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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Triac-Leistungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren K. Smolyakov aus Nischni Nowgorod, der sich der Aufgabe widmete, die in [1] beschriebenen Regler nachzubilden, gelang es, beide in einem Gerät zu kombinieren und ein Gerät zu schaffen, das in der Lage ist, die der Last zugeführte Leistung zu regulieren, indem er die Anzahl der „ aktive“ Halbwellen der Netzspannung und im Phasen-Impuls-Verfahren. In seinem Regler, zusammengebaut gemäß dem Diagramm in Abb. 1, nur ein DD1-Chip. Der Betriebsmodus wird durch den Schalter SA1 mit drei Kontaktgruppen geändert (es wird ein Bereichsschalter eines tragbaren Transistorempfängers verwendet). Das Netzteil (Dioden VD1, VD2, Zenerdiode VD3), der „Null“-Impulsformer (Transistoren VT1, VT2), die Ausgangseinheit (Differenzschaltung C6R6, Element DD1.4, Transistor VT4, Triac VS1) blieben gleich wie im Prototyp.
Betrachten wir den Betrieb des Geräts im Leistungssteuerungsmodus mit der Phasenimpulsmethode (Schalter 5A1 ist in dieser Position dargestellt). Impulse vom Ausgang des Elements DD1.1, die mit den Momenten zusammenfallen, in denen die Netzspannung Null durchläuft, öffnen den Transistor VT3, wenn der Momentanwert der Netzspannung nahe Null liegt. Dadurch wird der Kondensator C4 über den Transistor entladen und die Spannung am Eingang des Elements DD1.2 springt fast auf die Versorgungsspannung hoch und sinkt an seinem Ausgang fast auf Null (niedriger logischer Pegel). Triac VS1 ist geschlossen, die Last ist vom Netz getrennt. Bei einem Anstieg des Momentanwerts der Netzspannung auf 30...50 V im Absolutwert wird der logische Pegel am Ausgang des Elements DD1.1 niedrig und der Transistor VT3 schließt, wodurch der Kondensator C4 durch den fließenden Strom aufgeladen werden kann durch den Stromkreis: Diode\/04 - der linke (durch den Stromkreis) Teil des Widerstands R5 ist der Ausgang des Elements DD1.2. Der Ladevorgang dauert bis zur Schaltschwelle des Elements DDI.2, danach wird der Pegel am Ausgang dieses Elements hoch und am Ausgang des Elements DD1.3 niedrig. In dem Moment, in dem sich die Pegel ändern, wird der Kondensator C6 durch den durch den Widerstand R6 fließenden Strom aufgeladen, sodass am Ausgang des Elements DD1.4 ein kurzer Impuls erscheint, der den Transistor VT4 öffnet. Die Steuerelektrode des Triac VS1 erhält einen Öffnungsimpuls. Seine Verzögerung gegenüber der Nullphase der Netzspannung hängt von der Ladezeitkonstante des Kondensators C4 ab, die wiederum von der Stellung des variablen Widerstands R5 abhängt. Am Ende des Halbzyklus schließt der Triac und im nächsten Halbzyklus wiederholt sich der Vorgang. Im zweiten Modus werden geschlossene Kontakte SA1.2 parallel zum Kondensator C4 mit C5 mit einer viel größeren Kapazität verbunden. Die Kontakte SA1.1 verbinden Basis und Emitter des Transistors VT3, wodurch der Transistor ständig geschlossen ist und den Betrieb des Geräts nicht mehr beeinträchtigt. Element DD1.2, Widerstand R5 mit Dioden VD4, VD5 und Kondensatoren C4, C5 bilden einen Rechteckimpulsgenerator mit einer Folgefrequenz von ca. 2 Hz. Mit dem Schalten der Kontakte SA1.3 kehrt das Element DD1.3 zu seiner ursprünglichen logischen NAND-Funktion zurück. Einer der Eingänge des Elements empfängt Impulse vom Generator und der andere empfängt den Übergang der Netzspannung durch Null, sodass an seinem Ausgang Impulsstöße entstehen, die zeitlich mit den „Nullen“ der Netzspannung zusammenfallen, und Die Dauer der Bursts und die Abstände zwischen ihnen hängen vom Tastverhältnis der Generatorimpulse ab. Jeder der Burst-Impulse verursacht das Auftreten eines Öffnungsimpulses an der Steuerelektrode des Thyristors VS1 ganz am Anfang der entsprechenden Halbwelle. Folglich hängt in einem Zyklus von 0,5 s die Anzahl der Halbzyklen, in denen die Last mit dem Netzwerk verbunden ist, von der Position des variablen