kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Pratik Elektronik
Görüntülenme sayısı: 205242
Makale hakkında yorumlar: 8
Tristör Güç Regülatörleri
Tristör güç kontrolörleri en yaygın amatör radyo tasarımlarından biridir ve bu şaşırtıcı değildir. Sonuçta, her zamanki 25 - 40 watt havyayı kullanan herkes, aşırı ısınma kabiliyeti bile çok iyi biliniyor. Havya sigara içmeye ve tıslamaya başlar, o zaman, yakında, kalaylı acı yanar, siyaha döner. Böyle bir havya ile lehimleme zaten tamamen imkansızdır.
Ve burada güç regülatörü, lehimleme sıcaklığını oldukça doğru bir şekilde ayarlayabileceğiniz kurtarmaya gelir. Bir havya bir reçine parçasına dokunduğunda, çok enerjik olarak değil, tıslama ve sıçramadan iyi sigara içtiği gerçeğiyle yönlendirilmelidir. Lehimin kontur parlak olduğu gerçeğine odaklanmalısınız.
Tabii ki modern lehimleme istasyonları termal olarak stabilize edilmiş havyalar, dijital bir ekran ve ayarlanabilir ısıtma sıcaklığı ile donatılmıştır, ancak geleneksel bir havya ile karşılaştırıldığında çok pahalıdırlar. Bu nedenle, önemsiz miktarda lehim işi ile, tristör güç regülatörlü geleneksel bir havya ile yapmak oldukça mümkündür. Aynı zamanda, hemen olamayabilecek olan lehimin kalitesi, mükemmel olduğu ortaya çıkacaktır, uygulama ile elde edilir.
Tristör regülatörlerinin bir başka uygulama alanı parlaklık kontrolü. Bu gibi regülatörler, döner saplı geleneksel duvar anahtarları şeklinde elektrikli mağazalarda satılmaktadır. Ama burada pusu alıcıyı beklemektedir: modern enerji tasarruflu lambalar (sıklıkla literatürde kompakt floresan lambalar (CFL) olarak adlandırılır) sadece bu tür regülatörlerle çalışmak istemezler.
Aynı öngörülemeyen seçenek, LED lambaların parlaklığının ayarlanması durumunda ortaya çıkacaktır. Eh, böyle bir iş için tasarlanmamışlar ve işte bu: CFL'nin içine yerleştirilmiş bir elektrolitik kapasitörlü doğrultucu köprü tristörün çalışmasına izin vermeyecek. Bu nedenle, böyle bir regülatöre sahip ayarlanabilir bir "gece lambası" sadece akkor lamba kullanılarak oluşturulabilir.
Ancak, burada hatırlamanız gerekir elektronik transformatörlerhalojen lambalara güç sağlamak için tasarlanmış ve çeşitli amaçlar için amatör radyo tasarımlarında. Bu transformatörlerde, doğrultucu köprüden sonra, bazı nedenlerden dolayı, görünüşte kaydetmek veya sadece boyutu azaltmak için bir elektrolitik kapasitör monte edilmemiştir. Tristör regülatörleri kullanarak lambaların parlaklığını ayarlamanıza izin veren bu “tasarruf” tır.
Hayal gücünüzü zorlarsanız, tristör regülatörlerinin kullanılmasının gerektiği daha birçok alan bulabilirsiniz. Bu alanlardan biri elektrikli el aletlerinin devirlerinin düzenlenmesi: matkaplar, taşlama makineleri, tornavidalar, kırıcılar, vb. vb Doğal olarak, tristör regülatörleri AC gücü ile çalışan cihazların içine yerleştirilmiştir.İzle -Kollektör motor devri devir çeşitleri ve düzenleri.
Böyle bir regülatör, kontrol düğmesine yerleştirilmiştir ve matkabın sapına yerleştirilmiş küçük bir kutudur. Düğmeye basma derecesi, kartuşun dönme sıklığını belirler. Arıza durumunda, tüm kutu hemen değişir: tasarımın tüm görünür basitliği için, böyle bir regülatör kesinlikle onarım için uygun değildir.
