kategorier: Udvalgte artikler » Praktisk elektronik
Antal visninger: 205242
Kommentarer til artiklen: 8
Thyristor strømregulatorer
Thyristor strømstyringsenheder er en af de mest almindelige amatørradiodesign, og det er ikke overraskende. Når alt kommer til alt er alle, der nogensinde har brugt det sædvanlige loddejern på 25 - 40 watt, dens evne til at overophedes endda meget velkendt. Loddejernet begynder at ryge og hvisse, så snart bliver den fortinnede sting udbrændt og bliver sort. Lodning med et sådant loddejern er allerede helt umuligt.
Og her kommer kraftregulatoren til hjælp, med hvilken du kan indstille temperaturen til lodning ganske nøjagtigt. Det bør styres af det faktum, at når et loddejern rører ved et stykke kolofonium, ryger det godt, så mellemstore, uden at hviske og sprøjte, ikke særlig energisk. Du skal fokusere på det faktum, at lodningen er kontur, skinnende.
Selvfølgelig moderne lodningsstationer De er udstyret med termisk stabiliserede loddejern, digitale skærme og justerbare opvarmningstemperaturer, men de er for dyre sammenlignet med et traditionelt loddejern. Derfor er det med ubetydelige mængder loddearbejde meget muligt at gøre med et konventionelt loddejern med en tyristor-effektregulator. Samtidig er kvaliteten af lodningen, muligvis ikke med det samme, viser sig at være fremragende, opnås ved hjælp af praksis.
Et andet anvendelsesområde for tyristorregulatorer er lysstyrke kontrol. Sådanne regulatorer sælges i butikker med elektriske varer i form af konventionelle vægafbrydere med en drejeknap. Men her ligger bakholdet i vente på køberen: moderne energibesparende lamper (ofte omtalt i litteraturen som kompakte lysstofrør), de ønsker simpelthen ikke at arbejde med sådanne regulatorer.
Den samme uforudsigelige mulighed vil vise sig i tilfælde af at regulere lysstyrken på LED-lamper. De er ikke beregnet til sådant arbejde, og det er det: ensretterbroen med en elektrolytisk kondensator placeret inde i CFL vil simpelthen ikke lade tyristoren fungere. Derfor kan en justerbar "natlys" med en sådan regulator kun oprettes ved hjælp af en glødelampe.
Men her skal du huske på elektroniske transformeredesignet til at tænke halogenlamper og i amatørradiodesign til forskellige formål. I disse transformatorer, efter ensretterbroen, er der af en eller anden grund tilsyneladende for at gemme eller simpelthen for at reducere størrelsen en elektrolytisk kondensator ikke installeret. Det er denne "besparelse", der giver dig mulighed for at justere lysstyrken på lamperne ved hjælp af tyristorregulatorer.
Hvis du anstrenger din fantasi, kan du stadig finde mange flere områder, hvor brug af tyristorregulatorer er påkrævet. Et af disse områder er regulering af omdrejninger af elværktøj: bor, slibemaskiner, skruetrækkere, roterende hamre osv. etc. Naturligvis er tyristorregulatorer placeret i instrumenter, der er drevet af vekselstrøm.Se -Typer og arrangement af omdrejninger af samlermotorens hastighed.
Al en sådan regulator er indbygget i kontrolknappen og er en lille kasse, der er indsat i borets håndtag. Graden af at trykke på knappen bestemmer patronens rotationsfrekvens. I tilfælde af fiasko ændres hele kassen med det samme: for al den tilsyneladende enkelhed i designet er en sådan regulator absolut ikke egnet til reparation.
I tilfælde af værktøjer, der kører med jævnstrøm fra batterier, udføres strømstyring ved hjælp af transistorer mosfet metode til modulering af pulsbredde. PWM-frekvensen når flere kilohertz, så gennem skruetrækkerens krop kan du høre en højfrekvent knirk. Denne knirkende motor snoede.
Men i denne artikel overvejes kun tyristor-strømstyringsenheder.Før du overvejer regulatorkredsløbet, skal du derfor huske, hvordan det fungerer thyristor.
For ikke at komplicere historien, overvejer vi ikke tyristoren i form af dens fire-lags pnpn-struktur, tegner en strømspændingsegenskab, men beskriver blot med ord, hvordan den fungerer, tyristoren. Til at begynde med i et jævnstrømskredsløb, selvom tyristorer næsten ikke bruges i disse kredsløb. Når alt kommer til alt er det meget vanskeligt at slukke tyristoren, der arbejder med jævnstrøm. Det er det samme som at stoppe hesten.
