Způsoby, jak můžete sestavit regulátor napětí do-it-yourself 220 V, síť je plná. Ve většině případů se jedná o obvody na triacích nebo tyristorech. Tyristor, na rozdíl od triaku, je běžnějším rádiovým prvkem a obvody na něm založené jsou mnohem běžnější. Analyzujme různé verze výkonu, založené na obou polovodičových prvcích.
Regulátor triakového výkonu
Triac, a velký, je zvláštní případ tyristoru, který přenáší proud v obou směrech, za předpokladu že to je vyšší než přídržný proud. Jednou z jejích nevýhod je špatný výkon při vysokých frekvencích. Proto se často používá v nízkofrekvenčních sítích. Pro budování regulátoru výkonu založeného na konvenční síti 220 V, 50 Hz je to docela vhodné.
Regulátor napětí na triaku je používán v běžných domácích spotřebičích, kde je potřeba nastavení. Schéma řízení výkonu na triaku je následující.
- Pr. 1 - pojistka (zvolená v závislosti na požadovaném výkonu).
- R3 - odpor omezující proud - slouží k zajištění toho, aby při nulovém odporu potenciometru ostatní prvky nevyhořely.
- R2 - potenciometr, vyžínač, který je seřízení.
- C1 - hlavní kondenzátor, jehož náboj, do určité úrovně, sjednocuje dinistor, spolu s R2 a R3 tvoří RC obvod
- VD3 - dinistor, jehož otevření ovládá triak.
- VD4 - triak - hlavní prvek, který vyrábí spínání a tím i seřízení.
Hlavní náplní práce je dinistor a triak. Síťové napětí je dodáváno do RC-řetězce, ve kterém je instalován potenciometr, a tím je výkon regulován. Nastavením odporu změníme dobu nabíjení kondenzátoru a tím i práh pro zapnutí dynistoru, který zase zapne triak. Obvod klapky RC zapojený paralelně k triak slouží k vyhlazení šumu na výstupu, stejně jako reaktivní zátěži (motor nebo indukčnost), která zabraňuje triaku z vysokých špiček s reverzním napětím.
Triak se zapne, když proud procházející dynistorem překročí přídržný proud (referenční parametr). Vypne, resp., Když se proud sníží než přídržný proud . Vodivost v obou směrech umožňuje nastavit hladší nastavení, než je možné například na jednom tyristoru, při použití minimálního počtu prvků.
Oscilogram řízení výkonu je uveden níže. To ukazuje, že po zapnutí triaku zbývající polovina vlny přechází do zátěže a když dosáhne 0, když se přídržný proud snižuje do takové míry, že triak je vypnut. Ve druhém „negativním“ polocyklu probíhá stejný proces, protože triak má vodivost v obou směrech.
Tyristorové napětí
Pro začátek se podívejme, co je tyristor odlišný od triaku. Tyristor obsahuje 3 pn spojení a triak obsahuje 5 pn spojení. Bez toho, že bychom se dostali do detailů, má triak v obou směrech vodivost a tyristor je pouze v jednom. Grafické prvky jsou znázorněny na obrázku. Z grafiky je jasně vidět .
Princip činnosti je naprosto stejný. Na jaké řízení výkonu je zabudováno jakékoli schéma. Zvažte několik obvodů tyristorového regulátoru. První nejjednodušší obvod, který v podstatě opakuje obvod na výše popsaném triaku. Druhá a třetí - s využitím logiky, obvody, které lépe potlačují rušení generované v síti přepínáním tyristorů.
Jednoduchý obvod
Níže je uveden jednoduchý fázový regulační obvod na tyristoru .
Jediný rozdíl oproti obvodu na triaku spočívá v tom, že nastavení probíhá pouze na kladné půlvlně síťového napětí. Okruh časování RC řídí množství odemknutí nastavením hodnoty odporu potenciometru, čímž se nastaví výstupní výkon zátěže. Na křivce to vypadá takto.
Z oscilogramu je vidět, že řízení výkonu je omezeno omezením napětí aplikovaného na zátěž. Obrazně řečeno, úpravou je omezení napájecího napětí na výstup. Nastavením doby nabíjení kondenzátoru změnou proměnného odporu (potenciometru). Čím vyšší je odpor, tím déle trvá nabití kondenzátoru a menší výkon bude přenesen na zátěž. Fyzika procesu je podrobně popsána v předchozím schématu. V tomto případě to není nic zvláštního.
S generátorem založeným na logice
Druhá možnost je složitější. Vzhledem k tomu, že spínací procesy na tyristorech způsobují velké rušení v síti, je to špatné pro prvky instalované na zátěži. Zejména pokud je zátěž složité zařízení s jemným nastavením a velkým počtem čipů.
Taková realizace tyristorového regulátoru výkonu vlastními rukama je vhodná pro aktivní zátěž, například páječku nebo jakákoliv topná zařízení. U vchodu je usměrňovač, takže obě vlny síťového napětí budou kladné. Vezměte prosím na vědomí, že s takovým obvodem bude pro napájení čipů zapotřebí další zdroj stejnosměrného napětí +9 V. Oscilogram bude díky přítomnosti můstku usměrňovače vypadat takto.
Obě půlvlny budou nyní díky vlivu můstku usměrňovače pozitivní. Je-li pro reaktivní zátěže (motory a další indukční zátěže) preferována přítomnost různých polárních signálů, pak je pro aktivní zátěž mimořádně důležitá kladná hodnota výkonu. K vypnutí tyristoru dochází také tehdy, když se poloviční vlna blíží nule, přidržovací proud se dodává na určitou hodnotu a tyristor je uzamčen.
Na základě tranzistoru KT117
Přítomnost přídavného zdroje konstantního napětí může způsobit potíže, pokud neexistuje, a bude nutné vybudovat další obvod vůbec. Pokud nemáte další zdroj, můžete použít následující schéma, ve kterém je generátor signálu k řídícímu výstupu tyristoru smontován na běžném tranzistoru. Existují schémata založená na generátorech postavených na komplementárních párech, ale jsou složitější a nebudeme je zvažovat zde.
V tomto schématu je generátor postaven na dvou bázovém tranzistoru KT117, který v takové aplikaci bude generovat řídicí impulsy s frekvencí specifikovanou rezistorovým rezistorem R6. Diagram také implementoval zobrazovací systém založený na HL1 LED.
- VD1-VD4 je diodový můstek, který usměrňuje obě poloviny vln a umožňuje hladší řízení výkonu.
- EL1 - žárovka - je prezentována jako zátěž, ale může existovat i jiné zařízení.
- FU1 - pojistka, v tomto případě stojí 10 A.
- R3, R4 - rezistory omezující proud - nejsou nutné k tomu, aby spalovaly řídicí obvod.
- VD5, VD6 - zenerovy diody - plní úlohu stabilizace napětí určité úrovně na emitoru tranzistoru.
- Tranzistor VT1 - KT117 - musí být instalován s přesně tímto uspořádáním základny č. 1 a základny č. 2, jinak nebude obvod fungovat.
- R6 je rezací odpor, který určuje okamžik, kdy puls dorazí na řídicí výstup tyristoru.
- VS1 - tyristor - spínací prvek.
- C2 - časovač, který určuje dobu výskytu řídicího signálu.
Zbývající prvky hrají nevýznamnou roli a slouží především pro omezení proudu a vyhlazení pulzů. HL1 poskytuje indikaci a pouze signalizuje, že zařízení je připojeno k síti a je pod napětím.