической сети, так как все переходные процессы происходят в то время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

Приступая к разработке терморегулятора для паяльника, я исходил из следующих соображений. Схема должна быть простой, легко воспроизводимой, комплектующие должны быть дешевыми и доступными, высокая надежность, минимальные габариты, КПД близкий к 100%, отсутствие излучающих помех, возможность модернизации.


Схема регулятора температуры работает следующим образом. Напряжение переменного тока от сети выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Из синусоидального сигнала получают постоянное напряжение, изменяющееся по амплитуде как половина синусоиды с частотой 100 Гц (диаграмма 1).Далее ток проходит через ограничительный резистор R1 на стабилитрон VD6, где напряжение ограничено по амплитуде до 9 В, и имеет другую форму (схема 2). Результирующие импульсы заряжают через диод VD5 электролитический конденсатор С1, создавая напряжение питания около 9 В для микросхем DD1 и DD2. R2 выполняет защитную функцию, ограничивая максимально возможное напряжение на VD5 и VD6 до 22 В, и обеспечивает тактовый импульс для работы схемы. С R1 сформированный сигнал поступает на 5 и еще 6 выходы элемента 2ИЛИ-НЕ логической цифровой микросхемы DD1.1, который инвертирует поступающий сигнал и преобразует его в короткие прямоугольные импульсы (схема 3). С 4-го выхода DD1 импульсы поступают на 8-й вывод D триггера DD2.1, работающего в режиме триггера RS. DD2.1, так же как и DD1.1, выполняет функцию инвертирования и формирования сигнала (схема 4).

Обратите внимание, что сигналы на схемах 2 и 4 практически совпадают, и казалось, что можно подать сигнал с R1 напрямую на 5-й вывод DD2.1. Но исследования показали, что в сигнале после R1 много помех, идущих от питающей сети, и без двойного формирования схема работала не стабильно.И ставить дополнительные LC-фильтры при наличии свободных логических элементов нецелесообразно.

На триггере DD2.2 собрана схема управления регулятором температуры паяльника и работает она следующим образом. На вывод 3 DD2.2 поступают прямоугольные импульсы с вывода 13 DD2.1, которые с положительным фронтом перезаписывают уровень на выводе 1 DD2.2, присутствующий в данный момент на входе D микросхемы (вывод 5 ). На выводе 2 сигнал противоположного уровня. Рассмотрим работу DD2.2 подробно. Скажем, на выводе 2 логическая единица. Через резисторы R4, R5 конденсатор С2 будет заряжаться до напряжения питания. Когда на вывод 2 придет первый импульс с положительным перепадом, появится 0 и конденсатор С2 быстро разрядится через диод VD7. Следующая положительная разность на выводе 3 установит логическую единицу на выводе 2 и через резисторы R4, R5 начнет заряжаться конденсатор С2.

Время зарядки определяется постоянной времени R5 и C2. Чем выше значение R5, тем дольше будет заряжаться C2.Пока С2 не зарядится до половины напряжения питания на выводе 5, будет логический ноль и положительные импульсы на входе 3 не изменят логический уровень на выводе 2. Как только конденсатор зарядится, процесс повторится.

Таким образом, на выходы DD2.2 будет проходить только то количество импульсов из питающей сети, которое задано резистором R5, и самое главное, будут происходить перепады этих импульсов при переходе напряжения в питающей сети через ноль . Отсюда и отсутствие помех от работы терморегулятора.

С вывода 1 микросхемы DD2.2 импульсы поступают на инвертор DD1.2, служащий для исключения влияния тиристора VS1 на работу DD2.2. Резистор R6 ограничивает ток управления тиристором VS1. При подаче на затвор VS1 положительного потенциала тиристор открывается и на паяльник подается напряжение. Регулятор позволяет регулировать мощность паяльника от 50 до 99%. Хотя резистор R5 переменный, подстройка за счет работы DD2.2 нагрев паяльника осуществляется ступенчато. При R5 равном нулю подается 50 % мощности (схема 5), при повороте на определенный угол уже 66 % (диаграмма 6), затем уже 75 % (диаграмма 7). Таким образом, чем ближе к номинальной мощности паяльника, тем плавнее работает регулировка, что позволяет легко регулировать температуру жала паяльника. Например, паяльник мощностью 40 Вт можно настроить на мощность от 20 до 40 Вт.

Конструкция и детали регулятора температуры

Все детали тиристорного регулятора температуры размещены на печатной плате из стеклотекстолита.Поскольку схема гальванически не изолирована от сети, плата помещена в небольшой пластиковый корпус бывшего переходника с электрической вилкой. На ось переменного резистора R5 надевается пластиковая ручка. Вокруг ручки на корпусе регулятора для удобства регулировки степени нагрева паяльника расположена шкала с условными цифрами.


Шнур от паяльника припаивается непосредственно к плате. Можно сделать подключение паяльника разъемным, тогда к регулятору температуры можно будет подключать другие паяльники.Удивительно, но ток, потребляемый цепью управления терморегулятора, не превышает 2 мА. Это меньше, чем потребляет светодиод в цепи освещения выключателей света. Поэтому принимать специальные меры по обеспечению температурного режима устройства не требуется.


Микросхемы DD1 и DD2 любые 176 или 561 серии. Советский тиристор КУ103В можно заменить, например, на современный тиристор МКР100-6 или МКР100-8, рассчитанный на ток переключения до 0.8 А. При этом можно будет управлять нагревом паяльника мощностью до 150 Вт. Диоды VD1-VD4 любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В и ток не менее 0,5 А. IN4007 идеален (Uрев = 1000 В, I = 1 А). Диоды VD5 и VD7 любые импульсные. Стабилитрон VD6 любой маломощный на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсаторы любого типа. Резисторы любые, R1 мощностью 0,5 Вт.

Нет необходимости регулировать регулятор мощности. С целыми деталями и без ошибок установки заработает сразу.

Схема разработана много лет назад, когда в природе не существовало компьютеров и уж тем более лазерных принтеров, и поэтому чертеж печатной платы я сделал по старинной технологии на диаграммной бумаге с шагом сетки 2,5 мм. . Затем рисунок клеил клеем «Момент» на плотную бумагу, а саму бумагу приклеивал к фольгированному стеклотекстолиту. Далее на самодельном сверлильном станке были просверлены отверстия и от руки прочерчены дорожки будущих проводников и контактные площадки для пайки деталей.


Сохранен чертеж тиристорного регулятора температуры. Вот его фотография. Первоначально диодный мост выпрямителя VD1-VD4 был сделан на микросборке КЦ407, но после того как микросборку два раза разобрали, заменил на четыре диода КД209.

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для снижения помех, излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть, применяются ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода.Такие ферритовые бусины можно найти во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и других изделий. Любой тиристорный регулятор можно дооснастить эффективным подавляющим ферритовым фильтром. Достаточно пропустить провод, подключающийся к электрической сети, через ферритовое кольцо.

Ферритовый фильтр следует устанавливать как можно ближе к источнику помех, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр может располагаться как внутри корпуса прибора, так и снаружи его.Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто пропустить силовой кабель через кольцо.

Кольцо ферритовое можно брать с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите цилиндрическое утолщение изоляции на проводе. В этом месте стоит высокочастотный шумовой ферритовый фильтр.

Достаточно срезать ножом пластиковую изоляцию и снять ферритовое кольцо.Наверняка у вас или ваших друзей есть ненужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого ЭЛТ-монитора.

Очень старая и очень простая схема регулирования мощности паяльника, которую можно использовать и для нагревательных приборов. Можно для ламп накаливания, но это сегодня не актуально, я думаю, так как большинство уже используют энергосберегающие.

Схема не только проста, но и надежна, и проверена временем лично мной и другими людьми, стабильно держит установленную мощность.И еще две схемы.

Но сразу скажу, что эти регуляторы мощности работают только с нагревательными приборами и лампами накаливания, с трансформаторами. С двигателями и прочим результаты непредсказуемы — вот тут-то и начнутся все индуктивные штуки.

Первые две схемы настолько просты, что печатные платы просто бессмысленны, и их можно смонтировать в какой-нибудь коробочке от неисправного зарядного устройства для мобильного телефона или чего-то подобного. Для новичков с небольшим опытом самое то!

Вот, собственно, и сама схема регулятора мощности, которая настолько проста, что я ввел номиналы прямо в нее, так удобнее и понятнее.Вся фишка этой схемы в неоновой лампе и конденсаторе. Как это работает, я сам не очень понимаю, 🙂 но работает отлично. Ведь для стабильного удержания заданной мощности тиристором или симистором обычно используются управляющие элементы на полупроводниках, и тогда какая-нибудь лампочка, сделанная совсем для других целей, и конденсатор творят чудеса. В целом, говоря сегодняшним языком, можно сказать, что схема самая креативная. Кроме того (чуть не забыл!), неоновая лампа служит одновременно и индикатором питания: она меняет яркость, и таким образом можно управлять регулировкой.

В этом случае схема регулирует мощность от 0% до 100% !

Вот так выглядит старый добрый симистор КУ208Г и рядом с ним разные неоновые лампочки. И то, и другое можно найти за копейки на радиорынке, вряд ли в современном магазине. Впрочем, можно выдернуть неонку из какого-нибудь старого бытового прибора, а аналог КУ208Г, думаю, можно купить в магазине из чего-нибудь современного.

Вроде аналоги КУ208В, ТС112-10, ТС112-16, ТС122-10, ТС122-25, Т820КВ.

Регулятор мощности тиристорный КУ202Н

Если уж совсем туго с неонкой или с КУ208, то можно собрать схему регулятора еще проще. Даже не верится: насколько это проще? 🙂 Да, без неоновой лампы и вместо симистора — тиристор КУ202Н, что еще доступнее, дешевле и аналогов оптом. Диод также может быть любым, подходящим по току и напряжению.


Думаю, по схеме видно, что этот регулятор работает в диапазоне от 50% до 100% , но до 99%, так как одна сетевая полуволна идет напрямую через диод.
Да вообще для паяльника и камина самое то, думаю вряд ли кто-то с нуля будет регулировать. От 50% даже удобнее, на мой взгляд.


Если вы хотите погасить помехи от переключения тиристора/симистора в первой или второй цепи регулятора, можно сделать петлю на ферритовом кольце из старого монитора, например, или другого ненужного компьютерного сетевого кабеля.

Регулятор мощности без помех

А это схема регулятора (кликабельно) для более продвинутых, для любителей «цифр».Регулирует мощность как и предыдущий от 50% , но его отличие от первых двух в том, что регулирование происходит уже не за счет отсечки части полуволны сетевой синусоиды, что собственно и создает помехи, а за счет счету и передаче разного количества полуволн. А вот полуволны пропускаются целиком, поэтому помех нет: тиристор открывается на уровне, близком к нулю (для его открытия нужна пара вольт).

На схеме зелеными кружками обозначены некоторые точки, а на схемах ниже — напряжения в этих точках, поясняющие работу схемы регулятора мощности без помех.

Более того, схема имеет свою особенность: по трем нижним схемам можно без пояснений понять, по какому принципу регулируется мощность. Регулировка ступенчатая, и получается следующая дискретность: 50%, 66,6%, 75%… Далее по логике, как я понимаю, 80%, 83,3%, 85,7%… Вот и получается , т.к. время паузы: 1/2, 1/3, 1/4, 1/6, 1/7 и т.д. То есть шаг управления уменьшается с увеличением мощности, что для паяльника разумно.

Индикатор часового типа для паяльника

Согласитесь, без индикации как-то некошерно регулировать мощность паяльника. Да, можно рисовать метки на слайдере, но эффект и удобство уже не те.

Для большего удобства в регулировке нагрева паяльника не сложно и очень полезно добавить к собранному регулятору индикацию на каком-нибудь мелком стрелочном индикаторе. Такой индикатор можно вытащить из старой ненужной аудиотехники, если таковая еще завалялась, или пройтись и купить на местной барахолке.

Пример схемы индикатора с использованием аналогичного стрелочного индикатора показан на рисунке. Номиналы, как и сама схема, допускают изменения и упрощения в понимании принципов для тех, кто будет ее собирать. Номиналы на этой схеме наносились с помощью стрелочного индикатора М68501, который применялся в советских магнитофонах. Базовой настройкой схемы при использовании М68501 является подбор резистора R4. При использовании другого стрелочного индикатора также может потребоваться выбор R3, так как для удобной для вас индикации при снижении мощности паяльника должен быть соответствующий баланс резисторов R3/R4.Чтобы не случилось так, что при мощности 50% стрелка индикатора уменьшается на 10-20%, или наоборот, при незначительном снижении мощности она отклоняется наполовину.

Вы уже видели мой электромагнитный маятник?

Содержимое:

В современных радиолюбительских схемах широко распространены различные типы деталей, в том числе и тиристорный регулятор мощности. Чаще всего эта деталь используется в паяльниках мощностью 25-40 ватт, которые в обычных условиях легко перегреваются и приходят в негодность.Эта проблема легко решается с помощью регулятора мощности, позволяющего установить точную температуру.

Применение тиристорных регуляторов

Обычно тиристорные регуляторы мощности используются для повышения производительности обычных паяльников. Современные конструкции, оснащенные множеством функций, стоят дорого, а их использование будет неэффективно в малых объемах. Поэтому правильнее было бы оснастить обычный паяльник тиристорным регулятором.

Тиристорный регулятор мощности широко используется в световых системах.На практике это обычные настенные выключатели с поворотной ручкой. Однако такие устройства способны нормально работать только с обычными лампами накаливания. Они совершенно не воспринимаются современными компактными люминесцентными лампами, из-за расположенного внутри них выпрямительного моста с электролитическим конденсатором. Тиристор просто не будет работать в связке с этой схемой.

Такие же непредсказуемые результаты получаются при попытке отрегулировать яркость светодиодных ламп. Поэтому для регулируемого источника света наиболее оптимальным вариантом будет использование обычных ламп накаливания.

Существуют и другие области применения тиристорных регуляторов мощности. Среди них следует отметить возможность регулировки ручного электроинструмента. Устройства управления устанавливаются внутри корпусов и позволяют изменять число оборотов дрели, шуруповерта, перфоратора и других инструментов.

Принцип работы тиристора

Действие регуляторов мощности тесно связано с принципом работы тиристора. На радиосхемах он обозначается значком, напоминающим обычный диод.Каждый тиристор характеризуется односторонней проводимостью и, соответственно, способностью выпрямлять переменный ток. Участие в этом процессе становится возможным, если на управляющий электрод подать положительное напряжение. Сам управляющий электрод расположен со стороны катода. В связи с этим тиристор ранее назывался управляемым диодом. До подачи управляющего импульса тиристор будет закрыт в любом направлении.

Для визуального определения исправности тиристора его включают в общую цепь со светодиодом через источник постоянного напряжения 9 вольт.Дополнительно вместе со светодиодом подключается ограничительный резистор. Специальная кнопка замыкает цепь и напряжение с делителя поступает на управляющий электрод тиристора. В результате тиристор открывается и светодиод начинает излучать свет.

При отпускании кнопки, когда ее больше не удерживают в нажатом положении, свечение должно продолжаться. В случае многократного или многократного нажатия кнопки ничего не изменится — светодиод по-прежнему будет светить с той же яркостью.Это свидетельствует об открытом состоянии тиристора и его технической исправности. Он будет находиться в открытом положении до тех пор, пока такое состояние не будет прервано внешними воздействиями.

В некоторых случаях могут быть исключения. То есть при нажатии кнопки светодиод загорается, а при отпускании кнопки гаснет. Такая ситуация становится возможной из-за прохождения через светодиод тока, величина которого меньше тока удержания тиристора. Для правильной работы схемы рекомендуется заменить светодиод на лампу накаливания, что увеличит силу тока.Другой вариант — выбрать тиристор с меньшим током удержания. Параметр тока удержания для разных тиристоров может быть с большим разбросом, в таких случаях необходимо подбирать элемент для каждой конкретной цепи.

Схема простейшего регулятора мощности

Тиристор участвует в выпрямлении переменного напряжения так же, как и обычный диод. Это приводит к однополупериодному выпрямлению в пренебрежимо малых пределах с участием одного тиристора.Для достижения нужного результата используются регуляторы мощности, управляющие двумя полупериодами сетевого напряжения. Это становится возможным благодаря встречно-параллельному соединению тиристоров. Кроме того, тиристоры могут быть подключены к выпрямительному мосту по диагональной схеме.

Простейшую схему тиристорного регулятора мощности лучше всего рассмотреть на примере регулировки мощности паяльника. Не имеет смысла начинать регулировку сразу с нулевой отметки. Следовательно, можно контролировать только один полупериод положительного сетевого напряжения.Отрицательный полупериод передается через диод без каких-либо изменений прямо на паяльник, обеспечивая его половинную мощность.

Через тиристор происходит прохождение положительного полупериода, за счет чего и производится регулировка. Схема управления тиристором содержит простейшие элементы в виде резисторов и конденсатора. Конденсатор заряжается от верхнего провода цепи, через резисторы и конденсатор, нагрузку и нижний провод цепи.

Управляющий электрод тиристора подключен к положительному выводу конденсатора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до значения, позволяющего включить тиристор, он открывается. В результате часть положительного полупериода напряжения передается в нагрузку. При этом конденсатор разряжается и готовится к следующему циклу.

Переменный резистор используется для регулировки скорости зарядки конденсатора. Чем быстрее конденсатор заряжается до значения напряжения, при котором открывается тиристор, тем раньше открывается тиристор.Следовательно, нагрузка получит больше положительного напряжения полупериода. Эта схема, в которой используется тиристорный регулятор мощности, служит основой для других схем, применяемых в различных областях.

Тиристорный регулятор мощности своими руками

Купить Супермощный тиристорный электронный регулятор напряжения 10000 Вт, регулировка скорости света, температуры

Супермощный тиристорный электронный регулятор напряжения мощностью 10000 Вт, регулировка температуры света, имеет новый двухсторонний выпрямитель большой мощности с кремниевым управлением, а ток может достигать 80 А, что является хорошим решением для перегрузки по току провода электрической плиты, вызванного низким сопротивлением во время охлаждение.Он может легко регулировать выходное напряжение по шкале от 0 до 100% (нелинейно) для питания электрического устройства. Он был разработан с большим и толстым радиатором, который улучшит рассеивание тепла. Этот регулятор напряжения регулируется кнопкой, которая намного стабильнее потенциометра. Регулятор напряжения имеет схему поглощения волнового напряжения и эффективно защищает управляемый кремнием выпрямитель большой мощности, более длительный срок службы и более прочный.

Он подходит для теплопередачи водонагревателя, затемнения освещения, малой скорости двигателя, термостата электрического утюга и так далее.

Особенности:

  • Использование нового двухстороннего мощного SCR, максимальный ток до 80A.
  • Регулятор напряжения со схемой поглощения пикового напряжения эффективно защищает мощный тринистор и имеет более длительный срок службы.
  • Встроенный радиатор, утолщенный для увеличения теплоотвода, хороший отвод тепла, простота установки.
  • Сильноточная клеммная колодка 57 А, простая проводка, надежная регулировка кнопки.
  • Оригинальный тактовый переключатель Omron, оригинальный фотоэлемент Fairchild, все металлопленочные резисторы стабильны и долговечны.
  • Значение автоматически сохраняется. После включения он автоматически начнет с последнего настроенного значения.

Характеристики:

Рабочее напряжение (В постоянного тока)

220 В переменного тока

Максимальная мощность (Вт)

10000

Диапазон напряжения (настроить температура или свет)

АС 0-220В

Размер контроллера

95.7*56,7*53,8 мм/3,76*2,23*2,11 дюйма

Размер панели

74,6*59,8*2,3 мм/2,93*2,35*0,09 дюйма

Длина кабеля

287 мм/11,3 дюйма

Вес (г)

200


Применение:

  • Использование нового двустороннего мощного тринистора, максимальный ток до 80 А, хорошее решение проблемы перегрузки по току электрического провода в случае охлаждения слишком мало для вызвать сопротивление.
  • Вы можете легко отрегулировать выходное напряжение сети в любом диапазоне регулировки 0-100% (220В 100 точек регулировки, не—), для использования электроприборов. Такие как: электрическая печь, нагрев водонагревателя, затемнение освещения, регулировка скорости малого двигателя, регулировка температуры электрического утюга и т. Д. Таким образом достигаются эффекты затемнения, регулирования температуры и регулирования давления.
  • Может использоваться в крупных приборах с электрической мощностью менее 10 000 Вт. Поскольку мощность была велика, для использования достаточно обычной бытовой техники или небольших заводов.(Мощность индуктивной или емкостной нагрузки должна быть уменьшена, этот регулятор оснащен двусторонним мощным SCR, может использоваться без каких-либо компонентов, это очень удобно и практично.)

не пропорциональны регулятору, так называемые не-, цифры показывают 0-100. Когда цифра показывает 1, напряжение около 20 В, чем выше напряжение, тем тщательнее между уровнем и классификацией уровня.

  • Уровень 180-220В, напряжение около 1-2В, напряжение 0-180В выше, уровень между уровнями около 20В, второй уровень около 10В, третий уровень около 5В, чем выше напряжение, тем более тщательная классификация уровней .
  • Вход переменного тока, выход переменного тока, выходное напряжение ниже (или равно) входному напряжению; напряжение можно регулировать только при подключении к нагрузке; в основном используется для резистивной нагрузки.
  • Он не может заменить зарядное устройство для аккумулятора электровелосипеда, а также не может управлять электроприборами, использующими импульсный источник питания (например, телевизор на 110 В, динамик, холодильник, кондиционер, рисоварка с компьютером), а также не может управлять индукционной плитой, энергосберегающей лампой. .
  • Комплект поставки:

    • 1 x контроллер SCR
    • 1 x панель ABS
    • 1 x наклейка на панель
    • 1 x кабель регулятора мощности
    • 9 90 | САНША ЭЛЕКТРИК Ко., ООО Энергетического оборудования и силовых полупроводников Входная спецификация Фаза Однофазный, Трехфазный Напряжение Питание 100 В (100/110/120 В±10%)
      Питание 200 В (200/220/254 В±10%)
      Питание 400 В (380/400/440/460/480 В±10%)
      ※Управляющее питание AC200/220 В Частота 50/60 Гц ± 5 % Характеристики выхода Текущий 25/35/50/75A (естественное охлаждение)
      100/150/250/350/450A (с воздушным охлаждением)
      600/800/1200A (не стандарт/с воздушным охлаждением) Операционная среда Температура окружающей среды Эксплуатация: -10〜50℃ Хранение: -20〜70℃ Относительная влажность 30~90% относительной влажности Атмосфера Отсутствие агрессивных газов, пыли и вибраций Диэлектрическая прочность Выдерживаемое напряжение AC2000В/мин (питание 100/200В)
      AC2500В/мин (питание 400В) Сопротивление изоляции Более 20 МОм (с мегомметром постоянного тока 500 В) Система управления Фазовый контроль Циклический контроль (непрерывный, прерывистый) Вход управления (1) Сигнал ВКЛ/ВЫКЛ: контакт замыкается, когда температура падает ниже установленного значения
      (2) Токовый сигнал: 4–20 мА пост. тока (входное сопротивление блока: 250 Ом)
      (3) Сигнал напряжения: 1–5 В пост. входное сопротивление: 13 кОм)
      (4) Другие сигналы тока и напряжения (требуется преобразователь сигналов) Метод пуска/останова Система плавного пуска/выключения (Стандарт 0.5 сек., случайная установка на дисплее) Ограничение тока Доступна предустановка 50–110 % номинального тока (только управление фазой) Выходные характеристики Линейные характеристики ±3 % полной шкалы (при выходном сигнале 10–90 %)
      Минимальная уставка: уставка минимального выходного напряжения
      Уставка градиента: уставка максимального выходного напряжения Защита (1)Защита от перегрузки по току
      (2)Защита от короткого замыкания
      (3)Защита от перегрева (модули на 100 А и выше) Принадлежности (за штуку) Ручка переменного резистора

      Эл цепи регуляторов напр 0 220 вольт.Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы. Как это работает

      8 основных схем самодельного регулятора. Топ 6 брендов регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Наиболее часто задаваемые вопросы о регуляторах напряжения. + ТЕСТ на самоконтроль

      Регулятор напряжения Специализированное электрическое устройство, предназначенное для плавного изменения или регулировки напряжения питания электрического устройства.

      Регулятор напряжения

      Важно помнить! Устройства этого типа предназначены для изменения и регулировки напряжения питания, а не тока.Ток регулируется полезной нагрузкой!

      ТЕСТ:

      4 вопроса о регуляторах напряжения

      1. Для чего нужен регулятор:

      а) Изменение напряжения на выходе устройства.

      б) Размыкание цепи электрического тока

      1. От чего зависит мощность регулятора:

      а) От источника входного тока и от исполнительного органа

      б) От размера потребителя

      1. Основные части устройства, собранные вручную:

      а) Стабилитрон и диод

      б) Симистор и тиристор

      1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

      а) Блок питания со стабилизированным напряжением микросхемы

      b) Ограничение тока потребления электрических ламп

      Ответы.

      2 Наиболее распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

      Схема №1.

      Самый простой и удобный в работе стабилизатор напряжения регулятор на тиристорах включенных встречно. Это создаст синусоидальный выход желаемой величины.


      Входное напряжение до 220В, через предохранитель идет на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения, синусоидальная полуволна идет на катод и анод Тиристоры VS1 и VS2.А через переменный резистор R2 регулируется выходной сигнал. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, приходящую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

      Важно! Чем выше сигнал тока на тиристорном ключе, тем больше он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

      Предусмотрен световой индикатор для контроля входной мощности и вольтметр для настройки выходной мощности.

      Схема №2.

      Отличительной чертой этой схемы является замена двух тиристоров на один симистор . Это упрощает схему, делает ее компактнее и проще в изготовлении.


      В схеме есть и предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, и он же управляет базой симистора, это одно из немногих полупроводниковых устройств с возможностью работы с переменным током. Ток, проходящий через резистор R3, приобретает определенное значение, оно будет контролировать степень открытия симистора . После этого выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничительный резистор поступает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1, С2, С3 и С4, служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и нерегулируемых частот.

      Как избежать 3 распространенных ошибок при работе с симистором.

      1. Буква после кодового обозначения симистора говорит о его максимальном рабочем напряжении: А — 100В, Б — 200В, В — 300В, Г — 400В.Поэтому не стоит брать прибор с литерой А и В для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
      2. Симистор, как и любой другой полупроводниковый прибор, сильно нагревается при работе, следует подумать об установке радиатора или активной системы охлаждения.
      3. При использовании симистора в цепях нагрузки с большим потреблением тока необходимо четко выбирать устройство по заявленному назначению. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 Вт каждая, будет потреблять в сумме 2 ампера.Выбирая из каталога, необходимо смотреть на максимальный рабочий ток устройства. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропускать до 8 А и подходит для этой нагрузки.

      3 Основные моменты при изготовлении мощного РН и тока своими руками

      Устройство может работать с нагрузкой до 3000 Вт. Он построен на использовании мощного симистора, а управляет его затвором ключом или динистором.

      Динистор — это то же самое, что симистор, только без управляющего выхода. Если симистор откроется и начнет пропускать через себя ток, когда на его базе возникнет управляющее напряжение и останется открытым до его исчезновения, то динистор откроется, если между его анодом и катодом над барьером размыкания появится разность потенциалов. Он будет оставаться разблокированным до тех пор, пока ток между электродами не упадет ниже уровня блокировки.


      Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он разомкнется и пропустит переменный ток, и чем сильнее этот сигнал, тем выше напряжение между его выводами, а значит и нагрузка.Для регулирования степени открытия используется схема развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта схема устанавливает ограничение тока на ключе. Симистор , и конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

      2 основных принципа изготовления РН 0-5 вольт

      1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный потенциал используются специальные микросхемы серии LM.
      2. Микросхемы питаются только постоянным током.

      Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

      Микросхемы серии

      LM предназначены для снижения высоких значений постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе устройства есть 3 вывода:

      • Первый пин — входной сигнал.
      • Второй контакт — выходной сигнал.
      • Третий выход — управляющий электрод.

      Принцип работы устройства очень прост — входное высокое напряжение положительной величины подается на вход-выход и затем преобразуется внутри микросхемы.Степень преобразования будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ноге». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.


      В цепь подается входное напряжение не выше 28 вольт, которое должно быть выпрямлено. Взять можно со вторичной обмотки силового трансформатора или с высоковольтного стабилизатора. После этого положительный потенциал поступает на выход микросхемы 3.Конденсатор С1 сглаживает пульсации входного сигнала. Переменный резистор R1 сопротивлением 5000 Ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он через себя пропускает, тем выше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 поступает в нагрузку. Чем выше емкость конденсатора, тем ровнее он на выходе.

      Регулятор напряжения 0–220 В

      Топ 4 микросхемы стабилизации 0-5 вольт:

      1. КР1157 — микросхема отечественная, с пределом входного сигнала до 25 вольт и током нагрузки не более 0.1 ампер.
      2. 142ЕН5А — микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не более 15 вольт.
      3. TS7805CZ — устройство с допустимыми токами до 1,5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
      4. L4960 — микросхема импульсная с максимальным током нагрузки до 2,5 А. Входное напряжение не должно превышать 40 вольт.

      РН на 2-х транзисторах

      Этот тип используется в схемах особо мощных регуляторов.В этом случае ток в нагрузку также передается через симистор, а вот ключевой выход управляется через транзисторы каскада . Реализовано это следующим образом: переменный резистор регулирует ток который идет на базу первого маломощного транзистора, а тот через переход коллектор-эмиттер управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывается и закрывается симистор. Это реализует принцип очень плавного регулирования больших токов на нагрузке.


      Ответы на 4 самых распространенных нормативных вопроса:

      1. Каков допустимый допуск выходного напряжения? Для заводских устройств крупных фирм отклонение не превысит +-5%
      2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от блока питания и от симистора, коммутирующего цепь.
      3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти устройства чаще всего используются для питания микросхем и различных печатных плат.
      4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они используются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

      4 Схемы РН и схема подключения своими руками

      Кратко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

      Схема 1.

      Очень простая схема подключения и плавной регулировки паяльника. Используется для предотвращения подгорания и перегрева жала паяльника. В схеме применен мощный симистор , который управляется тиристорно-переменной цепочкой резистором .


      Схема 2.

      Схема, основанная на использовании микросхемы управления фазой типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Они используются для плавного регулирования степени освещенности ламп накаливания.

      Схема 3.

      Простейшая схема регулирования нагрева жала паяльника. Сделано в очень компактном дизайне с использованием легкодоступных компонентов. Нагрузка управляется одним тиристором, степень включения которого регулируется переменным резистором.Также имеется диод для защиты от обратного напряжения. Тиристор,

      В наше время товары из Китая стали достаточно популярной темой, и китайские стабилизаторы напряжения не отстают от общей тенденции. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

      Есть возможность подобрать любой регулятор именно под свои требования и потребности. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, что является очень хорошей ценой.Но все же стоит обратить внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая оно все равно очень низкое.

      В последнее время в нашем быту все чаще используются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких устройств регулируют яркость свечения ламп, температуру электронагревательных приборов, скорость вращения электродвигателей.

      Подавляющее большинство тиристорных стабилизаторов напряжения имеют существенные недостатки, ограничивающие их возможности.Во-первых, они вносят в электрическую сеть довольно ощутимые помехи, что зачастую негативно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно использовать только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электрической лампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с индуктивной нагрузкой — электродвигателем, трансформатором.

      Между тем все эти проблемы легко решаются путем сборки электронного устройства, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

      Принципиальная схема

      Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вмешивается в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным сопротивлением. С его помощью можно регулировать яркость люстры или настольной лампы, температуру нагрева паяльника или электроплиты, скорость вращения вентилятора или двигателя дрели, напряжение на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании одного транзистора в цепи управления не более 100 Вт.

      Регулирующим элементом устройства является транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение, так что на коллектор VT1 всегда подается положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

      Рис. Принципиальная схема мощного стабилизатора сетевого напряжения 220В.

      Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора.Диод VD5 защищает VT1 от отрицательного напряжения на его базе. Устройство подключается к сети с помощью вилки XP1. Розетка XS1 используется для подключения нагрузки.

      Регулятор работает следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

      При этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, вырабатывает управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.Если в момент включения регулятора в сети присутствует напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. При положительной полярности сетевого напряжения ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

      Значение тока нагрузки зависит от значения управляющего напряжения на базе VT1. Вращая ползунок R1 и изменяя величину управляющего напряжения, контролируют величину коллекторного тока VT1.Этот ток, а значит, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

      При крайнем правом положении движка переменного резистора на схеме транзистор будет полностью открыт и «доза» электроэнергии, потребляемой нагрузкой, будет соответствовать номинальному значению. Если ползунок R1 перевести в крайнее левое положение, VT1 будет заперт и ток через нагрузку протекать не будет.

      Управляя транзистором, мы фактически управляем амплитудой переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке.При этом транзистор работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, присущих тиристорным приборам.

      Конструкция и детали

      Теперь перейдем к дизайну устройства. Диодные мосты, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 установлены на плате размерами 55×35 мм из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1…2 мм (рис. 9.7).

      В устройстве можно использовать следующие детали. Транзисторные — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А.Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В или КЦ412В, VD6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

      Резистор переменный — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, МЖИТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Трансформатор сетевой — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телевизора «Юность» или любого другого маломощного с вторичным напряжением 5…8 В.

      Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой.XP1 — стандартная вилка, XS1 — розетка.

      Все элементы регулятора размещены в пластиковом корпусе размерами 150х100х80 мм. На верхней панели корпуса установлены тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Гнездо нагрузки и гнездо предохранителя смонтированы на одной из боковых стенок корпуса.

      На этой же стороне сделано отверстие для шнура питания. В нижней части корпуса установлены транзистор, трансформатор и печатная плата.Транзистор должен быть снабжен радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3…5 мм.

      Рис. Печатная плата для мощного стабилизатора сетевого напряжения 220В.

      Регулятор не требует настройки. При правильной установке и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть.

      Теперь несколько рекомендаций для желающих улучшить устройство. Изменения в основном связаны с увеличением выходной мощности регулятора.Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

      При необходимости дальнейшего увеличения выходной мощности устройства в качестве регулирующего элемента можно использовать несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

      Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.Кроме того, диодный мост VD1…VD4 потребуется заменить четырьмя более мощными диодами, рассчитанными на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

      Для этой цели подходят приборы серии Д231…Д234, Д242, Д243, Д245..Д248. Также необходимо будет заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также предохранитель должен выдерживать больший ток.

      Авто самоделки Самоделки Самоделки для дачи Рыбаку, охотнику, туристу Строительство, ремонт Самоделки из ненужных вещей Радиолюбителям Связь для дома Самодельная мебель Самодельный свет Домашний мастер Самоделки для бизнеса Самоделки на праздники Самоделки для женщин Оригами Оригами Бумажные модели Самоделки для детей Компьютерные самоделки Самоделки для животных доктор Еда и рецепты Опыты и опыты Полезные советы

      Эту конструкцию я использую для самодельной электроплиты, на которой мы варим кашу для собак, а недавно применила ее для пайки железо.

      Для изготовления этого регулятора нам понадобится:

      Пара резисторов 1 кОм можно даже 0,25Вт, один переменный резистор 1 мОм, два конденсатора по 0,01 мкФ и
      47 нФ, один динистор который я взял из эконом лайта лампочка, динистор не имеет полярности, так что паять можно как угодно, еще нужен симистор с небольшим радиатором, я использовал симистор серии ТС в металлическом корпусе на 10 ампер, но можно и КУ208Г , нам также нужны винтовые клеммы.

      Да, кстати, немного о переменном резисторе, если его поставить на 500 кОм, то он будет регулироваться достаточно плавно, но только от 220 до 120 вольт, а если на 1 мОм, то будет жестко регулироваться с интервал 5-10 вольт, но диапазон увеличится с 220 до 60 вольт.
      Итак приступим к сборке нашего регулятора мощности, для этого сначала нужно сделать печатную плату.

      После того, как печатная плата готова, начинаем устанавливать радиодетали на печатную плату. В первую очередь припаиваем винтовые клеммы.

      И в последнюю очередь устанавливаем радиатор и симистор.

      Вот и все наш регулятор напряжения готов, будем промывать плату спиртом и проверять.

      Более подробный обзор симисторного регулятора в видео ролике. Удачной сборки.

      В последнее время в нашем быту все чаще используются электронные устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. С помощью таких устройств регулируют яркость свечения ламп, температуру электронагревательных приборов, скорость вращения электродвигателей.

      Подавляющее большинство тиристорных стабилизаторов напряжения имеют существенные недостатки, ограничивающие их возможности.Во-первых, они вносят в электрическую сеть довольно заметные помехи, что зачастую негативно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-вторых, их можно использовать только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электрической лампой или нагревательным элементом, и нельзя использовать совместно с индуктивной нагрузкой — электродвигателем, трансформатором.

      Между тем, все эти проблемы легко решаются путем сборки электронного устройства, в котором роль регулирующего элемента выполнял бы не тиристор, а мощный транзистор.

      Схема принципиальная

      Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не вмешивается в электрическую сеть и работает на нагрузку как с активным, так и с индуктивным сопротивлением. С его помощью можно регулировать яркость люстры или настольной лампы, температуру нагрева паяльника или электроплиты, скорость вращения вентилятора или двигателя дрели, напряжение на обмотке трансформатора. Устройство имеет следующие параметры: диапазон регулировки напряжения — от 0 до 218 В; максимальная мощность нагрузки при использовании одного транзистора в цепи управления не более 100 Вт.

      Регулирующим элементом устройства является транзистор VT1. Диодный мост VD1. VD4 выпрямляет сетевое напряжение, так что на коллектор VT1 всегда подается положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5,8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

      Рис. Принципиальная схема мощного стабилизатора сетевого напряжения 220В.

      Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора.Диод VD5 защищает VT1 от отрицательного напряжения на его базе. Устройство подключается к сети с помощью вилки XP1. Розетка XS1 используется для подключения нагрузки.

      Регулятор работает следующим образом. После включения питания тумблером S1 сетевое напряжение поступает одновременно на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

      В этом случае выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, вырабатывает управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его.Если в момент включения регулятора в сети присутствует напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. При положительной полярности сетевого напряжения ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

      Значение тока нагрузки зависит от значения управляющего напряжения на базе VT1. Вращая ползунок R1 и изменяя величину управляющего напряжения, контролируют величину коллекторного тока VT1.Этот ток, а значит, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и наоборот.

      При крайнем правом положении движка переменного резистора по схеме транзистор будет полностью открыт и «доза9raquo; потребляемая нагрузкой электроэнергия будет соответствовать номинальному значению. Если ползунок R1 перевести в крайнее левое положение, VT1 будет заперт и ток через нагрузку протекать не будет.

      Управляя транзистором, мы фактически управляем амплитудой переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке.При этом транзистор работает в непрерывном режиме, благодаря чему такой регулятор лишен недостатков, присущих тиристорным приборам.

      Конструкция и детали

      Теперь перейдем к конструкции устройства. Диодные мосты, конденсатор, резистор R2 и диод VD6 установлены на плате размером 55×35 мм, изготовленной из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1,2 мм (рис. 9.7).

      В устройстве можно использовать следующие детали. Транзисторные — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А или КТ856А.Диодные мосты: VD1. ВД4 — КЦ410В или КЦ412В, ВД6 — КЦ405 или КЦ407 с любым буквенным индексом; диод VD5 — серии Д7, Д226 или Д237.

      Резистор переменный — типа СП, СПО, ППБ мощностью не менее 2 Вт, постоянный — ВС, МЖИТ, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от ТВ Юность; или любой другой маломощный с вторичным напряжением 5,8 В.

      Предохранитель рассчитан на максимальный ток 1 А. Тумблер — ТЗ-С или любой другой сетевой.XP1 — стандартная вилка, XS1 — розетка.

      Все элементы регулятора размещены в пластиковом корпусе размерами 150х100х80 мм. На верхней панели корпуса установлены тумблер и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Гнездо нагрузки и гнездо предохранителя смонтированы на одной из боковых стенок корпуса.

      На той же стороне сделано отверстие для шнура питания. В нижней части корпуса установлены транзистор, трансформатор и печатная плата.Транзистор должен быть снабжен радиатором с площадью рассеяния не менее 200 см2 и толщиной 3,5 мм.

      Рис. Печатная плата для мощного стабилизатора сетевого напряжения 220В.

      Регулятор не требует регулировки. При правильной установке и исправных деталях начинает работать сразу после включения в сеть.

      Теперь несколько рекомендаций для желающих улучшить устройство. Изменения в основном связаны с увеличением выходной мощности регулятора.Так, например, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

      При необходимости дальнейшего увеличения выходной мощности устройства в качестве регулирующего элемента можно использовать несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их соответствующие выводы.

      Вероятно, в этом случае регулятор придется снабдить небольшим вентилятором для более интенсивного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов.Кроме того, диодный мост VD1. VD4 потребуется заменить четырьмя более мощными диодами, рассчитанными на рабочее напряжение не менее 600 В и величину тока в соответствии с потребляемой нагрузкой.

      Для этой цели подходят приборы серии D231. Д234, Д242, Д243, Д245. Д248. Также необходимо будет заменить VD5 на более мощный диод, рассчитанный на ток до I А. Также предохранитель должен выдерживать больший ток.

      Современная сеть электроснабжения устроена таким образом, что в ней часто возникают скачки напряжения.Допустимы изменения тока, но он не должен превышать 10% от принятых 220 вольт. Скачки плохо сказываются на работоспособности различных электроприборов, и очень часто они начинают выходить из строя. Чтобы этого не произошло, мы стали использовать стабилизаторы стабильной мощности для выравнивания поступающего тока. При определенной фантазии и навыках можно изготовить различные типы устройств стабилизации, и наиболее эффективным остается симисторный стабилизатор.

      На рынке такие устройства либо дорогие, либо зачастую некачественные.Понятно, что мало кто хочет переплачивать и получать малоэффективный аппарат. В этом случае вы сможете собрать его с нуля своими руками. Так возникла идея создания регулятора мощности на основе диммера. Диммер, слава богу, у меня был, но был немного нерабочий.

      Ремонт симисторного регулятора — диммер

      На этом изображении показана заводская схема диммера Leviton, работающего от 120 вольт. Если проверка неработающих диммеров показала, что сгорел только симистор, то можно приступать к процедуре его замены.Но и тут вас могут подстерегать сюрпризы. Дело в том, что есть диммеры, в которых установлены какие-то странные симисторы с разными номерами. Вполне возможно, что информацию о них не удастся найти даже в даташите. Кроме того, в таких симисторах контактная площадка изолирована от электродов симистора (симистора). Хотя, как видите, контактная площадка выполнена из меди и даже не покрыта пластиком, как корпуса транзисторов. Такие симисторы очень легко ремонтировать.

      Также обратите внимание на то, как симисторы припаяны к радиатору, он сделан на заклепках, они полые. При использовании изолирующих прокладок такой способ крепления не рекомендуется. Да, такое крепление не очень надежно. В общем ремонт такого симистора займет много времени и вы потратите нервы именно из-за установки такого типа симистора, диммер просто не рассчитан на такие габариты симистора (Симистора).

      Полые заклепки следует удалять с помощью сверла, заточенного под определенным углом. а точнее под углом 90°, для этой работы также можно использовать бокорезы.

      При неаккуратной работе есть вероятность повреждения радиатора. чтобы этого избежать, правильнее делать это только с другой стороны. где находится симистор.

      Радиаторы из очень мягкого алюминия могут слегка деформироваться при заклепке. Поэтому необходимо отшлифовать контактные поверхности наждачной бумагой.

      Если вы используете симистор, который не имеет гальванической развязки, разделяющей электроды и контактную площадку, то вы должны применить эффективный метод изоляции.

      На изображении показано. как это сделано. Чтобы случайно не продавить стенки радиатора, в том месте. в месте крепления симистора необходимо сточить большую часть шляпки у винта, во избежание его зацепления за поручень потенциометра или стабилизатора питания, а затем под головку винта подложить шайбу.

      Вот так должен выглядеть симистор после изоляции от радиатора. Для лучшего отвода тепла необходимо приобрести специальную теплопроводную пасту КПТ-8.

      На рисунке показано, что находится под кожухом радиатора

      Теперь все должно работать

      Схема заводского регулятора мощности

      На основе схемы заводского регулятора мощности вы можете построить макетную плату регулятора для вашего сетевого напряжения.

      Вот схема регулятора, который адаптирован для работы в сети со статическим напряжением 220 вольт. Эта схема отличается от оригинала лишь несколькими деталями, а именно, при ремонте мощность резистора R1 была увеличена в несколько раз, номиналы R4 и R5 уменьшены в 2 раза, а динистор на 60 вольт. было заменено двумя. которые соединены последовательно 30-вольтовыми динисторами VD1, VD2. Как видите, неисправный диммер можно не только отремонтировать своими руками, но и легко настроить под свои нужды.

      Это рабочая модель регулятора мощности. Теперь вы точно знаете, какая схема у вас получится при правильном ремонте. Эта схема не требует подбора дополнительных деталей и сразу готова к использованию. Возможно, потребуется отрегулировать положение ползунка триммера R4. Для этих целей ползунки потенциометра R4 и R5 устанавливают в крайнее верхнее положение, а затем меняют положение ползунка R4, после чего лампа загорится с наименьшей яркостью, а затем следует немного сдвинуть ползунок в противоположное направление.На этом процесс настройки завершен! Но стоит отметить, что данный регулятор мощности работает только с нагревательными приборами и лампами накаливания, а с двигателями или мощными приборами результат может быть не непредсказуемым. Для начинающих мастеров-любителей с небольшим опытом такая работа самое то.

      РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

      Всем привет! В прошлой статье я рассказал вам, как сделать стабилизатор напряжения на постоянный ток. Сегодня мы будем делать стабилизатор напряжения на переменный ток 220В.Дизайн довольно легко повторить даже новичкам. Но при этом регулятор может взять на себя нагрузку даже в 1 киловатт! Для изготовления этого регулятора нам понадобится несколько комплектующих:

      1. Резистор 4,7кОм млт-0,5 (пойдёт даже 0,25Вт).
      2. Переменный резистор 500кОм-1мОм, при 500кОм будет регулироваться достаточно плавно, но только в диапазоне 220в-120в. При 1 мОм будет регулировать более жестко, то есть будет регулировать с интервалом 5-10 вольт, но диапазон увеличится, можно регулировать от 220 до 60 вольт! Резистор желательно установить со встроенным переключателем (хотя можно обойтись и без него, просто поставив перемычку).
      3. Динистор ДБ3. Вы можете получить это от экономичных ламп LSD. (Можно заменить на отечественную Х202).
      4. Диод ФР104 или 1N4007, такие диоды есть практически в любой импортной радиоаппаратуре.
      5. Энергосберегающие светодиоды.
      6. Симистор BT136-600B или BT138-600.
      7. Винтовые клеммы. (Можно обойтись и без них, просто припаяв провода к плате).
      8. Маленький радиатор (до 0,5 кВт не нужен).
      9. Конденсатор пленочный на 400 вольт, от 0,1 мкФ до 0.47 микрофарад.

      Схема регулятора напряжения переменного тока:

      Приступим к сборке устройства. Для начала протравим и сотрем плату. Печатная плата — ее чертеж в LAY, находится в архиве. Более компактная версия подаренная другом сергеем — здесь.

      Затем впаиваем конденсатор. На фото конденсатор со стороны лужения, потому что у моего экземпляра конденсатора были слишком короткие ножки.

      Припаиваем динистор.Динистор не имеет полярности, поэтому вставляем как вам удобно. Припаиваем диод, резистор, светодиод, перемычку и винтовую клеммную колодку. Выглядит это примерно так:

      И, наконец, последний этап — поставить радиатор на симистор.

      А вот фото готового устройства уже в деле.

      Регулятор не требует дополнительной настройки. Видео данного устройства:

      Хочу отметить, что его можно устанавливать не только в сети 220В на обычные бытовые приборы и электроинструменты.но и к любому другому источнику переменного тока напряжением от 20 до 500В (ограничено ограничивающими параметрами радиоэлементов схемы). Я был с тобой Бойл-:D

      Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором. Из-за невозможности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок они в настоящее время не получили широкого применения в мощных промышленных установках.

      Там их с успехом заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах. Но компактные размеры устройства и его долговечность в сочетании с дешевизной и простотой схемы управления позволили использовать их в областях, где указанные выше недостатки не являются существенными.

      Сегодня симисторные схемы можно встретить во многих бытовых приборах, от фенов до пылесосов, ручных электроинструментов и электронагревательных приборов, где требуется плавное регулирование мощности.

      Принцип действия

      Регулятор мощности на симисторе работает как электронный ключ, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. В разблокированном состоянии симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит, потребитель получает только часть номинальной мощности.

      Сделай сам

      На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И хотя цены на такие устройства невысокие, зачастую они не соответствуют требованиям потребителя.По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

      Схема прибора

      Самый простой вариант схемы, рассчитанный на работу с любой нагрузкой. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазоимпульсный.

      • симистор VD4, 10 А, 400 В;
      • динистор VD3, порог открытия 32 В;
      • потенциометр R2.

      Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, заряжает конденсатор C1 с каждой полуволной. Когда напряжение на обкладках конденсатора достигнет 32 В, динистор VD3 откроется и С1 начнет разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для протекания тока в нагрузку.

      Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (постоянное значение) и сопротивления R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна значению сопротивления потенциометра R2.

      Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 не является обязательной и служит для обеспечения плавного и точного регулирования выходной мощности.Ограничение тока, протекающего через VD3, осуществляется резистором R4. Этим достигается длительность импульса, необходимая для открытия VD4. Предохранитель 1 защищает цепь от токов короткого замыкания.

      Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на один и тот же угол в каждой полуволне сетевого напряжения. В результате ток не выпрямляется, и появляется возможность подключения индуктивной нагрузки, например трансформатора.

      Симисторы следует выбирать по величине нагрузки, исходя из расчета 1 А = 200 Вт.

      • Динистор ДБ3;
      • Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие требуемого номинала тока 4-12А.
      • Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
      • Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
      • Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

      Обратите внимание, схема самая распространенная, с небольшими вариациями. Например, динистор можно заменить диодным мостом или параллельно симистору установить RC-схему шумоподавления.

      Более современной является схема с управлением симистором от микроконтроллера — PIC, AVR или других. Эта схема обеспечивает более точное регулирование напряжения и тока в цепи нагрузки, но и сложнее в реализации.

      Схема симисторного регулятора мощности

      Регулятор мощности необходимо собирать в следующей последовательности:

      1. Определить параметры устройства, на котором будет работать разрабатываемое устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и ​​номинальный ток в амперах.
      2. Выберите тип устройства (аналоговое или цифровое), подберите элементы по мощности нагрузки. Вы можете проверить свое решение в одной из программ моделирования электрических схем — Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн-аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
      3. Рассчитайте тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В), умноженное на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения во включенном состоянии и номинальной пропускной способности по току указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подберите радиатор по расчетной мощности.
      4. Приобретите необходимые электронные компоненты … радиатор и печатную плату.
      5. Разложите на плате контактные дорожки и подготовьте площадки для установки элементов. Обеспечьте монтаж на плате симистора и радиатора.
      6. Установите элементы на плату с помощью пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать поверхностный монтаж для соединения компонентов с помощью коротких проводов. При сборке особое внимание обратите на полярность подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки контактов, то прозвоните их цифровым мультиметром или «аркой».
      7. Проверить собранную цепь мультиметром в режиме сопротивления. Полученный товар должен соответствовать оригинальному дизайну.
      8. Надежно прикрепите симистор к радиатору. Не забудьте проложить теплоизоляционную прокладку между симистором и радиатором. Надежно изолируйте крепежный винт.
      9. Поместите собранную схему в пластиковый корпус.
      10. Напомним, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
      11. Вывернуть потенциометр на минимум и выполнить пробное включение. Измерить мультиметром напряжение на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра, наблюдают за изменением напряжения на выходе.
      12. Если результат вас устраивает, то можно подключить нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировку мощности.

      Симисторный радиатор питания

      Регулятор мощности

      За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и цепь разряда конденсатора.При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подобрать номинал сопротивления в цепи разряда, а при малом диапазоне регулировки мощности — номинал потенциометра.

      • продлить срок службы лампы, отрегулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
      • выберите тип схемы и параметры компонентов в соответствии с планируемой нагрузкой.
      • тщательно проработать схемных решений.
      • будьте осторожны при сборке схемы … соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
      • Не забывайте, что электричество присутствует во всех элементах схемы и оно смертельно опасно для человека.

      Проверка конденсатора мультиметром

    • Как выбрать светодиодную лампу для дома

    • Выбор фотореле для уличного освещения

    • НЕСКОЛЬКО СХЕМ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ

      РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА SYMISTOR

      Особенностями предлагаемого устройства являются использование D — триггера для построения генератора, синхронизированного с сетевым напряжением, и способ управления симистором с помощью одиночного импульса, длительность которого регулируется автоматически.В отличие от других методов импульсного управления симистором этот метод не критичен к наличию в нагрузке индуктивной составляющей. Импульсы генератора следуют с периодом примерно 1,3 с.
      Микросхема DD 1 питается током, протекающим через защитный диод, расположенный внутри микросхемы между ее выводами 3 и 14. Он протекает, когда напряжение на этом выводе, подключенном к сети через резистор R 4 и диод VD 5, превышает напряжение стабилизации стабилитрона VD 4 …

      К. ГАВРИЛОВ, Радио, 2011, № 2, с. 41

      ДВУХКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

      Регулятор содержит два независимых канала и позволяет поддерживать необходимую температуру при различных нагрузках: температура жала паяльника, электроутюга, электронагревателя, электроплиты и т.д. Глубина регулирования 5…95% от сеть электроснабжения. Схема регулятора питается выпрямленным напряжением 9…11 В с трансформаторной развязкой от сети 220 В с малым током потребления.


      В.Г. Никитенко, О. В. Никитенко, Радиоаматор, 2011, № 4, с. 35

      SYMISTOR РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

      Особенностью данного симисторного регулятора является то, что количество полупериодов сетевого напряжения, подаваемого на нагрузку, при любом положении управляющего элемента оказывается четным. В результате не образуется постоянная составляющая потребляемого тока и, следовательно, отсутствует намагничивание магнитопроводов, подключенных к регулятору трансформаторов и электродвигателей.Мощность регулируется изменением количества периодов переменного напряжения, подаваемого на нагрузку за определенный интервал времени. Регулятор предназначен для регулирования мощности устройств со значительной инерцией (обогреватели и т.п.).
      Не подходит для регулировки яркости подсветки, так как лампы будут сильно мигать.

      В. КАЛАШНИК, Н. ЧЕРЕМИСИНОВА, В. ЧЕРНИКОВ, Радиомир, 2011, № 5, с. 17 — 18

      РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ШУМА

      Большинство регуляторов напряжения (мощности) выполнены на тиристорах по фазоимпульсной схеме управления.Как известно, такие устройства создают заметный уровень радиопомех. Предлагаемый регулятор свободен от этого недостатка. Особенностью предлагаемого регулятора является управление амплитудой переменного напряжения, при котором форма выходного сигнала не искажается, в отличие от фазоимпульсного управления.
      Регулирующим элементом является мощный транзистор VT1 в диагонали диодного моста VD1-VD4, включенный последовательно с нагрузкой. Основным недостатком устройства является его низкая эффективность.Когда транзистор закрыт, ток через выпрямитель и нагрузку не течет. Если на базу транзистора подать управляющее напряжение, он открывается, через его коллектор-эмиттер, диодный мост и нагрузку начинает протекать ток. Напряжение на выходе регулятора (на нагрузке) увеличивается. Когда транзистор включен и находится в режиме насыщения, почти все сетевое (входное) напряжение прикладывается к нагрузке. Сигнал управления формируется маломощным блоком питания, собранным на трансформаторе Т1, выпрямителе VD5 и сглаживающем конденсаторе С1.
      Переменный резистор R1 служит для регулирования тока базы транзистора, а значит и амплитуды выходного напряжения. При перемещении ползунка переменного резистора в верхнее положение по схеме напряжение на выходе уменьшается, а в нижнее — увеличивается. Резистор R2 ограничивает максимальный ток управления. Диод VD6 защищает блок управления при пробое коллекторного перехода транзистора. Регулятор напряжения смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2.5 мм. Транзистор VT1 следует устанавливать на теплоотвод площадью не менее 200 см2. При необходимости диоды VD1-VD4 заменяются более мощными, например, Д245А, а также размещаются на теплоотводе.

      Если устройство собрано без ошибок, оно сразу начинает работать и практически не требует настройки. Нужно просто подобрать резистор R2.
      С регулирующим транзистором КТ840Б мощность нагрузки не должна превышать 60 Вт. Его можно заменить приборами: КТ812Б, КТ824А, КТ824Б, КТ828А, КТ828Б с допустимой рассеиваемой мощностью 50 Вт.; КТ856А -75 Вт.; КТ834А, КТ834Б — 100 Вт; КТ847А-125 Вт. Мощность нагрузки можно увеличить, если параллельно соединить регулирующие транзисторы одного типа: коллекторы и эмиттеры между собой, а базы через отдельные диоды и резисторы подключить к двигателю переменного резистора.
      В устройстве применен малогабаритный трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 5…8 В. Выпрямительный блок КЦ405Е можно заменить любым другим или собрать из отдельных диодов с допустимым прямым током не менее требуемого ток базы регулирующего транзистора.Те же требования относятся и к диоду VD6. Конденсатор С1 — оксидный, например, К50-6, К50-16 и др., на номинальное напряжение не менее 15 В. Переменный резистор R1 — любой с номинальной мощностью рассеяния 2 Вт. При установке и наладке устройства следует соблюдать меры предосторожности: элементы регулятора находятся под сетевым напряжением. Примечание. Чтобы уменьшить искажение синусоиды выходного напряжения, попробуйте исключить C1. А. Чекарова

      Стабилизатор напряжения на MOSFET — транзисторах (IRF540, IRF840)

      Олег Белоусов, Электрик, 201 2, вып.12, с. 64 — 66

      Потому что физический принцип Поскольку работа полевого транзистора с изолированным затвором отличается от работы тиристора и симмистора, он может многократно включаться и выключаться в течение периода сетевого напряжения. Частота переключения мощных транзисторов в этой схеме выбрана равной 1 кГц. Преимуществом этой схемы является ее простота и возможность изменять скважность импульсов, незначительно изменяя при этом частоту следования импульсов.

      В авторской конструкции были получены следующие длительности импульсов: 0,08 мс, с периодом следования 1 мс и 0,8 мс, с периодом следования 0,9 мс, в зависимости от положения ползунка резистора R2.
      Отключить напряжение на нагрузке можно замыканием ключа S 1, при этом на затворах MOSFET транзисторов устанавливается напряжение близкое к напряжению на 7 выводе микросхемы. При разомкнутом тумблере напряжение на нагрузке в авторском экземпляре устройства можно было изменять резистором R 2 в пределах 18 Ом… 214 В (измерено прибором TES 2712).
      Принципиальная схема такого регулятора показана на рисунке ниже. В регуляторе применена отечественная микросхема К561ЛН2, на двух элементах которой собран генератор с регулируемой важностью, а четыре элемента используются в качестве усилителей тока.

      Для устранения помех в сети 220 после нагрузки рекомендуется подключать дроссель, намотанный на ферритовом кольце диаметром 20…30 мм до заполнения его проводом 1 мм.

      Генератор тока нагрузки на биполярных транзисторах (КТ817, 2SC3987)

      Бутов А. Л., Радиоконструктор, 201 2, вып. 7, с. 11 — 12

      Для проверки работоспособности и настройки источников питания удобно использовать имитатор нагрузки в виде регулируемого генератора тока. С помощью такого устройства можно не только быстро настроить блок питания, стабилизатор напряжения, но и, например, использовать его в качестве генератора стабильного тока для заряда и разряда аккумуляторов, электролизных устройств, для электрохимического травления печатные платы, в качестве стабилизатора тока для питания электроламп, для «мягкого» пуска коллекторных двигателей.
      Устройство является двухполюсным устройством, не требует дополнительного источника питания и может быть подключено к разрыву цепи питания различных устройств и исполнительных устройств.
      Диапазон регулировки тока от 0…0, 16 до 3 А, максимальная потребляемая мощность (рассеиваемая) 40 Вт, диапазон напряжения питания 3…30 В постоянного тока. Потребляемый ток регулируется переменным резистором R 6. Чем левее двигателя резистор R6 по схеме, тем больший ток потребляет устройство.При разомкнутых контактах переключателя SA 1 резистором R6 можно установить ток потребления от 0,16 до 0,8 А. При замкнутых контактах этого переключателя ток регулируется в пределах 0,7…3 А.



      Чертеж печатной платы генератора тока

      Симулятор автомобильного аккумулятора (KT827)

      В. МЕЛЬНИЧУК, Радиомир, 201 2, вып. 1 2, с. 7 — 8

      При переделке компьютерных импульсных блоков питания (ИБП), подзарядных устройств (зарядных устройств) для автомобильных аккумуляторов в процессе настройки необходимо чем-то нагрузить.Поэтому я решил сделать аналог мощного стабилитрона с регулируемым напряжением стабилизации, схема которого показана на рис.1. Резистором R 6 можно регулировать напряжение стабилизации от 6 до 16 В. Всего было изготовлено два таких устройства. В первом варианте в качестве транзисторов VT 1 и VT 2 использованы КТ 803.
      Внутреннее сопротивление такого стабилитрона оказалось слишком большим. Так, при токе 2 А напряжение стабилизации составляло 12 В, а при 8 А — 16 В. Во втором варианте использовались составные транзисторы КТ827.Здесь при токе 2 А напряжение стабилизации составило 12 В, а при 10 А — 12,4 В.

      Однако при регулировании более мощных потребителей, например, электрокотлов, симисторные регуляторы мощности становятся непригодными — они будут создавать слишком большие помехи в сети. Для решения этой проблемы лучше использовать регуляторы с длительным периодом режимов ВКЛ-ВЫКЛ, что однозначно исключает возникновение помех. Показан один из вариантов схемы.

      Полупроводниковый прибор с 5 p-n переходами, способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором.Из-за невозможности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок они в настоящее время не получили широкого распространения в мощных промышленных установках.

      Там их успешно заменяют схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах. Но компактные размеры устройства и его долговечность в сочетании с дешевизной и простотой схемы управления позволили использовать их в областях, где указанные выше недостатки не являются существенными.

      Сегодня симисторные схемы можно встретить во многих бытовых приборах, от фенов до пылесосов, ручных электроинструментов и электронагревательных приборов, где требуется плавное регулирование мощности.

      Принцип действия

      Регулятор мощности на симисторе работает как электронный ключ, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. В разблокированном состоянии симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит, потребитель получает только часть номинальной мощности.

      Сделай сам

      На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И хотя цены на такие устройства невысокие, зачастую они не соответствуют требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.

      Схема прибора

      Самый простой вариант схемы, рассчитанный на работу с любой нагрузкой. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазоимпульсный.

      Основные компоненты:

      • Симистор VD4, 10 А, 400 В;
      • динистор VD3, порог открытия 32 В;
      • потенциометр R2.

      Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, заряжает конденсатор C1 с каждой полуволной. Когда напряжение на обкладках конденсатора достигнет 32 В, динистор VD3 откроется и С1 начнет разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для протекания тока в нагрузку.

      Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (постоянное значение) и сопротивления R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна значению сопротивления потенциометра R2.

      Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 не является обязательной и служит для обеспечения плавной и точной регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, осуществляется резистором R4. Этим достигается длительность импульса, необходимая для открытия VD4.Предохранитель 1 защищает цепь от токов короткого замыкания.

      Отличительной особенностью схемы является то, что динистор открывается на один и тот же угол в каждой полуволне сетевого напряжения. В результате ток не выпрямляется, и появляется возможность подключения индуктивной нагрузки, например трансформатора.

