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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Puce KR1182PM1 - contrôleur de puissance de phase. Donnée de référence
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Les références Puces KR1182PM1 - une autre solution au problème de la régulation de puissance des charges puissantes à haute tension. Les microcircuits peuvent être utilisés pour allumer et éteindre en douceur les lampes à incandescence électriques et modifier la luminosité de la lueur, pour contrôler des dispositifs de commutation à semi-conducteurs plus puissants, pour contrôler la vitesse des moteurs électriques. Les dispositifs sont fabriqués en technologie épitaxiale avec isolation diélectrique. Parmi les caractéristiques du régulateur, il convient de noter sa capacité à limiter la puissance dans la charge lorsque la température maximale admissible du boîtier de l'appareil est atteinte. Le régulateur KR1182PM1 est conçu dans un boîtier en plastique de conception entièrement européenne POWEP-DIP (12+4). Il s'agit d'un boîtier à seize broches (Fig. 1) avec un pas de broche métrique, dans lequel les broches 4, 5 et 12, 13 sont laissées libres. Mécaniquement et électriquement, ces broches sont combinées et conçues pour évacuer la chaleur du cristal. En plus de celles-ci, les conclusions 1, 2, 7, 8 ne sont pas non plus utilisées.La masse de l'appareil ne dépasse pas 1,5 g.
Aux premiers stades de la maîtrise du microcircuit en production, il a été produit dans une version sans cadre et dans le boîtier DIP16 européen répandu. Sur la fig. La figure 2 montre un schéma de principe du régulateur et un schéma type de son inclusion. Le microcircuit est constitué de deux trinistors, chacun assemblé selon le circuit analogique transistor du trinistor (VT1, VT2 et VT3, VT4) et connecté en anti-parallèle, et d'une unité de commande (VT5-VT17). La sortie de l'unité de commande est reliée aux sorties de commande des trinistors par des diodes de séparation VD6, VD7.
L'unité de commande est alimentée par un pont de diodes relié en tension alternative aux broches réseau 14, 15 et 10, 11 du microcircuit. La configuration du pont est quelque peu différente de la configuration traditionnelle (Fig. 3). Les résistances R3 et R6 jouent le rôle de ballast.
Les condensateurs externes C1, C2 fournissent le retard d'amorçage nécessaire des trinistors à chaque alternance de la tension secteur par rapport au moment de sa transition par "zéro". Ces condensateurs empêchent également les SCR de s'ouvrir lorsque la tension secteur est appliquée. L'unité de contrôle, à son tour, se compose d'une alimentation stabilisée sur les transistors VT7-VT9, d'un générateur de courant sur les transistors VT11, VT12, qui charge un condensateur de mise à l'heure externe C3, d'un convertisseur tension-courant sur les transistors VT13-VT15 et un "miroir de courant" VT16-VT17. Un dispositif de protection thermique du microcircuit est monté sur le transistor VT10 et les résistances R5, R7. Sur la fig. 2 à titre d'exemple montre un schéma de circuit de commande externe - éléments C3, R1, SB1 - pour utiliser le régulateur dans le dispositif pour allumer et éteindre en douceur la lampe d'éclairage EL1. Le régulateur de puissance fonctionne comme suit. Lorsque la tension secteur est appliquée, les trinistors VT1, VT2 et VT3, VT4 sont fermés. Une tension d'alimentation de 6,3 V est fournie à l'unité de commande à partir de la source d'alimentation et génère un courant de sortie Iout (courant de collecteur du transistor VT17). Supposons qu'au moment actuel, les sorties combinées 14, 15 ont une tension de réseau positive et 10, 11 - négative. Le courant de sortie de l'unité de commande du microcircuit à travers la diode VD7 chargera le condensateur de retard C2. Après un certain temps, la tension sur ce condensateur augmentera jusqu'à un niveau auquel le trinistor VT1, VT2 s'ouvrira. A partir de cet instant et jusqu'à la fin de l'alternance, un courant va traverser la charge - la lampe EL1 - et le pont redresseur alimentant l'unité de commande sera shunté par un trinistor ouvert. Le condensateur C1 reste déchargé. Après avoir changé la polarité de la tension secteur, la charge du condensateur C1 commence et le trinistor VT3, VT4 s'ouvrira avec le même retard. Le condensateur C2 pendant ce demi-cycle se déchargera rapidement à travers la résistance R1 et le transistor VT5. Sur la fig. La figure 4 montre les chronogrammes de la tension aux bornes des condensateurs C1 et C2. Les lignes pleines montrent les processus décrits ci-dessus, correspondant à une certaine valeur intermédiaire du courant de sortie du nœud de contrôle. On peut voir que l'ouverture des trinistors se produit à une tension sur les condensateurs C1, C2, égale à 0,7 V. L'allure de la tension sur la charge est représentée sur la fig. 4, ville
Le retard à l'amorçage des trinistors en secondes par rapport au début de l'alternance est tset = 0,7C2/Iout, où 0,7 V est la tension de seuil d'ouverture des trinistors ; C2=C1 - capacité des condensateurs de retard (en microfarads) ; Iout - courant de sortie (en microampères) de l'unité de contrôle. Si vous modifiez le courant de sortie de l'unité de commande, le retard d'activation des trinistors à chaque demi-cycle de la tension secteur changera, et donc la puissance libérée dans la charge. Sur la fig. 4 cela est illustré par des lignes pointillées en gras. A la valeur minimale du courant de sortie Iout min, le retard doit dépasser la moitié de la période. Dans les premiers demi-cycles après l'application de la tension secteur au régulateur (Fig. 2), le condensateur de mise à l'heure déchargé C3 ferme les broches 3 et 6 du microcircuit comme un cavalier, de sorte que le courant de sortie Iout = Iout min . Cependant, étant donné que le générateur de courant sur les transistors VT11, VT12, la résistance R8 et la diode VD8 fournit un courant stable traversant la broche 6, le condensateur C3 est chargé en douceur. Cela conduit à une augmentation de la tension à la base du transistor VT14, à cause de laquelle le transistor VT15 commence à s'ouvrir. En conséquence, le courant de sortie de l'unité de commande augmente, le retard d'activation des trinistors dans chaque demi-cycle suivant diminue - la luminosité de la lampe EL1 augmente progressivement de zéro au maximum. Si nous fermons maintenant les contacts de l'interrupteur SB1, le condensateur C3 sera déchargé à travers la résistance R1 et la luminosité de la lampe diminuera jusqu'à ce qu'elle s'éteigne complètement. Le courant de décharge du condensateur doit être supérieur au courant de sa charge du côté de la broche 6 du microcircuit. Principales caractéristiques techniques à Tacr.av=25°С
L'absence de fermeture active des trinistors du microcircuit permet de l'utiliser pour contrôler la puissance d'une charge inductive, car après le passage de la phase de tension secteur par "zéro", le trinistor correspondant restera ouvert jusqu'au passage du courant dans la charge est complètement arrêtée. Afin d'assurer le fonctionnement normal du régulateur de puissance, il est nécessaire de déterminer le courant de sortie minimum et maximum de l'unité de contrôle du microcircuit. Ainsi, pour un retard à l'ouverture des trinistors de 10 ms avec une capacité C1 = C2 = 1 µF et une tension de seuil d'ouverture de 0,7 V, la formule ci-dessus donne une valeur du courant de sortie minimum d'environ 70 µA.
Sur la fig. 5-9 montre les principales dépendances graphiques des caractéristiques de fonctionnement des microcircuits de la série KR1182PM1. La dépendance de la tension de saturation des trinistors du microcircuit sur le courant de charge est illustrée à la Fig. 5 ; dans cette figure et dans d'autres, la zone de dispersion technologique est ombrée. Sur la fig. Les figures 6 et 7 montrent les dépendances du courant consommé et du courant de commande des trinistors sur la tension à l'entrée de commande du microcircuit (broche 6).
