Scheme electrice gratuit. Regulator de putere triac pentru sarcini inductive. Reglarea puterii Necesita circuit regulator de fază pentru sarcină inductivă

REGLAREA PUTERII

Cel mai adesea, regulatoarele de putere ale dispozitivului sunt realizate folosind tiristoare, folosindu-le ca un comutator puternic de ieșire. Dar un tiristor într-un circuit de curent alternativ este incomod deoarece necesită putere printr-o punte redresor, care, cu o putere mare de sarcină, trebuie instalată pe un radiator. În acest sens, un triac este mai convenabil pentru un element cheie. Principala diferență este capacitatea de a comuta nu numai curentul direct, ci și alternativ, care poate curge în orice direcție - atât de la anod la catod, cât și în direcția opusă.

Pentru referință: triacurile cu o tensiune pozitivă la anod pot fi pornite prin impulsuri de orice polaritate furnizate electrodului de control în raport cu catodul și cu o tensiune negativă la anod - prin impulsuri de polaritate negativă. Controlul unui triac cu curent continuu necesită multă putere, iar cu controlul impulsurilor este nevoie de un driver care să furnizeze impulsuri scurte atunci când tensiunea rețelei trece prin zero, ceea ce reduce nivelul de interferență în comparație cu regulatoarele care folosesc metoda de control fază-impuls. .

Dispozitivul de control al puterii conține un triac, o unitate de întârziere de timp (fază), un circuit de compensare și o sursă de alimentare. Circuitul de compensare R8 C2 adaugă o tensiune proporțională cu tensiunea de alimentare la tensiunea diodei zener VD3. Această sumă este tensiunea de la bază la bază a tranzistorului unijunction KT117. Reducerea tensiunii de alimentare reduce tensiunea de alimentare a tranzistorului și determină o scădere a întârzierii. Acest lucru diferă de binecunoscutul circuit regulator de putere triac de pe BT136-600 și dinistorul DB-3 în stabilizarea impulsurilor de control și, în consecință, o mai mare precizie și consistență a tensiunii de ieșire.

Când configurați un dispozitiv de control al puterii, trebuie să îl conectați la rețea cu o sarcină transversală și să instalați un voltmetru paralel cu sarcina. Schimbând tensiunea cu rezistența variabilă R8 la intrarea regulatorului, atingem tensiunea minimă la sarcină. Transformatorul este realizat pe un miez Sh5x6, înfășurarea primară este de 40 de spire, înfășurarea secundară este de 50 de spire PEL-0,2 - 0,3. În versiunea mea a dispozitivului de control al puterii, am instalat un transformator pe un inel de ferită K20x10x6 cu două înfășurări identice de 40 de spire fiecare - totul a funcționat perfect. Pentru a monitoriza vizual tensiunea (puterea) la sarcină, am instalat un mic voltmetru AC asamblat dintr-un indicator de nivel de înregistrare al unui magnetofon sovietic bobină-la-bobină. Îl conectăm în mod natural paralel cu sarcina. Lumina roșie indică faptul că dispozitivul de control al puterii este conectat la rețea și luminează cântarul.

Acest regulator poate fi folosit pentru a conecta o sarcină activă cu o putere de până la doi kilowați - sobe electrice, ceainice electrice, șeminee electrice, fiare de călcat etc., iar atunci când înlocuiți triacul cu unul mai puternic, de exemplu TC132-50, până la 10 kW. Un exemplu real de utilizare: mașinile automate 16 A ale unui vecin scot în mod constant ștecherul atunci când folosesc un fierbător electric Tefal 2 kW. Înlocuirea lor este imposibilă, deoarece nu locuiește în propriul apartament. Problema a fost rezolvată de acest dispozitiv de reglare, setat la 80% putere.

Modificări utile: atunci când lucrați cu o sarcină inductivă, în paralel cu triacul regulatorului de putere, este necesar să porniți un circuit RC pentru a limita rata de creștere a tensiunii anodului. Orice regulator triac este o sursă de interferență radio, așa că este indicat să echipați regulatorul de putere cu un filtru de interferență radio. Filtrul de zgomot radio LC este un filtru G convențional cu o bobină și un condensator. O bobină de 100 de spire de sârmă înfășurată pe o tijă de ferită cu un diametru de 8 mm și o lungime de 50 mm este folosită ca șoca L. Un diametru al firului de 1 mm corespunde unei puteri maxime de sarcină de aproximativ 700 W. O siguranță pentru curentul nominal de sarcină protejează triacul de un scurtcircuit în sarcină. La instalare, respectați măsurile de siguranță, deoarece toate elementele dispozitivului pentru reglarea puterii sunt conectate galvanic la o rețea de 220 V.

Întrebări și comentarii cu privire la diagramă - pe

Regulatoarele de putere triac funcționează folosind controlul de fază. Ele pot fi folosite pentru a modifica puterea diferitelor dispozitive electrice care funcționează folosind tensiune alternativă.

Dispozitivele pot include lămpi electrice cu incandescență, dispozitive de încălzire, motoare electrice cu curent alternativ, mașini de sudat cu transformator și multe altele. Au o gamă largă de reglaje, ceea ce le oferă o gamă largă de aplicații, inclusiv în viața de zi cu zi.