Akülerden doğru akımla çalışan aletler söz konusu olduğunda, güç kontrolü transistörler mosfet darbe genişlik modülasyonu yöntemi. PWM frekansı birkaç kilohertz'e ulaşır, bu nedenle tornavidanın gövdesi boyunca yüksek frekanslı bir gıcırtı duyabilirsiniz. Bu gıcırtılı motor sargısı.
Ancak bu makalede, sadece tristör güç kontrolörleri dikkate alınacaktır.Bu nedenle, regülatör devresini düşünmeden önce, nasıl çalıştığını hatırlamanız gerekir tristör.
Hikayeyi karmaşıklaştırmamak için, tristörü dört katmanlı p-n-p-n yapısı şeklinde düşünmeyeceğiz, akım-voltaj karakteristiği çizmeyeceğiz, ancak sadece kelimelerde nasıl çalıştığını, tristörü açıklayamayacağız. Başlangıç olarak, doğru akım devresinde, tristörler bu devrelerde neredeyse kullanılmasa da. Sonuçta, doğru akım üzerinde çalışan tristörün kapatılması oldukça zordur. Atı durdurmakla aynı şey.
Bununla birlikte, tristörlerin yüksek akımları ve yüksek voltajları, kural olarak, oldukça güçlü DC ekipmanlarının geliştiricilerini çekmektedir. Tristörleri kapatmak için, devrelerin, hilelerin çeşitli komplikasyonlarına gitmelisiniz, ancak genel olarak sonuçlar olumludur.
Devre şemalarındaki tristör tanımı Şekil 1'de gösterilmektedir.
Şekil 1. Tristör
Devrelerdeki tanımlamasında, tristörün çok benzer olduğunu görmek kolaydır. sıradan diyot. Eğer bakarsanız, o zaman, tristör, tek taraflı iletkenliğe sahiptir ve bu nedenle alternatif akımı düzeltebilir. Ancak bunu sadece Şekil 2'de gösterildiği gibi katoda göre kontrol elektroduna pozitif bir voltaj uygulanırsa yapar. Eski terminolojiye göre tristöre bazen kontrollü diyot denir. Kontrol darbesi uygulanmadığı sürece, tristör herhangi bir yönde kapatılır.
Resim 2
LED nasıl açılır
Burada her şey çok basit. DC gerilim kaynağına 9V ("Krona" pilini kullanabilirsiniz), sınırlayıcı bir direnç R3 ile tristör Vsx bağlı LED HL1 üzerinden. SB1 düğmesini kullanarak, R1, R2 ayırıcısından gelen voltaj tristörün kontrol elektroduna uygulanabilir ve daha sonra tristör açılır, LED yanmaya başlar.
Şimdi düğmeyi serbest bırakırsanız, basılı tutmayı bırakın, ardından LED yanmaya devam etmelidir. Düğmeye böyle kısa bir basış dürtü olarak adlandırılabilir. Bu düğmeye tekrar tekrar ve hatta tekrar basıldığında hiçbir şey değişmez: LED sönmez, ancak daha parlak veya daha kararmaz.
Basılı - bırakıldı ve tristör açık kaldı. Dahası, bu durum stabildir: tristör, dış etkiler bu durumdan uzaklaşana kadar açık olacaktır. Devrenin bu davranışı, tristörün iyi durumunu, geliştirme veya onarım altındaki bir cihazda çalışmaya uygunluğunu gösterir.
Küçük açıklama
Ancak genellikle bu kuralın istisnaları vardır: düğmeye basıldığında, LED yanıyor ve düğme bırakıldığında hiçbir şey olmamış gibi dışarı çıktı. Ve yakalama nedir, neyi yanlış yaptın? Belki düğmeye yeterince uzun basılmamış veya çok fanatik değil? Hayır, her şey oldukça vicdanlı bir şekilde yapıldı. Sadece LED'den geçen akımın tristörün tutma akımından daha az olduğu ortaya çıktı.
Açıklanan deneyin başarılı olması için, LED'i akkor lamba ile değiştirmeniz yeterlidir, o zaman akım daha fazla olur veya daha düşük tutma akımına sahip bir tristör seçmeniz gerekir. Tristörler için bu parametrenin önemli bir dağılımı vardır, bazen belirli bir devre için bir tristör seçmek bile gereklidir. Üstelik bir marka, bir harf ve bir kutudan. Son zamanlarda tercih edilen ithal tristörler bu akımla biraz daha iyidir: satın almak daha kolaydır ve parametreler daha iyidir.
