Regulator de putere a tiristoarelor trifazate și monofazate - principiu de funcționare, circuite. Circuit regulator de tensiune DIY Principiul de funcționare a regulatorului de putere a tiristorului
Temperatura vârfului fierului de lipit depinde de mulți factori.
- Tensiunea rețelei de intrare, care nu este întotdeauna stabilă;
- Disiparea căldurii în fire sau contacte masive pe care se efectuează lipirea;
- Temperaturile aerului ambiant.
Pentru lucrări de înaltă calitate, este necesar să se mențină puterea termică a fierului de lipit la un anumit nivel. Există o selecție mare de aparate electrice cu un regulator de temperatură la vânzare, dar costul unor astfel de dispozitive este destul de mare.
Statiile de lipit sunt si mai avansate. Astfel de complexe conțin o sursă de alimentare puternică, cu care puteți controla temperatura și puterea într-o gamă largă.
Prețul se potrivește cu funcționalitatea.
Ce ar trebui să faceți dacă aveți deja un fier de lipit și nu doriți să cumpărați unul nou cu regulator? Răspunsul este simplu - dacă știi să folosești un fier de lipit, îi poți adăuga.
Regulator pentru fier de lipit DIY
Acest subiect a fost de mult stăpânit de amatorii de radio, care sunt mai interesați de un instrument de lipit de înaltă calitate decât oricine altcineva. Vă oferim câteva soluții populare cu scheme electrice și proceduri de asamblare.
Regulator de putere în două trepte
Acest circuit funcționează pe dispozitive alimentate de o rețea de tensiune alternativă de 220 volți. O diodă și un comutator sunt conectate în paralel unul cu celălalt în circuitul deschis al unuia dintre conductorii de alimentare. Când contactele comutatorului sunt închise, fierul de lipit este alimentat în modul standard.
Când este deschisă, curentul trece prin diodă. Dacă sunteți familiarizat cu principiul fluxului de curent alternativ, funcționarea dispozitivului va fi clară. Dioda, care trece curentul într-o singură direcție, întrerupe fiecare al doilea semiciclu, reducând tensiunea la jumătate. În consecință, puterea fierului de lipit este redusă la jumătate.
Practic, acest mod de putere este utilizat în timpul pauzelor lungi din timpul lucrului. Fierul de lipit este in modul standby iar varful nu este foarte misto. Pentru a aduce temperatura la 100%, porniți comutatorul - și după câteva secunde puteți continua lipirea. Când încălzirea scade, vârful de cupru se oxidează mai puțin, prelungind durata de viață a dispozitivului.
IMPORTANT! Testul se efectuează sub sarcină, adică cu un fier de lipit conectat.
Când se rotește rezistența R2, tensiunea de la intrarea fierului de lipit ar trebui să se schimbe fără probleme. Circuitul este plasat în corpul prizei aeriene, ceea ce face ca designul să fie foarte convenabil.
IMPORTANT! Este necesar să izolați în mod fiabil componentele cu tuburi termocontractabile pentru a preveni scurtcircuitele în carcasă - priză.
Partea inferioară a prizei este acoperită cu un capac adecvat. Opțiunea ideală nu este doar o priză deasupra capului, ci o priză stradală etanșă. În acest caz, a fost aleasă prima variantă.
Se dovedește a fi un fel de prelungitor cu un regulator de putere. Este foarte convenabil de utilizat, nu există dispozitive inutile pe fierul de lipit, iar butonul de control este întotdeauna la îndemână.
1. Rezistor 4,7 kOhm mlt-0,5 (chiar și 0,25 wați va fi suficient).
2. Un rezistor variabil 500kOhm-1mOhm, cu 500kOhm se va regla destul de lin, dar numai in intervalul 220V-120V. Cu 1 mOhm - se va regla mai strâns, adică se va regla cu un interval de 5-10 volți, dar intervalul va crește, este posibil să se regleze de la 220 la 60 de volți! Este recomandabil să instalați rezistența cu un comutator încorporat (deși vă puteți descurca fără el prin simpla instalare a unui jumper).