Ikke desto mindre tiltrækker høje strømme og høje spændinger af tyristorer udviklere af forskellige, som regel, ganske kraftigt DC-udstyr. For at slå tyristorer fra, skal du gå til forskellige komplikationer af kredsløb, tricks, men generelt er resultaterne positive.
Thyristor-betegnelsen på kredsløbsdiagrammerne er vist i figur 1.
Figur 1. Thyristor
Det er let at se, at thyristoren i sin betegnelse på kredsløbene ligner meget almindelig diode. Hvis du ser, så har den, tyristoren, også ensidig konduktivitet, og derfor kan udligne vekselstrøm. Men han vil kun gøre dette, hvis en positiv spænding påføres kontrolelektroden i forhold til katoden, som vist i figur 2. I henhold til gammel terminologi blev tyristoren undertiden kaldt en kontrolleret diode. Så længe kontrolpulsen ikke er påført, lukkes tyristoren i en hvilken som helst retning.
Figur 2
Sådan tændes LED'en
Alt er meget enkelt her. Til DC spændingskilde 9V (du kan bruge batteriet "Krona") gennem thyristor Vsx tilsluttet LED HL1 med en begrænsende modstand R3. Ved hjælp af SB1-knappen kan spændingen fra skillelinjen R1, R2 påføres styrelektroden på tyristoren, og derefter åbnes tyristoren, LED'en begynder at lyse.
Hvis du nu slipper knappen, skal du holde op med at holde den nede, og LED'en skal fortsætte med at lyse. Et sådant kort tryk på knappen kan kaldes impuls. Gentaget og endda gentagne tryk på denne knap ændrer ikke noget: LED'en slukker ikke, men den lyser ikke lysere eller lysere.
Presset - frigivet, og tyristoren forblev åben. Desuden er denne tilstand stabil: tyristoren vil være åben, indtil eksterne påvirkninger fjerner den fra denne tilstand. Denne opførsel af kredsløbet indikerer tyristorens gode tilstand, dets egnethed til arbejde i en enhed under udvikling eller reparation.
Lille bemærkning
Men der er ofte undtagelser fra denne regel: knappen trykkes på, LED'en lyser, og når knappen slippes, gik den ud, som om intet var sket. Og hvad er fangsten, hvad gjorde du forkert? Måske blev der trykket på knappen ikke længe nok eller ikke meget fanatisk? Nej, alt blev gjort temmelig samvittighedsfuldt. Det var bare, at strømmen gennem LED viste sig at være mindre end tyristorens holdestrøm.
For at det beskrevne eksperiment skal få succes, skal du blot udskifte LED'en med en glødelampe, så bliver strømmen mere, eller vælg en tyristor med en lavere holdestrøm. Denne parameter for tyristorer har en betydelig spredning, nogle gange er det endda nødvendigt at vælge en tyristor til et specifikt kredsløb. Desuden et mærke, med et bogstav og fra et felt. Importerede tyristorer, som for nylig er blevet foretrukket, er noget bedre med denne strøm: det er lettere at købe, og parametrene er bedre.
Sådan lukkes en tyristor
Ingen signaler, der påføres kontrolelektroden, kan lukke tyristoren og slukke for LED: kontrolelektroden kan kun tænde for tyristoren. Der er naturligvis låsbare tyristorer, men deres formål er noget anderledes end banale strømstyringsenheder eller enkle kontakter. En konventionel tyristor kan kun slukkes ved at afbryde strømmen gennem anodekatodesektionen.
Dette kan gøres på mindst tre måder. Først skal du dumt afbryde hele kredsløbet fra batteriet. Husk figur 2. LED'en slukker naturligvis.Men når den genforbindes igen, vil den ikke tænde af sig selv, da tyristoren er forblevet lukket. Denne betingelse er også bæredygtig. Og for at bringe ham ud af denne tilstand for at tænde lyset, hjælper det kun at trykke på SB1-knappen.
Den anden måde at afbryde strømmen gennem tyristoren er simpelthen at tage og afkorte terminalerne på katoden og anoden med en trådhopper. I dette tilfælde løber hele belastningsstrømmen, i vores tilfælde kun en LED, gennem springeren, og strømmen gennem tyristoren er nul. Når jumperen er fjernet, lukker tyristoren, og LED'en slukkes. I eksperimenter med lignende ordninger bruges pincet oftest som en springer.
Antag, at i stedet for en LED i dette kredsløb vil der være en tilstrækkelig kraftig varmespole med høj termisk inerti. Så viser det sig næsten klar strømregulator. Hvis tyristoren er tændt på en sådan måde, at spiralen tændes i 5 sekunder og slukkes i den samme mængde tid, tildeles 50 procent strøm i spiralen. Hvis tændingen kun tager 1 sekund i løbet af denne ti sekunders cyklus, er det åbenlyst, at spiralen kun frigiver 10% af varmen fra dens magt.