Bir tristör nasıl kapatılır
Kontrol elektroduna uygulanan hiçbir sinyal tristörü kapatamaz ve LED'i kapatamaz: kontrol elektrodu yalnızca tristörü açabilir. Elbette kilitlenebilir tristörler vardır, ancak amaçları banal güç kontrolörlerinden veya basit anahtarlardan biraz farklıdır. Geleneksel bir tristör, sadece anot - katot bölümünden akım kesilerek kapatılabilir.
Bu en az üç şekilde yapılabilir. İlk olarak, tüm devreyi aptalca aküden ayırın. Hatırlama Şekil 2. Doğal olarak, LED sönecektir.Ancak yeniden bağlandığında, tristör kapalı kaldığı için kendi kendine açılmayacaktır. Bu durum da sürdürülebilir. Ve onu bu durumdan çıkarmak, ışığı yakmak için sadece SB1 düğmesine basmak yardımcı olacaktır.
Akımı tristörden kesmenin ikinci yolu, katot ve anodun terminallerini bir tel atlatıcı ile almak ve kısaltmaktır. Bu durumda, tüm yük akımı, bizim durumumuzda sadece bir LED'dir, jumper üzerinden akacaktır ve tristörden geçen akım sıfır olacaktır. Atlama teli çıkarıldıktan sonra, tristör kapanacak ve LED sönecektir. Benzer şemalara sahip deneylerde, cımbız en çok bir jumper olarak kullanılır.
Bu devrede bir LED yerine, yüksek termal atalete sahip yeterince güçlü bir ısıtma bobini olacağını varsayalım. Sonra neredeyse hazır güç regülatörü çıkıyor. Tristör, spiral 5 saniye boyunca açılacak ve aynı süre boyunca kapatılacak şekilde açılırsa, spiralde yüzde 50 güç tahsis edilir. Bu on saniyelik döngü sırasında açma sadece 1 saniye sürerse, spiralin ısının gücünün sadece% 10'unu serbest bırakacağı açıktır.
Saniyede ölçülen yaklaşık bu zaman döngüleri ile mikrodalga güç kontrolü çalışır. Sadece bir röle kullanarak RF radyasyonu açılır ve kapanır. Tristör kontrolörleri, zamanın milisaniye cinsinden ölçüldüğü şebeke frekansında çalışır.
Tristörü kapatmanın üçüncü yolu
Yük voltajını sıfıra indirgemek veya hatta besleme voltajının polaritesini ters çevirmekten oluşur. Bu, tristör devrelerine alternatif bir sinüzoidal akım verildiğinde elde edilen durumdur.
Sinüzoid sıfırdan geçtiğinde, işaretini tersine değiştirir, böylece tristörden geçen akım tutma akımından daha az olur ve sonra tamamen sıfıra eşit olur. Böylece, tristörün kapatılması problemi kendi başına çözülür.
Tristör güç kontrolörleri. Faz düzenleme
Yani, konu küçük kalıyor. Faz kontrolü elde etmek için, belirli bir zamanda bir kontrol darbesi uygulamanız yeterlidir. Başka bir deyişle, darbenin belirli bir fazı olmalıdır: alternatif voltajın yarım döngüsünün sonuna yaklaştıkça, voltajın genliği yükte ne kadar küçük olursa. Faz kontrol yöntemi Şekil 3'te gösterilmektedir.
Şekil 3. Faz düzenlemesi
Resmin üst parçasında, kontrol darbesi neredeyse sinüzoidin yarı dalgasının en başında uygulanır, kontrol sinyalinin fazı sıfıra yakındır. Şekilde, bu süre t1'dir, bu nedenle tristör neredeyse yarım döngünün başlangıcında açılır ve yükte maksimuma yakın bir güç tahsis edilir (devrede tristör olmasaydı, güç maksimum olurdu).
