Domáce stmievače. Štvrtá časť Praktické zariadenia tyristorov

Základom stmievačov a regulátorov výkonu je spravidla tyristory a triaky, Činnosť týchto polovodičových zariadení bola opísaná v predchádzajúcich troch častiach článku a teraz sa môžete zoznámiť so zariadením niektorých praktických zariadení na tyristoroch. Všetky obvody, ktoré sa majú zvážiť, používajú princíp fázového riadenia opísaný na konci. tretia časť článku.

Po prvé, poďme sa zoznámiť s pomerne jednoduchými schémami obsahujúcimi malé množstvo detailov, a teda najmenej dostupnými na opakovanie v amatérskych podmienkach. Obvody však môžu byť zložitejšie, ale algoritmus ich činnosti je stále rovnaký - úprava jasu svetelného zdroja. Niekedy existujú schémy kombinujúce skutočný stmievač a prepínač súmrakualebo schéma na plynulé zapnutie žiarovky. Najprv však najjednoduchšie schémy.

Aby sa nevrátil vždy k predchádzajúcej časti článku tento vložte obrázok znova v tomto bode do textu.

obrázok 1, Časové diagramy regulátora fázového výkonu

Vertikálne zatienenie zodpovedá stavu tyristora v stave a energia dodávaná zaťaženiu je úmerná ploche zatienených oblastí.

Na obrázku 2 zobrazuje jednoduchý obvod stmievača, ktorý umožňuje iba nastavenie jas lampybez akýchkoľvek ďalších funkcií.

obrázok 2, Jednoduchý stmievač

Sieťové napätie cez poistku FU1 je napájané usmerňovací mostík VD1 - VD4, v diagonále ktorej sú pripojené tyristor DC1 a žiarovka EL1. V niektorých schémach je lampa zapojená do uhlopriečky mostíka na striedavý prúd, ale to nie je dôležité. Tyristor sa používa pomerne výkonne, čo umožňuje ovládať záťaž až do 1000 W, ako je to znázornené na schéme zapojenia. Ak taký výkon nie je potrebný, môže byť tyristor nahradený iným, napríklad zo série KU202M, ktorý vám umožní ovládať jas lampy s výkonom najmenej 500 W.

Regulátor používa metódu fázového riadenia: impulzy sa prijímajú na tyristorovej riadiacej elektróde, ktoré sú fázovo posunuté vzhľadom na napätie na anóde. Obvod, ktorý generuje riadiace impulzy, je postavený na jednosmernom dvojpásmovom tranzistore VT1 typu KT117A. Tento tranzistor nemá cudzie analógy.

Hlavným účelom tohto tranzistora je vybudovať najjednoduchšie generátory - výškové reproduktory, spúšťacie obvody pre impulzné napájacie zdroje (používané v napájacích zdrojoch televízorov série 3 ЦЦ), ako aj riadiace generátory impulzov vo fázových riadiacich obvodoch podobných tým, ktoré sa zvažujú. Tento generátor pracuje nasledovne.

Usmernené sieťové napätie cez odpory R3, R4 je stabilizované sériovo zapojenými Zenerovými diódami VD5 VD6 na úrovni približne 22 - 25 V, čo závisí od konkrétnych prípadov zenerových diód. Toto napätie, mimochodom, pulzuje, zodpovedá diagramu a) na obrázku 1.

Toto zvlnené napätie cez odpory R6, R7 nabíja kondenzátor C2. Hneď ako napätie cez neho dosiahne otváraciu hodnotu jednosmerného tranzistora VT1, otvorí sa a kondenzátor C1 sa vybije cez svoj prechod B2 - B1, odpory R1, R2 a UE tyristora VS1, v dôsledku čoho sa vytvorí riadiaci impulz, tyristor sa otvorí a prúd prechádza záťažou. Keď usmernené napätie zvlnenia prejde nulou, tyristor sa uzavrie a zostane zatvorený, až kým nedôjde k ďalšiemu otváraciemu impulzu.

Rýchlosť nabíjania kondenzátora C2 je regulovaná odporom R7.Keď je jeho odpor minimálny (motor je vyvedený doľava podľa diagramu), sú nabíjacie otáčky maximálne, tyristor sa otvorí na samom začiatku pol cyklu, pričom maximálny výkon sa zaťaží. Keď sa motor rezistora R7 pohybuje podľa schémy doprava, rýchlosť nabíjania kondenzátora C2 klesá, a preto sa bude neskôr vytvárať impulz riadiaci tyristor VS1. Pretože táto regulácia je fáza a fáza je meraná uhlovými jednotkami - radiánmi, hovoria, že impulz sa vytvára pod určitým uhlom, v tomto prípade neskôr ako pri maximálnom výkone v záťaži. Tento proces je znázornený na obrázku. 1 na diagramoch b, c, d.

Na obrázku je prerušovaná čiara znázornená LED HL1 a rezistorom R8. Ich účelom je preukázať, že zariadenie je pripojené k sieti, ako aj monitorovať zdravotný stav žiarovky, pokiaľ nie je samozrejme regulátor nastavený na minimum. Ale v skutočnosti je regulátor celkom bez funkčného doplnku funkčný, alebo pretože možnosti teraz nepovedia.

Nastavenie zariadenia je pomerne jednoduché. Keď je rezistor R6 nastavený na nulu, je rezistor R7 vybraný tak, aby bol jas lampy maximálny. Toto nastavenie závisí od hodnoty kondenzátora C2, ktorého hodnota môže tiež vyžadovať výber v rámci limitov uvedených na diagrame.

Obr. 3. Domáce stmievač

V uvažovanom obvode sa ako prepínací prvok používa tyristor, a preto na reguláciu kladných aj záporných polovičných vĺn sieťového napätia sa musí v obvode použiť dostatočne veľký diódový mostík.

Ak sa výkon zaťaženia blíži maximálnej prípustnej hodnote, potom sa musí tyristor a spolu s ním aj mostíkové diódy nainštalovať na chladič tepla, čo ďalej zvyšuje rozmery zariadenia a zložitosť jeho výroby. Aby sme sa zbavili použitia výkonného usmerňovacieho mostíka, používa sa paralelné spojenie dvoch tyristorov, čo tiež nie je príliš pohodlné a technologicky vyspelé.

Použitie symetrických tyristorov - triakov prináša omnoho lepšie výsledky: v jednom prípade už obsahuje dva paralelné tyristory. Na obrázku 4 Je ukázaný modifikovaný obvod využívajúci triak.

obrázok 4, Stmievač na triaku

Mierne vylepšenie okruhu mu umožní mierne zmenšiť jeho rozmery, zatiaľ čo záťažový výkon zostáva rovnaký. Štartovacia jednotka tyristora je tiež vyrobená na jednosmernom tranzistore KT117A, iba tranzistor je vložený na vyrovnávací transformátor T1. Takáto koordinácia je potrebná na získanie riadiacich impulzov bez konštantnej zložky. To umožňuje otvoriť triak v kladných aj záporných polovičných obdobiach sieťového napätia.

Vyrovnávací transformátor je vyrobený na feritovom krúžku K16 * 10 * 4 z feritu najbežnejšej značky НМ2000. Vinutie 1 obsahuje 80 a vinutie 2 obsahuje 60 závitov drôtu PELSHO-0,12. Pred navinutím by mali byť ostré hrany krúžku otupené brúsnym papierom alebo diamantovým pilníkom, aby nedošlo k poškodeniu izolácie, a samotný prsteň by mal byť obalený páskou z tenkého laku, v extrémnych prípadoch lepiacou páskou.

Usmerňovací mostík VD1 - VD4 sa používa iba na napájanie nastavovacej jednotky, ako aj nového prvku obvodu - jednotky na plynulý štart záťaže. Diódy v ňom sú preto nízkoenergetické, okrem tých, ktoré sú uvedené na diagrame, je možné použiť aj 1N4007, ktoré sú vhodné takmer pre všetky príležitosti. Zostava mäkkého štartu je namontovaná na tranzistoroch VT2, VT3.

Jeho práca je nasledovná. Po zapnutí napájania kondenzátor C2 začne nabíjať obvod VD6, R10. Prostredníctvom diódy VD5 začína napätie na kondenzátore C2 otvárať tranzistory VT3 a VT2. Odpor úseku emitor-kolektor tranzistora VT2 klesá, takže celkový odpor úseku R4, VT2, R5 hladko klesá a rýchlosť nabíjania kondenzátora Cl sa tiež postupne zvyšuje, jas lampy sa zvyšuje.

Čítajte ďalej v ďalšom článku.

Pokračovanie článku: Domáce stmievače. Časť 5. Niekoľko jednoduchších schém

Boris Aladyshkin