Spôsoby, ako môžete zostaviť regulátor napätia do-it-yourself 220 V, sieť je plná. Vo väčšine prípadov ide o obvody na triakoch alebo tyristoroch. Tyristor, na rozdiel od triaku, je bežnejší rádiový prvok a obvody na ňom založené sú oveľa bežnejšie. Analyzujme rôzne verzie výkonu, založené na oboch polovodičových prvkoch.
Regulátor triakovej energie
Triak je vo všeobecnosti špeciálnym prípadom tyristora, ktorý prenáša prúd v oboch smeroch za predpokladu, že je vyšší ako prídržný prúd. Jednou z jej nevýhod je slabý výkon pri vysokých frekvenciách. Preto sa často používa v nízkofrekvenčných sieťach. Pre budovanie regulátora výkonu založeného na konvenčnej sieti 220 V, 50 Hz je to celkom vhodné.
Regulátor napätia na triaku sa používa v bežných domácich spotrebičoch, kde je potrebné nastavenie. Schéma riadenia výkonu na triaku je nasledujúca.
- Pr. 1 - poistka (zvolená v závislosti od požadovaného výkonu).
- R3 - odpor obmedzujúci prúd - slúži na zabezpečenie toho, aby pri nulovom odporu potenciometra ostatné prvky nevyhoreli.
- R2 - potenciometer, zastrihávač, ktorý je úpravou.
- C1 - hlavný kondenzátor, ktorého náboj, do určitej úrovne, zjednocuje dinistor, spolu s R2 a R3 tvorí RC obvod
- VD3 - dinistor, ktorého otvorenie ovláda triak.
- VD4 - triak - hlavný prvok, ktorý vytvára spínanie, a teda aj nastavenie.
Hlavná práca je zverená dinistor a triak. Sieťové napätie je privádzané do RC-reťazca, v ktorom je potenciometer nainštalovaný, a tým je jeho výkon regulovaný. Nastavením odporu zmeníme dobu nabíjania kondenzátora a tým prah pre zapnutie dynistora, ktorý zase zapne triak. Obvod klapky RC zapojený paralelne k triaku slúži na vyhladenie šumu na výstupe, ako aj na reaktívnu záťaž (motor alebo indukčnosť), ktorá zabraňuje triaku z vysokých hrotov reverzného napätia.
Triak sa zapne, keď prúd prechádzajúci dynistorom prekročí prídržný prúd (referenčný parameter). Vypne, resp. Keď sa prúd stane menším ako je prídržný prúd . Vodivosť v oboch smeroch vám umožňuje nastaviť hladšie nastavenie, ako je možné napríklad na jednom tyristore, pri použití minimálneho počtu prvkov.
Oscilogram riadenia výkonu je uvedený nižšie. To ukazuje, že po zapnutí triaku zostávajúca polovičná vlna prejde na záťaž a keď dosiahne 0, keď sa udržiavací prúd znižuje do takej miery, že triak je vypnutý. V druhom „negatívnom“ polcykle prebieha rovnaký proces, pretože triak má vodivosť v oboch smeroch.
Tyristorové napätie
Na začiatok sa pozrime, čo je tyristor odlišný od triaku. Tyristor obsahuje 3 pn spojenia a triak obsahuje 5 pn spojení. Bez toho, aby sme sa dostali do detailov, proste povedané, triak má vodivosť v oboch smeroch a tyristor je len v jednom. Grafické prvky sú znázornené na obrázku. Z grafiky je jasne viditeľná .
Princíp činnosti je úplne rovnaký. Na akom ovládaní napájania je zabudovaný akýkoľvek systém. Zvážte niekoľko obvodov tyristorového regulátora. Prvý najjednoduchší okruh, ktorý v podstate opakuje okruh na triaku opísanom vyššie. Druhá a tretia - s využitím logiky, obvody, ktoré lepšie uhasia rušenie generované v sieti prepínaním tyristorov.
Jednoduchý obvod
Nižšie je uvedený jednoduchý fázový regulačný obvod na tyristore .
Jediným rozdielom oproti okruhu na triaku je, že nastavenie prebieha len na kladnej polovičnej vlne sieťového napätia. Okruh časovania RC reguluje množstvo odomknutia nastavením hodnoty odporu potenciometra, čím sa nastaví výstupný výkon na záťaž. Na krivke to vyzerá takto.
Z oscilogramu je zrejmé, že regulácia výkonu je obmedzená napätím aplikovaným na záťaž. Obrazne povedané, nastavenie je obmedziť napájacie napätie na výstup. Nastavením doby nabíjania kondenzátora zmenou premenlivého odporu (potenciometer). Čím vyšší je odpor, tým dlhšie trvá nabitie kondenzátora a čím menej energie sa prenesie na záťaž. Fyzika procesu je podrobne opísaná v predchádzajúcej schéme. V tomto prípade to nie je nič zvláštne.
S generátorom založeným na logike
Druhá možnosť je zložitejšia. Vzhľadom k tomu, že spínacie procesy na tyristoroch spôsobujú veľké rušenie v sieti, je to zlé pre prvky inštalované na záťaži. Zvlášť ak je záťaž zložité zariadenie s jemným nastavením a veľkým počtom čipov.
Takáto realizácia tyristorového výkonového regulátora vlastnými rukami je vhodná pre aktívne zaťaženia, napríklad spájkovačku alebo akékoľvek vykurovacie zariadenia. Pri vstupe je usmerňovací mostík, preto budú obe vlny sieťového napätia kladné. Vezmite prosím na vedomie, že s takýmto obvodom bude na napájanie čipov potrebný ďalší zdroj jednosmerného napätia +9 V. Oscilogram z dôvodu prítomnosti usmerňovacieho mostíka bude vyzerať takto.
Obidve polovičné vlny budú teraz pozitívne vďaka vplyvu usmerňovacieho mostíka. Ak je pre reaktívne záťaže (motory a iné induktívne záťaže) preferovaná prítomnosť rôznych polárnych signálov, potom pre aktívne záťaže je mimoriadne dôležitá kladná hodnota výkonu. Vypnutie tyristora nastane aj vtedy, keď sa polovičná vlna blíži k nule, napájací prúd sa udržiava na určitej hodnote a tyristor je zablokovaný.
Na základe tranzistora KT117
Prítomnosť dodatočného zdroja konštantného napätia môže spôsobiť ťažkosti, ak neexistuje, a bude potrebné vybudovať ďalší okruh. Ak nemáte ďalší zdroj, môžete použiť nasledujúcu schému, v ktorej je generátor signálu k riadiacemu výstupu tyristora namontovaný na bežnom tranzistore. Existujú schémy založené na generátoroch postavených na komplementárnych dvojiciach, ale sú zložitejšie a nebudeme ich tu zvažovať.
V tejto schéme je generátor postavený na dvojfázovom tranzistore KT117, ktorý v takejto aplikácii generuje riadiace impulzy s frekvenciou špecifikovanou rezacím rezistorom R6. Diagram tiež implementoval zobrazovací systém založený na HL1 LED.
- VD1-VD4 je diódový mostík, ktorý usmerňuje obe polovičné vlny a umožňuje plynulejšiu reguláciu výkonu.
- EL1 - žiarovka - je predstavená ako záťaž, ale môže existovať aj iné zariadenie.
- FU1 - poistka, v tomto prípade stojí 10 A.
- R3, R4 - rezistory obmedzujúce prúd - sú potrebné na to, aby nespálili riadiaci obvod.
- VD5, VD6 - zenerove diódy - vykonávajú úlohu stabilizácie napätia určitej úrovne na emitoru tranzistora.
- Tranzistor VT1 - KT117 - musí byť inštalovaný presne s týmto usporiadaním základne č. 1 a základne č. 2, inak obvod nebude fungovať.
- R6 je rezací rezistor, ktorý určuje moment, kedy pulz príde na riadiaci výstup tyristora.
- VS1 - tyristorový spínací prvok.
- C2 - regulátor časovania, ktorý určuje dobu výskytu riadiaceho signálu.
Zvyšné prvky majú nevýznamnú úlohu a slúžia predovšetkým na obmedzenie prúdu a vyhladenie impulzov. HL1 poskytuje indikáciu a signalizuje len, že zariadenie je pripojené k sieti a je pod napätím.