Регулятор на симисторе с фазовым управлением
от Foxiss
Регулятор на симисторе с фазовым управлением можно выполнить разными способами. В схеме управления может быть использована специализированная микросхема или можно собрать на дискретных компонентах. Только вопрос в том, использовать ли более дорогую специализированную микросхему или несколько компонентов по сходной цене. В приведенной схеме реализовано фазовое регулирование симистором на дискретных компонентах. Цепи управления гальванически развязаны от сети. Принципиальная схема регулятор на симисторе с фазовым управлением представлена на рисунке.
Регулятор на симисторе с фазовым управлением состоит из силовой части, двух отдельных источников питания на трансформаторе TR1, цепи настройки и управления на транзисторе T2, индикатора перехода через ноль на IC4A, генератора пилообразного напряжения собранном на транзисторе T3 и компаратора IC4D.
В источнике питания используется трансформатор с двойной вторичной обмоткой. Хотя две вторичные обмотки гальванически изолированы друг от друга, обычные трансформаторы для печатных плат разработаны и испытаны на сопротивление пробоя только между первичной и вторичной обмотками. Поскольку половина вторичного напряжения подключается к силовой части (и, следовательно, к сетевому напряжению) через транзистор T1 и резистор R3, необходимо использовать специальный трансформатор, в котором даже между вторичными обмотками гарантируется достаточная изоляция для напряжения пробоя.
Диодный мост D2 выпрямляет питающее напряжение для сетевой части блока питания. Регулятор IC2 стабилизирует напряжение -5 В. Если оптопара IC3 закрыта, падение напряжения на резисторе R2 увеличивается, транзистор T1 открывается, и управляющий вывод симистора TY1 получает отрицательный импульс через резистор R3 симистор закрывается.
С диодного моста D1 короткие отрицательные импульсы поступают на компаратор IC4A, которые возникают, когда переменное напряжение проходит через ноль. Выход компаратора постоянно находится на высоком логическом уровне (т.е. около +10В). Это связано с относительно низким напряжением от делителя R9 / R10 на инвертирующем входе IC4A (0,4В) и примерно 1/4 выпрямленного напряжения на мосту D1, приложенного к неинвертирующему входу IC4A. Только на короткое время, когда выпрямленное напряжение переменного тока меньше 1,6В, выход компаратора переключается на низкий уровень (около +1 В).
Транзистор Т3 включен как источник постоянного тока. Это заряжает конденсатор С10. Таким образом, напряжение на конденсаторе C10 линейно возрастает до тех пор, пока на выходе компаратора IC4A не появится отрицательный импульс (в момент, когда напряжение переменного тока перейдет через ноль).
Это через резистор R12 и диод D7 разряжает конденсатор C10 до напряжения около +1,7В (напряжение на выходе IC4A на низком логическом уровне и падение напряжения на диоде D7). После окончания нулевого импульса конденсатор C10 снова начинает заряжаться. IC4B включен как повторитель с большим входным сопротивлением и отделяет генератор пилообразного напряжения от других цепей.
Поскольку напряжение на IC10 линейно увеличивается во время зарядки, операционный усилитель IC4C создает инвертор с коэффициентом усиления -1, который переворачивает сигнал на 180 градусов. Однако, поскольку используется только положительное напряжение питания, резисторы R14 и R15 создают искусственную точку напряжения питания, вокруг которой инвертируется сигнал. Таким образом, на выходе IC4C (вывод 14) мы получаем пилообразное напряжение с линейно убывающим уровнем. Управляем симистором регулятора постоянным напряжением от потенциометра P1.
Напряжение с потенциометра P1 подается через диод D4 на базу транзистора T2, включенного как эмиттерный повторитель.
Последовательно с сопротивлением в эмиттере находится светодиод LD1, который указывает на наличие управляющего напряжение (хотя из-за нелинейного хода зависимости интенсивности от протекающего тока он имеет только функцию ориентации). Потенциометр P2 используется для установки предварительного.
Результирующее управляющее напряжение подается на компаратор IC4D. Здесь напряжение постоянного тока от схемы управления сравнивается с напряжением от генератора пилообразного сигнала. Поскольку напряжение от генератора линейно уменьшается от максимума до минимума в течение одного полупериода, в момент, когда управляющее напряжение постоянного тока выше, чем уменьшающееся напряжение генератора, выход компаратора IC4D переключается, и, таким образом, симистор переключается через оптопару IC3.
Чем выше управляющее напряжение, тем больше время переключения симистора в течение одного полупериода и тем выше мощность, отдаваемая в нагрузку. Таким образом, описанная схема позволяет управлять фазой симисторного переключателя практически в диапазоне от 0 до 180 градусов.
Регулятор на симисторе с фазовым управлением выполнен на двухсторонней печатной плате размером 132 х 66 мм. Расположение компонентов на печатной плате показано на рисунке, а также разводка слоев.
Чередование выходного сигнала (коммутационные импульсы) должно непрерывно изменяться от постоянного ноля (нулевое питание — отключение) до максимального значения (управляющее напряжение выше пика напряжения пилы) — выход контроллера на максимум. Если все в порядке, можно подключить нагрузку (например, лампочку) и протестировать регулятор на практике.
На этом настройка регулятор на симисторе с фазовым управлением завершено.
Описанный регулятор на симисторе с фазовым управлением может использоваться для управления питанием преимущественно резистивные нагрузки (обогрев, освещение и т. д.). Поскольку управляющее напряжение на входе компаратора IC4D составляет примерно от 0 до 10В, мы можем использовать описанный блок, например, для уменьшения яркости освещения.
Рубрики Источники питания© 2023 Radio это просто • Создано с помощью GeneratePress
Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Книга 2. Усилительные устройства, корректирующие элементы и устройства
Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Книга 2. Усилительные устройства, корректирующие элементы и устройства
Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Книга 2. Усилительные устройства, корректирующие элементы и устройства
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА САР ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ ЛИНЕЙНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ, СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УСИЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 5. ВЫБОР И РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ГЛАВА II. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПОВЫЕ И ИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ 1. ОСНОВЫ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СХЕМ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 2. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 3. БАЛАНСНЫЕ МОСТОВЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ 5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ 6.  ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ7. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 8. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ИОННОГО (ТИРАТРОННОГО) УСИЛИТЕЛЯ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРАТРОНОМ 9. ФОРМИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 10. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ ТИРАТРОННОГО УСИЛИТЕЛЯ ГЛАВА III. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ 1. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Цепи смещения. Цепи связи. 2. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА Полупроводниковые демодуляторы. 3. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ В РЕЖИМЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ Режимы импульсного регулирования мощности. Управление силовыми транзисторами. 4. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ 5. ТИРИСТОРЫ. ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПАРАМЕТРЫ И СВОЙСТВА 6. СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ 7. ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ МОЩНОСТИ С ВЫХОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ (РЕГУЛИРУЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ) 8. ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ МОЩНОСТИ С ВЫХОДОМ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ 9. ТИРИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ПИТАНИЕМ ОТ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.  11. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ ГЛАВА IV. КВАНТОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ 2. КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И УСИЛИТЕЛИ РАДИОДИАПАЗОНА Квантовые усилители радиодиапазона. 3. КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И УСИЛИТЕЛИ ОПТИЧЕСКОГО И ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНОВ Оптический квантовый усилитель 4. ПРИМЕНЕНИЕ В САР КВАНТОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ И ГЕНЕРАТОРОВ РАДИОДИАПАЗОНА, ОПТИЧЕСКОГО И ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНОВ ГЛАВА V. МАГНИТНЫЕ И МАГНИТНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ 2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 3. ОДНОТАКТНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ (УПРАВЛЯЕМЫЕ ДРОССЕЛИ И ТРАНСФОРМАТОРЫ) 4. МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С САМОНАСЫЩЕНИЕМ Релейный режим работы усилителей с самонасыщением. 5. ДВУХТАКТНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ВЫХОДОМ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ 6. ДВУХТАКТНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ВЫХОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ 7. МАГНИТНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ ГЛАВА VI. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ 2. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ И С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ 3.  ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ПОПЕРЕЧНЫМ ПОЛЕМ4. ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРОДОЛЬНОГО И ПРОДОЛЬНО-ПОПЕРЕЧНОГО ПОЛЯ 5. ВЛИЯНИЕ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭМУ ВИХРЕВЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ ТОКОВ, ГИСТЕРЕЗИСА И СДВИГА ЩЕТОК С НЕЙТРАЛИ 6. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАШИННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 7. НАГРУЗОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОМАШИННОГО УСИЛИТЕЛЯ ГЛАВА VII. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ И СПОСОБЫ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЛИНЕАРИЗОВАННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ РЕЛЕ 4. БЕСКОНТАКТНЫЕ ЛИНЕАРИЗОВАННЫЕ РЕЛЕЙНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ГЛАВА VIII. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ 2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ 3. ОДНОКАСКАДНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ С ЗОЛОТНИКОМ 4. ОДНОКАСКАДНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ СО СТРУЙНОЙ ТРУБКОЙ 5. СХЕМЫ И ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ДВУХКАСКАДНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ 6. СТАТИКА ДВУХКАСКАДНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ 7.  ДИНАМИКА ДВУХКАСКАДНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ8. УНИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВА IX. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ 1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 2. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ СО СТРУЙНОЙ ТРУБКОЙ 3. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЗОЛОТНИКОМ 4. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С СОПЛОМ – ЗАСЛОНКОЙ 5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЗАСЛОНКОЙ 6. МНОГОКАСКАДНЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ РАЗДЕЛ II. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ГЛАВА X. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ЛИНЕЙНЫХ ПАССИВНЫХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ Основные соотношения для синтеза пассивного RC-четырехполюсника. 3. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА С АКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Активные четырехполюсники, получаемые с помощью конверторов отрицательного сопротивления. Активные четырехполюсники, получаемые с помощью гираторов. 4. НЕКОТОРЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА НЕЛИНЕЙНЫХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 5.  ОСОБЕННОСТИ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАГЛАВА XI. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКА Дифференцирующий трансформатор. Электрические интегрирующие элементы. 2. ТИПОВЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА 3. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ С АКТИВНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Четырехполюсники с активными элементами на основе операционных усилителей (ОУ) и конверторов отрицательного сопротивления (КОС). 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАННОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ В ВИДЕ СХЕМЫ ПАССИВНОГО ЛИНЕЙНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 5. НЕЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 8. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Многоканальные нелинейные логические устройства. ГЛАВА XII. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ RLC-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ RC-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 3. АКТИВНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ RC-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 4.  САМОНАСТРАИВАЮЩИЕСЯ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА5. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ДЕМОДУЛЯЦИЕЙ 6. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯМИ 7. НЕЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА XIII. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 1. ТАХОГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Погрешности тахогенератора постоянного тока. 2. НЕКОТОРЫЕ СХЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТАХОГЕНЕРАТОРОВ 3. АСИНХРОННЫЕ ТАХОГЕНЕРАТОРЫ 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Пассивный тахометрический мост переменного тока. Активные тахометрические мосты. ГЛАВА XIV. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 2. ГИБКИЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ 4. ЖЕСТКИЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ 5. ГИБКИЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 6. СЛОЖНЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ ПРИЛОЖЕНИЕ 1.  КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПОСТОЯННОГО ТОКАПРИЛОЖЕНИЕ II. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ ПРИЛОЖЕНИЕ III. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА БИБЛИОГРАФИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КНИГИ |
Эти сведения необходимы для выбора и разработки элементов и устройств на этапе проектирования систем регулирования и управления.
Triacs & Diacs
Google Ads
- Изучив этот раздел, вы сможете:
- Описать управление фазой в симисторных схемах:
- Описать гистерезис в основных схемах управления симисторами:
- Узнайте, как можно минимизировать гистерезис в симисторных схемах:
- Понимание схем на основе таймера для запуска чувствительных симисторов затвора.
Базовая схема диммера диак-симистор
На рис. 6.4.1 показана базовая схема управления мощностью с использованием триака и диака. Конденсатор C1 заряжается через переменное сопротивление, содержащее R1 и R2, либо в положительном, либо в отрицательном направлении попеременно входным напряжением переменного тока.
Импульсы тока, создаваемые симистором каждый раз, когда напряжение на конденсаторе (V C ) достигает либо положительного, либо отрицательного разрыва потенциала диатора (+/-V BO ), используются для срабатывания симистора. Время (или фазовый угол), при котором это происходит, будет зависеть от того, насколько быстро заряжается напряжение на зарядном конденсаторе C1 на рис. 6.4.1. Это управляется переменным резистором R2 и создает переменный метод «управления фазой», аналогичный описанному в модуле 6.2 SCR для запуска SCR. Форма сигнала сети переменного тока эффективно задерживается или сдвигается по фазе RC-цепью, так что диак срабатывает при разряде тока из конденсатора C1 в затвор симистора. Затем симистор проводит оставшуюся часть полупериода сети, и когда напряжение сети проходит через ноль, он отключается. Некоторое время в следующем (отрицательном) полупериоде напряжение на C1 достигает напряжения пробоя в противоположной полярности, и диак снова проводит, обеспечивая соответствующий триггерный импульс для включения симистора.
Изменяя точку формы сигнала, в которой симистор срабатывает таким образом, можно изменять количество мощности, подаваемой на нагрузку.
Рис.6.4.1 Базовая симисторная схема управления фазой
Управление фазовым сдвигом
Используя базовую конструкцию, показанную на рис. 6.4.1, можно регулировать выходную мощность, изменяя величину фазового сдвига, создаваемого RC-цепь сдвига фазы R (содержащая R1 и R2) и C1. При регулировке резистора R2 общее сопротивление (R) будет варьироваться от 3,3 кОм, когда сопротивление резистора R2 равно нулю, до 253,3 кОм, когда сопротивление резистора R2 максимально, что приводит к фазовому сдвигу почти на 90°.
Значение C1 выбрано таким образом, чтобы, когда он заряжается, по крайней мере, до напряжения пробоя диака (V BO ), он мог обеспечить ток, достаточный для того, чтобы диак активировал симистор без полной разрядки. Однако по мере увеличения фазового сдвига формы волны переменного тока на C1 до 90° амплитуда сдвинутой по фазе волны будет уменьшаться (как видно из сравнения рисунков 6.
4.2 и 6.4.3), но ее минимальная амплитуда должна по-прежнему быть равным или большим, чем V BO .
Значение R1 выбрано таким образом, чтобы сдвиг фазы составлял всего несколько градусов, когда R2 настроен на ноль Ом, а максимальное значение R2 выбрано таким образом, чтобы вместе с R1 величина фазового сдвига была как можно ближе к 90°. насколько это возможно, не допуская падения размаха напряжения сигнала V C ниже +V BO и -V BO .
