kategorier: Utvalgte artikler » Praktisk elektronikk
Antall visninger: 205242
Kommentarer til artikkelen: 8
Thyristor kraftregulatorer
Thyristor kraftkontroller er en av de vanligste amatørradiodesignene, og dette er ikke overraskende. Når alt kommer til alt er alle som noen gang har brukt det vanlige 25 - 40 watt loddejern, evnen til å overopphetes til og med veldig godt kjent. Loddejernet begynner å røyke og hvisse, da, snart nok, brennes den fortinnede brodd ut, blir svart. Lodding med et slikt loddejern er allerede helt umulig.
Og her kommer kraftregulatoren til unnsetning, ved hjelp av hvilken du kan stille temperaturen for lodding ganske nøyaktig. Det bør styres av det faktum at når et loddejern berører et stykke kolofonium, ryker det godt, så, middels, uten å vese og sprute, ikke så veldig energisk. Du bør fokusere på det faktum at lodding er kontur, blank.
Selvfølgelig moderne loddestasjoner De er utstyrt med termisk stabiliserte loddejern, digitale skjermer og justerbare oppvarmingstemperaturer, men de er for dyre sammenlignet med et vanlig loddejern. Derfor, med ubetydelige volum loddearbeid, er det fullt mulig å gjøre med et konvensjonelt loddejern med en tyristor-kraftregulator. Samtidig oppnås ved lodding kvaliteten på lodding, som kanskje ikke er med en gang, og viser seg å være utmerket.
Et annet anvendelsesområde for tyristorregulatorer er lysstyrke kontroll. Slike regulatorer selges i elektriske butikker i form av konvensjonelle veggbrytere med et dreiehåndtak. Men her ligger bakholdet i vente på kjøperen: moderne energisparelamper (ofte referert til i litteraturen som kompakte lysrør), de ønsker rett og slett ikke å samarbeide med slike regulatorer.
Det samme uforutsigbare alternativet vil vise seg i tilfelle å regulere lysstyrken til LED-lamper. De er ikke beregnet på slikt arbeid, og det er det: likeretterbroen med en elektrolytisk kondensator plassert inne i CFL vil ganske enkelt ikke la tyristoren fungere. Derfor kan et justerbart "nattlys" med en slik regulator bare opprettes med en glødelampe.
Her bør du imidlertid huske på elektroniske transformatorerdesignet for å drive halogenlamper, og i amatørradio-design for en rekke formål. I disse transformatorene, etter likeretterbroen, av en eller annen grunn, tilsynelatende for å redde, eller bare for å redusere størrelsen, er en elektrolytisk kondensator ikke installert. Det er denne "besparelsen" som lar deg justere lysstyrken på lampene ved hjelp av tyristorregulatorer.
Hvis du anstrenger fantasien, kan du fremdeles finne mange flere områder der bruk av tyristorregulatorer er nødvendig. Et av disse områdene er regulering av revolusjoner av elektroverktøy: bor, kverner, skrutrekkere, roterende hammere, etc. etc. Naturligvis er tyristorregulatorer plassert inne i instrumenter drevet av vekselstrøm.Se -Typer og arrangement av omdreininger av samlerens motorhastighet.
All en slik regulator er innebygd i kontrollknappen og er en liten boks satt inn i håndtaket på boret. Graden av å trykke på knappen bestemmer frekvensen av rotasjonen til kassetten. I tilfelle svikt endres hele boksen umiddelbart: for all den tilsynelatende enkelheten i designen, er en slik regulator absolutt ikke egnet for reparasjon.
Når det gjelder verktøy som kjører med jevn strøm fra batterier, utføres strømkontrollen ved hjelp av transistorer mosfet pulsbreddemodulasjonsmetode. PWM-frekvensen når flere kilohertz, så gjennom kroppen til skrutrekkeren kan du høre en høyfrekvent skrik. Denne skvisende motoren slynger seg.
Men i denne artikkelen vil bare tyristor-strømkontrollere bli vurdert.Før du vurderer regulatorkretsen, bør du derfor huske hvordan den fungerer tyristor.
For ikke å komplisere historien, vil vi ikke vurdere tyristoren i form av den firelags p-n-p-n-strukturen, tegne en strømspenningskarakteristikk, men bare beskrive med ord hvordan den fungerer, tyristoren. Til å begynne med, i en likestrømkrets, selv om tyristorer nesten ikke brukes i disse kretsene. Det er tross alt ganske vanskelig å slå av tyristoren som jobber med likestrøm. Det er det samme som å stoppe hesten.
Likevel tiltrekker høye strømmer og høye spenninger av tyristorer utviklere av forskjellige, som regel, ganske kraftig DC-utstyr. For å slå av tyristorene, må du gå til forskjellige komplikasjoner av kretsløp, triks, men generelt er resultatene positive.
Tyristor-betegnelsen på kretsskjemaene er vist i figur 1.
Figur 1. Tyristor
Det er lett å se at tyristoren i sin betegnelse på kretsene er veldig lik vanlig diode. Hvis du ser, så har den, tyristoren, også ensidig konduktivitet, og kan derfor rette opp vekselstrøm. Men han vil bare gjøre dette hvis en positiv spenning tilføres kontrollelektroden i forhold til katoden, som vist i figur 2. I henhold til gammel terminologi ble tyristoren noen ganger kalt en kontrollert diode. Så lenge kontrollpulsen ikke er påført, lukkes tyristoren i hvilken som helst retning.
Figur 2
Slik slår du på LED-en
Alt er veldig enkelt her. Til likespenningskilden 9V (du kan bruke batteriet "Krona") gjennom tyristoren Vsx tilkoblet LED HL1 med en begrensningsmotstand R3. Ved hjelp av SB1-knappen kan spenningen fra skillelinjen R1, R2 påføres styringselektroden til tyristoren, og deretter vil tyristoren åpne, LED-en begynner å lyse.
Hvis du nå slipper knappen, slutter å holde den nede, og lysdioden skal fortsette å lyse. Et så kort trykk på knappen kan kalles impuls. Gjentatt og til og med gjentatt trykk på denne knappen vil ikke endre noe: LED-en vil ikke slukke, men den vil ikke skinne lysere eller dimmer.
Presset - løslatt, og tyristoren forble åpen. Dessuten er denne tilstanden stabil: tyristoren vil være åpen til ytre påvirkninger fjerner den fra denne tilstanden. Denne oppførselen til kretsen indikerer tyristors gode tilstand, dens egnethet for arbeid i en enhet under utvikling eller reparasjon.
Liten merknad
Men det er ofte unntak fra denne regelen: knappen trykkes på, LED-en lyser, og når knappen slippes, gikk den ut, som om ingenting hadde skjedd. Og hva er fangsten, hva gjorde du galt? Kanskje ble ikke trykket lenge på knappen eller ikke så veldig fanatisk? Nei, alt ble gjort ganske samvittighetsfullt. Det er bare det at strømmen gjennom LED viste seg å være mindre enn tyristorens holdestrøm.
For at det beskrevne eksperimentet skal lykkes, trenger du bare å bytte ut LED med en glødelampe, da blir strømmen mer, eller velg en tyristor med lavere holdestrøm. Denne parameteren for tyristorer har en betydelig spredning, noen ganger er det til og med nødvendig å velge en tyristor for en spesifikk krets. Dessuten ett merke, med en bokstav og fra en boks. Importerte tyristorer, som nylig er foretrukket, er noe bedre med denne strømmen: det er lettere å kjøpe, og parameterne er bedre.
Slik lukker du en tyristor
Ingen signaler på kontrollelektroden kan lukke tyristoren og slå av lysdioden: Kontrollelektroden kan bare slå på tyristoren. Det finnes selvfølgelig låsbare tyristorer, men deres formål er noe annerledes enn banale strømkontrollere eller enkle brytere. En konvensjonell tyristor kan bare slås av ved å avbryte strømmen gjennom anodekatodeseksjonen.
Dette kan gjøres på minst tre måter. Først må du dumt koble hele kretsen fra batteriet. Husk figur 2. LED lyser naturligvis.Men når den kobles til igjen, vil den ikke slå av seg selv, siden tyristoren har holdt seg lukket. Denne tilstanden er også bærekraftig. Og å bringe ham ut av denne tilstanden, for å tenne lyset, bare å trykke på SB1-knappen vil hjelpe.
Den andre måten å avbryte strømmen gjennom tyristoren er ganske enkelt å ta og kortslutte terminalene til katoden og anoden med en trådhopp. I dette tilfellet vil hele laststrømmen, i vårt tilfelle bare en LED, strømme gjennom hopperen, og strømmen gjennom tyristoren vil være null. Etter at jumperen er fjernet, lukkes tyristoren og LED-en slås av. I eksperimenter med lignende ordninger brukes pinsett oftest som en genser.
Anta at i stedet for en LED i denne kretsen vil det være en tilstrekkelig kraftig varmespole med høy termisk treghet. Da viser det seg nesten klar kraftregulator. Hvis tyristoren er slått på slik at spiralen slås på i 5 sekunder og slås av i samme tidsperiode, tildeles 50 prosent strøm i spiralen. Hvis det å ta på bare 1 sekund i løpet av denne ti-sekunders syklusen, er det åpenbart at spiralen bare vil frigjøre 10% av varmen fra kraften.
