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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Régulateur triac avec rétroaction. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Dans un dispositif conçu pour contrôler la puissance d'une charge active, l'auteur a utilisé la rétroaction non seulement pour stabiliser la tension de sortie, mais aussi pour limiter la durée des impulsions qui ouvrent le triac. Le circuit du contrôleur est illustré à la fig. 1. Le triac VS1 inclus dans le circuit de charge est commandé par une clé électronique sur les transistors VT1 et VT2. La tension d'ouverture est fournie à l'électrode de commande du triac, si le niveau logique à la sortie de l'élément DD1.4 est bas.
L'intégrateur de l'élément DD2.3, fonctionnant en mode linéaire, génère une tension en chute linéaire (Fig.2, a), qui, à l'aide des résistances R21, R22, est ajoutée à la tension de retour, la somme est envoyée à l'entrée de l'élément DD2.4. Dès qu'il devient inférieur au seuil de commutation de cet élément, un haut apparaîtra à sa sortie, et un niveau logique bas apparaîtra à la sortie de l'élément DD1.4, ce qui conduira à l'ouverture du triac VS1 .
Un nœud de résistances R6 - R9 et des éléments logiques DD1.1, DD1.2 contrôle la tension sur le triac, dont la forme d'onde est illustrée à la fig. 2b. Si la valeur absolue de cette tension est inférieure à une certaine valeur, le niveau logique en sortie de l'élément DD1.2 est bas, sinon il est haut. Les seuils "positif" et "négatif" sont égalisés en sélectionnant la résistance R9. La chute de tension aux bornes du triac ouvert VS1 étant proche de zéro, un niveau bas à la sortie DD1.2 le long de la chaîne DD1.3 - DD2.2 - DD1.4 - VT1 - VT2 entraîne l'arrêt du courant dans le circuit d'électrode de commande du triac. En conséquence, la durée d'impulsion sur cette électrode ne dépassera que légèrement le minimum requis pour ouvrir le triac. Dans le même temps, le niveau bas à la sortie de l'élément DD2.2 via la diode VD7 réinitialise le générateur de tension en dents de scie sur l'élément DD2.3. Un nouveau cycle de fonctionnement du générateur commencera lorsque la tension sur le triac changera de polarité et dépassera le seuil de déclenchement de l'unité de contrôle. Une autre fonction de ce noeud est d'arrêter la fourniture d'impulsions d'ouverture au triac si la charge est déconnectée du régulateur. Cela se produit automatiquement, car il n'y a pas de tension entre les électrodes principales du triac. Un détecteur de tension de sortie est monté sur les éléments R3 - R5, VD4, VD5. L'oscillogramme du signal émis par la résistance R3 est représenté sur la fig. 2, ch. Sa composante constante est proportionnelle à la valeur moyenne redressée de la tension aux bornes de la charge. Dans une proportion dépendant de la position de la résistance d'ajustement R10, la tension de sortie du détecteur est additionnée à la tension de réglage manuel issue de la résistance variable R11, et filtrée à l'aide des condensateurs C3 et C4. La boucle de rétroaction de tension négative est fermée à travers l'amplificateur sur l'élément DD2.1, fonctionnant en mode linéaire. Le condensateur C5 sert de filtrage supplémentaire. L'enroulement primaire du transformateur de courant T1 est connecté en série au circuit de charge. La chute de tension aux bornes de la résistance R27, shuntant l'enroulement secondaire du transformateur, est proportionnelle au courant de charge. Lorsque sa valeur instantanée est supérieure en valeur absolue à celle sur le moteur de la résistance d'accord R10, la diode VD6 s'ouvre et un signal est envoyé au circuit de commande qui réduit la tension de sortie. La prise X1 est utilisée pour connecter un commutateur externe, par exemple un thermomètre à contact, au contrôleur. La fermeture des nids 1 et 3 de la prise fixe un niveau logique bas à l'entrée 2 de l'élément DD1.3, ce qui bloque le déclenchement du triac et entraîne une déconnexion de la charge. Les résistances de protection R13 - R15 limitent le courant circulant dans les circuits de commande externes à une valeur sûre. Le condensateur C6 protège contre les interférences et les interférences. L'unité d'alimentation du régulateur est constituée d'un condensateur d'extinction C1, shunté par une résistance R1, une résistance de limitation R2 et un redresseur à base de diodes VD1, VD2 avec un condensateur de stockage C2. La tension de sortie du redresseur - environ 16 V - n'est directement utilisée que pour alimenter les circuits de commande du triac VS1. Pour le reste des nœuds régulateurs, la tension est stabilisée par la diode Zener VD3. Après application de la tension secteur, le diviseur résistif R17R18 maintient un niveau logique haut à l'entrée 12 de l'élément DD2.2 jusqu'à ce que le condensateur C2 soit chargé à environ 10 V. Cela évite une fausse ouverture du triac jusqu'à ce que le régulateur commence à fonctionner normalement . Le régulateur est assemblé dans un boîtier en alliage d'aluminium mesurant 135x85x50 mm. Une fiche secteur à trois broches et une prise similaire pour connecter la charge sont installées sur le boîtier. Les contacts de mise à la terre de la fiche et de la prise sont reliés électriquement au boîtier. Presque toutes les pièces du régulateur sont montées sur une carte de circuit imprimé de 75x60 mm située à l'intérieur du boîtier, en fibre de verre revêtue d'une feuille d'aluminium sur une face. Un dessin de la carte du côté des conducteurs imprimés est illustré à la fig. 3, l'emplacement des éléments du côté de leur installation - sur la fig. 4.
Le triac VS1 est monté sur un coin en aluminium dont la deuxième "tablette" de 5 mm d'épaisseur a un contact thermique fiable avec le corps du régulateur, mais en est isolée électriquement par un joint en film polyimide de 0,05 mm d'épaisseur, lubrifié des deux côtés avec pâte conductrice de chaleur. La qualité de l'isolation doit être vérifiée avec un mégohmmètre avec une tension d'essai d'au moins 1000 V. Le circuit magnétique du transformateur T1 est assemblé à partir de deux "demi-anneaux" de la norme SHL6x10. L'enroulement primaire est un fil d'alimentation passé à travers la fenêtre du circuit magnétique, l'enroulement secondaire est de 1000 tours de fil émaillé d'un diamètre de 0,1 mm. Dans la fabrication d'un transformateur, vous pouvez utiliser les recommandations de l'article de I. Nechaev "Indicateur de consommation d'énergie" ("Radio", 2000, n ° 11, p. 59). La résistance variable R11 et la douille X1 sont montées sur un support monté sur une carte de circuit imprimé. Les résistances R13 - R15 à une sortie sont soudées directement sur les contacts de la prise X1 et sont protégées par des tubes isolants en PVC. Les secondes bornes des résistances sont connectées aux plots correspondants sur la carte. Résistance R16 - C3-14, les autres sont constantes - MLT, accordées - SPZ-19a. Résistance variable R11 - SPZ-9 ou PPZ-40, une poignée en matériau isolant est placée sur son axe. Condensateur C1 - K73-17 pour 630 V, C5, C6 - céramique K10-17, KM ou film, C7 - de la série K73 ou du groupe céramique TKE pas pire que M1500. Condensateurs à oxyde - K53-18 pour une tension d'au moins 16 V (C2) et 6,3 V (C3, C4). D'autres types de condensateurs à oxyde peuvent être utilisés, notamment l'aluminium K50-35. Dans ce dernier cas, vous devrez changer l'emplacement de certains plots et conducteurs sur le circuit imprimé. Diodes VD1, VD2, VD6, VD7 - série KD102 ou KD522, diode zener VD3 - production nationale ou importée pour une tension de stabilisation de 5,6 V. Les diodes VD4, VD5 doivent être conçues pour une tension inverse d'au moins 400 V, par exemple, KD209, KD105 est n'importe quel index de lettres. La LED peut être quelconque, fonctionnant à un courant allant jusqu'à 15 mA. Le transistor VT1 peut être de la série KT361 (avec les indices A, B - E), KT3107 (A - D, I, K), KT209 (G - M), KT203B ; VT2 - KT815, KT817 avec n'importe quel index alphabétique ou KT801B. K1LA561 convient en remplacement de la puce DD7, mais la sélection de la résistance R9 peut être nécessaire pour obtenir une symétrie de tension de sortie. Le triac doit avoir une classe de tension non inférieure à la quatrième. En plus de ce qui est indiqué sur le schéma, les performances des triacs TS 112-10 et TS142-80 ont été vérifiées. En commençant à établir le régulateur, les moteurs des résistances d'accord sont réglés sur les positions suivantes selon le schéma (voir Fig. 1): R10 - à droite, R3 - au milieu, R11 - en haut. Une charge est connectée à la sortie - une lampe à incandescence de 100 W - et un voltmètre AC. Pour plus de sécurité lors de la mise en place, il est recommandé de raccorder le régulateur au réseau de manière à ce que son fil commun (borne positive du condensateur C2) soit relié au fil neutre du réseau. Faites pivoter les axes des résistances d'accord avec un tournevis avec une poignée en matériau isolant. Avec la position ci-dessus des commandes de réglage, le triac est fermé, il n'y a pas de tension à la charge, la LED HL1 est allumée, indiquant que le régulateur est connecté au réseau. En tournant l'axe de la résistance d'accord R23, contrôlez le signal à la sortie de l'élément DD2.3 à l'aide d'un oscilloscope. La valeur minimale de la tension en dents de scie doit être supérieure de 0,4 ... 0,6 V à la tension aux broches 7 des microcircuits DD1 et DD2. S'il n'y a pas d'oscilloscope, un voltmètre à aiguille continue mesure la tension d'alimentation des microcircuits entre les broches 7 et 14 de l'un d'eux. Allumez ensuite le voltmètre entre les broches 3 et 14 de la puce DD2 et la résistance R23 atteint ses lectures à moins de 40 ... 45% de la tension d'alimentation mesurée précédemment. La résistance ajustable R10 définit les limites inférieures, puis R3 - les limites supérieures de la régulation de la tension de sortie. Après avoir brièvement connecté une charge au régulateur avec une puissance légèrement supérieure à celle autorisée pendant un fonctionnement prolongé, réglez le moteur de la résistance d'accord R27 sur une position à laquelle la tension de sortie réglée commence à diminuer. Le courant de charge admissible dépend du type de triac utilisé et dans ce cas ne doit pas dépasser 10 A. Auteur : A.Abramsky, Novossibirsk
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