Максимальная мощность (R
2 при минимальном сопротивлении)Рис. 6.4.2 Сигналы при минимальном сопротивлении
(Наведите указатель мыши или коснитесь, чтобы открыть выходной сигнал)
Рис.6.4.2 Осциллограммы при минимальном сопротивлении
Типичные осциллограммы для симисторной схемы управления фазой на рис.6.4.1 показаны на рис.6.4.2 и рис.6.4.3. На рис. 6.4.2 показано напряжение питания (V S ) и сдвинутое по фазе напряжение (V C ), возникающие на конденсаторе C1, когда R2 установлен на минимальное сопротивление.
Обратите внимание, что разница между V S и V C очень мала. Синий сигнал (V C ) имеет приблизительно ту же амплитуду, что и V 9.0019 S (показаны зеленым цветом), а фазовый сдвиг ненамного превышает 0°. Наведите курсор мыши на рис. 6.4.2 (или «коснитесь» на сенсорном экране), чтобы увидеть, как это повлияет на форму выходного сигнала.
Выходной сигнал симистора (фиолетовый) показывает, что симистор срабатывает в начале положительного полупериода в точке, где V C = +V BO (перенапряжение положительного разрыва симистора), которое будет примерно +30 В. , в зависимости от используемого диака. В этот момент конденсатор C разряжает ток в диак, вызывая положительный триггерный импульс на затворе симистора. Симистор включается, и форма выходного сигнала становится практически идентичной напряжению питания V S (за исключением очень небольшого падения напряжения на симисторе) до тех пор, пока V S не вернется к 0 В в конце положительного полупериода, когда, поскольку ток через симистор теперь меньше тока удержания симистора, симистор выключается.
Через короткое время симистор снова включается, когда V C = -V BO (отрицательное перенапряжение пробоя диака) примерно при -30 В, C разряжает ток в диак, и симистор снова включается. В результате форма выходного сигнала практически такая же, как форма входного сигнала, за исключением двух коротких периодов времени, когда сигнал проходит через ноль вольт. Таким образом, к нагрузке применяется максимальная мощность, которая будет неотличима от приложения к нагрузке полного сетевого (линейного) потенциала.
Минимальная мощность (R
2 при максимальном сопротивлении)Рис.6.4.3 Осциллограммы при максимальном сопротивлении
(Наведите указатель мыши или коснитесь, чтобы отобразить выходной сигнал)
Рис.6.4.3 Осциллограммы при максимальном сопротивлении
Рис. 6.4.3 показаны формы сигналов управления фазой, относящиеся к рисунку 6.4.1, при максимальном сопротивлении резистора R2 (250 кОм). Здесь RC-цепь (R1+R2)C вызвала фазовый сдвиг почти на 90°, но уменьшила амплитуду Vc, так что этого все еще достаточно, чтобы пики волны достигли V BO , чтобы симистор еще мог срабатывать.
Глядя на выходную волну (наведите мышь или коснитесь рис. 6.4.3), можно увидеть, что когда напряжение конденсатора V C совпадает с -V BO близко к концу отрицательного полупериода V S симистор срабатывает и выходное напряжение симистора принимает мгновенное значение V S . Поскольку напряжение V S уже близко к нулю, симистор снова отключается, когда его ток падает ниже тока удержания (I H ) на ноль. Симистор остается в выключенном состоянии до тех пор, пока он не сработает еще раз, поскольку V C совпадает с +V BO , поэтому начинается еще один очень короткий, но на этот раз положительный импульс в конце положительного полупериода. Таким образом, выход симистора находится в минимальном состоянии.
Рис. 6.4.4. Устранение гистерезиса в симисторных диммерах
Проблемы с гистерезисом
Однако существует проблема с этой базовой схемой запуска, хотя она широко используется во многих бытовых диммерах для ламп.
Проблема возникает из-за того, что когда C1 частично разряжается в диак, на C1 остается некоторый заряд, а когда V S проходит через ноль и начинает заряжать C1 в противоположной полярности, этот оставшийся заряд будет препятствовать накоплению заряда противоположной полярности на C1. Поэтому срабатывание в течение следующего полупериода будет отложено, что приведет к неравным углам проводимости, особенно во время начальных циклов включения сигнала сети. Этот эффект гистерезиса вызывает разницу между величиной проводимости, возникающей в положительном и отрицательном полупериодах, что также означает, что волна переменного тока на выходе симистора не будет сосредоточена на нуле вольт, а будет эффективно иметь изменяющуюся и нежелательную постоянную составляющую.
Однако этот эффект гистерезиса можно устранить, используя схему из подробных указаний по применению от Littelfuse, показанную на рис. 6.4.4. Здесь конденсатор С1 полностью разряжается каждый раз, когда V S проходит через ноль.
Если заряд на верхней пластине C1 положительный, а точка X находится в нулевом напряжении, C1 разряжается до 0 В через D3 и R4. Если заряд на C1 отрицательный, когда X = 0 В, C1 будет разряжаться через D1 и R3. Когда точка X является положительной или отрицательной, C1 не может быть заряжен через D1 или D3, так как напряжения в нижней части R3 и R4 будут удерживаться в пределах +/-0,6 В от нуля из-за прямого проводящего напряжения любого из D2 (во время положительный полупериод) или D4 (во время отрицательного полупериода). Поэтому C1 всегда заряжается через R1 и R2.
Обратите внимание, что в практических схемах управления, использующих тиристоры, симисторы и диаки, большие напряжения переключаются очень быстро. Это может привести к серьезным радиочастотным помехам, и при проектировании схемы должны быть предприняты шаги, чтобы свести их к минимуму. Кроме того, поскольку в цепи присутствует сетевое (линейное) напряжение, должна быть какая-то форма безопасной изоляции между низковольтными компонентами управления (например, цепями диака и фазовращателя) и сетевыми «активными» компонентами, например.
симистор и нагрузка. Этого можно легко добиться путем «оптосоединения» низковольтной схемы управления с высоковольтной частью схемы управления мощностью и/или использования изолирующих компонентов, таких как специально разработанные импульсные трансформаторы, как описано в модуле SCR 6.2 9.0003
Запуск симистора чувствительного затвора
Рис. 6.4.5 Запуск симистора затвора чувствительного
Рис. Схема на рис. 6.4.5 демонстрирует низковольтное управление диммером путем срабатывания симистора чувствительного затвора SN6073A в квадрантах II и III. Контроль достигается практически на 180° как положительных, так и отрицательных полупериодов волны, как показано на видео Рис. 6.4.6. и осциллограммы цепи на рис. 6.4.7.
На рис. 6.4.5 используется вариация методов запуска по низкому напряжению, продемонстрированная для запуска SCR в тиристорном модуле 6.2, но на этот раз для управления чувствительным симистором затвора, который запускается аналоговой схемой низкого напряжения, содержащей транзисторный детектор пересечения нуля (Tr1).
), который выключается каждый раз, когда форма сигнала A падает близко к 0 В, создавая серию положительных импульсов на его коллекторе (форма сигнала B), совпадающих с точками пересечения нуля волны переменного тока. Затем эти импульсы инвертируются инвертирующим усилителем (Tr2) для создания отрицательных синхронизирующих импульсов (форма сигнала C), которые используются для запуска моностабильного устройства с переменной задержкой (таймер 555 IC1) для создания прямоугольных импульсов переменной ширины, имеющих ширину (и, следовательно, временную задержку) управляется VR1. Прямоугольные импульсы, создаваемые IC2, обрабатываются дифференциатором C5/R8 для создания узких положительных и отрицательных импульсов (форма волны D). Эти импульсы усиливаются усилителем тока (эмиттерным повторителем) Tr3, а нежелательная положительная часть сигнала удаляется D2. Результирующие отрицательные импульсы управляют симисторным затвором через разделительный импульсный трансформатор T2 (форма волны E).
Вся триггерная цепь питается от источника переменного тока 12 В, полученного от разделительного трансформатора Т1. Мостовой выпрямитель BR1 подает полуволну 100 Гц для детектора пересечения нуля и стабилизированное питание 5 В постоянного тока через D1 и IC1, что устраняет необходимость во втором низковольтном источнике постоянного тока. На рис. 6.4.7 также показаны формы выходных сигналов симистора при максимальной мощности (F) и минимальной мощности (G).
Рис. 6.4.7. Чувствительный затворный затворный тригринг и выходные сигналы
Верхняя часть страницы
Триаки управляемый твердотельный переключатель переменного тока с полуфиксацией средней и высокой мощности. В этой статье, состоящей из двух частей, объясняется его основная работа и показаны различные способы его использования. Большинство практических схем показывают два набора значений компонентов для использования с обычными бытовыми/коммерческими источниками переменного напряжения 50 Гц или 60 Гц с номинальным значением либо 240 В (как используется в большинстве стран Европы), либо (в скобках) 120 В (как используется в большинстве стран Европы).
США). В каждой конструкции пользователь должен использовать симистор с номиналами, соответствующими его или ее конкретному приложению.Основы симистора
| РИСУНОК 1. Символы симистора. |
| РИСУНОК 2. Простой выключатель питания переменного тока с резистивной (ламповой) нагрузкой. |
Симистор представляет собой твердотельный тиристор с тремя выводами (MT1, затвор и MT2), который использует альтернативные обозначения на рис. 1 и действует как пара тиристоров, соединенных инверсно параллельно и управляемых через один затвор. Терминал. Он может проводить ток в любом направлении между своими клеммами MT1 и MT2 и, таким образом, может использоваться для прямого управления питанием переменного тока. Он может запускаться как положительным, так и отрицательным током затвора, независимо от полярности тока MT2, и, таким образом, он имеет четыре возможных режима запуска или «квадранта», обозначенных следующим образом:
I+ Mode = ток MT2 +ve, ток затвора +ve
I- Mode = ток MT2 +ve, ток затвора -ve
III+ Mode = ток MT2 -ve, ток затвора +ve
III+ Mode = ток MT2 -ve, gate current -ve
Чувствительность триггерного тока наибольшая, когда MT2 и вентильный токи имеют одинаковую полярность (либо оба положительные, либо оба отрицательные), и обычно вдвое меньше, когда они имеют противоположную полярность.