Med omtrent slike tidssykluser, målt i sekunder, fungerer mikrobølgekraftkontrollen. Bare ved hjelp av et relé blir RF-strålingen slått av og på. Thyristor-kontrollere opererer med nettets frekvens, der tiden måles i millisekunder.
Den tredje måten å slå av tyristoren på
Den består i å redusere belastningsspenningen til null, eller til og med reversere polariteten til forsyningsspenningen. Dette er nettopp situasjonen oppnådd når tyristor-kretsene forsynes med en sinusformet strøm.
Når sinusformen går gjennom null, endrer den tegnet til det motsatte, slik at strømmen gjennom tyristoren blir mindre enn holdestrømmen, og deretter fullstendig lik null. Dermed løses problemet med å slå av tyristoren som av seg selv.
Thyristor kraftkontroller. Faseregulering
Så saken overlates til de små. For å få fasekontroll, trenger du bare å bruke en kontrollpuls på et bestemt tidspunkt. Med andre ord, pulsen må ha en viss fase: jo nærmere det er slutten av halvsyklusen til vekslingsspenningen, desto mindre blir amplituden til spenningen på belastningen. Fasekontrollmetoden er vist i figur 3.
Figur 3. Faseregulering
I det øvre fragmentet av bildet blir kontrollpulsen påført nesten helt i begynnelsen av sinusoidens halvbølge, fasen til styresignalet er nær null. På figuren er denne tiden t1, så tyristoren åpnes nesten i begynnelsen av halvsyklusen, og en kraft nær det maksimale blir tildelt i belastningen (hvis det ikke var noen tyristorer i kretsen, ville kraften være maksimal).
Selve kontrollsignalene er ikke vist på denne figuren. Ideelt sett er de korte pulser, positive med hensyn til katoden, påført i en viss fase på kontrollelektroden. I de enkleste skjemaene kan dette være en lineært økende spenning oppnådd ved å lade en kondensator. Dette vil bli diskutert nedenfor.
På gjennomsnittsgrafen påføres kontrollpulsen midt i halvsyklusen, som tilsvarer fasevinkelen Π / 2 eller tiden t2, derfor blir bare halvparten av den maksimale effekten tildelt i belastningen.
I den nedre grafen blir åpningsimpulsene påført veldig nær slutten av halvsyklusen, tyristoren åpnes nesten før den må lukkes, i følge grafen er denne tiden indikert som t3, så kraften i lasten blir tildelt ubetydelig.
Thyristor-svitsjekretser
Etter en kort gjennomgang av prinsippet om drift av tyristorer, kan du sannsynligvis ta med flere strømregulatorkretser. Ingenting er oppfunnet her, alt finnes på Internett eller i gamle radiomagasiner. Artikkelen gir ganske enkelt en kort oversikt og stillingsbeskrivelse tyristor-regulatorkretser. Når du beskriver driften av kretsene, vil det bli lagt merke til hvordan tyristorer brukes, hvilke tyristor-svitsjekretser som eksisterer.
Som det ble sagt helt i begynnelsen av artikkelen, korrigerer tyristor en vekslende spenning som en vanlig diode. Det viser seg halvbølget utbedring. En gang, akkurat sånn, gjennom en diode, lyser glødelamper på trapperom: det var veldig lite lys, i øynene kruset, men da brenner lampene veldig sjelden. Det samme skjer hvis dimmeren utføres på en tyristor, bare muligheten for å regulere en allerede ubetydelig lysstyrke vises.
Derfor kontrollerer strømkontrollere begge halvsyklusene av nettspenningen. For dette brukes motparallell tilkobling av tyristorer, triacer eller inkludering av en tyristor i diagonalen av likeretterbroen.
For å gjøre dette klart, vil vi videre vurdere flere kretsløp av tyristor-strømkontrollere. Noen ganger kalles de spenningsregulatorer, og hvilket navn som er riktigere, er det vanskelig å løse, for sammen med spenningsregulering reguleres også strøm.
Den enkleste tyristorregulatoren
Det er designet for å regulere kraften til loddejernet. Kretsen er vist på figur 4.
Figur 4. Skjema for den enkleste tyristor-strømkontrolleren
For å regulere kraften til loddejernet, fra null, er det ingen vits. Derfor kan vi begrense oss til å regulere bare en halv syklus av nettspenningen, i dette tilfellet, positiv. Den negative halvsyklusen passerer uten endringer gjennom VD1-dioden direkte til loddejernet, noe som sikrer dets halve kraft.
Den positive halvsyklusen går gjennom tyristoren VS1, og tillater regulering. Tyristor-kontrollkretsen er ekstremt enkel. Dette er motstandene R1, R2 og kondensator C1. Kondensatoren lades gjennom kretsen: den øvre ledningen til kretsen, R1, R2 og kondensatoren C1, belastning, den nedre ledningen til kretsen.
En tyristor-kontrollelektrode er koblet til den positive terminalen til kondensatoren. Når spenningen over kondensatoren stiger til tyristors tennspenning, åpnes sistnevnte, og gir inn i lasten en positiv halvsyklus av spenningen, eller rettere sagt en del av den. Kondensatoren C1 tømmes naturlig, og forbereder seg derved til neste syklus.
Kondensatorens ladehastighet reguleres ved bruk av en variabel motstand R1. Jo raskere kondensatoren lader til åpningsspenningen til tyristoren, jo tidligere tyristoren åpnes, desto større del av den positive halvsyklusen til spenningen kommer inn i belastningen.
Kretsen er enkel, pålitelig, den er ganske egnet for loddejern, selv om den bare regulerer en halv periode av nettspenningen. Et veldig likt diagram er vist på figur 5.
Figur 5. Thyristor kraftkontroll
Den er noe mer komplisert enn den forrige, men den lar deg justere jevnere og nøyaktig, på grunn av det faktum at kontrollpulsgenereringskretsen er satt sammen på en KT117 dobbelbasis-transistor. Denne transistoren er designet for å lage pulsgeneratorer. Mer, ser det ut til, er ikke i stand til noe annet. En lignende krets brukes i mange strømkontroller, samt i å bytte strømforsyning som driver for en utløsende puls.
Så snart spenningen over kondensatoren Cl når terskelverdien for transistoren, åpnes sistnevnte og en positiv puls vises på pinnen B1, og åpner tyristoren VS1. Motstand R1 kan justere kondensatorens ladningshastighet.
Jo raskere kondensatoren lades, jo tidligere åpningspuls vises, jo større vil spenningen komme inn i belastningen. Den andre halvbølgen av nettspenningen går inn i belastningen gjennom VD3-dioden uten endringer. En likeretter VD2, R5, en Zener-diode VD1 brukes til å drive kontrollpulsformingskretsen.
Her kan du spørre, og når transistoren åpnes, hva er terskelen? Transistorens åpning skjer på et tidspunkt når spenningen ved dens emitter E overstiger spenningen ved basen til B1. Basene B1 og B2 er ikke likeverdige, hvis de byttes, vil ikke generatoren fungere.
Figur 6 viser en krets som lar deg justere begge halvsykluser av spenning.
Figur 6
Diagrammet er et dimmer. Nettspenningen blir utbedret av broen VD1-VD4, hvoretter rippelspenningen tilføres lampen EL1, tyristor VS1, og gjennom motstandene R3, R4 til zenerdioder VD5, VD6, hvorfra kontrollkretsen drives. Bruken av en likeretterbro i kretsen tillater regulering av positive og negative halvsykluser ved bruk av bare en tyristor.
Kontrollkretsen utføres også på en to-base transistor KT117A. Ladehastigheten til tidkondensatoren C2 blir endret av motstanden R6, noe som får fasen til tyristors styresignal til å endre seg.
En liten merknad kan komme med denne kretsen: strømmen i lasten består bare av de positive halvsyklusene til nettet oppnådd etter broens likeretter. Hvis det kreves å oppnå de positive og negative delene av sinusformet i lasten, er det nok, uten å endre noe i kretsen, å skru på lasten umiddelbart etter sikringen. I stedet for lasten, bare installer en jumper. En slik krets er vist på figur 7.
Figur 7. Skjema for tyristor-strømkontroller
KT117-transistoren er en oppfinnelse av den sovjetiske elektroniske industrien og har ingen utenlandske analoger, men om nødvendig kan den settes sammen fra to transistorer i henhold til kretsen vist i figur 8. Plutselig vil noen påta seg å sette sammen en lignende krets, hvor kan jeg få en slik transistor?
Figur 8
I kretsene som er vist på figur 6 og 7, brukes tyristoren i kombinasjon med en diodebro. Denne inkluderingen gjør det mulig med hjelp av en tyristor å kontrollere begge halvperioder med vekslende spenning. Men samtidig dukker det opp ytterligere 4 dioder, noe som generelt øker dimensjonene på strukturen.
Fortsettelse av artikkelen: Thyristor kraftkontroller. Kretser med to tyristorer
Boris Aladyshkin
Se også på elektrohomepro.com
: