|
|
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура 
11.2016
11.2016
8В. 22А. Давид Девдариани 4L1DA 
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
Геннадий Бандура 
11.2016
11.2016
11.2016
11.2016
2016
11.2016
11.2016
11.2016Радиоконструктор 009, симисторный регулятор мощности 1 КВт,
Описание Радиоконструктор 009, симисторный регулятор мощности 1 КВт,
Радиоконструктор 009 Симисторный регулятор мощности 1 КВт. Симисторный регулятор мощности (до 1 киловатт). В состав входит печатная плата, симистор, радиатор охлаждения симистора, регулятор (переменный резистор) необходимый набор радиодеталей, монтажный провод, схема и описание. Позволяет изменять потребляемую мощность нагревательными приборами (паяльник, обогреватель, эл. плита), регулировать обороты дрели, перфоратора, регулировать напряжение на выходе !!!трансформатора.Начинающим Регулятор мощности на симисторе. (009)
В радиолюбительской практике часто случается, что паяльник на 40 Ватт сильно нагревается, а на 25 Ватт не хватает мощности или необходимо уменьшить мощность нагревательного прибора, изменить яркость свечения лампы накаливания, снизить обороты коллекторного двигателя, электрической дрели, подключить к сети напряжением 220 вольт нагрузку, рассчитанную на напряжение 110 вольт, уменьшить напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Тогда на помощь придёт симисторный регулятор мощности. Принцип его работы основан на изменении времени открытого состояния (фазово-импульсном управлении) симистора (симистор — это двунаправленный тиристор или «триак»). Это можно увидеть и понять, сравнив графики рис.1 полного периода сетевого напряжения на входе (верхний график) симистора и на выходе (нижний график). В определённый момент происходит отсечка симистором каждой полуволны сетевого напряжения и в результате в нагрузку поступает только часть мощности. Принципиальная схема регулятора мощности с фазово-импульсным управлением показана на рис. 2. Он собран по классической схеме на симметричном динисторе DB3 на 32V (VD3) и симисторе ТС106-10-4 (отечественного производства 10 ампер 400 вольт) или импортных аналогах ВТ136-600, ВТ134-600 (4А, 600В), ВТ137-600 (8А, 600В), ВТ138-600 (12А, 600В), ВТ139-600, ВТА16-600 (16А, 600В) (VD4). При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается током, протекающим через резисторы R2, R3. Когда напряжение на нем достигает 32 В, динистор открывается и конденсатор С1 быстро разряжается через резистор R4, динистор VD3 и управляющий электрод симистора. Таким образом, происходит управление симистором: когда напряжение на условном аноде симистора (верхний по схеме вывод) положительное, управляющий импульс тоже положительный, а при отрицательном напряжении — отрицательной полярности. Значение мощности в нагрузке, зависит от того, как долго симистор будет включен в течение каждого полупериода сетевого напряжения. Момент включения симистора определяется пороговым напряжением динистора и постоянной времени (R2 + R3), C1. Чем больше сопротивление переменного резистора R2, тем длительнее промежуток времени, в течение которого симистор находится в закрытом состоянии, тем меньше мощность в нагрузке. Схема обеспечивает практически полный диапазон регулирования выходной мощности — от 0 до 99 %. При подключении переменного резистора R2, необходимо учесть то, что увеличение выходной мощности происходит с уменьшением сопротивления переменного резистора. Цепь, образованная диодами VD1, VD2 и резистором R1, обеспечивает плавность регулировки при минимальной выходной мощности. Без нее характеристика управления регулятором имеет гистерезис. Например, яркость лампы накаливания, используемой в качестве нагрузки, при увеличении выходной мощности изменяется скачком от нуля до 3…5% от максимальной яркости. Суть этого явления заключается в следующем: при большом сопротивлении резистора R2, когда напряжение на конденсаторе С1 не превышает 30 В, динистор не открывается в течение всего полупериода сетевого напряжения и выходная мощность равна нулю. При этом к моменту перехода сетевого напряжения через «ноль» напряжение на конденсаторе имеет нулевое значение и в следующем полупериоде значительную часть времени конденсатор разряжается. Если сопротивление резистора R2 уменьшать, то после того, как напряжение на конденсаторе начнет превышать порог срабатывания динистора, конденсатор будет разряжен в конце полупериода и в следующем полупериоде сразу же начнет заряжаться, поэтому в новом полупериоде динистор откроется раньше. Диодно-резисторная цепочка разряжает конденсатор при переходе сетевого напряжения от отрицательной к положительной полуволне и тем самым устраняет эффект скачкообразного начального увеличения мощности в нагрузке. Резистор R4 ограничивает максимальный ток через динистор примерно до 0,1 А и замедляет процесс разрядки конденсатора С1. Тем самым обеспечивается относительно большая длительность импульса, достаточная для надежного запуска симистора VD4 даже при значительной индуктивной составляющей нагрузки. При указанных на схеме номиналах резистора R4 и конденсатора С1 длительность импульса управления равна 130 мкс. Значительную часть этого времени через управляющий электрод симистора протекает ток, достаточный для открывания симистора.
Симметричный динистор 32V (VD3) обеспечивает одинаковость угла открывания симистора в обеих полуволнах сетевого напряжения. Следовательно, описываемый регулятор не будет выпрямлять сетевое напряжение, поэтому во многих случаях может быть применен даже для управления нагрузкой, подключенной к нему через трансформатор. Падение напряжения на симисторе VS1 равно примерно 2 В, поэтому при нагрузке мощностью более 100 Вт симистор необходимо установить на соответствующий теплоотвод (радиатор). Максимальная мощность нагрузки не должна превышать возможности симистора (4 А = 800 Вт, 8 А = 1600 Вт, 10 А = 2 КВт, 12 А = 2,4 КВт, 16 А = 3,2 КВт, 40 А = 8 КВт).
При включении схемы в сеть 220 вольт необходимо строго соблюдать правила техники безопасности! Все элементы схемы находятся под смертельно опасным напряжением! Категорически запрещается касаться любыми частями тела элементов схемы. При установке радиатора симистора, необходимо между симистором и радиатором установить изолирующую теплопроводящую прокладку, а на крепящий винт (саморез) одеть фторопластовую изолирующую втулку и плотно прижать симистор к радиатору. Не смотря на то, что вал переменного резистора гальванически не связан с его выводами, обязательно на вал необходимо установить пластиковую изолирующую ручку, так как при поломке подвижного контакта резистора не исключается возможность электрического контакта вала с выводами резистора.
Настоящая схема имеет недостаток – при работе симистора в режиме отсечки, на его выходах появляются помехи. Если эти помехи оказывают влияние на другую аппаратуру, необходимо установить в схему помехоподавляющую цепочку R2, C6 (в комплект набора входят, но изначально в схему не устанавливаются). Если этой цепочки будет недостаточно, необходимо включать схему в сеть через сетевой фильтр (рис. 5). Этот фильтр можно взять из неисправного блока питания компьютера, использовав дроссель, состоящий из двух одновременно (бифилярно) намотанных обмоток на ферритовом кольце и параллельно подключенного конденсатора с рабочим напряжением не менее 400 вольт. На рис. 3 показаны три возможных вида маркировки выводов симистора (все они аналогичны). На отечественном ТС106-10 выбито наверху справа и слева от крепёжного отверстия, «старая маркировка»: К – катод, А – анод, У.Э.- управляющий электрод, новая: А1 – первый анод, А2 – второй анод, У – управляющий электрод.
Комплектация выбирается перед тем как положить набор в корзину.
|
ПАКЕТ: Содержание набора 009 1. Симистор ВТ137 (8А), 7. Пластиковая ручка для переменного резистора, 8. Монтажный провод, . |
КОРОБКА: Содержание набора 009 1. Симистор ВТ138 (12А), 2. Печатная плата, 3. Диоды 1N4007 (2 шт.), 4. Динистор DB3, 5. Резисторы: R1 – 100 кОм (Кч/Ч/Ж), R2 – 100 кОм (переменный), R3 – 1 кОм (Кч/Ч/Кр), R4 – 270 Ом (Кр/Ф/Кч), R5 – 1,5 кОм Кч/Зел/Кр), R6 – 100 Ом (Кч/Ч/Кч). 6. Конденсаторы: С1 – 0,47 мкФ (не менее 250 В), С2 – 0,068мкФ (Uраб. не менее 400 В), 7. Пластиковая ручка для переменного резистора, 8. Радиатор для симистора, 9. Изолирующая прокладка и втулка, 10. Винт М3 (гайка М3 отдельно или в радиаторе), 12. Схема и описание. |
ВЫПУСК 009.
Регулятор мощности симисторный 220 В, 2 КВт.
1. Симистор ВТ138-600,
2. Печатная плата,
3. Диод 1N4007 (2 шт.),
4. Динистор DB3,
5. Набор постоянных резисторов,
6. Переменный резистор с ручкой,
7. Конденсаторы,
8. Радиатор для симистора,
9. Винт, гайка М3,
10. Теплопроводящая изолирующая прокладка,
11. Фторопластовая изолирующая втулка,
12. Монтажный провод,
13. Схема и описание,
14. Контейнер с деталями схемы.
Регулятор мощности на симисторе — d.lab
Несложный регулятор мощности на симисторе — схема, печатные платы, немного ностальгии.
Свой первый регулятор мощности я собрал 15 лет назад, совершенно не вникая в устройство и принцип действия. Тогда он использовался для регулировки напряжения на первичной обмотке трансформатора мощного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. Особенность «того» регулятора была в использовании тиристора типа КУ202Н и хитрого транзистора с двумя базами КТ117Б:
Такой регулятор прекрасно подходил для регулировки тока ЗУ, но не для чего более. Кроме того транзисторы КТ117 на тот момент уже лет 20 не выпускались и все, что было в моем распоряжении — «остатки роскоши» Советского прошлого предприятия, на котором я начинал свою трудовую карьеру. Да и необходимости особой в таких регуляторах не было, потому схема была благополучно забыта лет на 10.
Некоторое время назад (лет 5), по настоятельной просьбе некоторых товарищей, пришлось вернуться к вопросу регулировки мощности устройств подключаемых к сети 220В. Необходимо было регулировать частоту вращения электродвигателя насоса, мощность электроотопителя инкубатора и просто яркость лампы накаливания. Кроме того, нужна была регулировка мощности от 0 до 100%. Поэтому новая «партия» регуляторов была сделана на симисторе и современных компонентах:
Кратко об особенностях схемы:
- Работоспособность схемы проверена неоднократно, схема отлично повторяется.
- Номиналы деталей на схеме могут отличаться от указанных в широких пределах.
- На печатной плате предусмотрены дополнительные контактные площадки под детали разных размеров.
- Фазировка подключения питания и нагрузки значения не имеет.
Совет:
- Мощность симистора следует выбирать заведомо больше мощности нагрузки минимум в 2 раза, а лучше в 4. Так, например, симистор BTA16-800 по «букварю» должен выдерживать ток до 16А (х 220В = 3.5кВт), а на практике он «испускает дух» уже при 2кВт-ах, не успев даже нагреться.
- Следует соблюдать правильную цоколевку симистора при разработке собственной печатной платы. Об этом не идет речи ни в одном учебнике, но для симистора это важно — иначе регулятор просто не будет работать.
Есть три варианта печатной платы. С сдвоенным переменным резистором:
С одинарным переменным резистором:
С подстроечным резистором:
Скачать архив с схемой в формате sPlan 7.0, печатными платами в Sprint-Layout 6.0 и букварем на симисторы серии BT и BTA в PDF на английском.
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.
Как работает симисторный регулятор мощности
Полупроводниковый прибор, имеющий 5 p-n переходов и способный пропускать ток в прямом и обратном направлениях, называется симистором. Из-за неспособности работы на высоких частотах переменного тока, высокой чувствительности к электромагнитным помехам и значительного тепловыделения при коммутации больших нагрузок, в настоящее время широкого применения в мощных промышленных установках они не имеют.
Сегодня схемы на симисторах можно найти во многих бытовых приборах от фена до пылесоса, ручном электроинструменте и электронагревательных устройствах – там, где требуется плавная регулировка мощности.
Принцип работы
Регулятор мощности на симисторе работает подобно электронному ключу, периодически открываясь и закрываясь, с частотой, заданной схемой управления. При отпирании симистор пропускает часть полуволны сетевого напряжения, а значит потребитель получает только часть номинальной мощности.
Делаем своими руками
На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком велик. И, хотя цены на такие устройства невелики, зачастую они не отвечают требованиям потребителя. По этой причине рассмотрим несколько основных схем регуляторов, их назначение и используемую элементную базу.
Схема прибора
Простейший вариант схемы, рассчитанный для работы на любую нагрузку. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления фазово-импульсный.
Основные компоненты:
- симистор VD4, 10 А, 400 В;
- динистор VD3, порог открывания 32 В;
- потенциометр R2.
Ток, протекающий через потенциометр R2 и сопротивление R3, каждой полуволной заряжает конденсатор С1. Когда на обкладках конденсатора напряжение достигнет 32 В, произойдёт открытие динистора VD3 и С1 начнёт разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который откроется для прохождения тока на нагрузку.
Длительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (величина постоянная) и сопротивлением R2. Мощность в нагрузке прямо пропорциональна величине сопротивления потенциометра R2.
Дополнительная цепь из диодов VD1 и VD2 и сопротивления R1 является необязательной и служит для обеспечения плавности и точности регулировки выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, выполняет резистор R4. Этим достигается необходимая для открытия VD4 длительность импульса. Предохранитель Пр.1 защищает схему от токов короткого замыкания.
Подбирать симисторы следует по величине нагрузке, исходя из расчёта 1 А = 200 Вт.
Используемые элементы:
- Динистор DB3;
- Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600 или другие, требуемого номинала по току 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).
Отметим, что схема является наиболее распространённой, с небольшими вариациями. Например, динистор может быть заменён на диодный мост или может быть установлена помехоподавляющая RC цепочка параллельно симистору.
Более современной является схема с управлением симистора от микроконтроллера – PIC, AVR или другие. Такая схема обеспечивает более точную регулировку напряжения и тока в цепи нагрузки, но является и более сложной в реализации.
Схема симисторного регулятора мощности
Сборка
Сборку регулятора мощности необходимо производить в следующей последовательности:
- Определить параметры прибора, на который 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.
- Выбрать тип устройства (аналоговый или цифровой), произвести подбор элементов по мощности нагрузки. Можно проверить своё решение в одной из программ для моделирования электрических цепей – Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой на ваш выбор.
- Рассчитать тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (около 2 В) умножить на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения в открытом состоянии и номинальный пропускаемый ток указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Подобрать по рассчитанной мощности радиатор.
- Закупить необходимые электронные компоненты, радиатор и печатную плату.
- Произвести разводку контактных дорожек на плате и подготовить площадки для установки элементов. Предусмотреть крепление на плате для симистора и радиатора.
- Установить элементы на плату при помощи пайки. Если нет возможности подготовить печатную плату, то можно использовать для соединения компонентов навесной монтаж, используя короткие провода. При сборке особое внимание уделить полярности подключения диодов и симистора. Если на них нет маркировки выводов, то прозвонить их при помощи цифрового мультиметра или «аркашки».
- Проверить собранную схему мультиметром в режиме сопротивления. Полученное изделие должно соответствовать изначальному проекту.
- Надёжно закрепить симистор на радиатор. Между симистором и радиатором не забыть проложить изолирующую теплопередающую прокладку. Скрепляющий винт надёжно заизолировать.
- Поместить собранную схему в пластиковый корпус.
- Вспомнить о том, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
- Выкрутить потенциометр на минимум и произвести пробное включение. Измерить напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра следить за изменением напряжения на выходе.
- Если результат устраивает, то можно подключать нагрузку к выходу регулятора. В противном случае необходимо произвести регулировки мощности.
Симисторный радиатор мощности
Регулировка мощности
За регулировку мощности отвечает потенциометр, через который заряжается конденсатор и разрядная цепь конденсатора. При неудовлетворительных параметрах выходной мощности следует подбирать номинал сопротивления в разрядной цепи и, при малом диапазоне регулировки мощности, номинал потенциометра.
Практически в любом радиоэлектронном устройстве в большинстве случаев присутствует регулировка по мощности. За примерами далеко ходить не надо: это электроплиты, кипятильники, паяльные станции, различные регуляторы вращения двигателей в устройствах.
Способов, по которым можно собрать регулятор напряжения своими руками 220 В, в Сети полно. В большинстве случаев это схемы на симисторах или тиристорах. Тиристор, в отличие от симистора, более распространённый радиоэлемент, и схемы на его основе встречаются гораздо чаще. Разберём разные варианты исполнения, основанные на обоих полупроводниковых элементах.
Регулятор мощности на симисторе
Симистор, по большому счету, – это частный случай тиристора, пропускающий ток в обе стороны, при условии, что он выше тока удержания. Один из его недостатков – это плохая работа на высоких частотах. Поэтому его часто используют в низкочастотных сетях. Для построения регулятора мощности на основе обычной сети 220 В, 50 Гц он вполне подходит.
Регулятор напряжения на симисторе используется в обычных бытовых приборах, где нужна регулировка. Схема регулятора мощности на симисторе выглядит следующим образом.
- Пр. 1 – предохранитель (выбирается в зависимости от требуемой мощности).
- R3 – токоограничительный резистор – служит для того чтобы при нулевом сопротивлении потенциометра остальные элементы не выгорели.
- R2 – потенциометр, подстроечный резистор, которым и осуществляется регулировка.
- C1 – основной конденсатор, заряд которого до определённого уровня отпирает динистор, вместе с R2 и R3 образует RC-цепь
- VD3 – динистор, открытие которого управляет симистором.
- VD4 – симистор – главный элемент, производящий коммутацию и, соответственно, регулировку.
Основная работа возложена на динистор и симистор. Сетевое напряжение подаётся на RC-цепочку, в которой установлен потенциометр, им в итоге и регулируется мощность. Производя регулировку сопротивления, мы меняем время зарядки конденсатора и тем самым порог включения динистора, который, в свою очередь, включает симистор. Демпферная RC-цепь, подключённая параллельно симистору, служит для сглаживания помех на выходе, а также при реактивной нагрузке (двигатель или индуктивность) предохраняет симистор от скачков высокого обратного напряжения.
Симистор включается, когда ток, проходящий через динистор, превышает ток удержания (справочный параметр). Отключается, соответственно, когда ток становится меньше тока удержания. Проводимость в обе стороны позволяет настроить более плавную регулировку, чем это возможно, например, на одном тиристоре, при этом используется минимум элементов.
Осциллограмма регулировки мощности представлена ниже. Из неё видно, что после включения симистора оставшаяся полуволна поступает на нагрузку и при достижении 0, когда ток удержания уменьшается до такой степени, что симистор отключается. Во втором «отрицательном» полупериоде происходит тот же процесс, т. к. симистор обладает проводимостью в обе стороны.
Напряжение на тиристоре
Для начала разберёмся, чем отличается тиристор от симистора. Тиристор содержит в себе 3 p-n перехода, а симистор – 5 p-n переходов. Не углубляясь в детали, если говорить простым языком, симистор обладает проводимостью в обоих направлениях, а тиристор – только в одном. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Из графики это хорошо видно.
Принцип работы абсолютно такой же. На чём и построена регулировка по мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько схем регулятора на тиристорах. Первая простейшая схема, которая в основе повторяет схему на симисторе, описанную выше. Вторая и третья – с применением логики, схемы, которые более качественно гасят помехи, создаваемые в сети переключением тиристоров.
Простая схема
Простая схема фазового регулирования на тиристоре представлена ниже.
Единственное её отличие от схемы на симисторе – это то, что регулировка происходит только положительной полуволны сетевого напряжения. Времязадающая RC-цепь путём регулирования величины сопротивления потенциометра регулирует величину отпирания, тем самым задавая выходную мощность, поступающую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит следующим образом.
Из осциллограммы видно, что регулировка мощности идёт путём ограничения напряжения поступающего на нагрузку. Образно говоря, регулировка заключается в ограничении поступления сетевого напряжения на выход. Регулируя время заряда конденсатора путём изменения переменного сопротивления (потенциометра). Чем выше сопротивление, тем дольше происходит заряд конденсатора и тем меньше мощности будет передано на нагрузку. Физика процесса подробно описана в предыдущей схеме. В этом случае она ничем особым не отличается.
С генератором на основе логики
Второй вариант более сложный. В связи с тем, что процессы коммутации на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это плохо влияет на элементы, установленные на нагрузке. Особенно если на нагрузке находится сложный прибор с тонкими настройками и большим количеством микросхем.
Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдёт для активных нагрузок, например, паяльник или любые устройства нагрева. На входе стоит выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Обратите внимание, что при такой схеме для питания микросхем понадобиться дополнительный источник постоянного напряжения +9 В. Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть следующим образом.
Обе полуволны теперь будут положительными из-за влияния выпрямительного моста. Если для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие разно полярных сигналов предпочтительно, то для активных – положительное значение мощности крайне важно. Отключение тиристора происходит также при приближении полуволны к нулю ток удержания подаёт до определённого значения и тиристор запирается.
На основе транзистора КТ117
Наличие дополнительного источника постоянного напряжение может вызвать затруднения, если его нет, и вовсе придётся городить дополнительную схему. Если дополнительного источника у вас нет, то можно воспользоваться следующей схемой, в ней генератор сигналов на управляющий вывод тиристора собран на обычном транзисторе. Есть схемы на основе генераторов, построенных на комплементарных парах, но они более сложные, и здесь мы их рассматривать не будем.
В данной схеме генератор построен на двухбазовом транзисторе КТ117, который при таком применении будет генерировать управляющие импульсы с периодичностью, задаваемой подстроечным резистором R6. На схеме ещё реализована система индикации на базе светодиода HL1.
- VD1-VD4 – диодный мост, выпрямляющий обе полуволны и позволяющий выполнять более плавную регулировку мощности.
- EL1 – лампа накаливания – представлена вроде нагрузки, но может быть любой другой прибор.
- FU1 – предохранитель, в этом случае стоит на 10 А.
- R3, R4 – токоограничительные резисторы – нужны, чтобы не сжечь схему управления.
- VD5, VD6 – стабилитроны – выполняют роль стабилизации напряжения определённого уровня на эмиттере транзистора.
- VT1 – транзистор КТ117 – установлен должен быть именно с таким расположение базы №1 и базы №2, иначе схема будет не работоспособна.
- R6 – подстроечный резистор, определяющий момент, когда поступает импульс на управляющий вывод тиристора.
- VS1 – тиристор – элемент, обеспечивающий коммутацию.
- С2 – времязадающий конденсатор, определяющий период появления управляющего сигнала.
Остальные элементы играют незначительную роль и в основном служат для токоограничения и сглаживания импульсов. HL1 обеспечивает индикацию и сигнализирует только о том, что прибор подключён к сети и находится под напряжением.
Регуляторы мощности получили широкое применение в повседневной жизни. Их использование очень разнообразное: от регулирования величины яркости освещения до управления оборотами различных двигателей, с их помощью можно выставлять требуемую температуру различных нагревательных приборов. Таким образом, регулировать мощность можно для нагрузки любого вида как реактивной, так и активной.
Регулятор мощности представляет собой определённую электронную схему, с помощью которой можно контролировать значение энергии, подводимой к нагрузке.
Виды и характеристики регуляторов
Устройства, предназначенные для управления значениями мощности, разделяют по способу регулировки:
- тиристорные;
- симисторные;
- фазовые (диммер).
По виду выходного сигнала:
- стабилизированные;
- не стабилизированные.
Регулировка осуществляется при питании как от постоянного, так и переменного напряжения. Управлять можно величиной напряжения или тока.
По своему виду расположения регуляторы могут быть портативными и стационарными, устанавливаться в любом положении: вертикальном, потолочном, горизонтальном, крепиться на специальную дин рейку или встраиваться. Конструктивно выполняются как на специализированных печатных платах, так и с помощью навесного монтажа.
Основными характеристиками, на которые следует обращать внимание, являются следующие параметры:
- плавность регулировки;
- рабочая и пиковая подводимая мощность;
- диапазон входного рабочего напряжения;
- диапазон задания напряжения, поступающего на нагрузку;
- условия эксплуатации.
Тиристорный регулятор мощности
Схема и принцип работы такого устройства не отличается особой сложностью. Основное назначение тиристорного преобразователя — управление устройствами с малой мощностью, но в редких случаях и большой. В основе работы лежит использование задержки включения тиристорного ключа на полупериоде переменного тока. Главным компонентом такой схемы является тиристор, работающий в режиме ключа. При появлении разности потенциалов на управляющем контакте он открывается. Чем больше задержка при включении, тем меньше мощности поступает в нагрузку.
Простейшая схема, кроме тиристора, содержит два биполярных транзистора, два резистора, задающих рабочую точку, и конденсатор. Транзисторы, работая в режиме ключа, формируют управляющий сигнал. Как только разность потенциалов на конденсаторе достигает значения, равному рабочему, то транзисторы открываются, и подаётся сигнал на управляющий контакт. Конденсатор начинает разряжаться до следующего полупериода.
Преимущества этого типа регулятора в том, что он не требует настройки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом используется как активная, так и пассивная система охлаждения.
Применяется тиристорный регулятор для управления мощностью бытовых (паяльники, электронагреватели, лампы накаливания ) и производственных приборов (плавный запуск мощных силовых установок). Агрегат может быть однофазным и трёхфазным.
Изготовление устройства самостоятельно
Если есть необходимость использовать тиристорный регулятор мощности, можно своими руками сделать прибор неплохого качества. Для этого нужно в специализированной точке продаж приобрести набор, содержащий подробную схему с описанием принципа сборки и работы. Или можно использовать любую схему из интернета или литературы и спаять устройство самостоятельно.
В качестве тиристоров можно использовать любой тип, например, отечественный КУ202Н или импортный bt151, в зависимости от необходимой мощности. Кроме тиристора, значение последней будет также зависеть от параметров диодного моста, применяемого в схеме. Регулировка мощности осуществляется с помощью переменного резистора. Если нет возможности или желания изготовить печатную плату, можно собрать прибор с помощью навесного монтажа. При этом необходимо тщательно заизолировать все места соединений во избежание короткого замыкания.
Симисторный регулятор мощности
Симистор является полупроводниковым элементом, предназначенным для использования в цепях переменного тока. Отличительной чертой прибора является то, что его выводы не имеют разделения на анод и катод. В отличие от тиристора, проводящего ток только в одну сторону, симистор проводит ток в обоих направлениях. Именно из-за этой способности симистор и применяется в сетях переменного тока.
Мощность регулируется в этом случае путём изменения количества полупериодов напряжения, которые действуют на нагрузку. Главное отличие от тиристорных схем в том, что здесь не используется выпрямительное устройство. Работа схемы основана на принципе фазного управления, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль.
Этот прибор используется для управления нагревательными элементами, лампами накаливания, оборотами двигателя. Сигнал на выходе устройства имеет пилообразную форму с управляемой длительностью импульса.
Самостоятельное изготовление прибора даже проще, чем изготовление тиристорного регулятора. Широкую популярность получили симисторы средней мощности типа BT137−600E или MAC97A6. Схема регулятора мощности на симисторе с использованием этих элементов отличается простотой изготовления.
Фазовый регулятор
Фазовое регулирование используется для плавного запуска двигателей различного типа или управления током при заряде аккумулятора. Один из видов таких приборов является диммер.
Основа работы лежит в изменении угла открытия ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку поступают сигналы с отрезанной начальной частью полупериода, снижается действующая величина напряжения.
Достоинство такого типа регулирования — низкая стоимость ввиду применения недорогих радиодеталей. А вот основной недостаток — значимый коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.
Нередко в конструкции такого вида регуляторов используются микросхемы низкочастотного типа. Благодаря этому регулятор способен быстро изменять мощность. Фазовые регуляторы редко стабилизируют с помощью стабилитронов, обычно роль стабилизатора выполняют попарно работающие тиристоры.
Регулятор мощности для паяльника своими руками
Рассмотрим пример изготовления регулятора тока своими руками. Например, будем регулировать мощность паяльника. Регулирование в таком устройстве позволяет не перегревать место пайки и способно защищать жало паяльника от выгорания.
Такого типа устройства выпускаются достаточно давно. Одним из видов его был отечественный прибор, носящий название «Добавочное устройство для электропаяльника типа П223». Он позволял использовать низковольтный паяльник напряжением 36 вольт, питаемый от сети 220 В.
Регулятор на симисторе КУ208Г
Схема прибора довольно интересная и простая в реализации. Отличительной её особенностью является использование неоновой лампочки.
Конденсатор, величиной порядка 0,1 мкФ, предназначен для генерации пилообразного импульса и защиты схемы управления от помех. Резисторы применяются для ограничения тока, а с помощью переменного резистора ток регулируется, его величина составляет около 220 кОм. Неоновая лампочка позволяет выполнять линейное управление и одновременно является индикатором. По интенсивности её яркости можно контролировать регулировку.
Недостатком такой схемы будет слабая информированность о мощности паяльника. Для наглядного отображения значений выставленного значения, при достаточном уровне радиоподготовки, можно применить микроконтроллер, например, pic16f628a. На нем также возможно будет выполнить электронную регулировку мощности, отказавшись от переменного резистора.
Регулировка на интегральном стабилизаторе
Ещё одним способом управления мощностью является применение интегральных стабилизаторов. Используя такое устройство, очень легко изготовить диммер для 12 вольтового регулятора напряжения. Такое устройство простое в сборке и обладает встроенной защитой, может использоваться как для подключения паяльника на 12 В, так и светодиодной ленты. Обычно переменный резистор подключается к входу управляющего электрода микросхемы. Недостаток — сильный нагрев стабилизирующей микросхемы.
Переменное напряжение сети 220 В понижается через трансформатор до 16−18 вольт. Далее через диодный мост и сглаживающий конденсатор выпрямленное значение поступает на вход линейного стабилизатора. С помощью переменного резистора посредством изменения рабочей характеристики микросхемы выставляется требуемое напряжение на выходе. Такое напряжение будет стабилизированным и для нашего случая составит 12 вольт.
При самостоятельном изготовлении приборов соблюдайте осторожность и помните про технику безопасности при работе с сетью переменного тока 220 В. Как правило, верно выполненный регулятор из исправных деталей не требует настройки и сразу начинает работать.
Схемы бытовых регуляторов, самодельные устройства (Страница 2)
Стабильный регулятор мощности паяльника на 36В
Предлагаемая конструкция регулятора мощности обеспечивает плавное регулирование в пределах от 50 до 100% мощности низковольтного электропаяльника. В отличие от фазового регулятора К1182ПМ1 данная схема имеет гораздо более стабильные параметры и не чувствительна к наводкам, а по стоимости деталей …
4 3450 0
Схема регулятора частоты вращения для электродрели 220ВМногие электродрели, особенно старых выпусков, не имеют регулятора частоты вращения (РЧВ), что является не только неудобством в эксплуатации электроинструмента, но и приводит к травматизму. РЧВ можно собрать по несложной схеме и снабдить им старенькую дрель. А если вышел из строя РЧВ (штатный) …
2 5216 0
Регулятор мощности на симисторе ТС132-63 (220В)Устройство предназначено для регулирования мощности, подводимой к активной нагрузке (лампам накаливания, нагревательным приборам) от сети переменного тока 220 В.Пределы регулирования от 0 до почти 220 В. Максимальная мощность нагрузки 5,5 кВт при использовании симистора ТС142-63-6, установленного …
2 4319 0
Регулятор для плавного управления вентилятором отопленияПростая приставка для управления скоростью вращения шумного вентилятора, построена на микросхеме К561ЛЕ5. У автомобилей ВАЗ очень шумные печки. Даже при установке ручки скорости вентилятора отопителя в минимальное положение печка шумит как пылесос. Но если скорость еще немного уменьшить противный …
0 2689 2
Регулятор мощности — прерыватель питания нагрузки (К176ИЕ5, К176ИЕ8, К176ЛЕ10)Принципиальная схема самодельного регулятора мощности, процентного соотношения времени выключенного и включенного состояния. Обычный регулятор мощности либо включает нагрузку на часть синусоидыпеременного напряжения, либо регулирует мощность путем пропуска нескольких волн сетевого напряжения …
1 4308 0
Схема фазового регулятора мощности для нагрузки 220В (КУ221Г)Принципиальная схема фазового регулятора мощности для нагрузки с питанием от 220В, который выполнен с применением тиристоров КУ221. В цветных телевизорах УПИМЦТ отечественного производства, отрицательно знаменитых качеством узлов строчной развёртки, в модуле БР-13 применялись высоковольтные …
1 5061 0
Малогабаритный регулятор напряжения на симистореВыпускаемые в настоящее время микросхемы тринисторных и симисторных фазоимпульсных регуляторов действующего значения напряжения позволяют создавать компактные и удобные устройства. Наиболее предпочтительны для этих целей симисторные микросхемы, поскольку диодный мост в тринисторных регуляторах …
0 3350 0
Регулятор температуры для управления нагревателем и охладителем (LM393)Принципиальная схема автоматического устройства для контроля за температурой, которое управляет нагревателем и охладителем. Обычно, термостат поддерживает температуру, управляя нагревателем. Приснижении температуры его включает, при повышении — выключает. А стабилизация температуры происходит …
0 5423 0
Фазовый регулятор мощности PR-1500 (1500Ватт)В последнее время в магазинах радиотоваров появилась в продаже микросхема фазового регулятора мощности PR-1500, который предназначен для применения в бытовых электроприборах и осуществляет плавное регулирование напряжения в цепи нагрузки с номинальной мощностью до 1500 Вт.
1 5733 0
Датчик воды для дачиЭта простая схема поможет сберечь ваш загородный дом от затопления. Датчик Z1 соединяется с электрической схемой проводами длиной до 2 м (длиннее нежелательно, так как наведенное в проводах переменное электричество может отрицательно влиять на работу транзисторного…
0 3107 0
Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:
| В радиолюбительской аппаратуре можно найти немало описаний различных регуляторов мощности и автоматических устройств, использующих в качестве выходного мощного ключа тринистор. Тринистор в цепи переменного тока неудобен тем, что требует питания через выпрямительный мост, и при большой мощности диоды моста должны быть установлены на радиаторы. Более удобен симистор. Симистор, как и тристор, имеет три электрода. Его основное отличие — возможность коммутации переменного тока. Ток через симистор может протекать в любом направлении — как от анода к катоду (как в тринисторе), так и в противоположную сторону. Симисторы серии КУ208 при положительном напряжении на аноде могут включаться импульсами любой полярности, подаваемыми на управляющий электрод относительно катода, а при отрицательном напряжении на аноде — импульсами только отрицательной полярности. Диоды VD1-VD2, стабилитрон VD3, конденсаторы С1-С3 и резистор R1 образуют источник питания устройства напряжением около 10 В (при максимальном выходном токе 18…20 мА). Оригинальным является формирователь импульсов частотой 100 Гц, выполненный на транзисторах VT1, VT2 и резисторах R2-R4. При положительном полупериоде транзистор VT1, включенный по схеме с общим эмиттером, открыт и насыщен — напряжение на его коллекторе близко к эмиттерному (транзистор VT2 закрыт). При отрицательном полупериоде закрыт транзистор VT1, но открыт и насыщен транзистор VT2, включенный по схеме с общей базой, и напряжение на его коллекторе имеет тот же знак и амплитуду.
Конденсатор К73-16 (С1) можно заменить на любой металлопленочный емкостью 0,33…0,68 мкФ на номинальное напряжение не менее 250 В или на бумажный или металлобумажный такой же емкости на номинальное напряжение не менее 400 В. Корпус резистора R5 должен быть соединен с плюсовым проводником цепи питания микросхемы, что необходимо для его экранирования. Симистор КУ208Г (или КУ208В) установлен на штыревом теплоотводе размерами 80 х 60 х 20 мм.
Напряжение питания анодной цепи симистора должно соответствовать номинальному для лампы накаливания EL1, рассчитанной на рабочий ток не менее 150 мА. Плавно увеличивая ток управляющего электрода симистора (резистором R1), измеряют его значение непосредственно перед включением лампы. Паспортное значение тока спрямления при комнатной температуре равно 150 мА. Для регулятора следует подобрать симистор с током спрямления не более 70 мА (из проверенных автором 15 симисторов лишь один не соответствовал этому требованию). <<< Схемы электрические |
Упрощенная электрическая система: регулятор скорости (TRIAC)
ТРИАК — это компонент, который эффективно основан на тиристоре. Обеспечивает переключение переменного тока для электрических систем. Как и тиристоры, ТРИАК используются во многих электрические коммутационные приложения. Они находят особое применение в схемах в диммеры, регуляторы скорости вентилятора и т. д., где они позволяют использовать обе половины цикла переменного тока. Это делает их более эффективными с точки зрения использования доступной мощности. Хотя можно использовать два тиристора вплотную друг к другу, это не всегда рентабельно для недорогих и относительно маломощных приложений.Есть возможность просмотреть работа TRIAC в виде двух тиристоров, расположенных спина к спине. TRIAC эквивалент двух тиристоров Один из недостатков Особенностью TRIAC является то, что он не переключается симметрично. Часто бывает смещение, переключение при разных напряжениях затвора для каждой половины цикла. Этот создает дополнительные гармоники, которые плохо сказываются на характеристиках ЭМС, а также обеспечивает дисбаланс в системе Чтобы улучшить переключение формы волны тока и обеспечение большей симметрии — это используйте устройство, внешнее по отношению к TRIAC, чтобы синхронизировать импульс запуска.DIAC разместил последовательно с воротами — нормальный метод достижения этого.
DIAC и TRIAC соединены вместе
Базовая схема:
Это схема Схема простейшего диммера лампы или регулятора вентилятора. Схема построена на принцип управления мощностью с помощью симистора. Схема работает путем изменения угол стрельбы симистора. Резисторы R1, R2 и конденсатор C2 связаны с этим. Угол открытия можно изменять, изменяя значение любого из этих составные части.Здесь R1 выбран как переменный элемент. Изменяя значение R1 изменяется угол открытия симистора (т.е. сколько времени должен симистор поведение) изменения. Это напрямую изменяет мощность нагрузки, так как нагрузка приводится в движение Симистор. Импульсы запуска подаются на затвор симистора T1 с помощью Diac D1. Самая основная волна (т.е. без учета всех потерь и гармоник) показана ниже.
Форма волны, показанная ниже, демонстрирует выходное напряжение
TRIAC до и после исправления.
Альфа — небесный ангел тиристеров.
На двух рисунках, показанных ниже, мы можем увидеть форму выходного сигнала, изменив огненный ангел. На первом рисунке выходная мощность составит половину входной мощности.
На втором рисунке ангел зажигания равен нулю, поэтому
выходная мощность будет такой же, как входная.
Симисторный регулятор | Elektor Magazine
Этот симисторный стабилизатор имеет аналоговую конструкцию и прост в сборке.
Регулятор симистора Симистор — это полупроводник, который становится проводящим, как только на его управляющем электроде имеется достаточный сигнал. После этого он остается проводящим до тех пор, пока проходящий ток не упадет ниже минимального значения, при приложенном переменном напряжении это происходит около точки пересечения нуля.
Это означает, что симистор можно использовать для управления мощностью нагрузки.
В груз входят пылесосы, стиральные машины, освещение и отопление.
Что касается омической нагрузки, это работает нормально, но с индуктивной нагрузкой сдвиг фазы может вызвать проблемы.
Существует множество схем управления симистором, от очень простых до сложных.
В простейшем варианте для управления временем зажигания используются диак и время RC.
В более сложных схемах используется детектор перехода через ноль. Это служит основой для управления симистором.
Обычно используемый детектор перехода через нуль формируется путем возбуждения оптрона переменным напряжением переменного тока. В районе перехода через нуль выход оптопары имеет высокий импеданс и может быть считан с помощью подтягивающего резистора.
Существуют оптопары с двумя антипараллельно подключенными светодиодами, которые могут быть подключены напрямую (через резистор) к переменному току, если присутствует только 1 светодиод, можно подключить мостовую схему.
Для работы оптопары через светодиоды всегда должен протекать достаточный ток. Это приводит к менее точному обнаружению перехода через нуль.
Если для управления симистором используется система управления, для питания этой системы должен присутствовать источник питания.
Вы, конечно, можете использовать стандартный USB-источник питания, безопасный и дешевый, но в предлагаемой здесь схеме используется еще один очень стандартный продукт: небольшой трансформатор питания.
Таким образом, очень точный детектор пересечения нуля может быть удобно реализован.
рис.1
рис.2
Конструкция предназначена для управления скоростью вращения вентилятора.
рис.3
Имеющийся трансформатор имеет вторичную обмотку трансформатора тока 24 В, поэтому 2x 12 В. Это напряжение выпрямляется с помощью D1 и D2. Выпрямленное напряжение подается на электролитический конденсатор через D3, а оттуда на стабилизатор, который подает напряжение на остальную часть цепи.
Первый операционный усилитель LM358 используется в качестве компаратора.Вход + представляет собой делитель напряжения, подключенный к источнику питания +, уровень примерно 1%. -Вход соединен с делителем напряжения на исходное выпрямленное напряжение (как для D3), уровень примерно 90%. Результатом является очень узкий пик во время перехода через нуль на выходе операционного усилителя.
К этому пику подключен BS170, который разряжает конденсатор, заряжаемый источником тока.
Таким образом достигается красивая пилообразная форма, точно совпадающая по фазе с переменным напряжением переменного тока.
Второй операционный усилитель также используется в качестве компаратора. При этом уровень пилы сравнивается с уровнем бегунка потенциометра. Как только напряжение на бегунке падает ниже значения пилообразной формы, выход операционного усилителя становится низким, и MOC3023 получает управление и, следовательно, симистор.
Потенциометр также питается от источника питания, но при необходимости может быть подключен к + источнику питания с помощью последовательного резистора.
Чтобы гарантировать, что симистор не может загореться во время перехода через нуль, транзистор также включен последовательно с MOC, который блокируется во время перехода через нуль.
Кроме того, предусмотрено реле, с помощью которого симистор отключается от сети, как только переключатель (на потенциометре) находится в нулевом положении, которое также регистрирует исходное состояние при включении.
При установке убедитесь, что нулевое положение потенциометра находится не на стороне заземления, а на противоположной стороне.
Описанный контроллер работает нормально, но не все нагрузки на него правильно реагируют. Особенно у вентилятора, для которого построено управление, есть проблемы с ним.В нем используется двигатель с короткозамкнутым якорем, в котором вращающееся поле создается с помощью вспомогательной обмотки, подключенной через конденсатор.
Существуют также якоря короткого замыкания, в которых вращающееся поле создается дополнительной обмоткой короткого замыкания, эти типы намного лучше реагируют на переднюю кромку. Серийные двигатели, такие как те, которые используются с пылесосами и дрелями, также хорошо реагируют на передний край.
Для правильного регулирования скорости вентилятора используется вариак — регулируемый трансформатор, регулирующий амплитуду напряжения.
MOC3023 — это драйвер симистора со схемой прямого действия. Есть также типы, которые имеют встроенное обнаружение перехода через нуль, которое включает симистор только сразу после перехода через нуль. Регулятор для этого должен быть спроектирован иначе, потому что могут передаваться только целые половины периода переменного напряжения. Затем можно регулировать, пропуская меньшее количество половин периода (при этом количество положительных и отрицательных половин должно оставаться неизменным !!).
Простая схема регулятора яркости лампы / вентилятора с использованием симистора
Схема регулятора освещенности или схема регулятора вентилятора (оба случая, схема и конструкция одинаковы, единственное различие заключается в изменении выходной нагрузки, то есть вентилятора или света) используется для управления яркостью света или скорость вентилятора по нашему желанию.Целью схемы является изменение интенсивности, яркости лампочки или скорости вращения вентилятора с помощью фиксированного источника. Для этого нет необходимости заменять лампочку на лампу с большей мощностью. Простой симистор может сделать эту работу за вас. Симисторы используются в этой схеме в качестве диммера, поскольку они просты в проектировании и управлении, а также очень экономичны из-за их высокой эффективности и низких затрат на покупку.
T Это принципиальная схема простейшего регулятора яркости лампы или вентилятора.Схема основана на принципе управления мощностью с помощью симистора. Схема работает за счет изменения угла включения симистора. С этим связаны резисторы R1, R2 и конденсатор C2. Угол открытия можно изменять, изменяя значение любого из этих компонентов. Здесь R1 выбран как переменный элемент. Изменяя значение R1, изменяется угол открытия симистора (простыми словами, сколько времени должен проводить симистор). Это напрямую изменяет мощность нагрузки, так как нагрузка приводится в действие симистором.Импульсы запуска подаются на затвор симистора T1 с помощью Diac D1.
Симистор
Вы получите лучшее представление о схеме светорегулятора, узнав больше о симисторе.
БанкнотыСоберите схему на печатной плате хорошего качества или на обычной плате. Нагрузка, будь то лампа, вентилятор или что-либо еще, должна быть менее 200 Вт. Для подключения более высоких нагрузок замените Triac BT 136 на Triac большей мощности. Все части цепи активны, что может привести к поражению электрическим током.Так что будь осторожен.
Я советую проверить схему с источником низкого напряжения (например, 12 В или 24 В переменного тока) и небольшой нагрузкой (такая же лампочка вольт) перед подключением цепи к сети.
Список деталейR1 1o K Резистор 1 Вт
R2 1o0 K Потенциометр (переменное сопротивление)
C1 0,1 мкФ (500 В или выше) Полиэфирный конденсатор
T1 BT 136 симистор
D1 DB2 Diac
Схема регулятора вентилятора BT 136Triac Необходимые данные. BT 136 Технические характеристикиСхема регулятора освещенности, описанная выше, была изменена с добавлением демпфирующей схемы для улучшения характеристик симистора.
Схема простого регулятора вентилятора с использованием TRIAC и DIAC
В этом проекте мы разработали схему простого регулятора вентилятора, которую можно использовать для регулирования скорости вентилятора. Эта простая схема регулятора вентилятора реализована с использованием очень простых компонентов.
Вы когда-нибудь сталкивались с использованием обычного регулятора напряжения вентилятора для управления скоростью? Такой тип регулятора называется регулятором сопротивления, который работает по принципу реостата или устройства резистивного делителя потенциала.
По мере того, как шаги (ручки на коробке регулятора) уменьшаются, это означает, что вы фактически увеличиваете сопротивление цепи, и, следовательно, на вентилятор подается меньшая мощность, поэтому он становится медленнее.
Очевидно, что при такой схеме потребление энергии вентилятором будет меньше на более низких скоростях, но это не метод экономии энергии. Падение напряжения на сопротивлении преобразуется в тепловые потери (I 2 R), поэтому энергия рассеивается в виде тепла.
Эта потеря энергии больше при высоком сопротивлении или низкой скорости. Следовательно, обычные регуляторы напряжения вентиляторов имеют больше потерь энергии.
обычный регулятор напряженияЧтобы узнать больше о TRIAC, прочтите этот пост: TRIAC — основы, работа и применение
простой электронный регулятор напряжения
В связи с развитием силовой электронной техники, альтернативная конструкция регулятора вентилятора ( регулятор напряжения) может быть легко реализован для уменьшения потерь энергии, вызываемых обычными регуляторами напряжения.
Этот тип регулятора напряжения представляет собой энергосберегающее устройство, в котором используются TRIAC, DIAC и потенциометрическое сопротивление. Этот метод обеспечивает бесступенчатое управление скоростью вентилятора за счет получения требуемого количества энергии от основного источника питания в данный момент.
Следовательно, энергия сохраняется, а не расходуется без надобности. Кратко остановимся на этой схеме регулятора напряжения и ее работе.
Электронный регулятор напряженияТеперь мы собираемся построить простую схему регулятора вентилятора, которая обычно используется для управления скоростью вентилятора в наших домах или офисах.Как мы знаем, изменяя угол включения TRIAC, можно управлять мощностью, подаваемой через нагрузку, что является не чем иным, как концепцией управления мощностью с использованием TRIAC.
Тот же принцип применяется к схеме регулятора напряжения, которую мы собираемся обсудить.
Необходимые компоненты для цепи регулятора напряжения
- Резистор R1 — 10 кОм
- Переменное сопротивление или потенциометр R2 — 100 кОм
- Полиэфирный конденсатор C1 — 0,1 мкФ (для рабочего диапазона до 400 В)
- DIAC, D1 — DB3
- TRIAC, T1 — BT136
- Однофазный потолочный вентилятор или двигатель переменного тока — 220 В, 50 Гц (диапазон ниже 200 Вт)
Подключение цепи регулятора напряжения
- Определите положительные клеммы всех компонентов и отрицательные клеммы.Выберите потолочный вентилятор или любой двигатель переменного тока при условии, что он должен быть мощностью менее 200 Вт (в соответствии со значениями выбранных компонентов)
- Возьмите плату нуля или печатную плату (PCB) и подключите схему, как показано ниже диаграмма.
- Запальная цепь состоит из резистора R1, потенциометра R2, конденсатора C1 и DIAC. Подключите одну клемму DIAC к комбинации резисторов и конденсатора делителя напряжения, как показано на рисунке.
- Для распознавания клемм TRIAC и получения другой подробной информации рассмотрите технический паспорт TRIAC BT 136.Подключите терминал MT1 к нейтрали, а MT2 — к одному концу двигателя переменного тока или нагрузки. И подключите терминал ворот к другому концу DIAC.
- Подключите нагрузку или потолочный вентилятор между клеммой фазы или линии источника питания переменного тока и клеммой MT2 TRIAC.
ПРИМЕЧАНИЕ : В демонстрационных целях мы подключили лампочку к простой цепи регулятора вентилятора вместе с мультиметром, чтобы показать напряжение.
Для получения дополнительной информации о DIAC: DIAC — Введение, работа и применение
Принципиальная схема регулятора напряжения с использованием TRIAC, DIAC
Работа цепи электронного регулятора напряжения
- В этой простой схеме регулятора вентилятора удерживайте переменный резистор или потенциометр в положении максимального сопротивления, чтобы триггер не запускался и, следовательно, триак находился в режиме отсечки.
- Включите питание цепи и посмотрите, находится ли вентилятор в состоянии покоя или нет. Медленно изменяйте положение потенциометра, чтобы конденсатор начал заряжаться с постоянной времени, определяемой значениями R1 и R2.
- Когда напряжение на конденсаторе превышает напряжение отключения DIAC, DIAC начинает проводить. Таким образом, конденсатор начинает разряжаться к выводу затвора TRIAC через DIAC.
- Таким образом, TRIAC начинает проводить, и, следовательно, основной ток начинает течь в вентилятор по замкнутому пути, образованному TRIAC.
- Изменяя потенциометр R2, можно изменять скорость, с которой будет заряжаться конденсатор, это означает, что, если сопротивление меньше, конденсатор будет заряжаться с большей скоростью, и тем раньше будет проводимость симистора.
- По мере постепенного увеличения сопротивления потенциометра угол проводимости TRIAC будет уменьшаться. Следовательно, средняя мощность нагрузки будет изменяться.
- Благодаря возможности двунаправленного управления как TRIAC, так и DIAC, можно управлять углом включения TRIAC как на положительных, так и на отрицательных пиках входного сигнала.
Примечание
- В качестве меры безопасности проверьте исправное рабочее состояние этой цепи, подав низкое напряжение, например 24 В переменного тока или 12 В переменного тока, с небольшой нагрузкой, например, лампочкой малой мощности, перед подключением к сети.
- Если нагрузка превышает 200 Вт, выберите TRIAC большей мощности вместо BT 136 TRIAC.
Преимущества простой схемы регулятора вентилятора
- Возможно непрерывное и бесступенчатое регулирование скорости вентилятора
- Энергосбережение достигается на всех скоростях за счет минимизации потерь энергии
- Простая схема, требующая меньшего количества компонентов
- Эффективен по сравнению с резистивным типом за счет более низкого энергопотребления
- Экономичный
Симисторный диммер переменного тока / регулятор скорости переменного тока — Случайные мысли
Я сделал небольшую покупку в середине декабря, и когда я вернулся домой с рождественских праздников, меня ждет приятный пакет — пара модулей светорегулятора / регулятора скорости AC230V / 2000W! Электроника модуля представляет собой не что иное, как простую конструкцию на основе TRIAC, поэтому мне пора освежить свои прежние знания о диммерах и регуляторах скорости, работающих от сети.Снова в аналоговые джунгли!
Немного теории и практики
Почему симистор? Как вы, возможно, хорошо знаете, симистор можно использовать для создания очень эффективных диммеров ламп переменного тока и регуляторов скорости, используя метод «переключения с задержкой по фазе». В этом методе симистор запускается (в каждом полупериоде мощности) через некоторое время с регулируемой задержкой по фазе после начала каждого полупериода переменного тока. Таким образом, можно контролировать среднюю мощность, подаваемую на лампу / нагрузку.
Наиболее распространенный способ срабатывания триака с переменной фазовой задержкой — использование Diac с цепью фазовой задержки C-R, как показано на базовой схеме (AC230V), приведенной ниже.
В этой «учебной» схеме компоненты VR1-R1-C1 обеспечивают переменную фазовую задержку. Следующая схема на самом деле представляет собой простой вариант первой схемы, но с добавлением одного L-C-фильтра в линию питания только для подавления радиопомех.
Теперь у вас есть простая схема регулятора яркости лампы с подавителем радиопомех. На практике у этой схемы есть небольшой недостаток (часто остающийся незамеченным). Это означает, что если вы приглушили лампу, увеличив сопротивление VR1 до определенного значения, оно не появится снова, пока VR1 не будет снова настроен на значение чуть ниже этого значения, а затем лампа загорится с довольно высокой яркостью.Этот «гистерезис» можно в значительной степени уменьшить, добавив токоограничивающий резистор R2 последовательно с диакритическим контуром D1, как показано на следующей схеме. Смотрите, есть также новый конденсатор C3, который следит за напряжением фазовой задержки C2 и запускает диак D1.
Если вас не очень устраивает описанный выше трюк, вы можете подключить еще один резистор R3 по тому же пути, что и на следующей схеме.
Так как же работает эта концепция? Как было сказано ранее, ядро схемы представляет собой регулируемый генератор импульсов с задержкой, и принцип его работы заключается в том, что начало каждого цикла сети переменного тока отключается, а затем только через определенное время срабатывает симистор.Ниже вы можете увидеть на осциллограмме, как это выглядит (измерено с помощью дифференциального пробника). Полный цикл сети переменного тока составляет 20 мс (50 Гц). Половина цикла составляет 10 мс, а при настройке среднего диапазона каждая половина синусоидальной волны включается примерно через 5 мс (на полпути к синусоиде) при пиковом напряжении.
Будьте осторожны — никогда не проверяйте осциллограф непосредственно в цепи, подключенной к сети, поскольку соединение заземления пробника осциллографа может создать замкнутый контур с клеммой питания и взорвать все на пути, включая осциллограф и даже вас!
Есть несколько способов преодолеть дорогостоящую катастрофу.Наиболее рекомендуемый (но чрезвычайно дорогой) метод — использовать дифференциальный пробник в качестве входного каскада обычного осциллографа. К счастью, на рынке появилось интересное предложение, и этот конкретный дифференциальный пробник (Micsig Differential Probe) можно было купить примерно за 170 долларов. Сравнив все высоковольтные дифференциальные пробники на рынке, вы обнаружите, что они очень рентабельны http://www.micsig.com/html/list_69.html
Модуль симистора AC230V / 2000W — Разумный выбор или нет?
Для здравого суждения необходимо быстро пройти через поломку электроники.Итак, позвольте мне начать с моей восстановленной схемы (см. Ниже).
Как видите, рабочая лошадка здесь — кремниевый двунаправленный тиристор (T1) BTA16-600C от ON Semiconductor (http://onsemi.com) с номинальным током в открытом состоянии 16A RMS при 25 ° C. Этот изолированный симистор можно прикрепить непосредственно к корпусу устройства или радиатору. Помимо большого потенциометра, управляемого пользователем (P1), имеется также небольшой многооборотный подстроечный резистор для точной настройки (P2). Демпферная цепь (R1-C1) предназначена для предотвращения ложного включения симистора.Демпфер состоит из последовательно соединенных конденсатора, рассчитанного на номинальную мощность сети, и резистора из углеродного состава, рассчитанного на номинальную мощность сети. Типичные значения компонентов составляют 0,1 мкФ и ≥100 Ом. Резистор из углеродистой композиции необходим, чтобы выдерживать повторяющиеся импульсные токи без перегорания.
Насколько мне известно, безнапорный симистор обычно не требует внешней снабберной цепи из-за его улучшенных коммутационных характеристик. Но есть определенные исключения, как указано здесь http://www.elec.canterbury.ac.nz / intranet / dsl / p90-links / doc-include / power_electronics / snubber_circuits_and_triacs.pdf
А работает? Конечно, поворот ручки определенно отрегулирует выход соответствующим образом, но не очень жестко. Для простого использования этот грубый подход хорош, поскольку вы можете легко управлять лампами накаливания AC230V, потолочными вентиляторами, ручными дрелями, лобзиками и т. Д. Кроме того, так же, как и лампочка, модуль таким образом может отлично «затемнить» обычный паяльник. Сначала я протестировал свой модуль с галогенной лампой 230 В переменного тока / 50 Вт (см. Случайные снимки), затем со стержнем обогревателя на 230 В переменного тока / 1000 Вт и моей лобзиком на 230 В / 500 Вт.Да, все заработало, и я дожил, чтобы рассказать об этом
Что касается симистора BTA16-600C, он разработан для высокопроизводительных приложений управления двухполупериодным переменным током, где требуются высокая помехоустойчивость и высокое значение коммутируемого di / dt, а также обеспечивает равномерные токи запуска затвора в трех квадрантах. Ниже вы можете увидеть определения квадрантов для симистора.
В принципе, симистор 3Q может запускаться в трех режимах или «квадрантах», тогда как симистор 4Q может запускаться во всех четырех режимах.Моя следующая статья из этой серии объяснит преимущества симистора 3Q по сравнению с традиционным типом 4Q. Следите за обновлениями!
Цепь регулятора вентилятора, диммер лампы переменного тока, электронный регулятор потолочного вентилятора
Регулятор вентилятора резистивныйСначала рассмотрим обычный большой резистивный регулятор вентилятора . Обычные регуляторы потолочных вентиляторов старых моделей используют резистивный провод для последовательного подключения, и есть несколько точек для подключения регулирующего переключателя для регулировки скорости.Этот тип регулятора работает при полной нагрузке резистора между нагрузкой и источником, чтобы обеспечить необходимое прерывание тока и падения напряжения. Меньшая скорость означает большее сопротивление.
При установке низкой скорости ручка будет пропускать ток через резистивный провод максимальной длины. В среднем ток проходит через среднюю точку резистивного провода, а на высокой скорости нет сопротивления, значит, в начальной точке резистивный провод подключен к источнику питания вентилятора.
Этим регуляторам требуется больше места, и они выглядят как большая прямоугольная коробка с круглой ручкой на ней.Они также известны как резистивные регуляторы . Коробка состоит из проволочного резистора с разными отводами, которые подключены последовательно с двигателем вентилятора. Нихром. Проволока используется в них в качестве резистивного материала, поэтому большая часть потерь мощности происходит из-за тепла, выделяемого через эти резистивные провода.
Цепь регулятора вентилятора переменного тока
Главное преимущество Регулятора этого типа — дешевизна, высокая надежность и отсутствие гудения, производимого вентилятором на низкой скорости.
Недостаток — Даже на низкой скорости они потребляют ту же мощность, что и высокая скорость, потому что резистивный провод действует как нагрузка последовательно с вентилятором. Ненужная потеря мощности из-за тепла.
На рынке доступны в основном два типа электронных регуляторов вентилятора.
- На основе симистора
- Конденсатор на базе
В схеме электронного регулятора вентилятора на основе симистора используются в основном три компонента.Резистор, один конденсатор, один диод и один симистор. TRIAC — полупроводниковый прибор, принадлежащий к семейству тиристоров. Это напрямую используется для управления скоростью, удерживая и отпуская текущий поток.
Работа электронного регулятора вентилятора на базе симистораВ этой схеме A Diac соединен с выводом затвора симистора. Одна сторона переменного резистора, подключенная к клемме симистора через резистор 22 кОм, а другая сторона VR, подключенная к конденсатору, подключена к Diac .
Также читайте- Схема светодиодного чейзера / мигалки
Когда напряжение на Diac пересекает уровень VBO Затем он срабатывает и включается. Для DB3 VBO составляет 32 В (+/- 4 В). Означает, что когда напряжение на DB3 достигает 32 В, он включается, и через него будет течь ток. Diac состоит из комбинации двух диодов в альтернативном направлении. Два диода объединены в противоположном направлении. Diac обеспечивает сигнал затвора симистора и в соответствии с сигналом затвора передает питание от MT2 к MT1.
Резистори конденсатор составляют цепь R-C , чтобы обеспечить временную задержку и временную константу для входа Diac, а затем с помощью импульсов постоянной синхронизации он может создавать ограниченное напряжение через симистор, и нагрузка получает регулируемое входное питание.
Diac дает полный выход постоянного тока как для отрицательного, так и для положительного цикла, это используется для срабатывания симистора.
Сначала, когда питание включено, симистор находится в выключенном состоянии, конденсатор получает напряжение сигнала через вентилятор и резистор, и этот конденсатор заряжается.Когда конденсатор полностью заряжен, в конденсаторе включается накопленная мощность и Diac, а также включается симистор, и питание проходит через симистор. При включении симистора конденсатор разряжен. Опять же, конденсатор получает ток через резистор, минуя нагрузку и входную линию, и заряжается. Конденсатор разряжен при подаче питания на Diac, и поэтому снова Triac включается, потому что Diac подает сигнал на клемму затвора.
Эта зарядка и разрядка конденсатора происходят случайным образом, и симистор также случайным образом включается-выключается.Скорость зарядки конденсатора увеличивается за счет увеличения номинала резистора. Таким образом, комбинация резистора и конденсатора в этой схеме составляет задержку синхронизации .
A Схема защиты может быть включена для защиты симистора путем добавления резистора и конденсатора, включенных последовательно с параллелью симистора. Это называется демпфирующей схемой , она требуется только при индуктивной нагрузке, такой как двигатель / вентилятор. не для резистивной нагрузки.
Когда мы увеличили синхронизацию для скорости зарядки конденсатора , тогда симистор получает задержанный стробирующий сигнал и дает на меньше напряжения питания на нагрузку.
Advantage — Низкое энергопотребление на низкоскоростном уровне. Дешевый и меньший размер
Недостаток — ВЕНТИЛЯТОР издает шум, похожий на гудение, на низкой скорости.
В емкостном регуляторе есть несколько конденсаторов, подключенных последовательно с нагрузкой, и каждый конденсатор имеет резистор, подключенный параллельно. Емкостный регулятор очень популярен и легко доступен на рынке. Это немного дороже, чем стабилизатор на основе симистора. Но Результат лучше, чем регулятор симистора.
Преимущество этого регулятора в том, что FAN не производит никакого шума. На низкой скорости низкое энергопотребление.
Также читайте-
4000 Вт High Power SCR — TRIAC Voltage Regulator
Высокомощный тиристор, 4000 Вт, тиристор, регулятор напряжения
Это тиристорный модуль, который может управлять максимальной мощностью 4000 Вт. Он используется для управления напряжением, подаваемым на оборудование переменного тока.
Он использует фазовую обрезку, такую как обрезание синусоидального сигнала, вызывающее усреднение напряжения на его выходе. Он похож на сигнал ШИМ, но для этого используется переменный ток отсечки фазы. Обычно используется в цепях управления лампами накаливания и двигателями переменного тока.
Характеристики:
Совершенно новый сердечник SCR BTA41-600B. Найдите документацию на этой странице.
Чаще всего используется для регулировки освещенности, скорости, температуры для текущего применения.
Подходит для низковольтных нагревательных проводов: таких как резка пенополистирола, EPE, производство плащей и т. Д.
Рабочее напряжение: AC 110 В или 220 В
Регулируемое напряжение: 10-220 В переменного тока
Максимальная мощность: 4000 Вт (резистивная нагрузка)
КПД: 90%
Размеры: 85 x 55 (без ручки) x 35 мм
Вес модуля: около 150 г
Конструкция безопасности:
Двойная боковая панель, лучшее качество. Большинство современных продуктов, представленных на рынке, имеют односторонний дизайн.
С корпусом с предохранителем-регулятором безопаснее, удобнее в установке, больше подходит для семейного и удобного монтажа заводов и предприятий.
Используйте импортный новый SCR BTA-41600A.
Используйте температуру печатной платы FR4 толщиной 1,6, конструкция схемы разумна и используется для увеличения толщины конструкции пути сварки, даже достаточно большой, чтобы справиться с током за счет использования более безопасного и надежного.
35A — это стандартные четыре клеммы, клеммы имеют закрытый дизайн.
Конструкция схемы после нескольких технических усовершенствований, тщательно выбирайте каждую деталь, теперь является полностью зрелой технологией. Конструкция с двумя конденсаторами (предохранительный конденсатор + металлопленочные конденсаторы) эффективно поглощает скачки напряжения и скачки напряжения, более эффективная защита тиристора, более эффективная и безопасная.
Актуальные формы для штамповки из алюминия и нержавеющей стали толщиной 1,5, приятные, более подходящие для семейного регулятора термостата и промышленных предприятий!
Примечание:
Сначала подключите нагрузку, затем выполните настройку
SCR в основном используется для резистивных нагрузок (электрический провод накаливания и т. Д.), Большинство однофазных двигателей переменного тока могут, но не могут гарантировать, другие типы нагрузок покупатель может подтвердить самостоятельно. Предохранитель не панацея, есть время реакции, при слишком большом токе помимо сгорания предохранителя может сгореть еще и модуль.
Обратите внимание на установку пластиковой крышки из-за установки корпуса, не может быть полностью открыта, отвертка, чтобы затянуть сторону с острием, другой, чтобы быть осторожным при открытии, чрезмерное усилие легко защелкивает крышку, экспресс-транспортировка также может раздавить изнашиваемые детали , но не влияет на использование модуля, любые проблемы с пластиковым покрытием, связанные с рестораном, не несут ответственности за возврат.