3. Dinistor DB3. Puteți obține unul de la lămpi LSD economice. (Poate fi înlocuit cu KH102 casnic).
4. Diode FR104 sau 1N4007, astfel de diode se găsesc în aproape orice echipament radio importat.
5. LED-uri eficiente în curent.
6. Triac BT136-600B sau BT138-600.
7. Blocuri terminale cu șuruburi. (puteți face fără ele prin simpla lipire a firelor pe placă).
8. Radiator mic (pana la 0,5 kW nu este necesar).
9. Condensator de film 400 volți, de la 0,1 microfarad la 0,47 microfarad.
Circuitul regulatorului de tensiune AC:
Să începem asamblarea dispozitivului. Mai întâi, să gravăm și să cositorim placa. Placa de circuit imprimat - desenul său în LAY, se află în arhivă. O versiune mai compactă prezentată de un prieten sergei - .
Apoi lipim condensatorul. Fotografia arată condensatorul din partea de cositor, deoarece exemplul meu de condensator avea picioare prea scurte.
Lipim dinistorul. Dinistorul nu are polaritate, așa că îl introducem după cum doriți. Lipim dioda, rezistența, LED-ul, jumperul și blocul de borne cu șurub. Arata cam asa:
Și în final, ultima etapă este instalarea unui radiator pe triac.
Și iată o fotografie a dispozitivului terminat deja în carcasă.
Trebuie remarcat faptul că acest dispozitiv va face față cel mai eficient sarcinilor rezistive - lămpi, încălzitoare etc. Pot fi conectați și consumatori de curent inductiv, dar dacă valoarea acestuia este prea mică, fiabilitatea ajustării va scădea.
Circuitul acestui regulator de tiristor de casă nu conține piese rare. La utilizarea diodelor redresoare indicate în diagramă, dispozitivul poate rezista la o sarcină de până la 5A (aproximativ 1 kW), ținând cont de prezența radiatoarelor.
Pentru a crește puterea dispozitivului conectat, trebuie să utilizați alte diode sau ansambluri de diode proiectate pentru curentul de care aveți nevoie.
De asemenea, tiristorul trebuie înlocuit, deoarece KU202 este proiectat pentru un curent maxim de până la 10A. Dintre cele mai puternice, sunt recomandate tiristoarele domestice ale seriei T122, T132, T142 și alte similare.
Nu există atât de multe părți; în principiu, montarea montată este acceptabilă, dar pe o placă de circuit imprimat designul va arăta mai frumos și mai convenabil. Desenul plăcii în format LAY. Dioda zener D814G poate fi schimbată cu oricare cu o tensiune de 12-15V.
Odată asamblat, cel mai simplu regulator de tensiune de pe un tranzistor a fost destinat unei anumite surse de alimentare și unui anumit consumator; desigur, nu era nevoie să-l conectăm în altă parte, dar, ca întotdeauna, vine un moment în care încetăm să facem ceea ce trebuie. . Consecința acestui lucru este necazurile și gândurile despre cum să trăiești și să fii mai departe și decizia de a restabili ceea ce a fost creat mai devreme sau de a continua să creeze.
Schema numărul 1
Exista o sursă de alimentare comutată stabilizată care dădea o tensiune de ieșire de 17 volți și un curent de 500 de miliamperi. A fost necesară o schimbare periodică a tensiunii în intervalul 11 - 13 volți. Iar cunoscutul tranzistor unu la unu a făcut față perfect acestui lucru. I-am adăugat doar un LED de indicație și un rezistor de limitare. Apropo, LED-ul de aici nu este doar un „licurici” care semnalează prezența tensiunii de ieșire. Cu valoarea corectă a rezistenței de limitare, chiar și o mică modificare a tensiunii de ieșire se reflectă în luminozitatea LED-ului, care oferă informații suplimentare despre creșterea sau scăderea acestuia. Tensiunea de ieșire poate fi modificată de la 1,3 la 16 volți.
KT829, un puternic tranzistor compus din siliciu de joasă frecvență, a fost instalat pe un radiator metalic puternic și părea că, dacă este necesar, ar putea rezista cu ușurință la o sarcină mare, dar a avut loc un scurtcircuit în circuitul de consum și s-a ars. Tranzistorul are un câștig mare și este folosit în amplificatoare de joasă frecvență - chiar îi puteți vedea locul acolo și nu în regulatoarele de tensiune.
În stânga sunt scoase componente electronice, în dreapta sunt pregătite pentru înlocuire. Diferența de cantitate este de două articole, dar în ceea ce privește calitatea circuitelor, primul și cel care s-a hotărât să fie colectat, este incomparabilă. Acest lucru ridică întrebarea - „Merită să asamblați o schemă cu capacități limitate atunci când există o opțiune mai avansată „pentru aceiași bani”, în sensul literal și figurat al acestei proverbe?
Schema numărul 2
Noul circuit are și o conexiune electrică cu trei pini. component (dar acesta nu mai este un tranzistor) rezistente constante si variabile, un LED cu limitator propriu. S-au adăugat doar doi condensatori electrolitici. De obicei, schemele de circuit tipice indică valorile minime ale C1 și C2 (C1=0,1 µF și C2=1 µF) care sunt necesare pentru funcționarea stabilă a stabilizatorului. În practică, valorile capacității variază de la zeci la sute de microfarad. Recipientele trebuie amplasate cât mai aproape de cip. Pentru capacități mari, este necesară condiția C1>>C2. Dacă capacitatea condensatorului de la ieșire depășește capacitatea condensatorului de la intrare, atunci apare o situație în care tensiunea de ieșire depășește intrarea, ceea ce duce la deteriorarea microcircuitului stabilizator. Pentru a o exclude, instalați o diodă de protecție VD1.
Această schemă are posibilități complet diferite. Tensiunea de intrare este de la 5 la 40 volți, tensiunea de ieșire este de 1,2 - 37 volți. Da, există o scădere a tensiunii de intrare-ieșire de aproximativ 3,5 volți, dar nu există trandafiri fără spini. Dar microcircuitul KR142EN12A, numit stabilizator de tensiune liniar reglabil, are o protecție bună împotriva curentului de sarcină în exces și protecție pe termen scurt împotriva scurtcircuitelor la ieșire. Temperatura sa de funcționare este de până la + 70 de grade Celsius, funcționează cu un divizor extern de tensiune. Curentul de sarcină de ieșire este de până la 1 A în timpul funcționării pe termen lung și de 1,5 A în timpul funcționării pe termen scurt. Puterea maximă admisă la funcționarea fără radiator este de 1 W, dacă microcircuitul este instalat pe un radiator de dimensiuni suficiente (100 cm2), atunci P max. = 10 W.
Ce s-a întâmplat
Procesul de instalare actualizat în sine nu a durat mai mult decât cel anterior. În acest caz, ceea ce s-a obținut nu a fost un simplu regulator de tensiune care este conectat la o sursă de alimentare cu tensiune stabilizată; circuitul asamblat, atunci când este conectat chiar și la un transformator descendente de rețea cu un redresor la ieșire, furnizează el însuși tensiunea stabilizată necesară. . Desigur, tensiunea de ieșire a transformatorului trebuie să corespundă parametrilor admisibili ai tensiunii de intrare a microcircuitului KR142EN12A. În schimb, puteți utiliza un stabilizator integral analogic importat. Autor Babay iz Barnaula.
Discutați articolul DOUA REGULAtoare SIMPLE DE TENSIUNE
Regulatoarele de putere cu tiristoare sunt utilizate atât în viața de zi cu zi (în stații analogice de lipit, dispozitive electrice de încălzire etc.), cât și în producție (de exemplu, pentru a porni centrale puternice). În aparatele de uz casnic, de regulă, sunt instalate regulatoare monofazate; în instalațiile industriale, cele trifazate sunt mai des utilizate.
Aceste dispozitive sunt circuite electronice care funcționează pe principiul controlului fazei pentru a controla puterea în sarcină (mai multe despre această metodă vor fi discutate mai jos).
Principiul de funcționare al controlului de fază
Principiul de reglare a acestui tip este că pulsul care deschide tiristorul are o anumită fază. Adică, cu cât este mai departe de sfârșitul semiciclului, cu atât amplitudinea va fi mai mare tensiunea furnizată sarcinii. În figura de mai jos vedem procesul invers, când impulsurile ajung aproape la sfârșitul semiciclului.
Graficul arată timpul în care tiristorul este închis t1 (faza semnalului de control), după cum puteți vedea, se deschide aproape la sfârșitul semiciclului sinusoidului, ca urmare, amplitudinea tensiunii este minimă și prin urmare, puterea în sarcina conectată la dispozitiv va fi nesemnificativă (aproape de minim). Luați în considerare cazul prezentat în graficul următor.
Aici vedem că pulsul care deschide tiristorul are loc la mijlocul semiciclului, adică regulatorul va scoate jumătate din puterea maximă posibilă. Funcționarea la puterea aproape maximă este prezentată în graficul următor.
După cum se poate observa din grafic, pulsul are loc la începutul semiciclului sinusoidal. Timpul în care tiristorul se află în starea închisă (t3) este nesemnificativ, deci în acest caz puterea în sarcină se apropie de maxim.
Rețineți că regulatoarele de putere trifazate funcționează pe același principiu, dar controlează amplitudinea tensiunii nu într-una, ci în trei faze simultan.
Această metodă de control este ușor de implementat și vă permite să modificați cu precizie amplitudinea tensiunii în intervalul de la 2 la 98 la sută din valoarea nominală. Datorită acestui fapt, devine posibil controlul fără probleme a puterii instalațiilor electrice. Principalul dezavantaj al dispozitivelor de acest tip este crearea unui nivel ridicat de interferență în rețeaua electrică.
O alternativă pentru a reduce zgomotul este comutarea tiristoarelor atunci când unda sinusoidală a tensiunii AC trece prin zero. Funcționarea unui astfel de regulator de putere poate fi văzută clar în graficul următor.
Denumiri:
- A – graficul semi-undelor de tensiune alternativă;
- B – funcționarea tiristorului la 50% din puterea maximă;
- C – grafic care afișează funcționarea tiristorului la 66%;
- D – 75% din maxim.
După cum se poate observa din grafic, tiristorul „taie” semi-undele, nu părți ale acestora, ceea ce minimizează nivelul de interferență. Dezavantajul acestei implementări este imposibilitatea reglării fără probleme, dar pentru sarcini cu inerție mare (de exemplu, diverse elemente de încălzire), acest criteriu nu este cel principal.
Video: Testarea unui regulator de putere a tiristorului
Circuit simplu regulator de putere
Puteti regla puterea fierului de lipit folosind statii de lipit analogice sau digitale in acest scop. Acestea din urmă sunt destul de scumpe și nu este ușor să le asamblați fără experiență. În timp ce dispozitivele analogice (care sunt în esență regulatoare de putere) nu sunt dificil de realizat cu propriile mâini.
Iată o diagramă simplă a unui dispozitiv care utilizează tiristoare, datorită căreia puteți regla puterea fierului de lipit.
Radioelemente indicate în diagramă:
- VD – KD209 (sau caracteristici similare)
- VS-KU203V sau echivalentul acestuia;
- R 1 – rezistență cu valoarea nominală de 15 kOhm;
- R 2 – rezistor variabil 30 kOhm;
- C – capacitate de tip electrolitic cu o valoare nominală de 4,7 μF și o tensiune de 50 V sau mai mare;
- R n – sarcină (în cazul nostru este un fier de lipit).
Acest dispozitiv reglează doar semiciclul pozitiv, astfel încât puterea minimă a fierului de lipit va fi jumătate din cea nominală. Tiristorul este controlat printr-un circuit care include două rezistențe și o capacitate. Timpul de încărcare al condensatorului (este reglat de rezistența R2) afectează durata „deschiderii” tiristorului. Mai jos este programul de funcționare al dispozitivului.
Explicația imaginii:
- graficul A – prezintă o sinusoidă de tensiune alternativă alimentată la sarcina Rn (fier de lipit) cu o rezistență R2 apropiată de 0 kOhm;
- graficul B – afiseaza amplitudinea sinusoidei tensiunii furnizate fierului de lipit cu o rezistenta R2 egala cu 15 kOhm;
- graficul C, după cum se poate observa din acesta, la rezistența maximă R2 (30 kOhm), timpul de funcționare al tiristorului (t 2) devine minim, adică fierul de lipit funcționează cu aproximativ 50% din puterea nominală.
Schema de circuit a dispozitivului este destul de simplă, astfel încât chiar și cei care nu sunt foarte versați în proiectarea circuitelor o pot asambla singuri. Este necesar să avertizam că atunci când acest dispozitiv funcționează, în circuitul său este prezentă o tensiune periculoasă pentru viața umană, prin urmare toate elementele sale trebuie izolate în mod fiabil.
După cum s-a descris deja mai sus, dispozitivele care funcționează pe principiul reglării fazei sunt o sursă de interferență puternică în rețeaua electrică. Există două opțiuni pentru a ieși din această situație:
Regulatorul funcționează fără interferențe
Mai jos este o diagramă a unui regulator de putere care nu creează interferențe, deoarece nu „taie” semi-undele, ci „taie” o anumită cantitate din ele. Am discutat despre principiul de funcționare a unui astfel de dispozitiv în secțiunea „Principiul de funcționare al controlului fazei”, și anume, comutarea tiristorului prin zero.
La fel ca în schema anterioară, ajustarea puterii are loc în intervalul de la 50 la sută la o valoare apropiată de maxim.
Lista elementelor radio utilizate în dispozitiv, precum și opțiunile de înlocuire a acestora:
Tiristor VS – KU103V;
Diode:
VD 1 -VD 4 – KD209 (în principiu, puteți utiliza orice analogi care permit o tensiune inversă mai mare de 300V și un curent mai mare de 0,5A); VD 5 și VD 7 – KD521 (poate fi instalată orice diodă de tip impuls); VD 6 – KC191 (puteți folosi un analog cu o tensiune de stabilizare de 9V)
Condensatoare:
C 1 – tip electrolitic cu o capacitate de 100 μF, proiectat pentru o tensiune de minim 16 V; C2-33H; C3 – 1 µF.
Rezistoare:
R 1 şi R 5 – 120 kOhm; R2 -R4 – 12 kOhm; R 6 – 1 kOhm.
Chipsuri:
DD1 – K176 LE5 (sau LA7); DD2 –K176TM2. Alternativ, poate fi utilizată logica din seria 561;
R n – fier de lipit conectat ca sarcină.
Dacă nu au fost făcute erori la asamblarea regulatorului de putere a tiristorului, atunci dispozitivul începe să funcționeze imediat după pornire; nu este necesară nicio configurație pentru acesta. Având capacitatea de a măsura temperatura vârfului fierului de lipit, puteți face o gradare a scalei pentru rezistența R5.
Dacă dispozitivul nu funcționează, vă recomandăm să verificați cablarea corectă a elementelor radio (nu uitați să-l deconectați de la rețea înainte de a face acest lucru).