Med cirka sådanne tidscyklusser, målt i sekunder, fungerer mikrobølgeeffektstyringen. RF-strålingen tændes og slukkes ved hjælp af et relæ. Thyristor-controllere fungerer ved netfrekvensen, hvor tiden måles i millisekunder.
Den tredje måde at slukke tyristoren på
Det består i at reducere belastningsspændingen til nul eller endda vende polariteten i forsyningsspændingen. Dette er netop den situation, der opnås, når tyristorkredsløbene forsynes med en sinusformet strøm.
Når sinusformen passerer gennem nul, ændrer den dens tegn til det modsatte, så strømmen gennem tyristoren bliver mindre end holdestrømmen og derefter fuldstændig lig med nul. Problemet med at slukke tyristoren løses således som af sig selv.
Thyristor strømstyringsenheder. Fase regulering
Så sagen overlades til de små. For at få fase kontrol, skal du bare anvende en kontrolpuls på et bestemt tidspunkt. Med andre ord skal pulsen have en bestemt fase: jo tættere det er ved afslutningen af halvcyklussen af vekslingsspændingen, desto mindre er spændingsamplituden på belastningen. Fasekontrolmetoden er vist i figur 3.
Figur 3. Fase regulering
I det øverste fragment af billedet påføres styringspulsen næsten lige i begyndelsen af sinusoidens halvbølge, styresignalets fase er tæt på nul. I figuren er denne tid t1, så tyristoren åbner næsten i begyndelsen af halvcyklussen, og en effekt tæt på det maksimale tildeles i belastningen (hvis der ikke var nogen tyristorer i kredsløbet, ville effekten være maksimal).
Selve styresignalerne er ikke vist i denne figur. Ideelt set er det korte positive impulser i forhold til katoden, som påføres i en bestemt fase på kontrolelektroden. I de enkleste skemaer kan dette være en lineært stigende spænding opnået ved opladning af en kondensator. Dette vil blive diskuteret nedenfor.
På gennemsnitsgrafen påføres kontrolpulsen midt i halvcyklussen, hvilket svarer til fasevinklen Π / 2 eller tiden t2, derfor tildeles kun halvdelen af den maksimale effekt i belastningen.
I den nedre graf anbringes åbningspulserne meget tæt på slutningen af halvcyklussen, tyristoren åbner næsten før den skal lukke, i henhold til grafen er denne tid angivet som t3, så effekten i belastningen tildeles ubetydelig.
Thyristor-switching kredsløb
Efter en kort gennemgang af tyristorenes funktion, kan du sandsynligvis medbringe flere effektregulator kredsløb. Intet er opfundet her, alt kan findes på Internettet eller i gamle radiomagasiner. Artiklen giver ganske enkelt en kort oversigt og jobbeskrivelse tyristor regulator kredsløb. Når man beskriver driften af kredsløbene, vil man være opmærksom på, hvordan tyristorer bruges, hvilke tyristorkoblings kredsløb der findes.
Som det blev sagt helt i begyndelsen af artiklen, udjusterer tyristor en vekslende spænding som en almindelig diode. Det viser sig, at bølgeforligningen er halv. Én gang, sådan, gennem en diode, blev glødelamper på trappe tændt: der var meget lidt lys, i øjnene krusede, men så brændte lamperne meget sjældent ud. Det samme sker, hvis dæmperen udføres på en tyristor, vises kun muligheden for at regulere en allerede ubetydelig lysstyrke.
Derfor styrer strømkontrollere begge halvcyklusser af netspændingen. Til dette anvendes modparallell forbindelse af tyristorer, triacs eller inkluderingen af en tyristor i diagonalen af ensretterbroen.
For at skabe klarhed i denne erklæring vil vi yderligere overveje flere kredsløb af tyristor-strømkontrollere. Nogle gange kaldes de spændingsregulatorer, og hvilket navn der er mere korrekt, er det vanskeligt at løse, for sammen med spændingsregulering reguleres strøm også.
Den enkleste tyristorregulator
Det er designet til at regulere lodningen. Dets kredsløb er vist i figur 4.
Figur 4. Skema for den enkleste tyristor-strømstyring
For at regulere lodningenes kraft, startende fra nul, er der ingen mening. Derfor kan vi begrænse os til kun at regulere en halvcyklus af netspændingen, i dette tilfælde positiv. Den negative halvcyklus passerer uden ændringer gennem VD1-dioden direkte til loddejernet, hvilket sikrer dets halve effekt.