На рис. 2 показан симистор, используемый в качестве простого выключателя питания переменного тока, управляющий резистивной ламповой нагрузкой; Предположим, что SW2 закрыт. Когда SW1 разомкнут, симистор действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, симистор запирается через R1 и самоблокируется вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на ламповую нагрузку. Симистор автоматически разблокируется в конце каждого полупериода переменного тока, когда мгновенное напряжение питания (и, следовательно, ток нагрузки) кратковременно падает до нуля.
В рис. 2 задача резистора R1 заключается в ограничении пикового мгновенного тока включения триака до безопасного значения; его сопротивление (вместе с сопротивлением нагрузки) должно быть больше, чем пиковое напряжение питания (примерно 350 В в цепи 240 В переменного тока, 175 В в цепи 120 В), деленное на номинальный пиковый ток затвора симистора (который обычно указывается в документации производителя симистора).
расширенные технические данные).
Обратите внимание на рис. 2 (и в большинстве других симисторных схем, показанных в этой мини-серии), что — из соображений безопасности — нагрузка подключается последовательно с нейтральной линией (N) источника переменного тока, а главное вкл./выкл. переключатель SW2 может изолировать всю цепь от действующей (L) линии.
Эффект скорости симистора
| РИСУНОК 3. Простой выключатель питания переменного тока с индуктивной нагрузкой и демпфирующей цепью C1-R2 для подавления эффекта скорости. |
Большинство симисторов, как и SCR, подвержены проблемам «скорости-эффекта». Между основными выводами и затвором симистора неизбежно существуют внутренние емкости, и если на одном из основных выводов появляется резко возрастающее напряжение, оно может — если его скорость нарастания превышает номинальную dV/dt симистора — вызвать достаточный прорыв к гейт, чтобы включить симистор.
Это нежелательное включение «эффекта скорости» может быть вызвано переходными процессами в линии питания; однако проблема особенно серьезна при управлении индуктивными нагрузками, такими как электродвигатели, в которых токи и напряжения нагрузки не совпадают по фазе, что приводит к внезапному появлению большого напряжения на основных клеммах каждый раз, когда симистор размыкается, когда ток на его основной клемме падает. почти до нуля в каждом рабочем полупериоде.
Проблемы, связанные с эффектом скорости, обычно можно решить, подключив R-C «снабберную» сеть между MT1 и MT2, чтобы ограничить скорость нарастания напряжения до безопасного значения, как показано (например) в схеме переключателя питания симистора в Рисунок 3 , где R2-C1 образуют демпферную сеть. Некоторые современные симисторы имеют повышенные характеристики dV/dt (обычно 750 В/мс) и практически не подвержены влиянию скорости; эти симисторы известны как «бесшумные» типы.
Подавление радиопомех
РИСУНОК 4. Базовый диммер лампы переменного тока с подавлением радиопомех через C1-L1. |
Симистор можно использовать для управления переменной мощностью переменного тока с помощью метода «переключения с фазовой задержкой», при котором симистор срабатывает частично в течение каждого полупериода. При каждом включении симистора ток его нагрузки резко (за несколько микросекунд) переключается от нуля до значения, заданного его сопротивлением нагрузки и мгновенными значениями напряжения питания. В схемах с резистивной нагрузкой, таких как диммеры ламп, это действие переключения неизбежно генерирует импульс ВЧ-помех, который наименьший, когда симистор срабатывает вблизи точек пересечения нуля 0° и 180° осциллограммы линии питания (при которой переключатель токи включения минимальны), а максимальны при срабатывании устройства 90° после начала каждого полупериода (когда токи включения максимальны).
Импульсы РЧ-помех возникают с частотой, вдвое превышающей частоту сети, и могут быть очень раздражающими.
В диммерах ламп РЧ-помехи обычно можно устранить, установив на диммер простую сеть LC-фильтров, как показано на рис. 4 . Фильтр устанавливается рядом с симистором и значительно снижает скорость нарастания токов в сети переменного тока.
| РИСУНОК 5. Символ диака. |
Диаки и квадраки
Диак — двунаправленное триггерное устройство с двумя выводами; он может использоваться с напряжениями любой полярности и обычно используется в сочетании с симистором; На рис. 5 показан символ цепи. Основное действие диака таково, что при подключении к источнику напряжения через токоограничивающий нагрузочный резистор он действует как высокоимпедансный резистор до тех пор, пока приложенное напряжение не поднимется примерно до 35 В, после чего он срабатывает и действует как низкоимпедансный 30-вольтовый резистор.
стабилитрон, и 30 В вырабатывается на диаке, а остальные 5 В появляются на нагрузочном резисторе. Диак остается в этом состоянии до тех пор, пока его прямой ток не упадет ниже минимального удерживающего значения (это происходит, когда напряжение питания падает ниже значения «стабилитрона» 30 В), после чего диак снова отключается.
| РИСУНОК 6. Базовая схема диммера лампы с регулируемой фазовой задержкой. | Рисунок 7 . Символ квадрака. |
Диак чаще всего используется в качестве триггерного устройства в приложениях управления мощностью с фазным триаком, как в базовой схеме диммера лампы Рисунок 6 . Здесь в каждом полупериоде линии электропередачи сеть R1-RV1-C1 применяет вариант полупериода с переменной задержкой по фазе к затвору симистора через диак, и когда напряжение C1 возрастает до 35 В, диак срабатывает и подает триггерный импульс 5В (от С1) на затвор симистора, тем самым включая симистор и одновременно подавая питание на ламповую нагрузку и отключая привод от RC-цепи.
Таким образом, средняя мощность нагрузки (интегрированная за полный период полупериода) полностью изменяется от почти нуля до максимума через RV1.
На заре разработки симистора некоторые специализированные устройства производились со встроенным диодом последовательно с затвором симистора; такие устройства были известны как квадраки и использовали символ схемы Рисунок 7 . Quadrac не имели коммерческого успеха и сейчас устарели.
Варианты переключателя питания переменного тока
Самый простой тип переключателя питания симистора — это переключатель Рис. 2 , в котором симистор включается через R1, когда SW1 замкнут; Только 1 В или около того генерируется на симисторе, когда он включен, поэтому R1 и SW1 потребляют очень небольшую среднюю мощность; На рис. 3 показана та же цепь, оснащенная «снабберной» сетью. Есть много полезных вариантов этих основных схем. На рис. 8 , например, показана версия, которая может запускаться от источника постоянного тока переменного тока.
C1 заряжается (через R1-D1) до +10 В в каждом положительном полупериоде линии питания переменного тока, и этот заряд запускает симистор, когда SW1 замкнут. Обратите внимание, что R1 постоянно подвергается почти полному напряжению сети переменного тока и, следовательно, требует довольно высокой номинальной мощности, и что все части этой схемы находятся под напряжением, что затрудняет взаимодействие с внешней схемой управления.
| РИСУНОК 8. Выключатель питания переменного тока с запуском по постоянному току переменного тока. | РИСУНОК 9. Переключатель питания переменного тока с изолированным входом (с оптической развязкой), срабатывающий от постоянного тока. |
На рис. 9 показана вышеприведенная схема, модифицированная для обеспечения «изолированного» взаимодействия с внешней схемой управления.
SW1 просто заменяется транзистором Q2, который управляется со стороны фототранзистора оптрона. Светодиод соединителя питается от внешнего источника постоянного тока через R1, а симистор включается только при замыкании SW1; При желании SW1 можно заменить электронной коммутационной схемой.
| РИСУНОК 10. Выключатель питания переменного тока с изолированным входом, срабатывающий от переменного тока. | РИСУНОК 11. Переключатель питания переменного тока с запуском по постоянному току с помощью транзистора. |
На рис. 10 показан вариант, в котором симистор запускается по переменному току в каждом полупериоде через импеданс переменного тока C1-R1 и через встречно-параллельные стабилитроны ZD1-ZD2, а C1 рассеивает около нуля власть. Мостовой выпрямитель D1-D4 подключен к сети ZD1-ZD2-R2 и нагружен Q2.
Когда Q2 выключен, мост фактически открыт, и симистор открывается в каждом полупериоде, но когда Q2 включен, между ZD1-ZD2-R2 возникает почти короткое замыкание, и симистор отключается. Q2 управляется через оптопару от изолированной внешней цепи, а симистор включен, когда SW1 разомкнут, и выключен, когда SW1 замкнут.
| РИСУНОК 12. Выключатель питания переменного тока с изолированным входом и срабатыванием по постоянному току. |
На рисунках 11 и 12 показаны варианты, в которых симистор запускается с помощью трансформаторного источника питания постоянного тока и транзисторного ключа. В Рисунок 11 , Q2 и симистор оба включены, когда SW1 замкнут, и выключены, когда SW1 разомкнут. На практике SW1 можно заменить электронной схемой, позволяющей активировать симистор с помощью тепла, света, звука, времени и т.
д. Обратите внимание, однако, что вся эта схема находится под напряжением. На рис. 12 показана схема, модифицированная для работы с оптопарой, позволяющая активировать ее через полностью изолированную внешнюю схему.
Запуск UJT
Еще один способ получить полностью изолированное симисторное переключение — использовать схемы UJT на рисунках 13 и 14 , в которых UJT является старым типом 2N2646 или его современным аналогом. В этих схемах пусковое действие осуществляется через UJT-генератор Q2, который работает на частоте несколько кГц и подает выходные импульсы на затвор симистора через импульсный трансформатор T1, что обеспечивает желаемую «развязку». Из-за довольно высокой частоты колебаний UJT запускает симистор в течение нескольких градусов после начала каждого полупериода сети переменного тока, когда генератор активен.
РИСУНОК 13. Выключатель питания переменного тока с изолированным входом (с трансформаторной связью). | РИСУНОК 14. Выключатель питания переменного тока с изолированным входом. |
В Рис. 13 Q3 включен последовательно с основным времязадающим резистором UJT, поэтому UJT и симистор включаются только при замыкании SW1. В Рисунок 14 Q3 подключен параллельно основному времязадающему конденсатору UJT, поэтому UJT и симистор включаются только тогда, когда SW1 разомкнут.
| РИСУНОК 15. Типичная схема симистора с оптронной развязкой и рабочие характеристики. |
| Рис. 16. Управление маломощными лампами через оптронный симистор. |
Триаки с оптической развязкой
Затворы «голых» симисторов по своей природе фоточувствительны, и, таким образом, симисторы с оптической развязкой могут быть изготовлены путем монтажа «голых» симисторов и светодиода близко друг к другу в одном корпусе.
На рис. 15 показана схема и перечислены характеристики типичной шестиконтактной версии DIL такого устройства, в которой светодиод имеет максимальный номинальный ток 50 мА, симистор имеет максимальные номинальные значения 400 В и 100 мА среднеквадратичного значения (и номинальный ток 1,2 А для 10 мс), а весь пакет имеет номинальное напряжение изоляции 1,5 кВ и типичную чувствительность срабатывания по входному току 5 мА.
Триаки с оптопарой просты в использовании и обеспечивают превосходную электрическую изоляцию между входом и выходом. Вход используется как обычный светодиод, а выход как маломощный симистор. На рис. 16 показано устройство, используемое для активации лампы накаливания с питанием от сети переменного тока, которая должна иметь среднеквадратичное значение ниже 100 мА и номинальный пиковый пусковой ток ниже 1,2 А.
РИСУНОК 17. Управление большой мощностью через симисторный ведомый. | РИСУНОК 18. Приведение в действие индуктивной нагрузки. |
На рис. 17 показан симистор с оптронной развязкой, используемый для активации подчиненного симистора, тем самым приводя в действие нагрузку любой требуемой номинальной мощности. Эта схема подходит для использования только с неиндуктивными нагрузками, такими как лампы и нагревательные элементы. Его можно модифицировать для использования с индуктивными нагрузками, такими как электродвигатели, используя соединения, указанные в 9.0174 Рисунок 18 . Здесь цепь R2-C1-R3 обеспечивает определенный фазовый сдвиг в цепи затвора-привода симистора, чтобы обеспечить правильное срабатывание симистора, а R4-C2 образуют демпферную сеть для подавления эффектов скорости.
Синхронный силовой выключатель с «нулевым напряжением»
Синхронный силовой выключатель с «нулевым напряжением» (или «интегральный цикл») — это переключатель, в котором симистор постоянно включается сразу после начала каждого полупериода питания (т.
е. около точки нулевого напряжения сигнала), а затем снова автоматически выключается в конце, таким образом генерируя минимальные радиопомехи. В большинстве схем переключения мощности, показанных до сих пор в этой статье, симистор включается в произвольной точке своего начального полупериода включения, тем самым создавая потенциально высокий начальный всплеск радиопомех, но затем дает синхронное действие переключения при нулевом напряжении. на все последующие полупериоды.
Истинно синхронная схема с нулевым напряжением использует систему переключения Рисунок 19 , в которой симистор может открываться только вблизи начальной точки или точки «нулевого напряжения» каждого полупериода и, таким образом, создает минимальные радиопомехи. Эта система широко используется для включения/выключения сильноточных нагрузок, таких как электрические нагреватели и т. д.
РИСУНОК 19. Система синхронного переключения питания переменного тока с нулевым напряжением. | РИСУНОК 20. Синхронный выключатель питания переменного тока. |
На рис. 20 показан практичный синхронный выключатель питания переменного тока с нулевым напряжением; 10 В постоянного тока получают от переменного тока через R7-D1-ZD1 и C2 и переключают на затвор симистора через Q2, который управляется через SW1 и детектор «нулевого напряжения» Q3-Q4-Q5 и может подавать ток затвора только тогда, когда SW1 закрыт, а Q3 выключен.
| РИСУНОК. 21 Альтернативный вариант синхронного выключателя переменного тока. |
В детекторе нулевого напряжения транзисторы Q4 или Q5 включаются всякий раз, когда напряжение в сети переменного тока превышает или ниже нуля более чем на несколько вольт (задается RV1), тем самым активируя Q3 через резистор R5 и блокируя Q2.
