Régulateurs de tension à thyristors. Schéma, description

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Régulateurs de tension à thyristors. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de courant, tension, puissance

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Avec contrôle amplitude-phase

Dans le contrôleur, dont le circuit est illustré à la Fig. 1, deux trinistors sont utilisés, ouvrant l'un sur les alternances positives et l'autre sur les alternances négatives de la tension secteur. La tension de fonctionnement à la charge Rí est régulée par une résistance variable R3.

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.1

Le régulateur fonctionne comme suit. Au début de l'alternance positive (plus sur le fil supérieur selon le circuit), les trinistors sont fermés. Lorsque la tension secteur augmente, le condensateur C1 est chargé à travers les résistances R2 et R3. L'augmentation de la tension aux bornes du condensateur est en retard (déphasage) par rapport au réseau d'une quantité qui dépend de la résistance totale des résistances R2 et R3 et de la capacité du condensateur C1. La charge du condensateur se poursuit jusqu'à ce que la tension à ses bornes atteigne le seuil d'ouverture du trinistor D1. Lorsque le trinistor s'ouvre, un courant traversera la charge Rí, déterminé par la résistance totale du trinistor ouvert et de Rí. Le trinistor D1 reste ouvert jusqu'à la fin du demi-cycle. En sélectionnant la résistance R1, les limites de contrôle souhaitées sont définies. Avec les valeurs des résistances et des condensateurs indiquées dans le schéma, la tension à la charge peut être modifiée entre 40 et 220 V.

Durant l'alternance négative, le thyristor D4 fonctionne de manière similaire. Cependant, le condensateur C2, partiellement chargé pendant l'alternance positive (à travers les résistances R4 et R5 et la diode D6), doit être rechargé, et donc le temps de retard pour l'enclenchement du SCR doit être important. Plus le thyristor D1 a été fermé longtemps pendant l'alternance positive, plus la tension sera élevée sur le condensateur C2 au début de l'alternance négative et plus le thyristor D4 sera fermé longtemps.

Le fonctionnement en mode commun des trinistors dépend de la sélection correcte des valeurs des éléments R4, R5, C2. La puissance de charge peut être comprise entre 50 et 1000 watts.

Auteur : I. Chushanok, Grodno

Contrôlé par phase d'impulsion

Le régulateur, dont le schéma est présenté sur la Fig. 2, contrôlé automatiquement par le signal Uynp. Le régulateur utilise deux thyristors - le thyristor D5 et le dinistor D7. Le thyristor s'ouvre avec des impulsions formées par une chaîne composée du dinistor D7 et du condensateur C1. Au début de chaque demi-cycle, le thyristor et le dinistor sont fermés et le condensateur C1 est chargé par le courant collecteur du transistor T1. Lorsque la tension sur le condensateur atteint le seuil d'ouverture du dinistor, celui-ci s'ouvrira et le condensateur se déchargera rapidement à travers la résistance R2 et l'enroulement primaire du transformateur Tr1. Une impulsion de courant provenant de l'enroulement secondaire du transformateur ouvrira le thyristor. Dans ce cas, le dispositif de commande sera mis hors tension (car la chute de tension aux bornes du thyristor ouvert est très faible) et le dinistor se fermera. A la fin du demi-cycle, le thyristor s'éteindra et avec le début du demi-cycle suivant, un nouveau cycle de fonctionnement du régulateur commencera.

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.2

Le temps de retard de l'impulsion qui ouvre le thyristor par rapport au début de l'alternance est déterminé par le taux de charge du condensateur C1, qui est proportionnel au courant de collecteur du transistor T1. En modifiant la tension de commande Uynp, il est possible de contrôler ce courant et finalement de réguler la tension aux bornes de la charge. La source du signal Uynp peut être un filtre passe-bande (avec un redresseur) d'une installation de musique couleur ou d'un périphérique logiciel. Dans les systèmes de contrôle automatique, la tension de rétroaction est utilisée comme Ucontrol.

La résistance R5 doit être choisie pour que lorsque Uynp = 0, le trinistor s'ouvre à chaque alternance à un instant proche de la fin de l'alternance.

Pour passer en commande manuelle, il suffit de remplacer la résistance R5 par une chaîne série d'une résistance variable et d'une résistance constante de 10-12 kOhm.

La tension de stabilisation de la diode zener D6 doit être supérieure de 5 à 10 V à la tension d'activation maximale du dinistor.

Transistor T1. peut être l'une des séries MP21, MP25, MP26. Dinistor peut être appliqué aux types KN102B, D227A, D227B, D228A, D228B. La résistance R1 est composée de deux résistances de 2 watts.

Le transformateur d'impulsions Tr1 est enroulé sur un noyau annulaire mesurant 26X18X4 mm en permalloy 79NMA (ou la même section en ferrite M2000NM1). L'enroulement I contient 70 tours et l'enroulement II - 50 tours de fil PEV-2 de 0,33 mm. L'isolation des enroulements doit supporter une tension proche de la tension secteur.

Au lieu d'un dinistor dans le régulateur, vous pouvez utiliser un transistor fonctionnant en mode avalanche. Le fonctionnement des transistors dans ce mode a été décrit en détail dans "Radio", 1974, n° 5, pp. 38-41. Un schéma de l'un de ces régulateurs est illustré à la fig. 3.

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.3

Selon le principe de fonctionnement, un régulateur avec un transistor fonctionnant en mode avalanche ne diffère pas du précédent. Le transistor utilisé de type GT311I a une tension de claquage en avalanche d'environ 30 V (avec une résistance de la résistance R3 égale à 1 kOhm). Dans le cas de l'utilisation d'autres transistors, les valeurs des éléments R4, R5, C1 devront être modifiées.

Le régulateur (Fig. 3) peut également utiliser d'autres transistors, notamment des structures pnp, par exemple P416. Dans ce cas, vous devez intervertir les bornes de l'émetteur et du collecteur du transistor T1 (voir Fig. 3). La résistance R3 doit dans tous les cas être connectée entre la base et l'émetteur. La tension de charge est régulée par la résistance variable R4.

Auteur : Ing. E. Furmansky, Moscou

Avec transistor unijonction analogique

Dans le contrôleur, dont le circuit est illustré à la Fig. 4, la méthode d'impulsion de phase de contrôle du trinistor est appliquée. Dans le dispositif de commande du régulateur, un transistor analogue à un transistor à simple jonction (diode à deux bases) est utilisé. Vous pouvez lire sur le fonctionnement des transistors unijonction dans "Radio", 1972, n ° 7, p. 56.

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.4

Le circuit d'alimentation du régulateur est construit de la même manière que celui du régulateur publié dans Radio, 1972, n° 9, p. 55. Avec les contacts ouverts de l'interrupteur B'2, la valeur effective de la tension à la charge peut être modifiée dans la plage de quelques volts à 110 V, et avec les contacts fermés - de 110 à 220 V.

Selon le principe de fonctionnement, le dispositif de commande du régulateur décrit ne diffère pas des dispositifs sur un dinistor ou un transistor à avalanche (Fig. 2 et 3). La puissance fournie à la charge est régulée par une résistance variable R5.

Trinistor DZ et diode D1 sont installés sur un radiateur commun d'une superficie de 50 à 80 cm2. La résistance R1 est composée de deux résistances de 2W.

Auteur : V.Popovich, Izhevsk.

Sur triac

Le régulateur décrit est construit selon un circuit de commande d'impulsions de phase utilisant un triac (thyristor symétrique). Le schéma du régulateur est présenté sur la Fig. 5. Le dispositif de commande utilise un transistor analogue à un transistor unijonction de type N.

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.5

Lorsque le régulateur est allumé (par l'interrupteur B1), les transistors T1 et T2 sont fermés et le condensateur C1 commence à se charger à travers la résistance R4 (à l'aide de laquelle la puissance libérée vers la charge Rн est régulée). La charge continue jusqu'à ce que la tension sur le condensateur dépasse le seuil d'ouverture du transistor T1. A ce moment, les transistors s'ouvrent et passent en mode saturation. Le condensateur se décharge rapidement à travers eux jusqu'à l'enroulement primaire du transformateur d'impulsions Tr1. Une impulsion de courant provenant de l'enroulement secondaire ouvre le triac D5. Le seuil d'ouverture des transistors est déterminé par les résistances des résistances diviseuses R2R3.

Le transformateur d'impulsions Tr1 est enroulé sur un anneau de ferrite M2000NM1-15, taille K20x 12x6. L'enroulement I contient 50 tours et II - 30 tours de fil PELSHO 0,25 mm. Condensateur C1 - MBM avec une tension de fonctionnement de 160 V.

Le courant de charge maximal admissible du régulateur est de 5 A. Les limites de régulation de tension vont de quelques volts à 215 V.

Auteurs : V.Ponomarenko, V.Frolov Voronezh

Avec caractéristique de contrôle améliorée

Dans les régulateurs à thyristor avec contrôle de phase d'impulsion, la tension sur le condensateur du circuit RC augmente de façon exponentielle pendant sa charge. Avec une forme sinusoïdale de la tension secteur, la caractéristique de commande, qui exprime la dépendance de la tension sur la charge sur la résistance de la résistance variable, s'avère nettement non linéaire, ce qui rend difficile le réglage en douceur de la tension sur la charge .

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.6

Le régulateur à thyristors, dont le circuit est illustré à la fig. 6 est largement exempt de cette lacune. Le régulateur utilise un transistor unijonction. L'amélioration de la linéarité de la caractéristique de commande est obtenue par le fait que le condensateur C1 est chargé à partir de la tension secteur (à travers la résistance R4) et simultanément à partir d'une source de tension stabilisée constante (à travers le diviseur R5R6 et la diode D6}. En changeant le niveau de tension constante avec la résistance R6, vous pouvez contrôler le moment d'ouverture du trinistor et, par conséquent, la tension sur la charge Diode D6 élimine la possibilité de décharger le condensateur à travers la résistance R6.

La résistance de la résistance R4 est choisie pour que lorsque la résistance R6 est en court-circuit, la tension aux bornes de la charge soit minimale. Ensuite, à la position la plus basse (selon le schéma) du moteur de la résistance R6, la tension à la charge sera maximale.

Avec stabilisation de la tension de sortie

Une caractéristique du régulateur décrit est la capacité de stabiliser la tension à la charge lorsque la tension du secteur change. Le dispositif de commande est construit sur un transistor à simple jonction selon le circuit de commande phase-impulsion (voir Fig. 7).

Régulateurs de tension à thyristors
Ris.7

Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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