Widerstands R5 ab. Bei einer ungeraden Anzahl von „Arbeits“- oder „Leerlauf“-Halbzyklen bildet sich im aus dem Netzwerk verbrauchten Strom eine spürbare konstante Komponente, die sich negativ auf den Betrieb elektromagnetischer Geräte auswirken kann, die an dasselbe Netzwerk angeschlossen sind – Elektromotoren und deren Anlasser , Transformer. Dieser Nachteil ist jedoch auch dem Prototyp innewohnend [1]. A. BUTOV aus dem Dorf. Kurba, Region Jaroslawl, bietet eine verbesserte Version seines berührungsempfindlichen Leistungsreglers [2] mit einer Steuereinheit auf Basis der Mikroschaltung K145AP2 an, deren Beschreibung in [3] zu finden ist. Im Gegensatz zum Prototyp kann der neue Regler an eine Unterbrechung in einem der Netzwerkkabel angeschlossen werden, was wichtig ist, wenn er einen herkömmlichen Kontaktlichtschalter ersetzt Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 2. Der Steueralgorithmus ist derselbe: Eine kurze Berührung des E1-Sensors mit dem Finger schaltet die EL1-Lampe ein oder aus, und bei einer langen Berührung ändert sich die Helligkeit des Leuchtens zyklisch (von Minimum zu Maximum und zurück in etwa 5 Sekunden). s) Der Regler merkt sich seinen Zustand – die Lampe schaltet sich immer mit der eingestellten Helligkeit ein, bevor sie ausgeschaltet wird. Wie bisher kann der Regler nicht nur durch Berühren des Sensors, sondern auch durch Drücken der Taste SB1 gesteuert werden, die auf ähnliche Weise funktioniert .
Die Unkritikalität des Reglers für die Phasenlage der Netzwerkkabel wurde durch die Einführung eines Signalverstärkers für den E1-Sensor auf einem Verbundtransistor VT1, VT2 erreicht. Gleichgerichtet durch VD4-Dioden. Die VD5-Spannung, die bei Berührung des Sensors mit der Hand -5...-9 V erreicht, reicht nun auf jeden Fall aus, um den DA1-Chip anzusteuern. Der Kondensator C2 eliminiert die negative Rückkopplung der Wechselspannung und erhöht die Verstärkung der Kaskade. Der Kondensator C3 dient zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen. Das Reglernetzteil besteht aus einem Löschkondensator C1 mit einem Begrenzungswiderstand R1, einem Gleichrichter (Dioden VD1, VD2), einem Spannungsstabilisator (Zenerdiode VD3) und Siebkondensatoren C5, C6. Es wird empfohlen, den Widerstand R1 P1-7 oder einen ähnlichen importierten diskontinuierlichen Widerstand zu installieren. Die verbleibenden konstanten Widerstände des Reglers sind C1-4, C2-23, MLT mit der entsprechenden Leistung. Es wird ein kleiner Oxidkondensator C6 verwendet. von Rubycon, Kondensatoren CI, C11 - K73-17, K73-24V oder K73-50 für eine Spannung von mindestens 400 V oder importierte für den Betrieb in Wechselstromkreisen, zum Beispiel CPF 250V X2. Die restlichen Kondensatoren sind Keramik oder Folie K10-17, KM-5, K73-17v. Kondensatoren K10-7 sind aufgrund ihrer geringen Zuverlässigkeit unerwünscht. Die Dioden KD522A (VD4, VD5) können durch KD503, KD521, KD103 mit beliebigem Buchstabenindex oder importiertem 1N4148 ersetzt werden. Die Dioden KD243D (VD1 VD2) werden durch KD243E-KD243Zh, KD105B-KD105P KD209A-KD209V, 1 N4004-1 N4007, Zenerdiode D814G (VD3) - KS211Zh, KS508A, 1N6001B, 1 N4741 ersetzt 3 A Der VT645-Transistor kann KT645A, KT6114B sein , KT8050, SS9013, SS2, 1009SC2, 2331SC2, 1616SD1 mit beliebigem Buchstabenindex. Die Transistoren VT2 und VT3107 können alle der Serien KT6112, KT9015, SS2, 733SA2, 910SA2, 992SAXNUMX sein Der Triac KU208G (VS1) kann durch die Spannungsklasse TS112-10, TS112-16, TS106-10 nicht niedriger als 4 oder importierte MAS12, MAS15 ersetzt werden. Der Triac ist auf einem U-förmigen Kühlkörper mit den Abmessungen 110 x 25 mm aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 1,5...2 mm montiert. In diesem Fall beträgt die zulässige Belastungsleistung des Reglers 350 W. Die Drossel L1 enthält 135 Windungen PEV-2 0,51 mm Draht oder ist auf einen Ringmagnetkern K32x20x6 aus M2500NMS1-Ferrit gewickelt. Vor dem Wickeln werden die Kanten des Rings abgestumpft und mit einer Schicht Isoliermaterial umwickelt. Die fertige Wicklung wird mit Isolierlack imprägniert. Der Gleichstromwiderstand des Induktors beträgt etwa 0,3 Ohm. Anstelle eines Rings darf ein Stück 400NN-Ferritstab mit einem Durchmesser von 8-10 mm und einer Länge von 60 mm verwendet werden. Die Mindestleistung der EL1-Lampe beträgt 25 W. Es ist nicht möglich, eine Lampe mit geringerer Leistung vollständig auszuschalten, da ihr Glühfaden durch den durch den Kondensator C1 fließenden Strom erhitzt wird Die Kaskade der Transistoren VT1, VT2 muss so weit wie möglich vom Triac VS1 und der Induktivität L1 entfernt platziert werden. Wenn der E1-Sensor mit einem Kabel länger als 50 mm mit dem Controller verbunden ist, sollte dieses ebenfalls abgeschirmt sein. Um Störungen des Sensors zu reduzieren, empfiehlt es sich, den VS1-Triac elektrisch vom Kühlkörper zu isolieren. Ein weiterer Entwurf von A. BUTOV ist ein Triac-Phasenregler mit reduziertem Geräuschpegel. Bei den meisten bekannten Konstruktionen öffnet der Triac bei maximaler Leistung in der Last erst dann, wenn die Spannung an ihm 30...80 V erreicht. Dies führt nicht nur dazu, dass die Last etwa 4 % der Leistung „nicht erhält“, sondern auch Dies führt zu einem deutlichen Anstieg der in diesem Modus erzeugten Leistung. Funkstörungen. Wenn der Triac gezwungen wird, bei der niedrigstmöglichen Spannung zu öffnen, werden diese Mängel beseitigt oder abgeschwächt. In einem Regler, der gemäß der in Abb. gezeigten Schaltung aufgebaut ist. In 3 ist auf den Elementen VT1, VS1, R2, R3, C2 ein Analogon eines Dinistors montiert, der über die Diodenbrücke VD1 mit dem Steuerelektrodenkreis des Triac VS2 verbunden ist. Sobald die am Emitterübergang des Transistors VT1, der in unserem Fall wie eine Zenerdiode arbeitet, anliegende Spannung etwa 8...10 V überschreitet, kommt es zu einem reversiblen Lawinendurchbruch dieses Abschnitts und der Trinistor VS1 wird geöffnet. Der Entladestromimpuls von Kondensator 1 öffnet den Triac VS2. Die der Last zugeführte Leistung wird durch Ändern der Zeitkonstante zum Laden des Kondensators C mit einem variablen Widerstand R4 gesteuert.
Die Reglerteile können auf der in Abb. gezeigten Leiterplatte montiert werden. 4. Variabler Widerstand R4 - SP-1, SPZ-ZOa, SPZ-35 oder SPZ-33. Auf seiner Achse muss ein Griff aus Isoliermaterial angebracht werden. Festwiderstände - MLT, S2-23, S2-ZZN, S1-4. Kondensator C1 - K73-50, K73-24V, K73-17. K73-16; C2 – K10-17, KM-6. Diodenbrücke – eine der Serien DB101-DB107 [4], KTs422, KTs407. Sie können auch eine Brücke aus vier diskreten Dioden der Serien KD105, KD209, KD221, KD243, 1 N4001 - 1 N4007 herstellen. Der KU208G-Triac kann durch einen anderen mit mittlerer Leistung ersetzt werden, zum Beispiel TS106-10, TS112-16, TS112-10, TS122-25. Vorzugsweise die vierte und höhere Spannungsgruppe.
Die Praxis hat gezeigt, dass der VS2-Triac unabhängig von der Stromstärke der Last einen Kühlkörper benötigt. Dies wird durch den großen unkontrollierten Rückstrom des Triacs erklärt, der für seine Selbsterwärmung und anschließende zufällige Öffnung ausreicht. Bei der Wahl der Größe und Form des Kühlkörpers sollte darauf geachtet werden, dass seine Temperatur bei längerem Betrieb bei maximaler Leistung 60 °C nicht überschreitet. Auf der Platine ist Platz für einen Kühlkörper für den Triac VS2. Beim Einrichten des Reglers kommt es darauf an, den Kondensator C1 mit einer solchen Kapazität auszuwählen, dass beim Bewegen des Schiebers des Widerstands R4 von einer Extremposition in eine andere das gesamte erforderliche Intervall der der Last zugeführten Leistung abgedeckt wird. Jeder Triac-Regler verursacht Funkstörungen, daher sollte er gut abgeschirmt und über einen Filter an das Netzwerk und die Last angeschlossen sein. So zum Beispiel wie in Abb. 3 im Artikel von S. Sorokoumov „Hochleistungs-Triac-Regler"("Radio" 2000, Nr. 7, S. 41). Literatur
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