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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Thyristor-Spannungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regler für Strom, Spannung, Leistung Mit Amplituden-Phasen-Steuerung In der Steuerung, deren Schaltung in Abb. 1 werden zwei Trinistoren verwendet, von denen einer in positive und der andere in negative Halbwellen der Netzspannung öffnet. Die Betriebsspannung an der Last Rн wird durch einen variablen Widerstand R3 geregelt.
Der Regler funktioniert wie folgt. Zu Beginn der positiven Halbwelle (Plus auf dem obersten Draht laut Schaltung) sind die Trinistoren geschlossen. Mit zunehmender Netzspannung steigt der Kondensator C1 wird über die Widerstände R2 und R3 geladen. Der Spannungsanstieg am Kondensator verzögert (Phasenverschiebung) gegenüber dem Netzwerk um einen Betrag, der vom Gesamtwiderstand der Widerstände R2 und R3 und der Kapazität des Kondensators C1 abhängt. Die Ladung des Kondensators dauert an, bis die Spannung an ihm die Schwelle zum Öffnen des Trinistors D1 erreicht. Wenn der Trinistor öffnet, fließt ein Strom durch die Last Rn, der durch den Gesamtwiderstand des offenen Trinistors und Rn bestimmt wird. Trinistor D1 bleibt bis zum Ende der Halbwelle geöffnet. Durch Auswahl des Widerstandes R1 werden die gewünschten Regelgrenzen eingestellt. Mit den im Diagramm angegebenen Werten von Widerständen und Kondensatoren kann die Spannung an der Last innerhalb von 40-220 V geändert werden. Während der negativen Halbwelle funktioniert der Trinistor D4 ähnlich. Allerdings muss der Kondensator C2, der während einer positiven Halbwelle teilweise aufgeladen wird (über die Widerstände R4 und R5 und die Diode D6), wieder aufgeladen werden, was bedeutet, dass die Einschaltverzögerungszeit des Trinistors groß sein muss. Je länger der Trinistor D1 während der positiven Halbwelle geschlossen war, desto größer ist die Spannung am Kondensator C2 zu Beginn der negativen Halbwelle und desto länger bleibt der Trinistor D4 geschlossen. Der Gleichtaktbetrieb von Trinistoren hängt von der richtigen Auswahl der Werte der Elemente R4, R5, C2 ab. Die Lastleistung kann im Bereich von 50 bis 1000 Watt liegen. Autor: I. Tschuschanok, Grodno Pulsphasengesteuert Der Regler, dessen Schaltung in Abb. dargestellt ist. 2, automatisch gesteuert durch Uynp-Signal. Der Regler verwendet zwei Thyristoren – Trinistor D5 und Dinistor D7. Der Trinistor öffnet mit Impulsen, die von einer Kette bestehend aus einem D7-Dinistor und einem Kondensator C1 gebildet werden. Zu Beginn jeder Halbwelle werden Trinistor und Dinistor geschlossen und der Kondensator C1 wird durch den Kollektorstrom des Transistors T1 aufgeladen. Wenn die Spannung am Kondensator die Öffnungsschwelle des Dinistors erreicht, öffnet dieser und der Kondensator entlädt sich schnell über den Widerstand R2 und die Primärwicklung des Transformators Tr1. Ein Stromimpuls von der Sekundärwicklung des Transformators öffnet den Trinistor. In diesem Fall wird das Steuergerät stromlos (da der Spannungsabfall am offenen Trinistor sehr gering ist) und der Dinistor geschlossen. Am Ende des Halbzyklus schaltet der Trinistor ab und mit Beginn des nächsten Halbzyklus beginnt ein neuer Zyklus des Reglers.
Die Verzögerungszeit des Impulses, der den Trinistor öffnet, relativ zum Beginn der Halbwelle, wird durch die Laderate des Kondensators C1 bestimmt, die proportional zum Kollektorstrom des Transistors T1 ist. Durch Ändern der Steuerspannung Uynp können Sie diesen Strom steuern und letztendlich die Spannung an der Last regulieren. Die Signalquelle Uynp kann ein Bandpassfilter (mit Gleichrichter) einer Farb- und Musikanlage, ein Softwaregerät sein. In automatischen Steuerungssystemen wird die Rückkopplungsspannung als Ucontrol verwendet. Der Widerstand R5 muss so gewählt werden, dass bei Uynp = 0 der Trinistor in jeder Halbwelle zu einem Zeitpunkt nahe dem Ende der Halbwelle öffnet. Um auf manuelle Steuerung umzuschalten, reicht es aus, den Widerstand R5 durch eine Reihenkette aus einem variablen Widerstand und einem konstanten Widerstand von 10-12 kOhm zu ersetzen. Die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode D6 sollte 5-10 V höher sein als die maximale Einschaltspannung des Dinistors. Transistor T1. kann eine der Serien MP21, MP25, MP26 sein. Dinistor kann für die Typen KN102B, D227A, D227B, D228A, D228B verwendet werden. Der Widerstand R1 besteht aus zwei 2-Watt-Widerständen. Der Impulstransformator Tr1 ist auf einen 26 x 18 x 4 mm großen Ringkern aus 79 NMA Permalloy (oder den gleichen Abschnitt aus M2000 NM1 Ferrit) gewickelt. Wicklung I enthält 70 Windungen und Wicklung II - 50 Windungen PEV-2-Draht 0,33 mm. Die Isolierung zwischen den Wicklungen muss einer Spannung nahe der Netzspannung standhalten. Anstelle eines Dinistors im Regler können Sie einen im Avalanche-Modus arbeitenden Transistor verwenden. Der Betrieb von Transistoren in diesem Modus wurde ausführlich in "Radio", 1974, Nr. 5, S. 38-41 beschrieben. Ein Diagramm eines dieser Regler ist in Abb. 3 dargestellt. XNUMX.
Nach dem Funktionsprinzip unterscheidet sich ein Regler mit einem im Lawinenmodus arbeitenden Transistor nicht vom vorherigen. Der verwendete Transistor vom Typ GT311I hat eine Lawinendurchbruchspannung von etwa 30 V (bei einem Widerstandswert des Widerstands R3 von 1 kOhm). Bei Verwendung anderer Transistoren müssen die Werte der Elemente R4, R5, C1 geändert werden. Im Regler können auch andere Transistoren verwendet werden (Abb. 3), darunter auch pnp-Strukturen, zum Beispiel P416. In diesem Fall ist es erforderlich, am Transistor T1 (siehe Abb. 3) die Anschlüsse von Emitter und Kollektor zu vertauschen. Der Widerstand R3 muss in jedem Fall zwischen Basis und Emitter geschaltet werden. Die Lastspannung wird durch einen variablen Widerstand R4 geregelt. Autor: Ing. E. Furmansky, Moskau Mit analogem Unijunction-Transistor In der Steuerung, deren Schaltung in Abb. In Fig. 4 wird das Phasenimpulsverfahren zum Steuern des Trinistors angewendet. In der Steuervorrichtung des Reglers wird ein Transistoranalog eines Single-Junction-Transistors (Zwei-Basis-Diode) verwendet. Über die Wirkungsweise von Unijunction-Transistoren können Sie in "Radio", 1972, Nr. 7, S. 56 nachlesen. XNUMX.
Der Stromkreis des Reglers ist genauso aufgebaut wie der des Reglers, der in Radio, 1972, Nr. 9, p. 55. Bei offenen Kontakten des Schalters B'2 kann der Effektivwert der Spannung an der Last im Bereich von einigen Volt bis 110 V und bei geschlossenen Kontakten von 110 bis 220 V geändert werden. Nach dem Funktionsprinzip unterscheidet sich die Steuervorrichtung des beschriebenen Reglers nicht von Vorrichtungen an einem Dinistor- oder Lawinentransistor (Abb. 2 und 3). Die der Last zugeführte Leistung wird durch einen variablen Widerstand R5 geregelt. Trinistor DZ und Diode D1 sind auf einem gemeinsamen Strahler mit einer Fläche von 50-80 cm2 installiert. Der Widerstand R1 besteht aus zwei 2-W-Widerständen. Autor: W. Popowitsch, Ischewsk. Auf Triac Der beschriebene Regler ist nach dem Phasen-Impuls-Regelungsschema unter Verwendung eines Triacs (symmetrischer Thyristor) aufgebaut. Die Steuerschaltung ist in Abb. dargestellt. 5. Das Steuergerät verwendet einen Transistor, der einem n-Typ-Unijunction-Transistor entspricht.
Beim Einschalten des Reglers (durch Schalter B1) werden die Transistoren T1 und T2 geschlossen und der Kondensator C1 beginnt sich über den Widerstand R4 aufzuladen (mit dem die Verlustleistung an der Last Rn reguliert wird). Der Ladevorgang wird fortgesetzt, bis die Spannung am Kondensator die Öffnungsschwelle des Transistors T1 überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt öffnen die Transistoren und gehen in den Sättigungsmodus. Über sie entlädt sich der Kondensator schnell zur Primärwicklung des Impulstransformators Tr1. Der Stromimpuls von der Sekundärwicklung öffnet den Triac D5. Der Schwellenwert zum Öffnen von Transistoren wird durch die Widerstandswerte der Teilerwiderstände R2R3 bestimmt. Der Impulstransformator Tr1 ist auf einen Ferritring M2000NM1-15, Größe K20x 12x6 gewickelt. Wicklung I enthält 50 Windungen und II - 30 Windungen PELSHO-Draht 0,25 mm. Kondensator C1 - MBM mit einer Betriebsspannung von 160 V. Der maximal zulässige Laststrom des Reglers beträgt 5 A. Die Spannungsregelungsgrenzen reichen von einigen Volt bis 215 V. Autoren: V.Ponomarenko, V.Frolov Voronezh Mit verbesserter Regelcharakteristik Bei Thyristorreglern mit Pulsphasensteuerung steigt die Spannung am Kondensator des RC-Kreises während seiner Ladung exponentiell an. Bei sinusförmigem Verlauf der Netzspannung erweist sich die Regelkennlinie, die die Abhängigkeit der Spannung an der Last vom Widerstandswert des variablen Widerstands ausdrückt, als stark nichtlinear, was ein stufenloses Einstellen der Spannung an der Last erschwert .
Der Thyristorregler, dessen Schaltung in Abb. 6 ist von diesem Manko weitgehend frei. Der Regler verwendet einen Unijunction-Transistor. Die Verbesserung der Linearität der Steuerkennlinie wird dadurch erreicht, dass der Kondensator C1 aus der Netzspannung (über den Widerstand R4) und gleichzeitig aus einer konstant stabilisierten Spannungsquelle (über den Teiler R5R6 und die Diode D6) geladen wird Wenn Sie den Pegel der konstanten Spannung mit dem Widerstand R6 ändern, können Sie den Moment des Öffnens des Trinistors steuern, und daher eliminiert die Spannung an der Lastdiode D6 die Möglichkeit, den Kondensator über den Widerstand R6 zu entladen. Der Widerstandswert des Widerstands R4 ist so gewählt, dass bei kurzgeschlossenem Widerstand R6 die Spannung über der Last minimal ist. Dann ist an der niedrigsten (gemäß dem Schema) Position des Motors des Widerstands R6 die Spannung an der Last maximal. Mit Ausgangsspannungsstabilisierung Ein Merkmal des beschriebenen Reglers ist die Fähigkeit, die Spannung an der Last zu stabilisieren, wenn sich die Netzspannung ändert. Die Steuervorrichtung ist auf einem Single-Junction-Transistor gemäß der Phasenimpuls-Steuerschaltung aufgebaut (siehe Fig. 7).
Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
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