Симисторный регулятор мощности для индуктивной нагрузки: Регулятор мощности симисторный и тиристорный

Фазовый регулятор мощности: схема, для индуктивной нагрузки

Часто бывает, что требуется осуществить регулировку какого-либо прибора, но некоторые из них не имеют встроенного регулятора. Также такая необходимость может коснуться электродвигателей и элементов освещения. Для этого применяется фазовый регулятор мощности.

Что такое фазовый регулятор

Обычно фазовый генератор представляет собой небольшое устройство с поворотным механизмом, которое позволяет уменьшать или увеличивать подаваемую на приборы мощность. Работа таких устройств основана на одном небольшом полупроводниковом приборе, называемом симистором. Он позволяет изменять конфигурацию и фазность сигнала, что меняет и мощность приборов.

Что собой представляет фазовый регулятор

Обратите внимание! Такой прибор можно купить в магазине или же собрать для своей цепи самостоятельно. Применяют его для одно- и трехфазных сетей с небольшими различиями в конструкции.

Симистор

Технические характеристики

Фазовый регулятор мощности имеет несколько важных характеристик, изменение которых влечет перемены в работе всей цепи.

Разобрать данные характеристики можно на примере регуляторов марки PR, которые являются одними из самых популярных:

• напряжение в цепи 220 В;
• частота переменного тока 50 Гц;
• регуляция мощности в пределах от 0 до 97 % исходного значения;
• максимально допустимый уровень нагрузки составляет 1500 Вт;
• сила тока на аноде от 7 А при рабочей температуре 80 °С до 2 А при 100 °С;
• пределы рабочей температуры (на корпусе) от −10 °С до 100 °С;
• амплитуда колебания напряжения 1,75 В;
• масса до 15 г.

Модель PR

Для разных целей и цепей требуются регуляторы с различными характеристиками. В зависимости от цепи может понадобиться другая мощность регулятора, номинальное напряжение или частота тока.

Важно! У любого устройства регуляции мощности нужно обращать внимание на температурные пределы, особенно на верхнюю границу. Устройство при работе само выделяет большое количество тепла, а высокая окружающая температура может вызвать порчу схемы и даже возгорание.

Как работает фазовый регулятор

Главную роль в работе фазового регулятора играет симистор. Он представляет собой нелинейный ключ на основе полупроводника. Данный элемент был получен благодаря усовершенствованию тиристора. Главное отличие состоит в том, что этот полупроводниковый ключ в открытом состоянии пропускает ток не в одном, а в двух направлениях. Это свойство дает симисторам возможность применения в цепях с переменным током, так как на них никак не влияет полярность напряжения, которая постоянно меняется в данных цепях.

Наличие нового свойства не означает отсутствие старого, характерного и для симисторов, и для тиристоров. Даже когда электрод управления отключен, проводимость всего элемента активна. Момент, когда элемент закрыт, наступает только тогда, когда переменный ток находится в положении ноль (то есть разность потенциалов на двух других контактах будет также равна нулю).

Обратите внимание! Еще одно полезное свойство применения симистора в качестве основного элемента — подавление помех на фазе при закрытии элемента. Это намного проще транзисторного регулятора, который также умеет уменьшать шумы входного сигнала.

Изменения сигнала

Все эти характеристики позволяют конструкции на основе симисторов осуществлять фазное изменение в сигнале. Каждый полупериод проводимость отключается, а время между закрытием и открытием прибора срезает часть периода. Сигнал из-за этого становится пилообразной формы. Путем изменения формы сигнала и происходит фазовое управление мощностью тока.

Важно! Симистор никак не влияет на амплитуду напряжения, поэтому название «регулятор напряжения» неправильно.

Назначение

Регулятор мощности пригодится в цепях, содержащих следующие электрические приборы:

Регулятор с двигателем

• электродвигатели;
• устройства, которые используют в своей работе компрессоры;
• бытовые приборы: стиральные машины, вентиляторы, пылесосы;
• электрические инструменты различного рода;
• различные приборы освещения.

Простой пример использования регулятора при освещении

Важно!

 Не рекомендуется использовать фазовый регулятор в цепях, в которые включены холодильники, компьютеры, телевизоры и прочие потребители с тонкой настройкой, изменения характера работы которых может повлечь порчу устройства или другие непредсказуемые последствия.

Как правильно использовать

Безопасность и успешность работы регулятора зависят от соблюдения нескольких правил:

• соблюдение температурного режима. Прибор может сильно нагреваться, особенно если окружающая среда тоже имеет высокую температуру. В этом случае стоит позаботиться о наличии охлаждения;
• подбирать регулятор нужно с учетом всех параметров сети;
• сила тока в цепи не должна равняться максимально допустимой для регулятора;
• при самостоятельной сборке необходимо обеспечить прибору защиту от поражений током, заключив его в корпус.

Схема фазового регулятора

Ниже приведена одна из самых простых схем фазового регулятора. Два транзистора как раз тут заменены симистором, что значительно упрощает устройство. Также в схеме указаны кнопка для включения и отключения работы модуля, предохранитель и резистор R3, который и управляет работой симистора. При прохождении через него ток принимает некоторое значение и через диод, который выпрямляет его, подается на управляющий электрод, изменяя работу полупроводника.

К сведению! Конденсаторы выполняют роль фильтров, которые удаляют из сигнала шумы и пульсации.

Простая схема регулятора мощности на симисторе для индуктивной нагрузки

Следующая схема устроена несколько сложнее.

Схема с пятью кнопками

Модуль имеет четыре установленных временных задержки, которые зависят от конденсаторов и сопротивления R1. В схеме присутствует выключатель с пятью кнопками, с помощью которого устройство включается/выключается, а также происходит выбор времени задержки.

Собрать фазовый регулятор можно самостоятельно или купить готовый в магазине. При использовании необходимо соблюдение его рабочих параметров. Особое внимание нужно уделить температурному режиму.

Регулятор мощности на симисторе для индуктивной нагрузки

8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из

тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.

В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через

резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.

СНиП 3.05.06-85

Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

• Первый вывод – входной сигнал.
• Второй вывод – выходной сигнал.
• Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.

СНиП 3.05.06-85

Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.

СНиП 3.05.06-85

Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

СНиП 3.05.06-85

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.

СНиП 3.05.06-85

Схема 4.

Схема, предназначенная для управления уровнем освещения в комнате. Может регулировать степень накала лампочки. Выполнена на основе одного тиристора, который управляется диммером. Поворотом ручки резистора, изменяется воздействие на ключевой вывод тиристора, что изменяет его пропускную способность по электрическому току.

СНиП 3.05.06-85

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Название	Мощность	Напряжение стабилизации	Цена	Вес	Стоимость одного ватта
Module ME	4000 Вт	0-220 В	6. 68$	167 г	0.167$
SCR Регулятор	10 000 Вт	0-220 В	12.42$	254 г	0.124$
SCR Регулятор II	5 000 Вт	0-220 В	9.76$	187 г	0.195$
WayGat 4	4 000 Вт	0-220 В	4.68$	122 г	0.097$
Cnikesin	6 000 Вт	0-220 В	11.07$	155 г	0.185$
Great Wall	2 000 Вт	0-220 В	1.59$	87 г	0.080$

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

Принцип работы симисторных регуляторов мощности (напряжения) в цепях
переменного тока.

Что такое симистор, принцип его работы, а также справочные характеристики некоторых популярных приборов мы с Вами внимательно рассмотрели на странице &nbspСсылка на страницу.
Там же мы отметили, что симистор пришёл на смену рабочей лошадке-тиристору и практически полностью вытеснил его из электроцепей переменного тока.

Вспомним пройденный материал.
Отличительной чертой симистора является то, что при подаче на его управляющий электрод тока (напряжения), прибор переходит в проводящее состояние, замыкая нагрузку, причём проводит ток, независимо от полярности, приложенного к нагрузке напряжения.
Полярность открывающего напряжения должна быть либо отрицательной для обеих полярностей напряжения на условном аноде, либо совпадать с полярностью «анодного» напряжения (т.е. быть плюсовой в момент прохождения положительной полуволны и минусовой – в момент прохождения отрицательной).

Итак. Важным плюсом симисторных схем в электроцепях переменного тока является отсутствие выпрямительных устройств, и двухполюсность напряжения в нагрузке, что даёт возможность подключать их, помимо всего прочего, как трансформаторам, так и электродвигателям переменного тока.

Познакомимся с расхожими схемами симисторных регуляторов.

Для начала давайте рассмотрим простейшую, но вполне себе работоспособную схему симисторного регулятора мощности с фазово-импульсным управлением, позволяющего работать с нагрузками вплоть до 1200 Вт.

Рис.1

При замене симистора на другой, с большей величиной допустимого тока, мощность нагрузки можно увеличивать практически неограниченно.

А теперь – как это всё работает?
В начале действия положительного полупериода симистор закрыт. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через последовательно соединённые резисторы R1 и R2. Причём увеличение напряжения на конденсаторе С1 отстаёт (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов и номинала ёмкости С1. Чем выше значения резисторов и конденсатора – тем больше сдвиг по фазе.
Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет порога пробоя динистора (около 35 В). Как только динистор откроется (следовательно, откроется и симистор), через нагрузку потечёт ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого симистора и нагрузки.
При этом симистор остаётся открытым до конца полупериода, т.е. момента, когда полуволна сетевого напряжения приблизится к нулевому уровню.
Переменным резистором R2 устанавливают момент открывания динистора и симистора, производя тем самым регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

При действии отрицательной полуволны принцип работы устройства аналогичен.

Диаграммы напряжения на нагрузке при различных значениях переменного резистора приведены на Рис.1 справа.

Для предотвращения ложных срабатываний триаков, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в электродвигателях и обмотках трансформаторов), симисторы должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это, как правило, демпферная RC-цепочка (снабберная цепь) между силовыми электродами триака, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (на схеме Рис. 1 показана синим цветом).
В некоторых случаях, когда нагрузка имеет ярко выраженный ёмкостной характер, между силовыми электродами необходима индуктивность для ограничения скорости изменения тока при коммутации.

Существуют и различные модификации приведённой выше простейшей схемы диммера.

Рис.2

Дополнительная цепочка R3 C2 (Рис.2 слева) призвана увеличить максимально достижимый фазовый сдвиг между сетевым напряжением и напряжением, поступающим на левый вывод динистора, что в свою очередь позволяет производить более глубокую регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

На схеме, приведённой на Рис.2 справа, цепь, образованная диодами D1, D2 и резистором R1, обеспечивает плавность регулировки при минимальной выходной мощности. Без неё характеристика управления регулятором имеет гистерезис, что проявляется в скачкообразном повышении регулируемой мощности от нуля до 3. 5% от максимальной.
Диодно-резисторная цепочка разряжает конденсатор при переходе сетевого напряжения от отрицательной к положительной полуволне и, тем самым, устраняет эффект скачкообразного начального увеличения мощности в нагрузке.

Изредка можно встретить устройства, в которых регулировка мощности производится посредством отдельной схемы, которая формирует импульсы с регулируемой длительностью для управления симистором.
Такие диммеры обладают значительно лучшими характеристиками, чем представленные выше, однако обратной стороной медали является повышенная сложность устройств и необходимость наличия отдельного источника питания схемы. Исключения составляют устройства, выполненные на специализированных ИМС. Примером такой микросхемы является фазовый регулятор КР1182ПМ1.

Рис.3

Применение КР1182ПМ1 в регуляторах мощности (Рис.3) позволяет добиваться как хорошей повторяемости, так и широкого диапазона перестройки и высокой температурной стабильности.

А если уж мы решили заморачиваться созданием отдельной схемы формирования управляющих импульсов, то имеет смысл отказаться от фазово-импульсного метода управления, и обратиться в сторону регуляторов мощности, работающих по принципу пропускания через нагрузку определённого целого числа периодов сетевого напряжения в единицу времени.
При таком способе регулирования появляется возможность включения симистора вблизи точки пересечения сетевым переменным напряжением нулевого потенциала, вследствие чего радикально снижается уровень помех, вносимых в электросеть.
Освещение таким диммером не запитаешь ввиду заметного мерцания, а вот для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов – самое то.

Данная схема (Рис.4) перекочевала со страницы https://www.radiokot.ru/circuit/power/converter/50/ и представляет собой модификацию регулятора мощности, описанного в журнале Радио, 2009, № 9, с. 40–41 «В.Молчанов Симисторный регулятор мощности». Вот, что пишет автор.

«Устройство предназначено для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов, работающих от сети переменного тока 220 В.
Кроме снижения уровня коммутационных помех, в регуляторе реализован принцип пропускания в нагрузку целого числа периодов сетевого напряжения. При таком способе регулирования с высокой точностью обеспечивается отсутствие постоянной составляющей напряжения на нагрузке, вследствие чего дополнительно снижается уровень искажений, вносимых в электросеть. Это особенно важно в случае мощной нагрузки.
Максимальная мощность нагрузки, подключаемой к регулятору, составляет 1 кВт. Потребляемый регулятором ток от сети не превышает 4 мА (действующее значение), типовое потребление – 3,5 мА.

На микросхеме DD1 и элементах R1, C1, VD1, VD2 выполнен синхронизированный с сетью генератор прямоугольных импульсов. Период импульсов, вырабатываемых генератором, составляет около 1,3 с. Резистор R1 регулирует скважность импульсов. Элементы DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 включены как два RS‑триггера, на входы которых (выводы 1 и 9 микросхемы) через делитель R7R6 поступает часть сетевого напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 выполняют функцию мощного инвертора логических сигналов для управления симистором. Питание устройства осуществляется через параметрический стабилизатор, в котором задействованы балластный резистор R7, стабилитрон VD3 и сглаживающий конденсатор C3. Когда напряжение на верхнем по схеме сетевом выводе относительно нижнего отрицательное, стабилитрон VD3 пропускает ток в прямом направлении, когда положительное – ограничивает напряжение на выводах 1 и 9 микросхемы DD1 на уровне 10 В. Ток, проходящий через эти выводы и внутренние защитные диоды микросхемы, заряжает конденсатор C3 до напряжения около 9,2 В, которое служит для питания низковольтной части устройства. Использование защитных диодов микросхемы не приводит к её защёлкиванию, поскольку амплитудное значение тока через резистор R7 ограничено и составляет около 5 мА.

Во время проверки регулятора мощности удобно в качестве нагрузки подключить лампу накаливания (желательно на 100 Вт или более). Устройство обычно не нуждается в налаживании, но если оказалось, что симистор VS1 открывается ненадёжно (лампа в нагрузке не включается или мерцает), можно попробовать уменьшить сопротивление резистора R4 или подобрать экземпляр симистора с меньшим током открывания. Резистор R4 позволяет выставить мгновенное напряжение сети, при котором происходит открывание симистора. Это напряжение может быть рассчитано по формуле Uпор ≈ Uпит∙R7/(2∙R4), где Uпит ≈ 9,2 В – напряжение на конденсаторе C3, сопротивления резисторов R6 и R7 должны быть равны. Уменьшение сопротивления резистора R4 обеспечивает более надёжное открывание симистора, но увеличивает уровень создаваемых помех, поэтому делать его сопротивление менее 30 кОм нежелательно».

И конечно, было бы совсем неправильно не упомянуть о таком важном представителе симисторного семейства, как – оптосимистор.
Оптосимистор включается посредством освещения полупроводникового слоя и представляет собой комбинацию оптоизлучателя и симистора в одном корпусе. Преимущество – простая однополярная схема управления и гальваническая изоляция цепей управления от фаз сетевого напряжения.

Оптосимисторы могут коммутировать нагрузку как сами (Рис.5),

Рис.5

так и управлять более мощными симисторами (Рис.6).

Рис.6

За счёт полной гальванической развязки управляющих цепей оптосимистора, основное его предназначение – это управление мощностью нагрузки при помощи логических устройств или микроконтроллеров с собственными цепями питания.

Рис.7

В качестве примера на Рис.7 приведена схема регулятора мощности паяльника.
Вот, как работу этой схемы описывает уважаемый Falconist на странице сайта http://forum.cxem.net .

«Оптосимистор серии МОС204х/306х/308х содержит внутри себя схему пересечения питающим напряжением нуля, т.е. открывается только в точке нулевого значения синусоидального сетевого напряжения, независимо от момента поступления управляющего напряжения на его светодиод. Тем самым обеспечивается ключевой режим подключения нагрузки, с практически полным отсутствием ВЧ помех, проникающих в сеть 220 В. Поэтому его замена на оптосимисторы МОС302х/305х, не имеющих такой схемы, крайне нежелательна, т.к. порочит сам принцип беспомехового регулирования.
Конденсатор С1 является балластным реактивным сопротивлением. Ток, который он пропускает совместно с подключенным параллельно ему резистором R1,приближенно составляет 16 мА. Данный ток используется для питания таймера DA1 и инфракрасного светодиода оптрона DA2».

Работа таймера, формирующего управляющий сигнал для оптотиристора, аналогична работе DD1 на Рис.4 и сводится к формированию импульсов с изменяемой скважностью.

Доброго времени суток Всем!

Один мой знакомый озадачил таким вопросом. Ему потребовалось зачем то управлять током в первичной обмотке трансформатора, трансформатор заводской(марку не скажу, но не маленький, по железу 350-400 Вт где-то) первичка на 220 вольт, на вторичке около
12 вольт. Трансформатор рабочий, проверяли. В цепь первичной обмотки подключается симисторный регулятор, собранный по самой простой схеме, которых в инете полно (симистор, динистор , потенциометр и немного обвязки), регулятор рабочий, проверяли на электоплите мощностью 2200 Вт. При включении собранной схемы (регулятор + трансформатор) к сети, сетевой провод начал ощутимо и быстро нагреваться (поплыла изоляция). Если подключить этим же проводом первичную обмотку напрямую к сети провод остается холодным. После нескольких таких проб рисковать больше не стали, регулятор при этом не сгорел остался вполне работоспособным.
Может кто подскажет в чем причина нагрева сетевого провода, а то чтение умной литературы типа учебника по пром. электронике и беглого просмотра инета на умные мысли меня не навели. Заранее спасибо.

08.03.2016, 20:28

Есть ли какое-то ПО, которое определит нагрузку на ОЗУ, нагрузку на процессор, температуру процессора?
Здравствуйте. Суть такова: я провожу удалённо нагрузку (пакетами проще говоря) на свой второй.

Опишите используя запись школьную нагрузку( фамилия препода, класс, часы). Определить нагрузку каждого препода.
Опишите используя запись школьную нагрузку( фамилия препода, класс, часы). Определить нагрузку.

2 регулятора в БП
есть бп asus a-36f в нем есть 2 регулятора первый (который ближе к нам) регулирует напряжения.

Уточнить схему регулятора
В третьей ветке есть пост от wozzup123 с регулятором для паяльника, было обсуждение и советы.

Переходная функция регулятора
Есть исходная ЛАЧХ, желаемая. Есть график регулятора. Необходимо написать его переходную функцию.

Симисторный регулятор мощности своими руками — ABC IMPORT

Содержание статьи:

В статье мы расскажем о том, как изготовить симисторный регулятор мощности своими руками. Что такое симистор? Это прибор, построенный на кристалле полупроводника. У него аж 5 p-n-переходов, ток может проходить как в прямом, так и в обратном направлении. Но эти элементы широкое распространение в современной промышленной аппаратуре не получили, так как у них высокая чувствительность к помехам электромагнитной природы.

Также они не могут работать при высокой частоте тока, выделяют большое количество тепла, если производят коммутацию больших нагрузок. Поэтому в промышленной аппаратуре используют IGBT-транзисторы и тиристоры. Но симисторы тоже не стоит упускать из виду – они дешевые, у них маленький размер, а самое главное – высокий ресурс. Поэтому они могут использоваться там, где перечисленные выше недостатки не играют большой роли.

Как работает симистор?

Вам будет интересно:Подключение стиральной машины к электросети: правила безопасности и порядок работ

Встретить сегодня симисторный регулятор мощности можно в любой бытовой технике – в болгарках, шуруповертах, стиральных машинках и пылесосах. Другими словами, везде, где есть необходимость в плавной регулировке частоты вращения двигателя.

Регулятор работает как электронный ключ – он закрывается и открывается с определенной частотой, которая задается схемой управления. Когда прибор отпирается, полуволна напряжения проходит через него. Следовательно, к нагрузке поступает небольшая часть минимальной мощности.

Можно ли сделать самому?

Многие радиолюбители изготавливают своими руками симисторные регуляторы мощности для различных целей. С его помощью можно контролировать нагрев жала паяльника. Но, к сожалению, на рынке готовые устройства встретить можно, но довольно редко.

У них низкая стоимость, но часто приборы не отвечают требованиям, которые предъявляются потребителями. Именно поэтому намного проще, оказывается, не купить готовый регулятор, а сделать его самостоятельно. В этом случае вы сможете учесть все нюансы использования прибора.

Схема регулятора

Давайте рассмотрим простой симисторный регулятор мощности, который можно использовать с любой нагрузкой. Управление фазово-импульсное, все компоненты традиционные для таких конструкций. Нужно применять такие элементы:

Непосредственно симистор, рассчитанный на напряжение 400 В и ток 10 А.

Динистор с порогом открывания 32 В.

Для регулировки мощности используется переменный резистор.

Ток, который протекает через переменный резистор и сопротивление, заряжает конденсатор с каждой полуволной. Как только конденсатор накопит заряд и напряжение между его пластинами будет 32 В, откроется динистор. При этом конденсатор разряжается через него и сопротивление на управляющий вход симистора. Последний при этом открывается, чтобы ток прошел к нагрузке.

Вам будет интересно:Датчики «Ардуино»: описание, характеристики, подключение, отзывы

Чтобы изменить длительность импульсов, нужно подобрать переменный резистор и пороговое напряжение динистора (но это постоянная величина). Поэтому придется «играть» с сопротивлением переменного резистора. В нагрузке мощность оказывается прямо пропорциональна сопротивлению переменного резистора. Диоды и постоянный резистор использовать не обязательно, цепочка предназначена для того, чтобы обеспечить точность и плавность регулировки мощности.

Как работает устройство

Ток, который протекает через динистор, ограничивается постоянным резистором. Именно с его помощью происходит корректировка длины импульса. С помощью предохранителя происходит защита цепи от КЗ. Нужно отметить тот факт, что динистор в каждой полуволне открывается на один и тот же угол.

Поэтому выпрямление протекающего тока не происходит, можно подключить даже индуктивную нагрузку к выходу. Поэтому использоваться может симисторный регулятор мощности и для трансформатора. Для того чтобы подобрать симисторы, нужно учесть, что для нагрузки в 200 Вт необходимо, чтобы ток был равен 1 А.

В схеме используются такие элементы:

Динистор типа DB3.

Симисторы типа ВТ136-600, ТС106-10-4 и аналогичные с номиналом по току до 12 А.

Полупроводниковые диоды германиевые – 1N4007.

Электролитический конденсатор на напряжение более 250 В, емкость 0,47 мкФ.

Переменный резистор 100 кОм, постоянные – от 270 Ом до 1,6 кОм (подбираются опытным путем).

Особенности схемы регулятора

Такая схема является самой распространенной, но можно встретить и небольшие ее вариации. Например, иногда вместо динистора ставят диодный мостик. В некоторых схемах встречается цепочка из емкости и сопротивления для подавления помех. Существуют и более современные конструкции, в которых применяется схема управления на микроконтроллерах. При использовании такой схемы вы получаете точную регулировку тока и напряжения в нагрузке, но реализовать ее сложнее.

Подготовительные работы

Для того чтобы собрать симисторный регулятор мощности для электродвигателя, вам достаточно придерживаться такой последовательности:

Сначала нужно определить характеристики прибора, который будет подключаться к регулятору. К характеристикам можно отнести: число фаз (либо 3, либо 1), необходимость в точной корректировке мощности, напряжение и ток.

Теперь нужно выбрать конкретный тип устройства – цифровой или аналоговый. После этого можно осуществить выбор компонентов по мощности нагрузки. В принципе, для моделирования можно использовать специально программное обеспечение.

Рассчитайте тепловыделение. Для этого умножьте два параметра – номинальный ток (в Амперах) и падение напряжения на симисторе (в Вольтах). Все эти данные можно найти среди характеристик элемента. В итоге вы получите мощность рассеяния, выраженную в Ваттах. Исходя из этого значения, нужно выбрать радиатор и кулер (при необходимости).

Закупите все необходимые элементы или подготовьте их, если они у вас имеются.

Теперь можно приступить непосредственно к сборке устройства.

Сборка регулятора

Прежде чем собрать по схеме симисторный регулятор мощности, нужно выполнить ряд действий:

Осуществите разводку дорожек на плате и подготовьте площадки, на которых нужно установить элементы. Заранее предусмотрите места для монтажа симистора и радиатора.

Установите все элементы на плате и припаяйте их. В том случае, если у вас нет возможности сделать печатную плату, допускается использование навесного монтажа. Провода, которыми соединяются все элементы, должны быть как можно короче.

Обратите внимание на то, соблюдена ли полярность при подключении симистора и диодов. Если отсутствует маркировка, прозвоните элементы мультиметром.

Проверьте схему, используя мультиметр в режиме измерения сопротивления.

Закрепите на радиаторе симистор, желательно использовать термопасту для лучшего контакта поверхностей.

Всю схему можно установить в пластиковом корпусе.

Установите в крайнее левое положение ручку переменного резистора и включите прибор.

Измерьте значение напряжения на выходе устройства. Если вращать ручку резистора, напряжение должно плавно увеличиваться.

Как видите, изготовленный своими руками симисторный регулятор мощности – это полезная конструкция, которую можно использовать в быту практически без ограничений. Ремонт этого устройства копеечный, так как себестоимость довольно низкая.

Источник

Симисторный регулятор мощности. Просто, компактно, надёжно

Прочитав статью уважаемого ddssu «Универсальный привод с Системой Импульсно-Фазового Управления» я вспомнил о регуляторе мощности, давно изготовленного мною и незаслуженно забытого.
Подвигло поделиться описанием конструкции ее простота и надежность.
Нет ОУ, компараторов и тем не менее регулятор работает стабильно.
Описывать работу схемы нет необходимости все предельно ясно с рисунка.

Дополнение о параметрах трансформатора, от 24-01-2009г.

Если возникнут проблемы с приобретением однопереходного транзистора КТ117 можно собрать схему на эквиваленте. Симистор можно применить более надежный из серии ТС112. Борьбу с помехами проигнорировал так как радиодиапазон СВ практически умер.

Одним из достоинств является компактность конструкции, все легко монтируется в стандартной наружной розетки.

Я изготовил регулятор в виде переноски, такое исполнении расширяет область применения регулятора. У меня он справлялся практически с любой нагрузкой до 1кВт и даже нормально регулировал обороты электродрели.

Предлагаемая конструкция повторялась много раз в различных конструктивных вариантах.
Однопереходной транзистор легко меняется на биполярный эквивалент.

О трансформаторе

Импульсный трансформатор любой типа МИТ. Я наковырял их целую жменю с плат старинной вычислительной машины (на фото именно такой).

Устанавливались и самодельные трансформаторы. Его изготовить элементарно просто. Берем любое малогабаритное ферритовое кольцо (например 12х6х3), провод (вот тут одно обязательное условие ПЭЛШО) диаметр приблизительно 0,2 . Мотаем на колечке витков 50 (я для красоты мотаю один слой виток к витку) – это первичка. Сверху мотаем такую же обмотку можно процентов на 10 меньше – это вторичка. А если все это окунуть в парафин или пропитать клеем БФ – фирма.

Для исключения провалов и плавности регулировки, возможно, придется подобрать фазосдвигающую цепочку (R2, C1) под конкретный потенциометр R1 (50 – 100кОм).

Юрий (ogmetr)

Украина, Новая Каховка, Херсонская обл.

Собираю ламповые аппараты.

 

СИМИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

СИМИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

     Ставшая уже классической схема симисторного регулятора мощности на 220 В может использоваться для таких целей: 

     Первое — продление срока службы ламп накаливания. Хоть повсеместно идёт кампания по замене их энергосберегающими замечу, что стоят они дорого, светят неприятно и сгорают ещё быстрей, чем лампы накаливания (по собственному опыту). Да, и ещё — помню раньше говорили, что свет люминесцентных ламп вредный для глаз, а сейчас что, стал полезным?

     Установив в разрыв питания лампы этот девайс и настроив его на 70-80% мощности, а чтоб не упала яркость поставьте лампу мощней, например 150 — 200 ватт, заменим регулирующий резистор постоянным и в итоге с помощью симисторного регулятора мощности продлеваем срок службы ламп в несколько раз.

      Далее… Вам принесли на ремонт музыкальный центр или ещё что-нибудь, где сгорел трансформатор. Выкинем поставим другой? А если там была куча обмоток с разными напряжениями, где возьмёте похожий? Практически все импортные и отечественные трансформаторы имеют отвод на 120В от сетевой обмотки, то есть она состоит из двух половинок, и обе сразу никогда не сгорают! Значит подключаем оставшуюся «живую» к сети через этот симисторный регулятор мощности, предварительно выставив на нём половину напряжения. Транс получил вторую жизнь.

     Следующее, привезли из за границы утюг, тостер или ещё чего-нибудь электрическое — а оно на 110 В. Что делать? Вы уже догадались, подключаем через симисторный регулятор мощности выставленный на половину напряжения. Не забудьте заменить после настройки переменник на постоянный, чтоб случайно не покрутить и не сжечь подключенный прибор.

    У меня это устройство давно работает в классическом варианте, как симисторный регулятор мощности.

    В заключении хочу сказать, что при нагрузке до 250 Ватт, симистор на радиатор можно не ставить. Если у вас есть ещё предложения об использовании такого регулятора — пишете в ФОРУМ

Управление фазой симистора с использованием пропорционального времени ШИМ

Управление фазой симистора с использованием схемы ШИМ может быть полезно только в том случае, если оно реализовано с использованием формата, пропорционального времени, в противном случае реакция может быть случайной и неэффективной.

В некоторых из моих предыдущих статей, как указано ниже:

Простая схема регулятора вентилятора с дистанционным управлением

Кнопочный регулятор вентилятора со схемой дисплея

Цепь диммера для светодиодных ламп

Я обсуждал использование ШИМ для включения фазы симистора схемы управления, однако, поскольку в конструкции не использовалась технология, пропорциональная времени, реакция этих схем могла быть неустойчивой и неэффективной.

В этой статье мы узнаем, как исправить то же самое, используя теорию пропорциональности времени, чтобы выполнение выполнялось хорошо просчитанным способом и очень эффективно.

Что такое пропорциональное по времени регулирование фазы с использованием симисторов или тиристоров?

Это система, в которой симистор запускается с рассчитанной длительностью импульсов ШИМ, позволяя симистору работать с перебоями для определенных отрезков частоты сети 50/60 Гц, что определяется положениями импульсов ШИМ и периодами времени.

Средний период проводимости симистора впоследствии определяет средний выходной сигнал, при котором нагрузка может питаться или управляться, и который выполняет необходимое управление нагрузкой.

Например, поскольку мы знаем, что фаза сети состоит из 50 циклов в секунду, поэтому, если симистор срабатывает с перебоями 25 раз с частотой 1 цикл ВКЛ и 1 цикл ВЫКЛ, тогда нагрузка может быть ожидается, что он будет управляться с мощностью 50%. Аналогичным образом могут быть реализованы другие пропорциональные времени ВКЛ / ВЫКЛ для генерирования соответствующих количеств большей или меньшей мощности, потребляемой нагрузкой.

Пропорциональное по времени управление фазой реализовано с использованием двух режимов, синхронного режима и асинхронного режима, при этом синхронный режим относится к включению симистора только при переходах через ноль, в то время как в асинхронном режиме симистор специально не переключается при переходах через ноль, скорее мгновенно в любых случайных местах на соответствующих фазовых циклах.

В асинхронном режиме процесс может вызвать значительные уровни РЧ, в то время как они могут быть значительно уменьшены или отсутствовать в синхронном режиме из-за переключения при переходе через нуль симистора.

Другими словами, если симистор специально не включается при переходе через нуль, а при любом случайном пиковом значении, это может вызвать радиочастотный шум в атмосфере, поэтому всегда рекомендуется использовать переключение при переходе через нуль, чтобы шум может быть устранен во время работы симистора.

Как это работает

На следующем рисунке показано, как пропорциональное по времени регулирование фазы может быть выполнено с использованием синхронизированных ШИМ:

1) Первая форма волны на приведенном выше рисунке показывает нормальный фазовый сигнал переменного тока 50 Гц, состоящий из синусоидальных нарастающих и спадающих 330 В пиковые положительные и отрицательные импульсы относительно центральной нулевой линии.Эта центральная нулевая линия называется линией пересечения нуля для сигналов фазы переменного тока.

Можно ожидать, что симистор будет проводить показанный сигнал непрерывно, если его триггер по постоянному току на затворе работает непрерывно без перерывов.

2) На втором рисунке показано, как симистор может быть вынужден работать только во время положительных полупериодов в ответ на триггеры его затвора (ШИМ показан красным) при каждом чередовании положительных переходов через ноль фазовых циклов. Это приводит к 50% фазовый контроль.

3) На третьем рисунке показан идентичный отклик, в котором импульсы синхронизированы для генерации попеременно при каждом переходе через отрицательный ноль фазы переменного тока, что также приводит к 50% -ному контролю фазы для симистора и нагрузки.

Однако создание таких синхронизированных ШИМ в различных вычисленных узлах пересечения нуля может быть трудным и сложным, поэтому простой подход для получения любой желаемой доли фазового управления состоит в использовании синхронизированных последовательностей импульсов, как показано на 4-м рисунке выше.

4) На этом рисунке после каждого цикла чередования фаз можно увидеть всплески из 4 ШИМ, что приводит к сокращению работы симистора примерно на 30% и то же самое для подключенной нагрузки.

Может быть интересно заметить, что здесь средние 3 импульса являются бесполезными или неэффективными импульсами, потому что после первого импульса симистор защелкивается, и, следовательно, средние 3 импульса не влияют на симистор, и симистор продолжает проводить до тех пор, пока следующее пересечение нуля, при котором он запускается последующим 5-м (последним) импульсом, позволяющим триаку зафиксироваться во включенном состоянии для следующего отрицательного цикла.После этого, как только будет достигнуто следующее пересечение нуля, отсутствие какого-либо дальнейшего ШИМ запрещает симистору проводить и он отключается до следующего импульса при следующем пересечении нуля, который просто повторяет процесс для симистора и его операции управления фазой .

Таким образом, для затвора симистора могут быть сгенерированы другие пропорциональные по времени последовательности импульсов ШИМ, что позволяет реализовать различные меры фазового управления в соответствии с предпочтениями.

В одной из наших следующих статей мы узнаем о практической схеме для достижения вышеупомянутого управления фазой симистора с использованием схемы пропорционального времени ШИМ

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, схема / печатная плата desi

Цепи пререгулятора для линейных источников питания — электронные проекты для развлечения

Линейные источники питания могут быть действительно хорошими в отношении шума и пульсаций, но обычно они не являются энергоэффективными.На рычагах малой мощности это можно игнорировать, но лабораторный источник питания большой мощности с широким диапазоном напряжений может сжечь огромное количество тепла при коротком замыкании. Конечно, с этим справятся большие кулеры и вентиляторы. Тем не менее, это не удовлетворительное решение.

Есть несколько способов решить проблему низкой эффективности. Вы могли:

Выключатель трансформатора ответвлений . Это часто делается с помощью коммерческих настольных источников питания. Это может быть сделано с использованием полупроводников (лучше) или реле (хуже) для переключения.Преимущество заключается в отсутствии дополнительных шумов и пульсаций, но есть некоторая схема «переключения диапазонов», которая гарантирует, что линейному регулятору всегда остается достаточный запас по напряжению. Не так эффективно, как импульсный источник питания, но все же хорошо, поскольку максимальное рассеивание можно сократить вдвое или даже меньше с большим диапазоном.

Используйте предварительные регуляторы SCR . В прошлом они часто использовались в коммерческих целях для более высоких мощностей, они могут работать в асинхронном режиме (включать их, если дифференциал входа / выхода становится слишком низким, независимо от времени в линейном цикле) или регулируя задержку срабатывания с помощью пропорционального регулятора. петля.В принципе, время реакции растворов SCR всегда составляет не менее половины цикла частоты сети, поэтому необходимо следить за тем, чтобы в буферных крышках всегда было достаточно заряда, чтобы выдержать это в случае изменения нагрузки без провала выходного напряжения. SCR обычно медленные и не создают так много RFI, особенно когда вы правильно фильтруете и демпфируете свою схему. Старые руководства HP могут показать вам, как это делается. Для низковольтных источников питания тиристоры обычно располагаются перед сетевым трансформатором.

Используйте переключатель включения / выключения MOSFET .Может быть выполнено аналогично решению SCR, но теперь вы можете включать и выключать их даже в течение сетевого цикла при необходимости. Логика более сложная и создает больше всплесков, чем решение SCR из-за более быстрого переключения.

Используйте импульсный стабилизатор с более высокой частотой, чтобы снизить входное напряжение линейного регулятора всего на несколько вольт выше выходного напряжения. Импульсный стабилизатор имеет высокий КПД, поэтому мощность, рассеиваемая в проходном транзисторе линейного регулятора, представляет собой просто разницу напряжений между его входом и выходом, умноженную на ток нагрузки.С точки зрения нагрева это очень эффективно, проблема здесь в том, чтобы избавиться от скачков полосы пропускания и шума, вносимых схемой переключения.

Ответвители с переключающим трансформатором

Это можно сделать с помощью реле (я не буду описывать их, потому что считаю, что в настоящее время этого недостаточно из-за износа контактов, вызванного постоянным переключением «искрящихся» индуктивных нагрузок и высоких пусковых токов на конденсаторы фильтра), тиристорами или даже полевыми МОП-транзисторами.

В статье HP Journal объясняется, как переключение диапазона осуществляется с помощью симисторов:

Цепи аналогового управления TRIAC для индуктивных нагрузок

• Ресурс исследования
• Исследовать
  • Искусство и гуманитарные науки
  • Бизнес
  • Инженерная технология
  • Иностранный язык
  • История
  • Математика
  • Наука
  • Социальная наука

  Лучшие подкатегории

  .

  No related posts.