Kontrol sinyallerinin kendileri bu şekilde gösterilmemiştir. İdeal olarak, katoda göre pozitif olan, belirli bir fazda kontrol elektroduna uygulanan kısa darbelerdir. En basit şemalarda, bu bir kapasitör şarj edilerek elde edilen doğrusal olarak artan bir voltaj olabilir. Bu aşağıda tartışılacaktır.
Ortalama grafikte, kontrol darbesi, cycle / 2 faz açısına veya t2 zamanına karşılık gelen yarım döngünün ortasına uygulanır, bu nedenle, yükte maksimum gücün sadece yarısı tahsis edilir.
Alt grafikte, açma darbeleri yarım döngünün sonuna çok yakın uygulanır, tristör kapanmadan hemen önce açılır, grafiğe göre bu kez t3 olarak gösterilir, böylece yükteki güç önemsiz olarak tahsis edilir.
Tristör anahtarlama devreleri
Tristörlerin çalışma prensibini kısa bir incelemeden sonra, muhtemelen birkaç güç regülatörü devresi. Burada hiçbir şey icat edilmemiştir; her şey internette veya eski radyo dergilerinde bulunabilir. Makale kısa bir genel bakış ve iş tanımı sağlar tristör regülatör devreleri. Devrelerin çalışmasını tarif ederken, tristörlerin nasıl kullanıldığına, tristör anahtarlama devrelerinin varlığına dikkat edilecektir.
Makalenin en başında söylendiği gibi, tristör normal bir diyot gibi alternatif bir voltajı düzeltir. Yarım dalga düzeltmesi ortaya çıkıyor. Bir zamanlar, bir diyot aracılığıyla, merdivenlerdeki akkor lambalar açıldı: biraz ışık vardı, gözlerimde göz kamaştırdı, ama sonra lambalar çok nadiren yanıyordu. Dimmer bir tristör üzerinde yapılırsa aynı şey olur, sadece zaten önemsiz bir parlaklığı düzenleme olasılığı görünür.
Bu nedenle, güç kontrolörleri şebeke voltajının her iki yarım döngüsünü de kontrol eder. Bunun için tristörlerin karşı paralel bağlantısı uygulanır, triaklar veya doğrultucu köprünün köşegenine bir tristörün dahil edilmesi.
Bu açıklamanın netliği için, tristör güç kontrol cihazlarının birkaç devresini de ele alacağız. Bazen voltaj regülatörleri denir ve hangi adın daha doğru olduğu, çözülmesi zordur, çünkü voltaj regülasyonu ile birlikte güç de düzenlenir.
En basit tristör regülatörü
Havya gücünü düzenlemek için tasarlanmıştır. Devresi Şekil 4'te gösterilmiştir.
Şekil 4. En basit tristör güç kontrolörünün şeması
Havya gücünü sıfırdan başlayarak düzenlemek için bir anlamı yoktur. Bu nedenle, kendimizi şebeke voltajının sadece bir yarım döngüsünü düzenlemeyle sınırlayabiliriz, bu durumda, pozitif. Negatif yarım döngü, VD1 diyotundan direkt olarak lehimleme demirine geçmeden yarı gücünü sağlar.
Pozitif yarım döngü tiristör VS1'den geçerek düzenlemeye izin verir. Tristör kontrol devresi son derece basittir. Bunlar R1, R2 ve C1 kapasitörleridir. Kapasitör devre üzerinden şarj edilir: devrenin üst kablosu, R1, R2 ve C1 kapasitörü, yük, devrenin alt kablosu.
Kondansatörün pozitif terminaline bir tristör kontrol elektrodu bağlanır. Kondansatör üzerindeki voltaj tristörün açma voltajına yükseldiğinde, ikincisi yüke, voltajın pozitif bir yarım döngüsünü veya daha doğrusu bir parçasını geçerek açılır. Kapasitör C1 doğal olarak boşalır, böylece bir sonraki döngüye hazırlanır.
Kondansatörün şarj hızı, değişken bir direnç R1 kullanılarak düzenlenir. Kondansatör tristör açma voltajına ne kadar hızlı yüklenirse, tristör o kadar erken açılır, voltajın pozitif yarım döngüsünün büyük kısmı yüke girer.