Le circuit de commutation principal du régulateur KR1182PM1 est illustré à la fig. 2. Lorsque les contacts de l'interrupteur SB1 sont ouverts, la lampe EL1 s'allume en douceur en appliquant la tension secteur, après l'ouverture, elle s'éteint en douceur. En modifiant la capacité du condensateur de réglage de l'heure C3 de 20 à 100 microfarads, vous pouvez modifier le temps d'allumage de dixièmes de seconde (la douceur visuelle n'est pas perceptible, mais le filament de la lampe sera protégé contre une surtension excessivement importante ) à 1 ... 2 s. Le temps de désactivation est réglé en sélectionnant la résistance R1 dans la plage de 47 ohms à plusieurs kilo-ohms. Sur la fig. La figure 10 montre un schéma d'un régulateur manuel de puissance d'une lampe à incandescence, d'un fer à souder électrique ou de la vitesse d'un ventilateur domestique. Ici, il est souhaitable de combiner l'interrupteur d'alimentation SA1 avec le régulateur de niveau de puissance - résistance R1, et les contacts SA1 doivent s'ouvrir après avoir réglé le curseur de la résistance R1 sur la position de résistance minimale, ce qui correspond à l'arrêt de la charge. Dans cette position, le régulateur doit être connecté au réseau. Les puces KR1182PM1 permettent la connexion en parallèle de deux appareils ou plus. Cela vous permet d'augmenter la puissance de sortie du régulateur. Ainsi, l'appareil, dont le schéma est illustré à la Fig. 11, peut fonctionner avec une charge Rn jusqu'à 300 W. Le nombre d'éléments articulés avec mise en parallèle des microcircuits reste le même. Il est facile de voir que les trinistors des deux régulateurs DA1 et DA2 sont ouverts par la tension générée par la puce DA2. Les conclusions de contrôle 6 et 3 de tous les régulateurs supplémentaires se ferment. Avec une puissance de charge importante, il peut s'avérer que la conception de l'interrupteur SA1, associée à la résistance de réglage R1, n'est pas conçue pour un courant aussi important. Dans ce cas, vous devrez modifier légèrement le circuit en déplaçant l'interrupteur du régulateur sur le circuit de commande, comme indiqué à la Fig. 11 lignes pointillées.
Notez que dans la nouvelle version du circuit, le régulateur est éteint lorsque les contacts SA1 sont fermés (et non ouverts, comme dans l'original). Il est nécessaire d'inclure un tel régulateur dans le réseau avec des contacts fermés SA1 et dans la position de la résistance minimale de la résistance de régulation R1. Avant d'éteindre la charge, il est souhaitable de réduire au minimum sa puissance en réglant le curseur de la résistance R1 sur la position supérieure selon le schéma. Une augmentation décisive de la puissance de charge (jusqu'à 1 kW) peut être obtenue en introduisant un puissant triac discret VS1 dans le contrôleur (Fig. 12).
Lors de l'utilisation du régulateur KR1182PM1 pour contrôler la luminosité des lampes à incandescence, il faut se rappeler que la résistance d'une spirale de lampe froide est presque 10 fois inférieure à celle d'une lampe chaude. De ce fait, la valeur d'amplitude du courant au moment où la lampe de puissance 150 W est allumée peut atteindre 10 A. La conception du microcircuit permet un tel courant pendant seulement quelques microsecondes, tandis que le chauffage de la spirale se poursuit pendant plusieurs demi-cycles de la tension secteur. Avec les valeurs nominales recommandées du circuit de commande à incandescence externe pour allumer et éteindre en douceur la lampe à incandescence (voir Fig. 2), le courant traversant la lampe de 150 W pour l'ensemble du processus d'allumage ne dépasse pas 2 ... 2,5 A . Auteur : A. Nemich, Briansk
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