      Симисторы следует выбирать по величине нагрузки, исходя из расчета 1 А = 200 Вт.

      Используемые элементы:

      • Динистор ДБ3;
      • Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие требуемого номинала тока 4-12А.
      • Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
      • Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
      • C1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

      Обратите внимание, схема самая распространенная, с небольшими вариациями. Например, динистор можно заменить диодным мостом или параллельно симистору установить RC-схему шумоподавления.

      Более современной является схема с управлением симистором от микроконтроллера — PIC, AVR или других. Эта схема обеспечивает более точное регулирование напряжения и тока в цепи нагрузки, но и сложнее в реализации.


      Цепь регулятора мощности симистора

      Сборка

      Регулятор мощности необходимо собирать в следующей последовательности:

      1. Определить параметры устройства, на котором будет работать разработанное устройство. К параметрам относятся: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и ​​номинальный ток в амперах.
      2. Выберите тип устройства (аналоговое или цифровое), подберите элементы по мощности нагрузки. Вы можете проверить свое решение в одной из программ моделирования электрических схем — Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн-аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
      3. Рассчитайте тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В), умноженное на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения во включенном состоянии и номинальной пропускной способности по току указаны в характеристиках симистора.Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подберите радиатор по расчетной мощности.
      4. Приобретите необходимые электронные компоненты , радиатор и печатную плату.
      5. Разложите на плате контактные дорожки и подготовьте площадки для установки элементов. Обеспечьте монтаж на плате симистора и радиатора.
      6. Установите элементы на плату с помощью пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать поверхностный монтаж для соединения компонентов с помощью коротких проводов.При сборке обратите особое внимание на полярность подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки булавками, то или «аркашки».
      7. Проверить собранную цепь мультиметром в режиме сопротивления. Полученный товар должен соответствовать оригинальному дизайну.
      8. Надежно прикрепите симистор к радиатору. Не забудьте проложить теплоизоляционную прокладку между симистором и радиатором. Надежно изолируйте крепежный винт.
      9. Поместите собранную схему в пластиковый корпус.
      10. Напомним, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
      11. Вывернуть потенциометр на минимум и выполнить пробное включение. Измерить мультиметром напряжение на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра, наблюдают за изменением напряжения на выходе.
      12. Если результат вас устраивает, то можно подключить нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировку мощности.

      Симисторный радиатор питания

      Регулятор мощности

      За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и цепь разряда конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подобрать номинал сопротивления в цепи разряда, а при малом диапазоне регулировки мощности — номинал потенциометра.

      • продлить срок службы лампы, отрегулировать освещение или температуру паяльника поможет простой и недорогой регулятор на симисторах.
      • выберите тип схемы и параметры компонентов в соответствии с планируемой нагрузкой.
      • тщательно проработать схемных решений.
      • будьте осторожны при сборке схемы , соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
      • не забывайте, что во всех элементах цепи есть электрический ток и он смертельно опасен для человека.

      Приложения SCR | Переключатель, управление питанием переменного и постоянного тока, защита от перенапряжения

      В этом руководстве мы узнаем о некоторых широко известных приложениях SCR.Приложения SCR: коммутация, управление мощностью в цепях переменного и постоянного тока, защита от перенапряжения и т. д.

      Приложения SCR

      Благодаря широкому спектру преимуществ, таких как возможность включения из состояния «выключено» в ответ на низкий ток затвора, а также возможность переключения высокого напряжения, тиристор или тиристор можно использовать в различных приложениях.

      Эти приложения включают переключение, выпрямление, регулирование, защиту и т. д. SCR используются для управления бытовой техникой, включая освещение, контроль температуры, регулировку скорости вентилятора, обогрев и активацию сигнализации.

      В промышленности тиристоры используются для управления скоростью двигателя, зарядкой аккумулятора и преобразованием энергии. Некоторые из них объясняются ниже.

      SCR в качестве коммутатора

      Операция переключения является одним из наиболее важных применений SCR. SCR часто используется в качестве твердотельного реле и имеет больше преимуществ, чем электромагнитные реле или переключатели, поскольку в SCR нет движущихся частей.

      На приведенном ниже рисунке показано применение тиристора в качестве переключателя для включения и выключения питания, подаваемого на нагрузку.Мощность переменного тока, подаваемая на нагрузку, управляется путем подачи чередующихся импульсов запуска на SCR. Резисторы R1 и R2 защищают диоды D1 и D2 соответственно. Резистор R ограничивает ток затвора.

      Во время положительного полупериода входа SCR1 смещен в прямом направлении, а SCR2 смещен в обратном направлении. Если переключатель S замкнут, ток затвора подается на SCR1 через диод D1, и, следовательно, SCR1 включается. Следовательно, ток течет к нагрузке через SCR1.

      Аналогично, во время отрицательного полупериода сигнала SCR2 смещен в прямом направлении, а SCR1 смещен в обратном направлении. Если ключ S замкнут, ток затвора течет к SCR2 через диод D2. Следовательно, SCR2 включается, и через него протекает ток нагрузки.

      Таким образом, управляя переключателем S, ток нагрузки можно регулировать в любом желаемом положении. Замечено, что этот переключатель обрабатывает ток в несколько миллиампер для управления током в несколько сотен ампер в нагрузке.Так что этот способ переключения более выгоден, чем механическое или электромеханическое переключение.

      Наверх

      Управление питанием с помощью SCR

      SCR способны управлять мощностью, передаваемой на нагрузку. Часто требуется изменять мощность, подаваемую на нагрузку, в зависимости от требований нагрузки, таких как регулирование скорости двигателя и регуляторы освещенности.

      В таких условиях изменение мощности с помощью обычных регулируемых потенциометров не является надежным методом из-за больших потерь мощности.Для уменьшения рассеиваемой мощности в цепях большой мощности тиристоры являются лучшим выбором в качестве устройств управления мощностью.

      Управление питанием переменного тока с помощью SCR

      В цепях переменного тока управление фазой является наиболее распространенной формой управления мощностью SCR. При управлении фазой путем изменения угла срабатывания альфа на клемме затвора достигается управление мощностью.

      На рисунке ниже показана полная схема управления волной переменного тока, которая иллюстрирует метод управления фазой. Учтите, что питание переменного тока подается на два встречно-параллельных тиристора.Во время положительного полупериода сигнала SCR1 проводит, в то время как в отрицательном полупериоде SCR2 проводит, когда к ним применяются соответствующие стробирующие импульсы.

      Путем изменения угла включения соответствующих тиристоров изменяется время включения. Это приводит к изменению мощности, потребляемой нагрузкой. На приведенном ниже рисунке тиристоры срабатывают при задержанных импульсах (что означает увеличение угла открытия), что приводит к уменьшению мощности, подаваемой на нагрузку.

      Основное преимущество фазового управления заключается в том, что тиристоры автоматически выключаются при каждом текущем нулевом положении переменного тока.Следовательно, для выключения тиристора не требуется никаких коммутационных цепей.

       

      Наверх

      Управление питанием постоянного тока с помощью SCR

      В случае цепи постоянного тока мощность, подаваемая на нагрузку, изменяется путем изменения продолжительности включения и выключения тиристоров. Этот метод называется прерывателем или управлением ON-OFF. На рисунке ниже показано простое управление нагрузкой ВКЛ-ВЫКЛ с помощью SCR.

      Также возможно переключение тиристора на определенной частоте срабатывания, чтобы варьировался ток, протекающий к нагрузке.Примером такой схемы является схема SCR на основе ШИМ для создания переменного выхода на нагрузку.

      Можно производить переменную мощность постоянного тока для нагрузки, используя схемы выпрямителя с управлением фазой. Средняя мощность постоянного тока, подаваемая на нагрузку, контролируется моментом включения тиристора. Некоторые из этих схем выпрямителя приведены ниже.

      Однополупериодный выпрямитель

      На схеме ниже показана схема однофазного однополупериодного выпрямителя с использованием SCR.Диод последовательно с переменным резистором подключен к затвору, который отвечает за запуск SCR.

      • Во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока тиристор смещается в обратном направлении. Следовательно, ток через нагрузку не течет.
      • Во время отрицательного полупериода входа SCR смещен в прямом направлении. Если резистор изменяется таким образом, что на затвор подается минимальный ток срабатывания, то SCR включается. Следовательно, ток начинает течь к нагрузке.
      • Если ток затвора выше, напряжение питания, при котором SCR включается, будет меньше. Угол, при котором SCR начинает проводить ток, называется углом зажигания. Для этой схемы выпрямителя угол открытия можно изменять только в течение положительного полупериода.
      • Таким образом, изменяя угол открытия или ток затвора (путем изменения сопротивления в этой цепи), можно заставить SCR проводить часть или полный положительный полупериод, так что средняя мощность, подаваемая на нагрузку, будет варьироваться.

      Двухполупериодный выпрямитель

      В двухполупериодном выпрямителе выпрямляются как положительная, так и отрицательная волна входного источника питания. Следовательно, по сравнению с однополупериодным выпрямителем, среднее значение постоянного напряжения выше, а уровень пульсаций меньше. На приведенном ниже рисунке показана схема двухполупериодного выпрямителя, состоящая из двух тиристоров, соединенных с трансформатором с центральным отводом.

      • Во время положительного полупериода входа SCR1 смещен в прямом направлении, а SCR2 смещен в обратном направлении.При подаче соответствующего сигнала затвора SCR1 включается, и, следовательно, через него начинает протекать ток нагрузки.

      • Во время отрицательного полупериода входа SCR2 смещен в прямом направлении, а SCR1 смещен в обратном направлении. При срабатывании затвора SCR2 включается, и, следовательно, ток нагрузки протекает через SCR2.

      • Таким образом, изменяя ток срабатывания тиристоров, можно изменять среднюю мощность, подаваемую на нагрузку.

      Двухполупериодный мостовой выпрямитель

      Вместо трансформатора с отводом от средней точки также можно использовать четыре тиристора в мостовой конфигурации для получения двухполупериодного выпрямления.Во время положительного полупериода входа SCR1 и SCR2 находятся в проводимости. Во время отрицательного полупериода SCR3 и SCR4 находятся в проводимости. Угол проводимости каждого тиристора регулируется путем изменения соответствующих токов затвора. И, следовательно, выходное напряжение на нагрузке варьируется.

      Наверх

      Защита от перенапряжения с помощью SCR

      Благодаря быстрому переключению тиристора одним из распространенных применений тиристора является то, что его можно использовать в качестве защитного устройства.Схема, используемая для защиты от перенапряжения, называется схемой Crowbar.

      На рисунке ниже показана схема лома с использованием SCR. Эта цепь лома подключается к цепи или нагрузке, которую необходимо защитить. Эта схема состоит из тринистора, который запускается стабилитроном. Этот стабилитрон подобран таким образом, что при нормальных условиях работы он действует как разомкнутый переключатель.

      Итак, напряжение на резисторе равно нулю, и, следовательно, SCR остается в выключенном состоянии.

      Всякий раз, когда напряжение источника питания превышает указанные пределы, стабилитроны начинают открываться, и на резисторе появляется достаточное напряжение. Это переводит SCR в режим проводимости. Падение напряжения на SCR уменьшается, поскольку он находится в режиме проводимости, и, таким образом, нагрузка защищена от перенапряжения.

      Наверх

      Предварительные регуляторы

      Предварительные регуляторы
       Эллиот Саунд Продактс Методы предварительного регулирования 

      Страница опубликована и © Февраль 2020 г., Род Эллиотт


      Основной индекс Указатель статей Верхняя
      Содержимое
      Введение

      Схемы предварительной стабилизации (или предварительной стабилизации) уже много лет являются обычным требованием в источниках питания.Причин две — либо для уменьшения пульсаций, присутствующих на выходе, либо для минимизации рассеиваемой мощности регулятора. Это снижает тепловыделение (в регуляторе) и может немного улучшить регулирование, поскольку на входе меньше изменение напряжения. Существует бесчисленное множество различных схем, но они следуют одним и тем же общим темам — линейная, с переключением отводов, с отсечкой фазы и режимом переключения. Последние три могут быть реализованы разными способами. Линейные предварительные регуляторы обычно очень похожи, потому что количество опций ограничено.

      Первый вариант заключается в использовании линейного предварительного регулятора с выходным напряжением, достаточно высоким, чтобы гарантировать, что регулятор продолжает контролировать выходной сигнал. Преимущество этого заключается в том, что на саму схему регулятора уже подается сигнал практически без пульсаций, что обеспечивает очень низкий выходной шум. Однако рассеивание в предварительном регуляторе может быть очень большим даже для относительно маломощной схемы.

      Простейшая форма «высокоэффективной» предварительной стабилизации с использованием двух или более отводов напряжения на трансформаторе, при этом соответствующее выходное напряжение снимается с трансформатора в зависимости от установленного выходного напряжения.Переключение ответвлений (как это называется) довольно просто реализовать, но обычно требует специального трансформатора. Это делает его подходящим для производителей, но гораздо менее привлекательным для самодельщиков, если только конструктор не захочет использовать два трансформатора с несколькими ответвлениями, предполагая местную доступность и двойное питание с положительным и отрицательным выходными напряжениями. У вас может быть даже подходящий трансформатор в «коробке для мусора».

      Во многих первых высокоэффективных источниках питания была распространена схема «отсечки фазы» переменного тока.Включив переменный ток в той части сигнала, где пиковое переменное напряжение было чуть выше напряжения, необходимого на выходе, напряжение на регуляторе было сведено к минимуму, что повысило эффективность. В этих системах обычно использовались тиристоры (также известные как SCR или кремниевые выпрямители), которые легко доступны в сильноточных версиях. Очень резкий характер формы волны может создавать как акустические, так и электрические шумы. Симисторы также были распространены, и существовал коммерческий усилитель мощности звука, в котором использовалась эта техника.

      В современных источниках высокой мощности используется импульсный источник питания на входе либо с прямым преобразованием от сети переменного тока, либо низковольтный импульсный стабилизатор, следующий за силовым трансформатором. Они могут иметь высокую эффективность, а там, где ожидается очень высокая мощность, на стороне переменного тока может использоваться активная коррекция коэффициента мощности (PFC), чтобы обеспечить максимальное приближение формы сигнала сети к синусоиде. Это создает сложный дизайн в целом, но способен дать очень хорошие результаты.

      Для этого обсуждения мы рассмотрим источник питания, который может обеспечить до 50 В постоянного тока при токе до 5 А.Хотя схемы будут описывать только один (положительный) источник питания, те же принципы применимы к двойному источнику питания как с положительным, так и с отрицательным выходом. Основное отличие состоит в том, что для двойного источника питания напряжение, ток и общая рассеиваемая мощность удваиваются. Конечно, это применимо только тогда, когда обе полярности обеспечивают одинаковое напряжение и ток (источник питания с двойным отслеживанием). Здесь рассматривается только предварительный регулятор — регулятор представляет собой отдельный объект и показан как «блок», аналогичный регулятору IC с 3 клеммами.

      Приведенные ниже рисунки являются примерами и в каждом случае показывают один из способов настройки конкретного предварительного регулятора. Существует столько же возможностей, сколько дизайнеров, и было бы невозможно включить образцы каждого из них. Веб-поиск конкретной конструкции предварительного регулятора часто выдает несколько хороших примеров, наряду с обычными нерелевантными ссылками и некоторыми примерами, в которых должно быть указано, что показанного метода следует избегать, но кто-то все равно сочтет это хорошей идеей.


      1 Общие требования

      Независимо от используемого метода, схема регулятора (дискретная, интегральная или гибридная) всегда должна иметь достаточное напряжение для обеспечения надлежащего регулирования.Это включает в себя самую отрицательную часть формы волны пульсации. Если регулятору требуется дифференциальное напряжение 5 В (от входа к выходу), нерегулируемое (или предварительно отрегулированное) напряжение всегда должно быть на не менее чем на 5 В больше, чем выходное напряжение. Если есть пульсации 3 В, то самая отрицательная часть этого напряжения все равно должна быть на 5 В больше, чем вход. Таким образом, наиболее положительных частей пульсаций будут на 8 В выше выходного напряжения.

      Если перепад напряжения недостаточно велик, будут пульсации «прорыва», и часть их будет видна на выходных клеммах.Это означает, что среднее напряжение (и, следовательно, средняя мощность, рассеиваемая в стабилизаторе) должно быть немного выше ожидаемого. При размахе пульсаций 3 В требуемое среднее постоянное напряжение увеличивается на 1,5 вольта. Звучит не так уж много, но это увеличивает требования к мощности регулятора. При выходном токе 5 А рассеиваемая мощность увеличивается на 7,5 Вт, поэтому общее рассеивание (включая необходимый абсолютный минимум 5 В) составляет 32,5 Вт. Это значительное увеличение по сравнению с рассеиваемой мощностью 25 Вт, если предварительно отрегулированное напряжение не имеет пульсаций.

      В зависимости от типа используемого выпрямления (обычные диоды, тиристоры) и других факторов трансформатору также может потребоваться более высокая полная мощность (ВА или вольт-ампер). Стандартный мостовой выпрямитель имеет номинальную мощность в ВА, которая примерно в 1,8 раза превышает фактическую отдаваемую мощность. Это означает, что если вы ожидаете, что выходная мощность (включая потери) составит 250 Вт, вам понадобится трансформатор на 450 ВА, если полная выходная нагрузка поддерживается в течение любого промежутка времени (дольше нескольких минут). Трансформатор меньшего размера можно использовать только в том случае, если вы включите термодатчик на трансформаторе, а также на радиаторах, поэтому источник питания отключится, если он начнет перегреваться.Отсутствие этой защиты может привести к отказу трансформатора.

      При работе с любым настольным источником питания большой мощности одной из проблем, с которыми вы всегда будете сталкиваться, являются пределы SOA (зоны безопасной работы) транзистора. В таблицах данных это обычно представлено в графической форме, и выход за пределы второго предела пробоя (даже кратковременный) может привести к мгновенному отказу. Это должно быть учтено в окончательном проекте, и подробности приведены ниже (эта схема будет в регуляторе, а не в предварительном регуляторе).Помните, что в случае выхода из строя транзистора регулятора произойдет короткое замыкание, поэтому на тестируемое устройство будет подаваться полное напряжение питания. Это может привести к выходу из строя тестируемого устройства.

      В обсуждаемых случаях предполагается, что силовые транзисторы будут монтироваться непосредственно на радиаторе без электрического изолятора. Это минимизирует тепловое сопротивление от корпуса до радиатора, но всегда будет ненулевым значением. Лучшее, на что вы можете надеяться, это, вероятно, около 0.1°C/Вт, но на практике этого добиться непросто. Использование силиконовых «тепловых» прокладок настолько неразумно, что я даже не осмеливаюсь упоминать о них, но они существуют, и некоторые люди до сих пор считают их хорошей идеей. Хотя они хороши для приложений с низким энергопотреблением (примерно до 10 Вт непрерывно), они в порядке, но для серьезной мощности они совершенно неадекватны.

      К сожалению, непосредственный монтаж почти всегда означает, что радиаторы «горячие» (т. е. электрически «находящиеся под напряжением»), и они должны быть изолированы от корпуса, и необходимо очень тщательно следить за тем, чтобы короткое замыкание на корпус было практически невозможным. как вы можете это сделать.Это не обязательно так сложно, как кажется, но требует дизайна, отличного от того, как обычно используются радиаторы. В качестве примера я включил фото ниже сдвоенного живого радиатора, который скреплен кусочками акрила. Все винты утоплены глубоко под поверхностью, и перед монтажом будет наложена лента для обеспечения надлежащего электрического барьера. Крепление к корпусу простое — в акриле просверлены три отверстия и нарезана резьба для винтов с металлической резьбой 4 мм.


      Рис. 1. Двойной активный радиатор с вентилятором и акриловыми разделителями

      Показанная компоновка очень хорошо подходит для этого применения, и один радиатор предназначен для положительного питания, а другой — для отрицательного. Это готовится для многообещающего проекта, предназначенного для обеспечения доступного двойного источника питания с напряжением до ± 25 В и током нагрузки до 2 А (один или оба источника). Почти все схемы будут прикреплены к радиатору, кроме потенциометров установки напряжения, ограничения тока и основного источника питания (трансформатор, мостовой выпрямитель и фильтрующие конденсаторы).

      Хотя вентилятор довольно хиленький, а радиаторы не слишком большие (туннель имеет квадратную форму 80 мм и длину 160 мм), этот радиатор должен довольно легко рассеивать до 50 Вт с каждой стороны (всего 100 Вт). Это намного больше, чем мне нужно, но не бывает слишком больших радиаторов. Обратите внимание, что абсолютно необходимо, чтобы вентилятор нагнетал воздух в туннель, потому что вентиляторы, которые отстой, , на самом деле отстой ! Существует огромная разница в производительности, и она подробно описана в статье ESP Heatsinks.


      2   Линейный предварительный регулятор

      Это проще всего реализовать, если не считать необходимых условий управления температурным режимом. Для нашего гипотетического источника питания потребуется нерегулируемое напряжение не менее 62 В постоянного тока. Если бы вы использовали его с полным выходом 5 А при (скажем) выходе постоянного тока 5 В, предварительный регулятор будет рассеивать не менее 260 Вт, а регулятор рассеивает еще 25 Вт (при условии, что перепад напряжения регулятора составляет 5 В). Это большое количество тепла, от которого нужно избавляться, и пытаться сделать это без принудительного воздушного охлаждения (вентилятора) нереально.Это можно сделать, но радиатор должен быть массивным, а его стоимость почти наверняка превысит стоимость самого блока питания. Это просто глупо, если только нет абсолютного требования к полной акустической тишине, что редко бывает в случае с лабораторным/лабораторным источником.

      По мере увеличения выходного напряжения рассеивание предрегулятора уменьшается, пока в самом верхнем пределе оно не должно передавать почти полное нестабилизированное напряжение на регулятор. Это может означать, что выходной шум (гул или жужжание 100-120 Гц) также увеличивается, потому что нет предварительной регулировки для уменьшения пульсаций.Конечно, этому можно противодействовать более высоким нерегулируемым напряжением, но это еще больше увеличивает потери. Как уже отмечалось, самым большим преимуществом является простота, но большая часть этого, как правило, исчезает, когда вам нужно добавить схему управления температурным режимом.

      Обычно вентилятор не работает, и это будет иметь место (вероятно) в большинстве тестов, которые обычно выполняются. Однако по мере увеличения температуры радиатора транзисторы или полевые МОП-транзисторы, используемые в предварительном регуляторе, становятся склонными к выходу из строя из-за чрезмерных температур кристалла.Как только температура радиатора превысит 30°C или около того, должен включиться вентилятор (он может иметь переменную скорость), и если температура радиатора продолжит расти, подача должна автоматически отключиться. Если эти меры предосторожности не будут приняты, ваша тестовая нагрузка и блок питания могут быть серьезно повреждены.

      Хотя это потенциально самый тихий (электрический шум), линейный предварительный регулятор является наименее эффективным методом. Однако это не означает, что его не следует учитывать, особенно для меньших мощностей.Для источников питания, обеспечивающих ± 25 В или около того при токе до 2 А, его ограничения сведены к минимуму, и потеря эффективности не такая уж большая проблема. В худшем случае рассеяние может достигать 70 Вт (140 Вт для двойного источника питания), но это только при полной нагрузке и очень низком выходном напряжении. При «нормальном» использовании (что бы это ни было) рассеяние будет несколько меньше, и во многих случаях оно будет составлять всего несколько ватт при тестировании предусилителей или даже усилителей мощности при малой мощности. Это техника, которая еще не умерла и, вероятно, будет продолжаться еще много лет.

      Возможно, одно из его самых больших преимуществ заключается в том, что если он хорошо собран с хорошим теплоотводом, он переживет большинство людей, которые решат его построить. Детали не исчезнут в ближайшее время, а обслуживание (если когда-либо потребуется) обычно несложно, если везде используются сквозные детали. Детали SMD не нужны, потому что схема очень проста. Этого нельзя сказать о некоторых альтернативах, особенно о схемах с переключаемыми режимами. Однако этот применим только к , если принять более прагматичный подход, снизив напряжение до ± 25 В при максимальном токе около 2 А.

      Линейный следящий регулятор практически бесшумен как в акустическом, так и в электрическом отношении. Однако они также очень неэффективны, поэтому им нужны большие радиаторы для рассеивания значительного количества тепла, которое может выделяться в источнике высокой мощности. Это не только очень расточительно для энергии (вы платите за тепло, вырабатываемое из-за тока, потребляемого от сети), но также увеличивает размер и стоимость поставки.


      Рис. 2. Предварительный регулятор линейного слежения

      В приведенном выше примере C1 имеет емкость 10 000 мкФ (10 мФ) и является основным сглаживающим конденсатором.Он питается от выхода выпрямителя. Q1 и Q2 образуют источник тока. Это обеспечивает базовый ток для последовательной пары Дарлингтона (Q3 и Q4). Q4 может состоять из двух или более параллельных устройств, если рассеяние высокое. Стабилитрон (ZD1) гарантирует, что входное напряжение регулятора (который может быть интегральным или дискретным) будет по крайней мере на 4,5 В больше, чем выходное напряжение. Если регулятор требует более высокого дифференциального напряжения, вы просто используете стабилитрон с более высоким напряжением. По умолчанию выход предварительного регулятора довольно хорошо сглажен и содержит мало пульсаций, поскольку его эталоном является регулируемый выход (через ZD1).D1 гарантирует, что предварительный регулятор и регулятор не будут подвержены обратному напряжению, если на выход подается источник постоянного тока (что может и происходит). Значения не указаны для потенциометра (VR1) или R3, поскольку они зависят от топологии регулятора.

      Одним из наиболее сложных аспектов любой линейной конструкции является транзистор SOA (зона безопасной работы). Например, устройства TIP35/36 недороги и идеально подходят для этой роли, но есть несколько моментов, которые необходимо учитывать.Во-первых, это номинальная мощность (125 Вт), но она смягчается, если посмотреть на кривую снижения номинальных характеристик от температуры (мощность в зависимости от температуры корпуса), максимальное значение T J (температура перехода), R th j-case (тепловое сопротивление, соединение с корпусом) и кривые SOA. Должно быть очевидно, что с R th j-case при 1°C/Вт, если устройство рассеивает 70 Вт, переход должен быть при температуре окружающей среды (25°C) плюс T J – всего 95°C. . Это предполагает идеальное соединение между корпусом и радиатором и температуру радиатора не выше 25°C.

      Это явно невозможно. Максимально допустимая температура перехода составляет 150°С при температуре корпуса 25°С, поэтому при рассеиваемой мощности 70 Вт температура корпуса не может превышать 80°С (это легко вычислить или сделать с помощью миллиметровой бумаги). При 150°С. кристалл не может рассеивать какую-либо дополнительную мощность, а при температуре корпуса 25°C он может потреблять 125 Вт (что повышает температуру кристалла до 150°C). Обратите внимание, что этот адресует только температуру , а не SOA! Кривая SOA показывает, что при напряжении 35 В на устройстве максимальный ток составляет 2 А — это максимум 70 Вт при 25°C.Если напряжение или ток увеличиваются сверх этого, существует вероятность повторного пробоя, механизм почти мгновенного отказа устройства. Эти пределы уменьшаются при более высоких температурах!

      Несмотря на кажущуюся простоту линейного предварительного регулятора, необходимо проделать большую работу по проектированию, чтобы гарантировать, что его надежность не будет поставлена ​​под угрозу. Вот почему так важно изучить спецификации, свести к минимуму все возможные тепловые сопротивления и, как правило, быть готовым использовать больше деталей, чем вы изначально предполагали.Тем не менее, это действительно самое простое — как только используются более «продвинутые» методы, проблемы проектирования только возрастают.

      Если бы идея линейного предварительного регулятора использовалась для гипотетического питания (50 В при 5 А, рассеивание в худшем случае около 300 Вт), требования SOA означали бы, что вам потребуется как минимум десять транзисторов TIP35/36 для каждой полярности (максимум 600 мА при 60 В на транзисторе). Очевидно, что это не самый разумный способ создания очень мощного источника питания.250 Вт (двойной по 500 Вт) не является огромным запасом при любом напряжении, поэтому необходимы альтернативы.


      3   Нажмите Переключение

      Без переключения ответвлений источнику питания 50 В, 5 А требуется минимальное входное напряжение около 55 В, поэтому, если вы ожидаете 5 А при выходе постоянного тока 1 В, рассеиваемая мощность составит 270 Вт. Это предполагает, что напряжение сети остается на номинальном значении, либо 230В, либо 120В. На самом деле нам нужно учесть как высокое , так и низкое напряжение сети , поэтому нерегулируемое напряжение должно быть как минимум на 10% выше номинального, чтобы обеспечить более низкое, чем нормальное, напряжение сети.55 В становится 61 В достаточно близко. Рассеиваемая мощность увеличена до 300 Вт.

      При использовании переключения ответвлений трансформатор имеет несколько обмоток (или одну обмотку с несколькими ответвлениями), и доступен более высокий КПД, чем у регулятора, на который всегда подается самое высокое напряжение, обеспечиваемое трансформатором, выпрямителем и фильтрующим конденсатором. Например, для напряжений до 12 В нерегулируемое постоянное напряжение обычно составляет не менее 18 В (среднее значение, требующее переменного напряжения 15 В RMS), и оно всегда должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить минимальное напряжение (на основе пульсаций) остается выше напряжения отключения регулятора (где он больше не может регулировать).Это варьируется от 3 В или около того до 5 В или более, в зависимости от топологии самого регулятора.

      При выходном напряжении (скажем) 1 В при 5 А регулятор рассеивает около 90 Вт. При увеличении выходного напряжения отвод трансформатора автоматически выбирается для обеспечения необходимого диапазона напряжения. По-прежнему требуется рассеять много тепла, но оно намного ниже, чем у простого регулятора, постоянно питаемого полным вторичным напряжением.

      Когда пользователь выбирает выходное напряжение 12 В постоянного тока или выше, точка ответвления трансформатора увеличивается, поэтому на входе регулятора больше напряжения.В нашем примере оно может подняться до 39 В постоянного тока (выход переменного тока от трансформатора 30 В RMS), а при полном токе (5 А) с выходным напряжением 16 В регулятор рассеивает 115 Вт. В системе с тремя отводами последний отвод будет выбран, когда выходное напряжение установлено на 34 В или выше. При 34 В с выходом 5 А регулятор имеет входное напряжение около 60 В и рассеивает 130 Вт.

      Обратите внимание, что рассеивание всегда самое высокое в нижней части любого отводного напряжения питания. Если регулятор работает с выходным напряжением 50 В и током 5 А, рассеиваемая мощность составляет около 50 Вт.Как правило, оно будет немного ниже чуть ниже напряжения переключения для более низких напряжений, но вы всегда должны проектировать для наихудшего случая. Вы также должны допустить короткое замыкание на выходе, и это действительно может быть очень сложно. Мгновенное рассеивание мощности может превышать 300 Вт, и для поглощения таких «переходных» явлений без локального повышения температуры необходим радиатор с высокой тепловой массой. Транзисторная защита SOA должна быть включена для защиты транзисторов стабилизатора, и это может быть сложной задачей (мягко говоря).


      Рис. 3. Простое 3-ступенчатое переключение отводов

      Выше показана простая схема переключения ответвлений. Упомянутые напряжения рассчитаны на нагрузку до 5 А и рассчитаны на силовой трансформатор не менее 500 ВА. Регулятор получает входное напряжение около 19 В, пока выходное напряжение меньше 12 В. Кроме того, стабилитрон (ZD1) пропускает ток, достаточный для включения Q1, который, в свою очередь, приводит в действие реле (RL1). Контакты реле отключают обмотку низкого напряжения и подключаются к следующему ответвлению (30 В переменного тока), поэтому входное напряжение регулятора увеличивается до 44 В (при нагрузке ~40 В).Затем регулятор может обеспечить регулируемый выход до 28 В постоянного тока. Если выходное напряжение увеличивается еще больше, срабатывает RL2, подключая отвод 45 В переменного тока, давая нерегулируемое напряжение около 63 В (при нагрузке ~ 60 В). Без переключения ответвлений рассеяние в регуляторе будет намного выше, чем хотелось бы, при низком выходном напряжении, особенно при большом токе.

      Контакты реле имеют маркировку «НО» и «НЗ», что означает нормально разомкнутый и нормально замкнутый соответственно. «Нормальное» состояние — это когда реле обесточено, поэтому контакты «НО» будут разомкнуты (нет связи).Контакты реле должны выдерживать полное напряжение и ток, как это определено конструкцией источника питания. Этого обычно легко добиться, и реле имеют очень низкое сопротивление, когда контакты замкнуты. Необходимо убедиться, что нет возможности замыкания обмотки контактами реле на отдельные напряжения (в схеме на рис. 3 это невозможно).

      ZD2 и ZD4 защищают переключающие транзисторы реле от чрезмерного базового тока при высоких выходных напряжениях. Если вместо стабилитронов и транзисторов используется пара компараторов, рассеиваемая мощность снижается, а напряжения переключения ответвлений будут более точными.Это, конечно, добавляет сложности, но разница в стоимости незначительна. Показанная простая схема, безусловно, будет работать, но пороги переключения не очень точны.

      BR2 вместе с отдельной обмоткой обеспечивает постоянное низкое напряжение (~12 В постоянного тока при нагрузке) для работы реле, независимо от выбранного напряжения переменного тока от трансформатора. Лучше всего это обеспечивается отдельной обмоткой, а выход идеально регулировался бы для катушек компараторов и реле. Компараторы обеспечивают лучшее (более предсказуемое) измерение напряжения, что обеспечивает большую точность и меньшее энергопотребление.

      Если вы создаете короткое замыкание и пытаетесь увеличить выходное напряжение, оно не может подняться из-за ограничения тока, поэтому отводы с более высоким напряжением не могут быть выбраны. Хотя я показал переключение реле, это также можно сделать с помощью SCR (кремниевых выпрямителей, также известных как тиристоры), симисторов или даже реле MOSFET. Независимо от метода переключения, результаты практически одинаковы. Может показаться, что «полупроводниковое» переключение предпочтительнее, но оно более сложное, имеет более высокие потери, чем реле, и требует более сложной схемы.

      Конечно, нет никаких причин не включать линейный следящий предварительный регулятор с переключением отводов, но он по-прежнему будет подвергаться тем же ограничениям, что и линейный предварительный регулятор, если вы случайно установили самое высокое выходное напряжение и произойдет внезапный скачок напряжения. короткое замыкание в нагрузке (или только в щупах). Отвод будет сброшен до минимального значения почти мгновенно, но есть еще большой фильтрующий конденсатор, заряженный до максимального нерегулируемого напряжения! Это вызовет проблемы независимо от того, включены ли предварительные регуляторы линейного отслеживания или нет, и это должно учитываться, потому что это произойдет.

      Общая эффективность систем переключения ответвлений повышается за счет большего количества ответвлений трансформатора. Также возможно использовать обмотки с различным напряжением, которые включаются в последовательности, позволяющей, скажем, трем обмоткам обеспечить пять различных выходных напряжений трансформатора. У вас может быть пара обмоток на 18 В и одна обмотка на 9 В, переключаемые так, чтобы вы могли иметь переменное напряжение 9, 18, 27, 36 и 45 В переменного тока. Хотя это, очевидно, повышает эффективность, это также означает сложную логическую матрицу для управления переключателями.Использование микроконтроллера, конечно, упростит эту задачу, но расположение контактов реле будет довольно запутанным. Трансформатор будет индивидуальной конструкции, если только вы не используете несколько трансформаторов меньшего размера.

      Конструкция регулятора должна быть достаточно прочной, чтобы гарантировать, что он не выйдет из строя в случае короткого замыкания при подаче максимального выходного напряжения, и это произойдет либо случайно, либо из-за сбоя в испытательной цепи. Эта конкретная проблема не исчезает, независимо от метода, используемого для предварительной стабилизации, и неспособность обеспечить соответствующую схему защиты приведет к выходу из строя источника питания.


      4   Переменный ток с отсечкой фазы

      Распространенным подходом к предварительному регулированию в первых источниках питания была схема «отсечки фазы», ​​чем-то похожая на диммер лампы накаливания. Они были популярны, потому что они могли позволить нерегулируемому напряжению оставаться достаточно высоким, чтобы гарантировать, что следующий линейный регулятор может обеспечить хорошее регулирование без какого-либо скачка пульсаций.

      Однако в большинстве этих источников питания использовались тиристоры (кремниевые выпрямители, также известные как тиристоры).Самой большой проблемой была скорость включения тиристоров — они очень быстро входят в проводимость, а это означает, что они неизменно вызывают некоторый высокочастотный шум. Поскольку их можно только включить, они были (на языке диммеров ламп) «диммерами» переднего фронта, поэтому большая часть полупериода переменного тока проходила до включения тиристоров. Тиристоры GTO (затвор выключения) стали доступны позже, но они никогда не использовались ни в одной схеме предварительного регулятора с отсечкой фазы, которую я видел.

      Быстрое включение также вызывает рычание большинства трансформаторов, поэтому они производят как акустический, так и электронный шум.Одной из альтернатив «традиционному» предварительному регулятору с отсечкой фазы SCR является использование переключателя MOSFET. Это означает, что он может отключаться, когда напряжение достаточно высокое, поэтому он работает как диммер с задним фронтом . Это несколько тише, чем версия SCR, а с полевыми МОП-транзисторами, которые можно получить сегодня, это также более эффективно. Однако это не означает, что высокочастотный шум устранен.

      Вы можете думать об этом устройстве как о «бесступенчатом» переключателе ответвлений, потому что выходное напряжение трансформатора постоянно изменяется.Нерегулируемое выходное напряжение может составлять всего 6 В, если управление осуществляется на вторичной стороне трансформатора. Во многих источниках питания использовались схемы с отсечкой фазы на первичной стороне , потому что это снижает потребляемый ток, что, в свою очередь, снижает потери в тринисторах или симисторах (симисторы — это двунаправленные переключатели переменного тока). Конечно, это вносит дополнительную сложность, поскольку SCR или TRIAC нуждаются в изолированной схеме управления. Существуют специализированные ИС, разработанные специально для питания симисторов (например,грамм. MOC3020 … MOC3023), но по-прежнему требуется схема управления. Детектор пересечения нуля необходим, чтобы схема могла определить точку, в которой сигнал переменного тока проходит через ноль (и тиристоры или симисторы выключаются).

      В следующей схеме детектор пересечения нуля не требуется как отдельная подсхема. Система переключения на самом деле не идентифицирует пересечение нуля, но включает полевой МОП-транзистор всякий раз, когда напряжение переменного тока ниже целевого напряжения. В ограничителе тока используется резистор 50 мОм (R2), который ограничивает пиковый ток MOSFET чуть более 13 А.Если пиковый ток уменьшается, полевой МОП-транзистор будет работать дольше, а общая рассеиваемая мощность увеличится. Ток должен быть достаточно высоким, чтобы крышка фильтра (C2) могла заряжаться до требуемого напряжения при полной нагрузке. В конечном счете, пиковый ток также ограничивается сопротивлением обмотки трансформатора.


      Рис. 4. Предварительный регулятор с отсечкой фазы

      На чертеже показана версия предварительного регулятора с отсечкой фазы, которую вы почти наверняка не найдете больше нигде. Несмотря на упрощение, он хорошо работает, как показано, и требует лишь нескольких изменений для практической схемы.P-Channel MOSFET включается, когда нефильтрованная форма волны постоянного тока падает ниже целевого напряжения, и снова выключается, когда целевое нерегулируемое напряжение достигается. Со стабилитроном 5,1 В, как показано, дифференциальное напряжение стабилизатора составляет около 5 В при любой настройке выходного напряжения. Компаратор операционных усилителей требует постоянного источника питания, иначе он не сможет работать. Как и во всех схемах с отсечкой фазы, ток пульсаций конденсатора фильтра может быть намного выше, чем обычно. Это смягчается (в некоторой степени) за счет использования ограничителя тока для MOSFET, как показано, но это увеличивает его рассеяние.Для повышения общей производительности Q3 является приемником тока. Это снижает влияние мгновенного напряжения на управляющий сигнал полевого МОП-транзистора. R7 и R10 необходимы для того, чтобы схема запустилась, так как без них на неинвертирующем входе компаратора нет напряжения, и он не включится. Для начала работы требуется всего несколько милливольт, после чего процесс становится самоподдерживающимся. Резистор R7 также обеспечивает сигнал пересечения нуля, хотя иногда схема включается в других точках сигнала (как показано на сигналах ниже).

      Использование схемы отсечки фазы на вторичной (низкое напряжение, большой ток) стороне трансформатора когда-то было непрактичным, но МОП-транзисторы изменили это. Они доступны с почти устрашающими номиналами тока и настолько низким сопротивлением во включенном состоянии, что рассеивание мощности минимально. Требуемая схема не является пугающе сложной, но, как правило, мудрым шагом является введение какой-либо формы ограничения тока (кроме сопротивления обмотки трансформатора), чтобы гарантировать, что пульсации тока конденсатора фильтра являются управляемыми.Без ограничения тока конденсатор фильтра может иметь очень тяжелый (и соизмеримо короткий) срок службы. К счастью, этого не так уж сложно добиться, и для этого требуется всего несколько недорогих деталей. Одним из методов, который обычно использовался в старых системах, является «дроссель» фильтра (катушка индуктивности), но это большое, тяжелое и дорогое дополнение. Тем не менее, при правильном применении он дает хорошие результаты.

      Сомнительно, чтобы какой-либо производитель использовал эту схему в новом дизайне, но не потому, что она неэффективна.Самые большие проблемы со всеми системами с отсечкой фазы — это плохое использование трансформатора и высокие пульсации тока конденсатора. Для сборки своими руками и при условии, что мастер готов экспериментировать, он может дать хорошие результаты, но производители теперь будут использовать импульсный источник питания (и большинство использует только импульсный источник питания, без какой-либо линейной регулировки для минимизации шума). Обратите внимание, что системы переднего фронта (SCR или TRIAC) необходимы, если они используются на первичной обмотке трансформатора, но если отсечка фазы выполняется на вторичной стороне, предпочтительным является переключатель заднего фронта.Обратите внимание, что напряжение питания компаратора должно быть не меньше выходного напряжения регулятора во избежание повреждения входных цепей микросхемы компаратора (или операционного усилителя). Компаратор имеет некоторый встроенный гистерезис (обеспечиваемый резистором R5), который помогает предотвратить паразитные колебания.

      Из показанных вариантов схема с отсечкой фазы на полевых МОП-транзисторах, вероятно, является самой простой в реализации, если вам нужна высокая эффективность, но она имеет свою цену. Хотя схема является концептуальной (а не законченным решением), она очень хорошо моделируется, и нет оснований ожидать, что она не будет работать очень хорошо.Он не нуждается в каких-либо дополнительных компонентах, кроме подходящего напряжения питания для компаратора (обычно около 30 В постоянного тока). Помимо схемы с переключением, она может иметь самый высокий общий КПД при любом напряжении или токе любого из методов.

      Итак, какие затраты? Ожидайте, что при низком и среднем напряжении ток пульсаций фильтрующего конденсатора будет в два раза больше, чем у обычного выпрямителя, обеспечивающего такой же выходной ток. Он также страдает от довольно плохого использования трансформатора (как и у , все цепи отсечки фазы ).Коэффициент мощности при указанном ниже напряжении и токе составляет всего 0,327, что означает, что мощность трансформатора может достигать 800 ВА при выходной мощности 250 Вт (50 В при 5 А). Вам нужен гораздо больший трансформатор, чем ожидалось, чтобы получить требуемый ток и напряжение. Для «обычного» выпрямителя и фильтрующей крышки требуется трансформатор на 450 ВА для той же выходной мощности. Те же эффекты наблюдаются с любой системой фазового среза — это не то, что ограничивается показанной.


      Рисунок 4.1. Формы сигналов предварительного регулятора с отсечкой фазы

      Из всех конструкций, показанных здесь, версия MOSFET с переключением фазы является единственной, для которой требуется форма волны, чтобы показать, как она работает.Показаны нерегулируемое напряжение и ток для нерегулируемого выхода чуть более 23 В при выходном токе 0,8 А. Ток полевого МОП-транзистора ограничен с помощью схемы, показанной выше, и составляет около 13 А пикового значения. Как видите, когда нерегулируемое напряжение падает ниже порога, МОП-транзистор включается и остается включенным, пока напряжение не превысит порога. Вы можете увидеть небольшой «удар» на форме сигнала постоянного тока, если полевой МОП-транзистор включается непосредственно перед пересечением нуля. Основная передача мощности происходит после перехода через нуль.Выход компаратора показан синим цветом, и вы можете видеть, что он включается непосредственно перед пересечением нуля и выключается в тот момент, когда напряжение достигает желаемого пикового значения. По мере увеличения выходного тока полевой МОП-транзистор включается дольше, позволяя крышке фильтра полностью зарядиться до требуемого напряжения.

      Как отмечалось ранее, это не та схема, с которой вы, скорее всего, столкнетесь где-либо еще. Конечно, есть опубликованные системы переключения MOSFET, но большинство из них пытаются работать точно так же, как «традиционные» версии SCR или TRIAC, и не используют более простую схему, показанную здесь.Нет ничего, что указывало бы на то, что более традиционный метод «лучше», и я предполагаю, что верно обратное, поскольку схема, показанная выше, работает в основном как система управления задним фронтом, которая помогает уменьшить пульсации тока конденсатора.

      Необходимо соблюдать осторожность при выборе MOSFET, поскольку они имеют определенную безопасную рабочую зону. Это имеет решающее значение, когда они работают частично в линейной области (для которой оптимизировано несколько МОП-транзисторов), и необходимо свериться с техническим описанием, чтобы убедиться, что используемый МОП-транзистор может работать с комбинацией напряжения и тока.Ограничитель тока облегчает жизнь конденсатору фильтра, но усложняет жизнь MOSFET. И наоборот, удаление ограничителя тока облегчает жизнь MOSFET, но увеличивает нагрузку на конденсатор фильтра.


      5 Импульсный регулятор

      При использовании импульсного предварительного регулятора вы сохраняете обычный сетевой трансформатор, мостовой выпрямитель и фильтрующий конденсатор. Однако вместо использования линейного (или фазового) предварительного регулятора он (чаще всего) будет «понижающим» (понижающим) импульсным регулятором.Для этого доступно бесчисленное множество микросхем, и с моей стороны было бы довольно глупо пытаться описать полную схему (поэтому я не буду). Вместо этого понижающий преобразователь показан в виде «блока» схемы с отдельным P-канальным МОП-транзистором, действующим в качестве переключателя. Обратная связь должна гарантировать, что выходное напряжение выше регулируемого выхода, и, как и прежде, перепад напряжения зависит от топологии регулятора.

      Эта компоновка обеспечивает высокую эффективность, поэтому потери энергии будут небольшими.Самой большой проблемой всегда будет обеспечение того, чтобы шум переключения не попадал на выход. Для некоторых приложений небольшой высокочастотный шум не является проблемой, но если вы пытаетесь измерить отношение сигнал/шум (SNR) в цепи звуковой частоты, любой высокочастотный шум может испортить ваши измерения.


      Рис. 5. Предварительный регулятор импульсного понижающего преобразователя

      Напряжение постоянного тока от трансформатора, моста и крышки фильтра должно быть больше, чем максимальное требуемое регулируемое напряжение, поскольку понижающему преобразователю всегда требуется некоторый перепад напряжения (так же, как и линейному регулятору).Одним из основных преимуществ является то, что если вам нужен большой ток при низком напряжении, импульсный преобразователь применяет «преобразование». Предполагая отсутствие потерь, если понижающий преобразователь имеет входное напряжение 60 В, выходное напряжение 10 В и ток 5 А (50 Вт), его входной ток составит всего 833 мА (также 50 Вт). На самом деле их будет больше, потому что ни одна схема не может достичь 100% эффективности. Разумно ожидать, что входной ток будет около 1 А (60 Вт), что соответствует всего лишь 10 Вт «потерянной» мощности. Даже небольшой радиатор может легко избавиться от этого, хотя не вся мощность рассеивается в переключающем MOSFET — часть также рассеивается в катушке индуктивности и выпрямительном диоде.

      Q2 — это очень простой дифференциальный усилитель, который обеспечивает напряжение около 6 вольт на стабилизаторе. Если входное напряжение уменьшается из-за внешней нагрузки, Q2 частично отключается, что обеспечивает более низкое напряжение обратной связи с импульсным преобразователем, заставляя его выходное напряжение увеличиваться. Обратное также (очевидно) верно. Поскольку полевой МОП-транзистор является быстродействующим переключателем, рассеяние будет низким и представляет собой комбинацию скорости включения/выключения и сопротивления «включено» (R DS на ).Рассеивание индуктора зависит от потерь в сердечнике и сопротивления переменному току (которое зависит от скин-эффекта и превышает его сопротивление постоянному току). Для понижающего преобразователя необходимы средства обеспечения защиты от короткого замыкания или ограничения тока.


      6 Импульсный блок питания

      Сегодня тенденция заключается в использовании импульсных источников питания для обеспечения нерегулируемого напряжения. На самом деле он регулируется, но настроен так, чтобы выходное напряжение SMPS было достаточно высоким для правильной регулировки линейного регулятора.Будем надеяться, что любой остаточный высокочастотный шум также будет устранен, но это может быть намного сложнее, чем кажется. Импульсный источник питания может быть либо на стороне сети (без трансформатора 50/60 Гц), либо на вторичной стороне с использованием простого понижающего регулятора, как показано на рис. 4. Использование сетевого источника питания с переключателем более эффективно, но в этом случае у вас будет много возможностей. схем, которые находятся под потенциалом сети. Обычно это не самый разумный выбор для большинства самодельщиков, хотя это можно сделать, если вы разбираетесь в тонкостях «автономных» (питающихся непосредственно от «линейного» (сетевого) напряжения) импульсных источников питания.Я показал SMPS с активной PFC (коррекция коэффициента мощности), но это не обязательно. Они намного сложнее, чем «простые» импульсные источники питания.

      В наиболее распространенных SMPS используется выпрямитель, напрямую подключенный к сети, с конденсатором фильтра высокого напряжения. Далее следует микросхема управления режимом переключения и один или несколько полевых МОП-транзисторов для переключения высоковольтного постоянного тока на трансформатор. В маломощных системах (менее 50 Вт или около того) будет использоваться обратноходовой преобразователь, в то время как в более мощных источниках питания используется полный или полумостовой привод к трансформатору.Выходное напряжение на вторичной стороне регулируется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Система управления с обратной связью должна контролировать выходное напряжение регулятора, а также его входное напряжение (от SMPS) и обеспечивать достаточный перепад напряжения для поддержания регулирования. SMPS требует защиты от короткого замыкания, которая не показана на схеме. Дополнительную информацию о топологиях SwitchMode см. в статье ESP Switchmode Power Supply Primer.


      Рис. 6. Предварительный регулятор режима переключения «Off-Line»

      Из-за большого количества возможностей и множества переменных вышеприведенное представлено только в виде блок-схемы.Во вторичном выпрямителе должны использоваться либо диоды Шоттки, либо сверхбыстродействующие диоды, поскольку они обычно работают на частоте 50 кГц и выше. Система обратной связи использует ту же дифференциальную схему, что и на рис. 5, но включает резистор (R1) для ограничения максимального тока светодиода в оптроне. Есть много вещей, которые могут (и делают) пойти наперекосяк с SMPS, и все возможности должны быть учтены. SMPS показан как блок схемы для этого подхода просто из-за его общей сложности. Цель этой статьи состоит в том, чтобы предоставить идеи, , а не полные принципиальные схемы.

      Обратите внимание, что, кроме конденсатора X2 (C1), фильтрация, переключение или предохранители на входе сети не показаны. Все это необходимо в рабочей цепи. Импульсные источники питания могут создавать как кондуктивные (через сетевую проводку), так и излучаемые (по воздуху) радиочастотные помехи (также известные как EMI — электромагнитные помехи), и фильтрация всегда необходима, чтобы гарантировать, что другое оборудование не будет скомпрометировано. Коммерческое оборудование требует проверки на соответствие, а необходимая фильтрация необходима для получения сертификата.Как правило, для любого производителя незаконно продавать несовместимое оборудование.

      Нет никаких сомнений в том, что хорошо спроектированный SMPS может дать очень хорошие результаты. Как показано, вы также можете использовать меньший конденсатор основного фильтра (C2), потому что частота намного выше, чем у обычной сети. Это сводит к минимуму нагрузки, если (когда) источник питания закорочен, потому что он разряжается намного быстрее, чем конденсатор большего размера. К сожалению, сложность заключается в реализации, так как эти поставки очень сложны. Большинство используемых микросхем представляют собой SMD, и если поставка выйдет из строя через 10 лет после ее сборки, шансы получить запасные части невелики (особенно контроллеры PFC и SMPS).

      Несмотря на кажущуюся простоту показанной блок-схемы, на самом деле в этой методике нет ничего даже отдаленно тривиального. Вы можете упростить окончательный проект, не используя активную коррекцию коэффициента мощности, но предстоит решить еще много серьезных проблем. Конструкция импульсного трансформатора — это почти «черная магия», а достижение полной изоляции, соответствующей соответствующим стандартам безопасности, — само по себе подвиг. В конечном счете, хотя он, безусловно, обеспечивает наивысшую эффективность из всех обсуждаемых методов, сложность схемы (и опасность работы со схемами, питающимися от сети) означает, что его очень трудно рекомендовать в качестве проекта «сделай сам».


      7 Защита транзистора регулятора SOA

      Когда регулятор обеспечивает максимально возможное выходное напряжение, случайное короткое замыкание (или неисправность тестируемого устройства) может привести к нагрузке на транзисторы последовательного прохода регулятора, выходящей далеко за пределы их SOA. Это может привести к мгновенному отказу, особенно если ограничение тока установлено на максимальное значение. Рассмотрим транзистор с напряжением 60 В, пытающийся передать 5 А. Мгновенная мощность составляет 300 Вт, и требуется время, чтобы конденсатор основного фильтра разрядился.Чем больше емкость вы используете, тем хуже для транзистора (ов). В то время как большинство транзисторов могут выдерживать мощность, в три раза превышающую их номинальную, в течение очень коротких периодов времени, время, необходимое для разрядки конденсатора емкостью 10 000 мкФ, будет превышать возможности простых последовательно проходных каскадов. В то же время трансформатор и выпрямитель стараются держать крышку заряженной! Предварительный регулятор уменьшит свое выходное напряжение, но это никогда не происходит мгновенно — ожидайте не менее 10 мс, а часто и больше.

      Это особенно верно при использовании предварительного регулятора, потому что он обычно используется для ограничения рассеяния в регуляторе.Следовательно, регулятор обычно должен рассеивать около 100 Вт (в худшем случае), а обычно и меньше. Если не используется какая-либо форма специализированного ограничения (обычно известное как ограничение V-I в аудиоусилителях мощности), результатом будет дорогостоящий ремонт, и блок питания выйдет из строя до тех пор, пока он не будет исправлен. Это нетривиальная задача, и для получения ограничителя V-I, обеспечивающего полную защиту от коротких замыканий, необходима довольно серьезная работа по проектированию. Не воображайте ни на мгновение, что этого не произойдет, потому что это произойдет — это практически гарантировано!


      Рис. 7. Кривые SOA TIP35C/36C

      Приведенные выше данные взяты из технического описания Motorola для TIP35C/36C (25 А, 100 В, 125 Вт), и показана только версия «C», так как теперь трудно получить детали с более низким напряжением.Ниже 30 В ограничения основаны только на рассеиваемой мощности, поэтому при 10 В ограничение составляет 12,5 А (125 Вт), а при 30 В — 4,16 А (125 Вт). При любом напряжении коллектор-эмиттер более 30В вторичный пробой становится ограничивающим фактором, и горе тому разработчику, который его не учел. Более высокий ток допустим, если продолжительность перегрузки достаточно мала, поэтому вы можете получить до 1,75 А при продолжительности 300 мкс (87,5 Вт), но это нецелесообразно для блока питания.

      Как видите, при напряжении 50 В на транзисторе максимальный ток коллектора составляет всего 1 А (50 Вт против 50 Вт).125 Вт). Это предел вторичного пробоя — при температуре корпуса 25°C!  По мере повышения температуры пределы SOA снижаются, поэтому поддержание минимально возможной температуры радиатора, очевидно, имеет решающее значение. Устройства TIP35/36 рассчитаны на мощность 125 Вт, но этого можно достичь только при напряжении 30 В или менее V C-E и температуре корпуса 25°C. Это нормально, и вы увидите ту же тенденцию с любым BJT, который вы захотите изучить. Некоторые лучше других, но все ограничены физикой.

      Использование переключающих МОП-транзисторов в линейном режиме обычно считается плохой идеей (производителями), и хотя они не страдают от второго пробоя как такового, они имеют удивительно похожий режим отказа, вызванный локальным перегревом внутри кремниевого кристалла. . Попытка осветить это выходит за рамки данной статьи, но это вполне реальное явление, ставшее причиной гибели многих полевых МОП-транзисторов. Если вы посмотрите на подавляющее большинство спецификаций MOSFET, вы увидите кривые для различных периодов, таких как 10 мс, 1 мс и 100 мкс.Они не показывают работу в DC, потому что они плохо справляются с этим. Переключающие МОП-транзисторы предназначены для переключения!

      Конечно, нет веских причин, по которым вы не можете использовать боковых МОП-транзисторов — такие же, которые используются для аудиоусилителей, таких как усилитель мощности Project 101 MOSFET. Боковые МОП-транзисторы, такие как ECX10N16 (125 Вт, 160 В, 8 А), имеют гораздо большую SOA, чем биполярные транзисторы, и основным ограничением является просто рассеиваемая мощность. Например, если устройство имеет напряжение сток-исток 100 В, максимальный ток ограничен значением 1.25А, потому что они рассчитаны на 125Вт. Если напряжение 50 В, ток 2,5 А (также 125 Вт). Как правило, все номинальные мощности указаны для температуры корпуса 25°C. Боковые МОП-транзисторы намного дороже, чем биполярные транзисторы или переключающие МОП-транзисторы, и редко используются в регуляторах или предварительных регуляторах. Есть несколько полевых МОП-транзисторов (кроме боковых типов), которые предназначены для линейной работы, но их трудно найти, и, как правило, они очень дороги.


      Выводы

      Все в электронике оказывается компромиссом.Мы жертвуем шумом ради эффективности, и (во многих случаях) мы можем жертвовать эффективностью ради простоты конструкции. Единого «идеального» решения не существует, поэтому где-то всегда необходим компромисс. Простые методы, как правило, легко построить, но они неэффективны, и по мере того, как схема совершенствуется, она становится все более сложной. С современной конструкцией SMD (устройства для поверхностного монтажа) затраты на печатную плату минимальны или вообще отсутствуют, но конечный продукт может оказаться не поддающимся ремонту, если он забит крошечными деталями SMD.

      Лучший дизайн для любой конкретной цели не обязательно является самым эффективным или самым дорогим, и он может даже не требовать особенно хорошего регулирования. Лучший дизайн — это тот, который соответствует цели, а для DIY его легко построить и обслуживать, если это когда-либо понадобится. Высочайшая эффективность почти всегда означает наибольшую сложность, и это особенно верно для схем с переключаемыми режимами. Если вы намерены использовать расходный материал регулярно, он должен обеспечивать функции, которые вы считаете важными, и в идеале его можно модифицировать позже, чтобы внести улучшения, если они будут сочтены необходимыми.

      Настольный источник питания не нуждается в регулировке на 0,01%, потому что он неизменно используется с измерительными проводами, которые в любом случае ухудшат стабилизацию, даже если они имеют достаточный калибр для минимизации падения напряжения. Использование измерительных проводов, не влияющих на регулирование, означает, что вы должны использовать дистанционное измерение напряжения, поэтому вам потребуется пять проводов для двойного источника питания. За все годы, что я пользуюсь источниками питания, я буквально никогда не жалел, что у меня есть возможности дистанционного зондирования, потому что в большинстве случаев небольшое изменение напряжения не имеет значения.Другое дело, если вы выполняете особенно точные измерения, но в этом случае вам нужен источник питания, специально предназначенный для этой цели. DIY обычно не обеспечивает необходимой производительности без значительных усилий и затрат.

      Крупные производители могут потратить сотни (возможно, тысячи) часов на разработку расходных материалов, которые могут быть классифицированы как действительно «лабораторные», и у немногих людей есть время, ресурсы или деньги, чтобы потратить их на несколько прототипов, чтобы получить окончательный дизайн.Например, небольшой просчет при проектировании нестандартного силового трансформатора будет означать, что придется построить новый. Это может добавить значительное финансовое бремя, если вы создаете единый источник питания для собственного использования.

      Как и в статье, посвященной настольным блокам питания — купить или собрать?, здесь не ставится цель показать полную и/или протестированную и проверенную схему. Это набор идей, выбранных для демонстрации распространенных способов минимизации рассеивания энергии регулятора. Каждый из них был смоделирован (кроме версий с переключением режимов) и имеет свои преимущества и недостатки.Немалая проблема защиты регулятора, если напряжение установлено на максимальное значение, а измерительные выводы закорочены, не была решена с помощью какой-либо дополнительной схемы. Если регулятор имеет 3 клеммы (что маловероятно, учитывая напряжение и ток, предложенные во введении), он должен быть «автоматическим», но для дискретного регулятора необходимо рассмотреть некоторую форму мгновенного ограничения рассеяния.

      Настольные источники питания

      не являются тривиальными, и требования к защите становятся весьма обременительными для источника питания, который может обеспечивать высокое напряжение и силу тока.Поскольку сегодня для большинства (или, по крайней мере, очень многих) приложений требуется двойное питание, все удваивается. Я считаю, что источник питания, который может выдавать до ± 25 В при токе 2 А или около того, является разумным пределом для самодельного источника питания. Все, что больше, становится очень дорогим в строительстве, и его гораздо сложнее защитить от несчастных случаев или неправильного использования (намеренного или иного).

      Многие схемы предварительного регулятора полагаются на отдельный «всегда включенный» источник питания для питания схемы управления (всегда включенный при включении источника питания, а не 24 часа в сутки, 7 дней в неделю).Хотя требуемый ток обычно довольно низок, это увеличивает общую сложность схемы и ухудшает ситуацию с двойным питанием. Кроме того, для цифровых счетчиков могут потребоваться отдельные плавающие источники питания, и, хотя они недороги, они также усложняют сборку и конечную стоимость. Некоторым людям все равно, и они просто хотят создать наилучшее предложение, которое соответствует их потребностям. Если это ваша цель, то выбирайте с умом и будьте готовы создать несколько прототипов, прежде чем вы получите все правильно.


      Каталожные номера

      Наиболее полезная ссылка показана ниже вместе со статьей ESP. Схема HP представляет собой передовую конструкцию (для своего времени) и использует переключение ответвлений для получения 0–50 В при выходном токе 0–10 А. В Сети есть бесчисленное множество схем, некоторые из которых являются прекрасными примерами того, что делает , а не , в то время как другие интересны (для некоторых они должны быть в кавычках). В противном случае других ссылок немного, потому что имеющаяся информация была либо слишком сложной для рассмотрения, либо содержала проблемы, из-за которых ссылка была бы менее чем полезной.Ссылки на использование МОП-транзисторов в линейном режиме заслуживают внимания только ради интереса, поскольку многие люди не знают о возможных проблемах.

      1. Универсальный блок питания компактных размеров — Hewlett Packard Journal, июнь 1977 г.
      2. Настольные блоки питания — купить или собрать? (ESP)
      3. Руководство по импульсным источникам питания (ESP)
      4. Как и когда взрываются МОП-транзисторы / — Силовая электроника
      5. МОП-транзисторы, выдерживающие нагрузку при работе в линейном режиме — Силовая электроника (не очень полезно, так как отсутствуют все схемы)

      Основной индекс Указатель статей
      Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2019. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта.

      0 comments on “Регулятор мощности на тиристоре своими руками: Ошибка 404 — документ не найден

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.