Descrierea si principiul de functionare

Funcționarea dispozitivului se bazează pe reglarea întârzierii de pornire a triacului atunci când tensiunea rețelei trece de zero. Triac este în poziție închisă la începutul semiciclului. După ce tensiunea semiundei pozitive crește, condensatorul este încărcat cu o schimbare de fază față de tensiunea rețelei.

Această schimbare este determinată de valorile rezistenței rezistențelor P1, R1, R2 și de capacitatea condensatorului C1. Când valoarea de prag este atinsă pe condensator, triacul este pornit. Devine conductiv, permițând trecerea tensiunii, creând astfel circuitul cu rezistențe și condensatori. Când semiciclul trece prin 0, triacul este oprit.

Apoi, când condensatorul este încărcat, se deschide din nou cu o undă de tensiune negativă. O astfel de funcționare a unui triac este posibilă datorită structurii sale. Are cinci straturi de semiconductori cu un electrod de control. Ceea ce îi oferă posibilitatea de a schimba anodul și catodul. Pentru a spune simplu, poate fi reprezentat ca două tiristoare cu o conexiune back-to-back.

Zona de aplicare

Regulatoarele de putere Triac și-au găsit aplicația nu numai în viața de zi cu zi, ci și în multe industrii. În special, ele înlocuiesc cu succes circuitele greoaie de control al contactelor releului. Ele ajută la stabilirea curenților optimi în liniile automate de sudare și în multe alte industrii.

În ceea ce privește utilizarea acestor dispozitive în viața de zi cu zi, utilizarea sa este foarte diversă. De la reglarea tensiunii lămpilor cu incandescență până la reglarea vitezei ventilatorului. Pe scurt, gama este atât de diversă încât nu este ușor de descris.

Tipuri de regulatoare de putere triac

Vorbind despre aceste dispozitive, trebuie menționat că toate funcționează pe același principiu. Principala lor diferență este puterea pentru care sunt proiectate. A doua diferență va fi schema de control. Unele tipuri de triac pot necesita o reglare mai fină a semnalelor de control. Controlul poate fi foarte divers, de la un condensator și o pereche de rezistențe până la un microcontroler modern.

Sistem

Regulatoarele de putere pot folosi multe modele diferite. Cel mai simplu circuit este considerat a fi utilizarea unui rezistor variabil, iar cel mai complex este un microcontroler modern. Dacă îl folosiți acasă, atunci puteți rămâne la cel mai simplu.

Va fi suficient pentru majoritatea nevoilor. Pe lângă reglarea luminii, regulatorul este adesea folosit pentru. Cei cărora le place să facă inginerie electrică acasă trebuie să regleze temperatura fierului de lipit.

Este incomod să faceți acest lucru folosind rezistențe variabile, plus că există pierderi mari de electricitate. Cea mai bună soluție ar fi să folosiți un regulator triac.

Cum se asamblează regulatorul

Pentru asamblare, să luăm cea mai simplă schemă de circuit. Acest circuit folosește triac VD2 - VTV 12-600V (600 - 800 V, 12 A), rezistențe: R1 -680 kOhm, R2 - 47 kOhm, R3 - 1,5 kOhm, R4 - 47 kOhm. Condensatori: C1 – 0,01 mF, C2 – 0,039 mF.

Pentru a asambla un astfel de circuit cu propriile mâini, va trebui să faceți anumite acțiuni în ordinea corectă:

1. Este necesar să achiziționați toate piesele din lista prezentată mai sus.
2. A doua etapă va fi dezvoltarea unei plăci de circuit imprimat. La dezvoltare, trebuie avut în vedere că unele dintre piese vor fi montate montate. Și unele dintre părți vor fi instalate direct în placă.
3. Crearea unei plăci începe cu desenarea unei imagini cu locația pieselor și pistele de contact între părți. Apoi desenul este transferat pe panoul liber. Când desenul este transferat pe tablă, totul se desfășoară conform unei metode binecunoscute. Gravarea plăcii, forarea găurilor pentru piese, cositorirea pistelor de pe placă. Mulți oameni folosesc programe de calculator moderne, cum ar fi Sprint Layout, pentru a obține un desen pe tablă, dar dacă nu le aveți, este în regulă. În acest caz avem o mică diagramă. Se poate face manual.
4. Când placa este gata, introduceți componentele radio necesare în găurile pregătite, scurtați lungimea contactelor cu tăietoarele de sârmă la lungimea necesară și începeți lipirea. Pentru a face acest lucru, utilizați un fier de lipit pentru a încălzi punctul de contact de pe placă, aplicați lipire pe acesta, când lipirea se întinde pe suprafață la punctul de contact, îndepărtați fierul de lipit și lăsați lipitul să se răcească. În acest caz, toate piesele trebuie să rămână pe loc și să nu se miște. La lipire, trebuie respectate măsurile de siguranță. În primul rând, trebuie să vă protejați de arsuri; acestea pot fi cauzate de contactul cu un fier de lipit sau de stropi de lipit fierbinte sau de flux. Ar trebui să aveți îmbrăcăminte care oferă protecție maximă tuturor zonelor corpului. Și pentru a vă proteja ochii, trebuie să purtați ochelari de protecție. Zona de lipit trebuie să fie într-o zonă ventilată, deoarece în timpul funcționării pot apărea gaze corozive.
5. Etapa finală a asamblarii va fi plasarea plăcii rezultate în cutie. Ce cutie să alegeți va depinde direct de tipul de regulator pe care îl aveți. În cazul schemei noastre, o cutie de dimensiunea unei prize de plastic va fi suficientă. Un număr mic de piese, dintre care cel mai mare este un rezistor variabil, ocupă puțin spațiu și se potrivesc într-un spațiu mic.
6. Ultimul pas va fi verificarea și configurarea dispozitivului. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un dispozitiv de măsurare pentru a monitoriza tensiunea și de un dispozitiv pentru sarcină, în cazul nostru un fier de lipit. Prin rotirea butonului regulatorului, trebuie să examinați cât de ușor se schimbă tensiunea de ieșire. Dacă este necesar, puteți aplica semne lângă rezistența de reglare.

Preț

Piața este plină de un număr mare de oferte, cu niveluri de preț diferite. Prețul regulatoarelor de putere triac este influențat în primul rând de mai mulți parametri:

1. Puterea produsului, cu cât puterea este mai puternică, cu atât dispozitivul dvs. va fi mai scump.
2. Complexitatea circuitului de control, în cele mai simple circuite, costul principal este suportat de triacuri. În circuitele de control complexe în care sunt utilizate microcontrolere, prețul poate crește din cauza acestora. Acestea oferă funcții suplimentare, respectiv, la un preț mai mare. Deci regulatorul este pe un rezistor cu o tensiune de 220 V, o putere de 2500 W. costă 1200 de ruble, iar pe un microcontroler cu aceiași parametri 2450 de ruble.
3. Marca producatorului. Uneori poți plăti cu 50% mai mult pentru un brand bine promovat.

Acum puteți găsi regulatoare de putere asamblate după diverse scheme. Fiecare dintre ele va avea propriile sale avantaje și dezavantaje. Regulatoarele moderne sunt împărțite în două tipuri, microprocesoare și analogice. Regulatoarele analogice pot fi clasificate ca sisteme de clasă economică. Sunt cunoscute încă din vremea URSS, sunt ușor de implementat și ieftine. Cel mai important dezavantaj al acestora este controlul constant al proprietarului sau operatorului.

Să dăm un exemplu simplu: trebuie să aveți o tensiune de 170 V la ieșire. Când setați această tensiune, tensiunea de alimentare a fost de 225 V și acum imaginați-vă că tensiunea de intrare s-a schimbat cu 10 V, iar tensiunea de ieșire va schimba in consecinta.

Dacă tensiunea de ieșire afectează procesul, pot apărea probleme. Pe lângă scăderea tensiunii de alimentare, tensiunea de ieșire poate fi afectată de parametrii regulatorului însuși. Deoarece capacitatea condensatorului se modifică în timp, rezistența variabilă poate fi afectată de umiditatea mediului și este imposibil să se obțină o funcționare stabilă.

Regulatoarele bazate pe microprocesor nu au această problemă. Ei implementează feedback care vă permite să reglați rapid semnalul de control.

Unul dintre aspectele importante ale funcționării pe termen lung va fi reparația și service-ul. Regulatoarele cu microprocesor sunt produse complexe și necesită centre de service specializate pentru a le repara. Regulatoarele analogice sunt mai ușor de reparat. Orice radioamator o poate face acasă.

Puteți face alegerea finală pe regulatorul de putere triac după ce ați studiat condițiile de funcționare a acestuia. Când nu aveți nevoie de o precizie mai mare de ieșire, este rezonabil să acordați preferință unui dispozitiv analogic, economisind în același timp bani. Când este necesară precizie la ieșire, nu vă zgâriți, cumpărați un dispozitiv cu microprocesor.

Pentru a controla anumite tipuri de aparate electrocasnice (de exemplu, o unealtă electrică sau un aspirator), se folosește un regulator de putere bazat pe un triac. Puteți afla mai multe despre principiul de funcționare al acestui element semiconductor din materialele postate pe site-ul nostru. În această publicație vom lua în considerare o serie de probleme legate de circuitele triac pentru controlul puterii sarcinii. Ca întotdeauna, să începem cu teorie.

Principiul de funcționare a regulatorului pe un triac

Să ne amintim că un triac este de obicei numit o modificare a unui tiristor care joacă rolul unui comutator semiconductor cu o caracteristică neliniară. Principala sa diferență față de dispozitivul de bază este conductivitatea în două sensuri atunci când treceți la modul de funcționare „deschis”, atunci când electrodul de control este furnizat curent. Datorită acestei proprietăți, triacurile nu depind de polaritatea tensiunii, ceea ce le permite să fie utilizate eficient în circuite cu tensiune alternativă.

Pe lângă caracteristica dobândită, aceste dispozitive au o proprietate importantă a elementului de bază - capacitatea de a menține conductivitatea atunci când electrodul de control este deconectat. În acest caz, „închiderea” comutatorului semiconductor are loc atunci când nu există nicio diferență de potențial între bornele principale ale dispozitivului. Adică atunci când tensiunea alternativă traversează punctul zero.

Un bonus suplimentar de la această tranziție la starea „închis” este reducerea cantității de interferență în timpul acestei faze de funcționare. Vă rugăm să rețineți că un regulator care nu creează interferențe poate fi creat sub controlul tranzistorilor.