Devre basit, güvenilir, bir havya voltajı için sadece bir yarım periyodu düzenlese de bir havya için oldukça uygundur. Çok benzer bir diyagram Şekil 5'te gösterilmektedir.
Şekil 5. Tristör güç kontrolörü
Bir öncekinden biraz daha karmaşıktır, ancak kontrol darbesi üretim devresinin bir KT117 çift bazlı transistöre monte edilmesi nedeniyle daha sorunsuz ve doğru bir şekilde ayarlamanıza izin verir. Bu transistör darbe üreteçleri oluşturmak için tasarlanmıştır. Dahası, başka bir şey yapamaz gibi görünüyor. Benzer bir devre, birçok güç kontrolöründe ve güç kaynaklarını tetikleme darbesi için bir sürücü olarak anahtarlamada kullanılır.
Kondansatör C1 üzerindeki voltaj transistörün eşiğine ulaşır ulaşmaz, ikincisi açılır ve B1 pimi üzerinde tristör VS1'i açan pozitif bir darbe görünür. Direnç R1, kapasitörün şarj hızını ayarlayabilir.
Kondansatör ne kadar hızlı şarj edilirse, açılış darbesi ne kadar erken belirirse, yüke o kadar fazla voltaj girer. Şebeke geriliminin ikinci yarım dalgası, VD3 diyotundan yüke değişmeden geçer. Bir kontrol doğrultucu şekillendirici devresine güç vermek için bir doğrultucu VD2, R5, bir Zener diyot VD1 kullanılır.
Burada sorabilirsiniz ve transistör açıldığında eşik nedir? Transistörün açılması, yayıcı E'deki voltajın B1 tabanındaki voltajı aştığı bir zamanda meydana gelir. B1 ve B2 bazları eşdeğer değildir, eğer değiştirilirlerse jeneratör çalışmaz.
Şekil 6, her iki voltaj döngüsünü de ayarlamanıza izin veren bir devreyi göstermektedir.
Resim 6
Diyagram bir kısık. Şebeke gerilimi VD1-VD4 köprüsü tarafından düzeltilir, bundan sonra dalgalanma gerilimi EL1, tristör VS1 lambasına ve R3, R4 dirençleri aracılığıyla kontrol devresinin çalıştığı zener diyotlarına VD5, VD6'ya verilir. Devrede bir doğrultucu köprünün kullanılması, sadece bir tristör kullanarak pozitif ve negatif yarım döngülerin düzenlenmesine izin verir.
Kontrol devresi ayrıca iki bazlı bir transistör KT117A üzerinde gerçekleştirilir. Zamanlama kondansatörünün (C2) şarj hızı, tristör kontrol sinyalinin fazının değişmesine neden olan direnç R6 tarafından değiştirilir.
Bu devre hakkında küçük bir açıklama yapılabilir: yükteki akım sadece köprü doğrultucudan sonra elde edilen ağın pozitif yarım döngülerinden oluşur. Yükte sinüzoidin pozitif ve negatif kısımlarını elde etmek gerekiyorsa, devredeki hiçbir şeyi değiştirmeden, sigortanın hemen ardından yükü açmak yeterlidir. Yük yerine, sadece bir jumper takın. Böyle bir devre Şekil 7'de gösterilmiştir.
Şekil 7. Tristör güç kontrolörünün şeması
KT117 transistörü, Sovyet elektronik endüstrisinin bir buluşudur ve yabancı analogları yoktur, ancak gerekirse Şekil 8'de gösterilen devreye göre iki transistörden monte edilebilir. Aniden biri benzer bir devreyi monte etmeyi üstlenecek, böyle bir transistörü nereden alabilirim?
Resim 8
Şekil 6 ve 7'de gösterilen devrelerde, tristör bir diyot köprüsü ile birlikte kullanılır. Bu dahil etme, bir tristörün yardımıyla alternatif voltajın her iki yarısını da kontrol etmeyi mümkün kılar. Ancak aynı zamanda, genellikle yapının boyutlarını arttıran 4 ek diyot ortaya çıkar.
Makalenin devamı: Tristör güç kontrolörleri. İki tristörlü devreler
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: