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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Régulateurs de puissance Triac. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques K. Smolyakov de Nizhny Novgorod, qui a repris la répétition des régulateurs comme décrit dans [1], a réussi à combiner deux en un seul appareil et à créer un appareil capable de réguler la puissance fournie à la charge en modifiant le nombre de "actifs" demi-cycles de la tension secteur et par la méthode phase-impulsion. Dans son régulateur, assemblé selon le schéma de la Fig. 1, juste une puce DD1. Le mode de fonctionnement est modifié par le commutateur SA1 à trois groupes de contacts (un commutateur de gamme d'un récepteur à transistor portable a été utilisé). Le nœud de puissance (diodes VD1, VD2, diode zener VD3), le formateur d'impulsions "zéro" (transistors VT1, VT2), le nœud de sortie (circuit différenciateur C6R6, élément DD1.4, transistor VT4, triac VS1) sont restés les mêmes comme dans le prototype.
Considérez le fonctionnement de l'appareil en mode de contrôle de puissance par la méthode des impulsions de phase (le commutateur 5A1 est représenté dans cette position). Des impulsions provenant de la sortie de l'élément DD1.1, coïncidant avec les instants où la tension secteur passe par zéro, ouvrent le transistor VT3 lorsque la valeur instantanée de la tension secteur est proche de zéro. En conséquence, le condensateur C4 est déchargé à travers le transistor et la tension à l'entrée de l'élément DD1.2 augmente brusquement presque jusqu'à la tension d'alimentation, et à sa sortie, elle diminue presque jusqu'à zéro (niveau logique bas). Le triac VS1 est fermé, la charge est déconnectée du réseau. Avec une augmentation de la valeur instantanée de la tension secteur à 30 ... 50 V en valeur absolue, le niveau logique à la sortie de l'élément DD1.1 devient bas et le transistor VT3 se ferme, permettant au condensateur C4 d'être chargé par le courant traversant le circuit: diode / 04 - partie gauche (selon le schéma) de la résistance R5 - la sortie de l'élément DD1.2. La charge se poursuit jusqu'au seuil de commutation de l'élément DDI.2, après quoi le niveau à la sortie de cet élément devient haut, et à la sortie de l'élément DD1.3 - bas. Au moment de changer les niveaux, le condensateur C6 est chargé par le courant traversant la résistance R6, donc une courte impulsion apparaît à la sortie de l'élément DD1.4, ouvrant le transistor VT4. Une impulsion d'ouverture est fournie à l'électrode de commande du triac VS1. Son retard par rapport à la phase zéro de la tension secteur dépend de la constante de temps de charge du condensateur C4, elle-même fonction de la position de la résistance variable R5. À la fin du demi-cycle, le triac se fermera et, au demi-cycle suivant, le processus se répétera. Dans le deuxième mode, les contacts fermés SA1.2 sont connectés en parallèle avec le condensateur C4 C5 d'une capacité beaucoup plus grande. Les contacts SA1.1 relient la base et l'émetteur du transistor VT3, par conséquent, le transistor est constamment fermé et n'affecte plus le fonctionnement de l'appareil. L'élément DD1.2, la résistance R5 avec les diodes VD4, VD5 et les condensateurs C4, C5 forment un générateur d'impulsions rectangulaire avec un taux de répétition d'environ 2 Hz. Avec la commutation des contacts SA1.3, l'élément DD1.3 retourne sa fonction logique d'origine ET-NON. L'une des entrées de l'élément reçoit des impulsions du générateur et l'autre reçoit le passage de la tension secteur à zéro. Par conséquent, des rafales d'impulsions se forment à sa sortie, coïncidant dans le temps avec les «zéros» de la tension secteur, et la durée des rafales et les intervalles entre elles dépendent du rapport cyclique des impulsions du générateur. Chacune des impulsions du pack provoque l'apparition d'une impulsion d'ouverture sur l'électrode de commande du thyristor VS1 au tout début de l'alternance correspondante. Par conséquent, dans un cycle de 0,5 s, le nombre de demi-cycles au cours desquels la charge est connectée au réseau dépend de la position du curseur de la résistance variable R5. Avec un nombre impair de demi-cycles "de travail" ou "inactifs", une composante constante notable se forme dans le courant consommé par le réseau, ce qui peut nuire au fonctionnement des appareils électromagnétiques connectés au même réseau - moteurs électriques, leurs démarreurs , transformateurs. Cependant, cet inconvénient est inhérent au prototype [1]. A. BUTOV du village. Kurba de la région de Yaroslavl propose une version améliorée de son contrôleur de puissance tactile [2] avec une unité de contrôle sur la puce K145AP2, dont une description peut être trouvée dans [3]. Contrairement au prototype, le nouveau régulateur peut être inclus dans la rupture de n'importe lequel des fils du réseau, ce qui est important s'il remplace un interrupteur de contact classique. Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 2. L'algorithme de contrôle est le même : une courte pression sur le capteur E1 avec votre doigt allume ou éteint la lampe EL1, et avec une longue pression, la luminosité de la lueur change cycliquement (du minimum au maximum et de retour dans environ 5 s) Le contrôleur se souvient de son état - la lampe s'allume toujours avec la lampe réglée avant de l'éteindre. Comme auparavant, le régulateur peut être contrôlé non seulement en touchant le capteur, mais également en appuyant sur le bouton SB1, qui agit de la même manière. chemin.
La non-criticité du régulateur à la mise en phase des fils du réseau a été obtenue en introduisant un amplificateur du signal du capteur E1 sur un transistor composite VT1, VT2. Rectifié par des diodes VD4. La tension VD5, atteignant -5 ... -9 V lorsque vous touchez le capteur avec votre main, est désormais suffisante pour contrôler la puce DA1 dans tous les cas. Le condensateur C2, éliminant l'OOS pour la tension alternative, augmente le gain de la cascade. Le condensateur C3 est conçu pour supprimer les interférences à haute fréquence. L'unité d'alimentation du régulateur se compose d'un condensateur d'extinction C1 avec une résistance de limitation R1, un redresseur (diodes VD1, VD2), un régulateur de tension (diode Zener VD3) et des condensateurs de filtrage C5, C6. La résistance R1 est souhaitable pour installer P1-7 ou un discontinu importé similaire.Les résistances constantes restantes du régulateur sont C1-4, C2-23, MLT de la puissance correspondante.Le condensateur à oxyde de petite taille C6 est utilisé. Entreprises Rubycon, condensateurs CI, C11 - K73-17, K73-24v ou K73-50 pour une tension d'au moins 400 V ou importés, conçus pour fonctionner dans des circuits alternatifs, par exemple, CPF 250V X2. Les condensateurs restants sont en céramique ou en film K10-17, KM-5, K73-17v. Les condensateurs K10-7 ne sont pas souhaitables en raison de leur faible fiabilité. Les diodes KD522A (VD4, VD5) peuvent être remplacées par KD503, KD521, KD103 avec n'importe quel index de lettre ou 1N4148 importé. Les diodes KD243D (VD1 VD2) sont remplacées par KD243E-KD243Zh, KD105B-KD105P KD209A-KD209V, 1 N4004-1 N4007, diode Zener D814G (VD3) - KS211Zh, KS508A, 1N6001B, 1 N4741 A Le transistor VT3 peut servir de KT645A, KT645B, KT6114, SS8050, SS9013, 2SC1009, 2SC2331, 2SD1616 avec n'importe quel index de lettre Les transistors VT1 et VT2 peuvent être n'importe laquelle des séries KT3107, KT6112, SS9015, 2SA733, 2SA910, 2SA992 Triac KU208G (VS1) peut être remplacé par TS112-10, TS112-16, TS106-10 classe de tension non inférieure à 4 ou importé MAC12, MAC15. Le triac est monté sur un dissipateur thermique en forme de U mesurant 110 25 mm à partir d'une feuille d'aluminium de 1,5 ... 2 mm d'épaisseur. Dans ce cas, la puissance de charge admissible du régulateur est de 350 W. L'inductance L1 contient 135 tours de fil PEV-2 de 0,51 mm ou enroulé sur un noyau magnétique annulaire K32x20x6 en ferrite M2500NMS1. Avant l'enroulement, les bords de l'anneau sont émoussés et enveloppés d'une couche de film de matériau isolant. L'enroulement fini est imprégné de vernis isolant. La résistance de l'inductance CC est d'environ 0,3 ohm. Au lieu d'un anneau, il est permis d'utiliser un morceau de tige de ferrite 400NN d'un diamètre de 8-10 mm et d'une longueur de 60 mm. La puissance minimale de la lampe EL1 est de 25W. Il ne sera pas possible d'éteindre complètement la lampe de moindre puissance en raison de l'échauffement de son filament par le courant traversant le condensateur C1 La cascade sur les transistors VT1, VT2 doit être placée le plus loin possible du triac VS1 et de l'inductance L1. Si le capteur E1 est relié au contrôleur avec un fil de plus de 50 mm, ce dernier doit également être blindé. Pour réduire les captations sur le capteur, il est souhaitable d'isoler électriquement le triac VS1 du dissipateur thermique. Une autre conception de A. BUTOV est un régulateur de phase triac avec un niveau de bruit réduit. Dans la plupart des conceptions connues, à puissance maximale dans la charge, le triac ne s'ouvre que lorsque la tension à ses bornes atteint 30 ... interférences radio. Si vous forcez le triac à s'ouvrir à la tension la plus basse possible, ces défauts seront éliminés ou affaiblis. Dans le régulateur, assemblé selon le schéma illustré à la Fig. 3, sur les éléments VT1, VS1, R2, R3, C2, un analogue d'un dinistor est assemblé, connecté via un pont de diodes VD1 au circuit d'électrode de commande du triac VS2. Dès que la tension appliquée à la jonction d'émetteur du transistor VT1, qui dans notre cas fonctionne comme une diode zener, dépasse environ 8 ... 10 V, un claquage par avalanche réversible de cette section se produira et le trinistor VS1 sera ouvert . L'impulsion de courant de décharge du condensateur 1 ouvrira le triac VS2. La puissance fournie à la charge est régulée en modifiant la constante de temps de charge du condensateur C avec une résistance variable R4.
Les parties du régulateur peuvent être montées sur le circuit imprimé illustré à la fig. 4. Résistance variable R4 - SP-1, SPZ-ZOa, SPZ-35 ou SPZ-33. Une poignée en matière isolante doit être posée sur son axe. Résistances fixes - MLT, S2-23, S2-ZZN, S1-4. Condensateur C1 - K73-50, K73-24V, K73-17. K73-16 ; C2 - K10-17, KM-6. Pont de diodes - n'importe laquelle des séries DB101-DB107 [4], KTs422, KTs407. Vous pouvez également créer un pont à partir de quatre diodes discrètes des séries KD105, KD209, KD221, KD243, 1 N4001 - 1 N4007. Le triac KU208G peut être remplacé par une autre puissance moyenne, par exemple, TS106-10, TS112-16, TS112-10, TS122-25. De préférence, les quatrièmes groupes de tension et plus.
La pratique a montré que, quelle que soit la faible intensité de la charge, le triac VS2 a besoin d'un dissipateur thermique. Cela s'explique par le grand courant inverse incontrôlé du triac, qui est suffisant pour son auto-échauffement et son ouverture arbitraire ultérieure. Lors du choix de la taille et de la forme du dissipateur thermique, il convient de s'assurer que sa température pendant un fonctionnement à long terme à la puissance maximale ne dépasse pas 60 °C. Un emplacement pour le radiateur du triac VS2 est prévu sur la carte. Le réglage du régulateur se réduit à la sélection du condensateur C1 d'une capacité telle que lorsque le moteur de la résistance R4 est déplacé d'une position extrême à une autre, tout l'intervalle requis de puissance fournie à la charge est bloqué. Tout régulateur triac crée des interférences radio, il doit donc être bien blindé et connecté au réseau et chargé à travers un filtre. Tels, par exemple, que dans la Fig. 3 dans l'article de S. Sorokoumov "Régulateur Triac Haute Puissance"(" Radio "2000, n ° 7, p. 41). littérature
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