Datorită proprietăților enumerate mai sus, este posibil să se controleze puterea sarcinii prin controlul de fază. Adică, triacul se deschide la fiecare jumătate de ciclu și se închide la trecerea cu zero. Timpul de întârziere pentru pornirea modului „deschis”, așa cum ar fi, întrerupe o parte a semiciclului, ca urmare, forma semnalului de ieșire va fi dinte de ferăstrău.

În acest caz, amplitudinea semnalului va rămâne aceeași, motiv pentru care este incorect să numiți astfel de dispozitive regulatoare de tensiune.

Opțiuni pentru circuitul regulatorului

Să dăm câteva exemple de circuite care vă permit să controlați puterea sarcinii folosind un triac, începând cu cel mai simplu.

Figura 2. Schema circuitului unui regulator de putere triac simplu alimentat la 220 V

Denumiri:

• Rezistoare: R1-470 kOhm, R2 – 10 kOhm,
• Condensator C1 – 0,1 µF x 400 V.
• Diode: D1 – 1N4007, D2 – orice LED indicator 2.10-2.40 V 20 mA.
• Dinistor DN1 – DB3.
• Triac DN2 - KU208G, puteți instala un BTA16 600 analog mai puternic.

Cu ajutorul dinistorului DN1 se închide circuitul D1-C1-DN1, care mută DN2 în poziția „deschis”, în care rămâne până la punctul zero (finalizarea semiciclului). Momentul deschiderii este determinat de timpul de acumulare pe condensator a sarcinii de prag necesar pentru comutarea DN1 și DN2. Rata de încărcare C1 este controlată de lanțul R1-R2, a cărui rezistență totală determină momentul „deschiderii” triacului. În consecință, puterea de sarcină este controlată printr-un rezistor variabil R1.

În ciuda simplității circuitului, este destul de eficient și poate fi folosit ca dimmer pentru iluminarea cu filament sau ca regulator de putere a fierului de lipit.

Din păcate, circuitul de mai sus nu are feedback, prin urmare, nu este potrivit ca regulator de viteză stabilizat al unui motor electric cu comutator.

Circuit regulator de feedback

Feedback-ul este necesar pentru a stabiliza viteza motorului electric, care se poate modifica sub influența sarcinii. Puteți face acest lucru în două moduri:

1. Instalați un turometru care măsoară viteza. Această opțiune permite o ajustare precisă, dar aceasta crește costul implementării soluției.
2. Monitorizați schimbările de tensiune la motorul electric și, în funcție de aceasta, creșteți sau micșorați modul „deschis” al comutatorului semiconductor.

Ultima opțiune este mult mai ușor de implementat, dar necesită o ușoară ajustare la puterea mașinii electrice utilizate. Mai jos este o diagramă a unui astfel de dispozitiv.

Denumiri:

• Rezistoare: R1 – 18 kOhm (2 W); R2 – 330 kOhm; R3 – 180 Ohm; R4 și R5 – 3,3 kOhm; R6 – trebuie selectat așa cum este descris mai jos; R7 – 7,5 kOhm; R8 – 220 kOhm; R9 – 47 kOhm; R10 – 100 kOhm; R11 – 180 kOhm; R12 – 100 kOhm; R13 – 22 kOhm.
• Condensatoare: C1 – 22 µF x 50 V; C2 – 15 nF; C3 – 4,7 µF x 50 V; C4 – 150 nF; C5 – 100 nF; C6 – 1 µF x 50 V..
• Diode D1 – 1N4007; D2 – orice LED indicator de 20 mA.
• Triac T1 – BTA24-800.
• Microcircuit – U2010B.

Acest circuit asigură o pornire lină a instalației electrice și o protejează de suprasarcină. Sunt permise trei moduri de funcționare (setate de comutatorul S1):

• A – Când apare suprasarcină, LED-ul D2 se aprinde, indicând suprasarcină, după care motorul reduce turația la minim. Pentru a ieși din modul, trebuie să opriți și să porniți dispozitivul.
• B – Dacă există o suprasarcină, LED-ul D2 se aprinde, motorul este pornit în funcțiune la turație minimă. Pentru a ieși din modul, este necesar să îndepărtați sarcina de la motorul electric.
• C – Modul indicare suprasarcină.

Configurarea circuitului se reduce la selectarea rezistenței R6, aceasta se calculează în funcție de puterea motorului electric folosind următoarea formulă: . De exemplu, dacă trebuie să controlăm un motor de 1500 W, atunci calculul va fi după cum urmează: 0,25 / (1500 / 240) = 0,04 Ohm.

Pentru a face această rezistență, cel mai bine este să utilizați sârmă de nicrom cu un diametru de 0,80 sau 1,0 mm. Mai jos este un tabel care vă permite să selectați rezistența R6 și R11, în funcție de puterea motorului.

Dispozitivul de mai sus poate fi folosit ca regulator de viteză pentru motoare de scule electrice, aspiratoare și alte echipamente de uz casnic.

Regulator pentru sarcină inductivă

Cei care încearcă să controleze o sarcină inductivă (de exemplu, un transformator de mașină de sudură) folosind circuitele de mai sus vor fi dezamăgiți. Dispozitivele nu vor funcționa și triac-urile pot eșua. Acest lucru se datorează unei schimbări de fază, motiv pentru care în timpul unui impuls scurt comutatorul semiconductor nu are timp să treacă în modul „deschis”.

Există două opțiuni pentru a rezolva problema:

1. Furnizarea unei serii de impulsuri similare electrodului de control.
2. Aplicați un semnal constant la electrodul de control până când acesta trece prin zero.

Prima opțiune este cea mai optimă. Iată o diagramă în care se folosește această soluție.

După cum se poate observa din figura următoare, care arată oscilogramele principalelor semnale ale regulatorului de putere, un pachet de impulsuri este utilizat pentru a deschide triacul.

Acest dispozitiv face posibilă utilizarea regulatoarelor pe comutatoarele semiconductoare pentru a controla o sarcină de inducție.

Un simplu regulator de putere pe un triac cu propriile mâini

La sfârșitul articolului, vom da un exemplu de regulator de putere simplu. În principiu, puteți asambla oricare dintre circuitele de mai sus (cea mai simplificată versiune a fost prezentată în Figura 2). Pentru acest dispozitiv nici măcar nu este necesară realizarea unei plăci de circuit imprimat; dispozitivul poate fi asamblat prin montare la suprafață. Un exemplu de astfel de implementare este prezentat în figura de mai jos.

Acest regulator poate fi folosit ca variator de intensitate și poate fi folosit și pentru a controla dispozitive puternice de încălzire electrică. Vă recomandăm să alegeți un circuit în care se folosește pentru control un comutator semiconductor cu caracteristici corespunzătoare curentului de sarcină.

Un dispozitiv semiconductor care are 5 joncțiuni p-n și este capabil să treacă curent în direcțiile înainte și invers se numește triac. Datorită incapacității de a funcționa la frecvențe înalte de curent alternativ, sensibilitate ridicată la interferențe electromagnetice și generare semnificativă de căldură la comutarea sarcinilor mari, în prezent nu sunt utilizate pe scară largă în instalațiile industriale de mare putere.

Acolo sunt înlocuite cu succes de circuite bazate pe tiristoare și tranzistoare IGBT. Dar dimensiunile compacte ale dispozitivului și durabilitatea acestuia, combinate cu costul scăzut și simplitatea circuitului de control, le-au permis să fie utilizate în zone în care dezavantajele de mai sus nu sunt semnificative.

Astăzi, circuitele triac pot fi găsite în multe aparate de uz casnic, de la uscătoare de păr la aspiratoare, unelte electrice de mână și dispozitive electrice de încălzire - unde este necesară o reglare lină a puterii.

Principiul de funcționare

Regulatorul de putere de pe un triac funcționează ca o cheie electronică, deschizându-se și închizându-se periodic la o frecvență specificată de circuitul de control. Când este deblocat, triacul trece o parte din semi-undă a tensiunii de rețea, ceea ce înseamnă că consumatorul primește doar o parte din puterea nominală.

Fă-o singur

Astăzi, gama de regulatoare triac la vânzare nu este foarte mare.Și, deși prețurile pentru astfel de dispozitive sunt mici, de multe ori acestea nu îndeplinesc cerințele consumatorilor. Din acest motiv, vom lua în considerare câteva circuite de bază ale regulatoarelor, scopul lor și baza elementului utilizat.

Diagrama dispozitivului

Cea mai simplă versiune a circuitului, concepută pentru a funcționa cu orice sarcină. Sunt utilizate componente electronice tradiționale, principiul de control este fază-impuls.

Componentele principale:

• triac VD4, 10 A, 400 V;
• dinistor VD3, prag de deschidere 32 V;
• potențiometrul R2.

Curentul care trece prin potențiometrul R2 și rezistența R3 încarcă condensatorul C1 cu fiecare semiundă. Când tensiunea de pe plăcile condensatorului atinge 32 V, dinistorul VD3 se deschide și C1 începe să se descarce prin R4 și VD3 la terminalul de control al triacului VD4, care se deschide pentru a permite curentului să circule către sarcină.

Durata de deschidere este reglată prin selectarea tensiunii de prag VD3 (valoare constantă) și a rezistenței R2. Puterea în sarcină este direct proporțională cu valoarea rezistenței potențiometrului R2.

Un circuit suplimentar de diode VD1 și VD2 și rezistență R1 este opțional și servește pentru a asigura o reglare lină și precisă a puterii de ieșire. Curentul care trece prin VD3 este limitat de rezistența R4. Se realizează astfel durata pulsului necesară pentru deschiderea VD4. Siguranța Pr.1 protejează circuitul de curenții de scurtcircuit.

O caracteristică distinctivă a circuitului este că dinistorul se deschide la același unghi în fiecare semiundă a tensiunii de rețea. Ca urmare, curentul nu se redresează și devine posibilă conectarea unei sarcini inductive, de exemplu un transformator.

Triacurile trebuie selectate în funcție de dimensiunea sarcinii, pe baza calculului de 1 A = 200 W.

Elemente folosite:

• Dinistor DB3;
• Triac TS106-10-4, VT136-600 sau altele, curentul nominal necesar este 4-12A.
• Diode VD1, VD2 tip 1N4007;
• Rezistențe R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 Ohm, R5 1,6 kOhm, potențiometru R2 100 kOhm;
• C1 0,47 µF (tensiune de funcționare de la 250 V).

Rețineți că schema este cea mai comună, cu variații minore. De exemplu, un dinistor poate fi înlocuit cu o punte de diode sau un circuit RC care suprimă interferențe poate fi instalat în paralel cu triacul.

Un circuit mai modern este unul care controlează triacul de la un microcontroler - PIC, AVR sau altele. Acest circuit oferă o reglare mai precisă a tensiunii și curentului în circuitul de sarcină, dar este și mai complex de implementat.

Circuit regulator de putere triac

Asamblare

Regulatorul de putere trebuie asamblat în următoarea secvență:

1. Determinați parametrii dispozitivului pe care va funcționa dispozitivul în curs de dezvoltare. Parametrii includ: numărul de faze (1 sau 3), necesitatea ajustării precise a puterii de ieșire, tensiunea de intrare în volți și curentul nominal în amperi.
2. Selectați tipul de dispozitiv (analogic sau digital), selectați elementele în funcție de puterea de sarcină. Puteți verifica soluția dvs. în unul dintre programele de modelare a circuitelor electrice - Electronics Workbench, CircuitMaker sau analogii lor online EasyEDA, CircuitSims sau oricare altul la alegere.
3. Calculați disiparea căldurii folosind următoarea formulă: căderea de tensiune pe triac (aproximativ 2 V) înmulțită cu curentul nominal în amperi. Valorile exacte ale căderii de tensiune în stare deschisă și fluxul de curent nominal sunt indicate în caracteristicile triacului. Obținem puterea disipată în wați. Selectați un radiator în funcție de puterea calculată.
4. Achiziționați componentele electronice necesare, radiator si placa de circuit imprimat.
5. Așezați piste de contact pe placă și pregătiți locurile pentru instalarea elementelor. Asigurați montarea pe placă pentru un triac și radiator.
6. Instalați elementele pe placă folosind lipire. Dacă nu este posibil să pregătiți o placă de circuit imprimat, atunci puteți utiliza montarea la suprafață pentru a conecta componentele folosind fire scurte. La asamblare, acordați o atenție deosebită polarității conectării diodelor și triacului. Dacă nu există marcaje pe ele, atunci există „arcuri”.
7. Verificați circuitul asamblat cu un multimetru în modul de rezistență. Produsul rezultat trebuie să corespundă designului original.
8. Atașați în siguranță triacul la radiator. Nu uitați să așezați o garnitură izolatoare de transfer de căldură între triac și radiator. Șurubul de fixare este bine izolat.
9. Așezați circuitul asamblatîntr-o cutie de plastic.
10. Amintiți-vă că la bornele elementelor Este prezentă o tensiune periculoasă.
11. Rotiți potențiometrul la minim și efectuați un test de funcționare. Măsurați tensiunea la ieșirea regulatorului cu un multimetru. Rotiți ușor butonul potențiometrului pentru a monitoriza modificarea tensiunii de ieșire.
12. Dacă rezultatul este satisfăcător, atunci puteți conecta sarcina la ieșirea regulatorului.În caz contrar, este necesar să faceți ajustări de putere.

Radiator de putere triac

Reglarea puterii

Controlul puterii este controlat de un potențiometru, prin care se încarcă condensatorul și circuitul de descărcare a condensatorului. Dacă parametrii puterii de ieșire sunt nesatisfăcători, ar trebui să selectați valoarea rezistenței în circuitul de descărcare și, dacă domeniul de reglare a puterii este mic, valoarea potențiometrului.

• prelungiți durata de viață a lămpii, reglați iluminarea sau temperatura fierului de lipit Un regulator simplu și ieftin care folosește triacuri va ajuta.
• selectați tipul de circuit și parametrii componentelor conform sarcinii planificate.
• rezolvați-l cu atenție soluții de circuit.
• fii atent la asamblarea circuitului, observați polaritatea componentelor semiconductoare.
• nu uitați că curentul electric există în toate elementele circuituluiși este mortal pentru oameni.

O selecție de circuite și o descriere a funcționării unui regulator de putere folosind triac și multe altele. Circuitele regulatoare de putere Triac sunt potrivite pentru prelungirea duratei de viață a lămpilor cu incandescență și pentru reglarea luminozității acestora. Sau pentru alimentarea echipamentelor nestandard, de exemplu, 110 volți.

Figura prezintă un circuit al unui regulator de putere triac, care poate fi schimbat prin modificarea numărului total de semicicluri de rețea trecute de triac într-un anumit interval de timp. Elementele microcircuitului DD1.1.DD1.3 sunt realizate cu o perioadă de oscilație de aproximativ 15-25 semicicluri de rețea.

Ciclul de lucru al impulsurilor este reglat de rezistența R3. Tranzistorul VT1 împreună cu diodele VD5-VD8 este proiectat pentru a lega în momentul în care triacul este pornit în timpul tranziției tensiunii de rețea la zero. Practic, acest tranzistor este deschis, respectiv, un „1” este trimis la intrarea DD1.4, iar tranzistorul VT2 cu triac VS1 este închis. În momentul trecerii la zero, tranzistorul VT1 se închide și se deschide aproape imediat. În acest caz, dacă ieșirea DD1.3 a fost 1, atunci starea elementelor DD1.1.DD1.6 nu se va schimba, iar dacă ieșirea DD1.3 a fost „zero”, atunci elementele DD1.4.DD1 .6 va genera un impuls scurt, care va fi amplificat de tranzistorul VT2 și va deschide triacul.

Atâta timp cât există un zero logic la ieșirea generatorului, procesul se va desfășura ciclic după fiecare tranziție a tensiunii de rețea prin punctul zero.

Baza circuitului este un triac străin mac97a8, care vă permite să comutați sarcinile conectate de mare putere, iar pentru a-l regla, am folosit un vechi rezistor variabil sovietic și am folosit un LED obișnuit ca indicație.

Regulatorul de putere triac utilizează principiul controlului de fază. Funcționarea circuitului de reglare a puterii se bazează pe schimbarea momentului în care triacul este pornit în raport cu trecerea tensiunii rețelei prin zero. În momentul inițial al semiciclului pozitiv, triacul este în stare închisă. Pe măsură ce tensiunea rețelei crește, condensatorul C1 este încărcat printr-un divizor.

Creșterea tensiunii de pe condensator este deplasată în fază de la tensiunea rețelei cu o cantitate care depinde de rezistența totală a ambelor rezistențe și de capacitatea condensatorului. Condensatorul este încărcat până când tensiunea peste el atinge nivelul de „defalcare” al dinistorului, aproximativ 32 V.

În momentul în care dinistorul se deschide, triacul se va deschide și un curent va curge prin sarcina conectată la ieșire, în funcție de rezistența totală a triacului deschis și de sarcină. Triac-ul va fi deschis până la sfârșitul semiciclului. Cu rezistorul VR1 setăm tensiunea de deschidere a dinistorului și triacului, reglând astfel puterea. În momentul semiciclului negativ, algoritmul de funcționare a circuitului este similar.

Opțiunea circuitului cu mici modificări pentru 3,5 kW

Circuitul controlerului este simplu, puterea de sarcină la ieșirea dispozitivului este de 3,5 kW. Cu acest radio amator de casă puteți regla iluminarea, elementele de încălzire și multe altele. Singurul dezavantaj semnificativ al acestui circuit este că nu puteți conecta o sarcină inductivă la el în nicio circumstanță, deoarece triacul se va arde!

Componente radio utilizate în proiectare: Triac T1 - BTB16-600BW sau similar (KU 208 sau VTA, VT). Dinistor T - tip DB3 sau DB4. Condensator ceramic 0,1 µF.

Rezistența R2 510 Ohm limitează volți maximi de pe condensator la 0,1 μF; dacă puneți glisorul regulatorului în poziția 0 Ohm, rezistența circuitului va fi de aproximativ 510 Ohmi. Capacitatea este încărcată prin rezistențele R2 510 Ohm și rezistența variabilă R1 420 kOhm, după ce U pe condensator atinge nivelul de deschidere al dinistorului DB3, acesta din urmă va genera un impuls care deblochează triacul, după care, cu trecerea ulterioară a sinusoidei, triacul este blocat. Frecvența de deschidere și închidere a lui T1 depinde de nivelul lui U pe condensatorul de 0,1 μF, care depinde de rezistența rezistenței variabile. Adică, prin întreruperea curentului (la o frecvență înaltă), circuitul reglează astfel puterea de ieșire.

Cu fiecare semiundă pozitivă a tensiunii alternative de intrare, capacitatea C1 este încărcată printr-un lanț de rezistențe R3, R4, atunci când tensiunea de pe condensatorul C1 devine egală cu tensiunea de deschidere a dinistorului VD7, va avea loc defectarea acesteia și capacitatea va fi descărcat prin puntea de diode VD1-VD4, precum și rezistența R1 și electrodul de control VS1. Pentru a deschide triacul, se folosește un lanț electric de diode VD5, VD6, condensator C2 și rezistență R5.

Este necesar să selectați valoarea rezistenței R2, astfel încât la ambele semi-unde ale tensiunii de rețea, triacul regulatorului să funcționeze în mod fiabil și, de asemenea, este necesar să selectați valorile rezistențelor R3 și R4, astfel încât atunci când rezistența variabilă butonul R4 este rotit, tensiunea de pe sarcină se schimbă fără probleme de la valorile minime la maxime. În loc de triacul TC 2-80, puteți utiliza TC2-50 sau TC2-25, deși va exista o ușoară pierdere a puterii admisibile în sarcină.

KU208G, TS106-10-4, TS 112-10-4 și analogii lor au fost utilizați ca triac. În momentul în care triacul este închis, condensatorul C1 este încărcat prin sarcina conectată și rezistențele R1 și R2. Viteza de încărcare este modificată de rezistența R2, rezistența R1 este proiectată pentru a limita valoarea maximă a curentului de încărcare

Când valoarea tensiunii de prag este atinsă pe plăcile condensatorului, comutatorul se deschide, condensatorul C1 este descărcat rapid la electrodul de control și comută triacul din starea închisă în starea deschisă; în starea deschisă, triacul ocolește circuitul R1, R2, C1. În momentul în care tensiunea rețelei trece prin zero, triacul se închide, apoi condensatorul C1 este încărcat din nou, dar cu o tensiune negativă.

Condensator C1 de la 0,1...1,0 µF. Rezistorul R2 1,0...0,1 MOhm. Triac-ul este pornit printr-un impuls de curent pozitiv către electrodul de control cu ​​o tensiune pozitivă la terminalul anodului convențional și printr-un impuls de curent negativ către electrodul de control cu ​​o tensiune negativă la catodul convențional. Astfel, elementul cheie pentru regulator trebuie să fie bidirecțional. Puteți utiliza un dinistor bidirecțional ca cheie.