Den positive halvcyklus passerer gennem tyristoren VS1, hvilket tillader regulering. Thyristor-styringskredsløbet er ekstremt enkelt. Dette er modstande R1, R2 og kondensator C1. Kondensatoren lades gennem kredsløbet: kredsløbets øverste ledning, R1, R2 og kondensatoren C1, belastning, kredsløbets nederste ledning.
En tyristorkontrolelektrode er forbundet til den positive terminal på kondensatoren. Når spændingen over kondensatoren stiger til tyristorens tændspænding, åbnes sidstnævnte, hvorved en positiv halvcyklus af spændingen, eller snarere en del af den, overføres til lasten. Kondensatoren C1 udtømmes naturligvis og forbereder sig derpå til den næste cyklus.
Kondensatorens opladningshastighed reguleres ved hjælp af en variabel modstand R1. Jo hurtigere kondensatoren oplades til tyristors åbningsspænding, jo tidligere tyristor åbner, jo større del af den positive halvcyklus af spændingen kommer ind i belastningen.
Kredsløbet er enkelt, pålideligt, det er meget velegnet til lodning, selvom det kun regulerer en halv periode af netspændingen. Et meget lignende diagram er vist i figur 5.
Figur 5. Thyristor strømstyring
Det er noget mere kompliceret end det foregående, men det giver dig mulighed for at justere mere glat og nøjagtigt på grund af det faktum, at kontrolpulsgenereringskredsløbet er samlet på en KT117 dobbeltbase-transistor. Denne transistor er designet til at skabe pulsgeneratorer. Mere, ser det ud til, er ikke i stand til noget andet. Et lignende kredsløb bruges i mange strømstyringsenheder såvel som ved at skifte strømforsyning som en driver til en triggerimpuls.
Så snart spændingen over kondensator C1 når transistorens tærskel, åbnes sidstnævnte, og en positiv puls vises på stiften Bl, hvorved tyristoren VS1 åbnes. Modstand R1 kan justere kondensatorens opladningshastighed.
Jo hurtigere kondensatoren oplades, jo tidligere åbningsimpulsen vises, jo større vil spændingen komme ind i belastningen. Den anden halvbølge af netspændingen passerer ind i belastningen gennem VD3-dioden uden ændringer. En ensretter VD2, R5, en Zener-diode VD1 bruges til at drive styring af impulsformningskredsløb.
Her kan du spørge, og når transistor åbnes, hvad er tærsklen? Transistorens åbning sker på et tidspunkt, hvor spændingen ved dens emitter E overstiger spændingen ved basen af B1. Baserne B1 og B2 er ikke ækvivalente, hvis de udskiftes, fungerer generatoren ikke.
Figur 6 viser et kredsløb, der giver dig mulighed for at justere begge halvcyklusser af spænding.
Figur 6
Diagrammet er et lysdæmper. Netspændingen udbedres af broen VD1-VD4, hvorefter rippelspændingen tilføres lampen EL1, tyristoren VS1 og gennem modstandene R3, R4 til zenerdioderne VD5, VD6, hvorfra styringskredsløbet drives. Brug af en ensretterbro i kredsløbet muliggør regulering af positive og negative halvcyklusser ved kun at bruge en tyristor.
Styringskredsløbet udføres også på en to-base transistor KT117A. Opladningshastigheden for timingskondensatoren C2 ændres af modstanden R6, hvilket får tyristorkontrollsignalets fase til at ændre sig.
Der kan gøres en lille bemærkning om dette kredsløb: strømmen i belastningen består kun af de positive halvcyklusser i netværket opnået efter broens ensretter. Hvis det kræves at opnå de positive og negative dele af sinusformen i belastningen, er det nok, uden at ændre noget i kredsløbet, til at tænde belastningen umiddelbart efter sikringen. I stedet for belastningen skal du blot installere en jumper. Et sådant kredsløb er vist i figur 7.
Figur 7. Skema med tyristor-strømstyring
KT117-transistoren er en opfindelse af den sovjetiske elektroniske industri og har ingen udenlandske analoger, men om nødvendigt kan den samles fra to transistorer i henhold til kredsløbet vist i figur 8. Pludselig vil nogen påtage sig at samle et lignende kredsløb, hvor kan jeg få en sådan transistor?
Figur 8
I kredsløbene vist i figur 6 og 7 bruges tyristoren i kombination med en diodebro. Denne inddragelse gør det muligt ved hjælp af en tyristor at styre begge halvperioder med vekselvis spænding. Men på samme tid vises 4 yderligere dioder, hvilket generelt øger strukturens dimensioner.
Fortsættelse af artiklen: Thyristor strømstyringsenheder. Kredsløb med to tyristorer
Boris Aladyshkin
Se også på elektrohomepro.com
: