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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Variateur triac avec régulation par impulsions de phase. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateur de température Les radioamateurs collectionnent depuis des décennies diverses versions du régulateur de puissance à thyristor. Cette unité, étant connectée entre un réseau 220 V AC et la charge, permet de modifier la puissance libérée dans la charge dans certaines limites. Si la charge était un appareil d'éclairage domestique, une telle unité était appelée un gradateur ; s'il s'agissait d'un fer à souder, elle était appelée un régulateur de température pour sa pointe. Désormais, non seulement un nouveau nom pour ces appareils - les gradateurs - est venu de l'étranger, mais ils sont eux-mêmes mis en vente. Selon l’auteur de l’article publié ci-dessous, ces gradateurs sont loin d’être parfaits. Un variateur est un régulateur de puissance à thyristor destiné notamment à réguler la luminosité des lampes à incandescence des appareils d'éclairage électrique domestique (lustres, appliques, lampadaires, etc.). Il peut être intégré aux interrupteurs muraux des zones résidentielles. Une analyse des circuits des gradateurs produits industriellement (principalement fabriqués en Chine) a montré que le circuit de déphasage qu'ils contiennent est alimenté par une tension non stabilisée. Cela conduit au fait que le moment d'ouverture du dinistor dans chaque demi-cycle, et donc du triac, dépend de la tension du secteur, ce qui, à son tour, provoque des différences notables dans la puissance de charge du gradateur lorsque la tension du secteur fluctue. Cela limite le champ d'application de tels dispositifs. Une description du régulateur de puissance [1] a été publiée dans Radio, dans laquelle cet inconvénient a été surmonté. Mais malheureusement, ce régulateur est conçu pour fonctionner avec des charges dont la puissance ne dépasse pas 100 W. Une tentative de l'adapter pour fonctionner avec des lampes plus puissantes en remplaçant le SCR VS1 et la diode VD2 [2] a échoué - à luminosité minimale, les lampes scintillent désagréablement en raison du redressement demi-onde de la tension secteur par la diode VD2. Un pont de diodes connecté à l'entrée du régulateur pourrait aider dans cette situation (la diode VD2 devra être retirée), mais placer un puissant pont de diodes et un thyristor dans une niche de commutateur standard est problématique, sans parler de l'absence de convection d'air active dans la zone d'installation. La présence de cinq éléments dans le circuit de charge n'ajoute pas non plus de fiabilité à l'appareil. De plus, les lampes des luminaires, lorsqu'elles s'éteignent, provoquent souvent une fermeture du circuit, bien que de courte durée, mais tout à fait suffisante pour désactiver l'élément de commutation. Chaque fois, le remplacement de cet élément et du pont redresseur coûte très cher, tant en termes de coûts de main d'œuvre que de coûts monétaires.
Les régulateurs de puissance à impulsions de phase avec un triac puissant comme élément de commutation se distinguent par un rendement plus élevé et un petit nombre d'éléments dans le circuit de charge, mais en raison des caractéristiques de contrôle, ces dispositifs sont souvent assez encombrants dans les circuits [3]. Une tentative de combiner les avantages des solutions de circuit mentionnées a conduit à un dispositif dont le circuit est illustré à la Fig. 1. Contrairement à celui décrit dans [4], il ne nécessite pas l’utilisation d’un transformateur d’impulsions. Un analogue d'un dinistor est assemblé sur les transistors VT1 et VT2, dans lesquels une diode VD1 est introduite. Cela a permis d'utiliser le transistor VT2 comme contacteur diagonal du pont redresseur désormais de faible puissance VD3-VD6, connecté au circuit d'électrode de commande du triac VS1. Au début de l'alternance de la tension du réseau, les deux transistors, la diode VD1 et le triac sont fermés et le condensateur C1 est déchargé. La tension croissante crée un courant à travers les résistances R9, R8, les diodes en pont, la résistance R7 et la diode Zener VD2. La chute de tension aux bornes de la résistance R9 n'est pas encore suffisante pour ouvrir le triac. La diode Zener VD2, connectée en série avec la résistance ballast R7, limite la tension entre les points A et B à 12 V. Grâce aux résistances R3, R4, le condensateur C1 commence à se charger. Dès que la tension aux bornes de celui-ci dépasse la tension aux bornes de la résistance R6, le transistor VT1 commencera à s'ouvrir. La chute de tension aux bornes de la résistance R2 ouvrira légèrement le transistor VT2, provoquant une diminution de la tension au niveau de son collecteur. En conséquence, la tension aux bornes de la résistance R6 commence à diminuer. Une boucle de rétroaction positive se produit, dont l'action conduit à une ouverture en avalanche des deux transistors de l'analogue du dinistor. Dès que la chute de tension aux bornes du transistor VT2 devient inférieure à celle aux bornes de la résistance R6, la diode VD1 s'ouvrira, accélérant encore l'ouverture de l'analogue du dinistor et réduisant ainsi la puissance dissipée par le transistor VT2. Les deux transistors entrent en saturation à la fin du processus. La diagonale de sortie du pont de diodes VD3-VD6 s'avère fermée, le courant traversant les résistances R8 et R9 augmente et le triac VS1 s'ouvre, connectant la charge au réseau pour le reste du demi-cycle. La vitesse de charge du condensateur C1, et donc le moment d'ouverture du transistor VT1, dépend de la position de la résistance variable R4, qui régule la puissance libérée dans la charge. Si la résistance du circuit R3R4 s'avère si grande que le condensateur n'a pas le temps de se charger à la tension nécessaire pour ouvrir l'analogue du dinistor, il restera fermé. Mais à la fin du demi-cycle, le condensateur C1 sera toujours déchargé par le transistor VT1 du fait que la tension sur la résistance R6 diminuera à ce moment jusqu'à zéro. Cette liaison du début de charge du condensateur C1 au début de l'alternance est nécessaire afin d'éliminer l'effet « d'hystérésis » pouvant survenir lors de la régulation de puissance avec la résistance R4. Cet effet se manifeste par le « resserrement » de la caractéristique de contrôle : lorsque le bouton du régulateur est tourné de la position de puissance minimale à un petit angle, la puissance dans la charge augmente brusquement. La résistance R1 limite le courant de décharge à un niveau sans danger pour les transistors, étirant l'impulsion de décharge dans le temps pour une ouverture plus sûre du triac, et R8 limite le courant traversant son électrode de commande. La résistance R2 empêche le fonctionnement spontané de l'analogue du dinistor en raison d'une augmentation du courant de collecteur du transistor VT2 lorsqu'il se réchauffe. La résistance R9 maintient le triac fermé (s'il n'a pas déjà été ouvert) lors des pics de tension secteur. La puissance de charge maximale du régulateur tout en assurant un refroidissement efficace du triac et du transistor VT2 est de 1 kW.
La plupart des pièces de l'appareil sont montées sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre stratifiée de 1 mm d'épaisseur. Le dessin du tableau est présenté sur la Fig. 2. Toutes les résistances, sauf R4, sont MINT ; R4 - tout modèle de petite taille qui rentre dans l'espace qui lui est imparti. Étant donné que toutes les parties du régulateur sont sous tension secteur, il est nécessaire de prendre en compte cette circonstance lors de son installation et de son utilisation. En particulier, la poignée de la résistance variable R4 doit être en matériau isolant. Les résistances R8, R9 sont soudées aux bornes d'un triac installé à l'extérieur de la carte. Si la puissance de charge dépasse 600 W, le triac doit être équipé d'un dissipateur thermique sous la forme d'une plaque de cuivre mesurant 20x20x1 mm. Condensateur C1 - KM-6, K73-17 ou K73-9 Les diodes KD105V peuvent être remplacées par des KD105G ou autres avec une tension inverse d'au moins 400 V. Nous pouvons remplacer le transistor KT361V par n'importe lequel de cette série (avec un coefficient h2ie>50), et KT538A par KT6135A ou, dans les cas extrêmes, par KT940A, qui a une tension collecteur-émetteur d'alimentation limitée (h21E>20). Connecteur X1 - n'importe quelle petite taille, avec deux contacts, conçu pour la tension secteur ; Vous pouvez en utiliser deux à une seule broche. Les bornes à vis conviennent également. Le régulateur ne nécessite pas de réglage, mais il peut être conseillé de sélectionner plus précisément la résistance R3 pour obtenir la luminosité maximale des lampes dans la position la plus à gauche (selon le schéma) du curseur de la résistance R4. La carte assemblée est installée dans une niche d'un interrupteur mural préalablement démonté. De l'extérieur, la niche est recouverte d'un panneau avant décoratif sur lequel est fixée une résistance variable R4 - elle servira à la fois d'interrupteur d'éclairage et de contrôle de la luminosité. L'appareil peut également être monté sur le pied d'un lampadaire ou d'une lampe de table. littérature
Auteur : A. Dzanaev
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