Diodele D5-D6 sunt utilizate pentru a proteja tiristorul de o posibilă defecțiune prin tensiune inversă. Tranzistorul funcționează în modul de avalanșă. Tensiunea sa de avarie este de aproximativ 18-25 volți. Dacă nu găsiți P416B, atunci puteți încerca să găsiți un înlocuitor pentru el.

Transformatorul de impulsuri este înfășurat pe un inel de ferită cu diametrul de 15 mm, clasa N2000.Tiristorul poate fi înlocuit cu KU201

Circuitul acestui regulator de putere este similar cu circuitele descrise mai sus, este introdus doar circuitul de suprimare a interferențelor C2, R3, iar comutatorul SW face posibilă întreruperea circuitului de încărcare al condensatorului de control, ceea ce duce la blocarea instantanee a triacului. și deconectarea sarcinii.

C1, C2 - 0,1 MKF, R1-4k7, R2-2 mOhm, R3-220 Ohm, VR1-500 kOhm, DB3 - dinistor, BTA26-600B - triac, 1N4148/16 V - dioda, orice LED.

Regulatorul este folosit pentru reglarea puterii de sarcină în circuite de până la 2000 W, lămpi cu incandescență, dispozitive de încălzire, fier de lipit, motoare asincrone, încărcător auto, iar dacă înlocuiți triacul cu unul mai puternic, acesta poate fi folosit în reglementarea actuală. circuit în transformatoarele de sudare.

Principiul de funcționare al acestui circuit de reglare a puterii este că sarcina primește o jumătate de ciclu din tensiunea rețelei după un număr selectat de semicicluri omise.

Puntea de diode redresează tensiunea alternativă. Rezistorul R1 și dioda zener VD2, împreună cu condensatorul de filtru, formează o sursă de alimentare de 10 V pentru a alimenta microcircuitul K561IE8 și tranzistorul KT315. Semiciclurile pozitive rectificate ale tensiunii care trece prin condensatorul C1 sunt stabilizate de dioda zener VD3 la un nivel de 10 V. Astfel, impulsuri cu o frecvență de 100 Hz urmează la intrarea de numărare C a contorului K561IE8. Dacă comutatorul SA1 este conectat la ieșirea 2, atunci un nivel logic va fi prezent în mod constant la baza tranzistorului. Pentru ca impulsul de resetare al microcircuitului este foarte scurt si contorul reuseste sa reporneasca de la acelasi impuls.

Pinul 3 va fi setat la un nivel logic. Tiristorul va fi deschis. Toată puterea va fi eliberată la sarcină. În toate pozițiile ulterioare ale SA1 la pinul 3 al contorului, un impuls va trece prin 2-9 impulsuri.

Cipul K561IE8 este un numărător zecimal cu un decodor pozițional la ieșire, astfel încât nivelul logic va fi periodic la toate ieșirile. Cu toate acestea, dacă comutatorul este instalat pe ieșirea 5 (pin 1), atunci numărarea va avea loc doar până la 5. Când pulsul trece prin ieșirea 5, microcircuitul va fi resetat la zero. Numărarea va începe de la zero și un nivel logic va apărea la pinul 3 pe durata unui semiciclu. În acest timp, tranzistorul și tiristorul se deschid, o jumătate de ciclu trece la sarcină. Pentru a fi mai clar, prezint diagrame vectoriale ale funcționării circuitului.

Dacă trebuie să reduceți puterea de încărcare, puteți adăuga un alt cip contrar conectând pinul 12 al cipului anterior la pinul 14 al celui următor. Prin instalarea unui alt comutator, puteți regla puterea până la 99 de impulsuri ratate. Acestea. poți obține aproximativ o sutime din puterea totală.

Microcircuitul KR1182PM1 are două tiristoare și o unitate de control pentru acestea. Tensiunea maximă de intrare a microcircuitului KR1182PM1 este de aproximativ 270 de volți, iar sarcina maximă poate ajunge la 150 de wați fără utilizarea unui triac extern și până la 2000 W la utilizare și, de asemenea, ținând cont de faptul că triacul va fi instalat. pe calorifer.

Pentru a reduce nivelul de interferență externă, se utilizează condensatorul C1 și inductorul L1, iar capacitatea C4 este necesară pentru pornirea lină a sarcinii. Reglarea se efectuează folosind rezistența R3.

O selecție de circuite regulatoare destul de simple pentru un fier de lipit va face viața mai ușoară unui radioamator.

Combinația constă în combinarea ușurinței de utilizare a unui regulator digital și a flexibilității de reglare a unuia simplu.

Circuitul regulator de putere considerat funcționează pe principiul modificării numărului de perioade ale tensiunii alternative de intrare care merg la sarcină. Aceasta înseamnă că dispozitivul nu poate fi utilizat pentru a regla luminozitatea lămpilor incandescente din cauza clipirii vizibile. Circuitul face posibilă reglarea puterii în cadrul a opt valori prestabilite.

Există un număr mare de circuite clasice de reglare a tiristoarelor și triacului, dar acest regulator este realizat pe o bază de elemente moderne și, în plus, a fost bazat pe fază, de exemplu. nu transmite întreaga jumătate de undă a tensiunii de rețea, ci doar o anumită parte a acesteia, limitând astfel puterea, deoarece triacul se deschide numai la unghiul de fază necesar.