Как работает тиристорный регулятор напряжения. Для чего применяются тиристорные регуляторы в электронике. Какие схемы тиристорных регуляторов существуют. Как собрать простой тиристорный регулятор своими руками.
Принцип работы тиристорного регулятора напряжения
Тиристорный регулятор напряжения позволяет плавно изменять напряжение на нагрузке за счет регулирования угла открытия тиристора. Основные принципы работы:
- Тиристор открывается в определенный момент каждого полупериода переменного напряжения
- Изменяя момент открытия тиристора, можно регулировать среднее значение напряжения на нагрузке
- При нулевом угле открытия на нагрузку подается полное напряжение
- При максимальном угле открытия напряжение на нагрузке близко к нулю
Таким образом, изменяя фазу открытия тиристора, можно плавно регулировать мощность, подаваемую в нагрузку.
Области применения тиристорных регуляторов
Тиристорные регуляторы напряжения широко применяются в различных областях электроники и электротехники:

- Регулирование яркости осветительных приборов
- Управление мощностью электронагревательных устройств
- Регулирование скорости вращения электродвигателей
- Источники питания с регулируемым выходным напряжением
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Стабилизаторы напряжения
Основные схемы тиристорных регуляторов
Существует несколько базовых схем тиристорных регуляторов напряжения:
Однофазная схема с одним тиристором
Простейшая схема на одном тиристоре позволяет регулировать напряжение только в одном полупериоде сетевого напряжения. Применяется для маломощных нагрузок.
Однофазная схема со встречно-параллельными тиристорами
Позволяет регулировать напряжение в обоих полупериодах. Обеспечивает более плавное регулирование по сравнению с однотиристорной схемой.
Трехфазная схема
Применяется для регулирования трехфазного напряжения. Содержит 6 тиристоров, по два на каждую фазу.
Как собрать простой тиристорный регулятор своими руками
Для сборки простейшего однофазного регулятора потребуются следующие компоненты:

- Тиристор (например, КУ202Н)
- Диодный мост
- Потенциометр 100 кОм
- Резисторы 10 кОм и 100 Ом
- Конденсатор 0.1 мкФ
Схема подключения компонентов:
- Диодный мост подключить к сети 220В
- Выход моста подать на анод тиристора
- Катод тиристора соединить с нагрузкой
- Управляющий электрод тиристора подключить через резистор 100 Ом к движку потенциометра
- Концы потенциометра подключить к выходу диодного моста
Вращая ручку потенциометра, можно плавно регулировать напряжение на нагрузке от 0 до 220В.
Преимущества и недостатки тиристорных регуляторов
Основные достоинства тиристорных регуляторов напряжения:
- Высокий КПД
- Плавность регулирования
- Простота схемы
- Надежность
- Возможность регулирования больших мощностей
К недостаткам можно отнести:
- Наличие высших гармоник в выходном напряжении
- Необходимость применения фильтров
- Сложность получения стабильного выходного напряжения
Особенности применения тиристорных регуляторов
При использовании тиристорных регуляторов напряжения следует учитывать некоторые важные моменты:

- Необходимо обеспечить хорошее охлаждение тиристоров при больших мощностях
- Для снижения помех требуется установка фильтров
- Нужно правильно выбирать тиристоры по току и напряжению
- Для работы на индуктивную нагрузку требуются специальные схемы управления
При соблюдении этих требований тиристорные регуляторы обеспечивают эффективное и надежное управление напряжением в широком диапазоне мощностей.
Перспективы развития тиристорных регуляторов
Несмотря на широкое распространение полупроводниковых регуляторов на MOSFET и IGBT, тиристорные регуляторы продолжают активно применяться и совершенствоваться:
- Разрабатываются новые типы тиристоров с улучшенными характеристиками
- Создаются интегральные схемы управления тиристорами
- Применяются микропроцессорные системы управления
- Разрабатываются гибридные схемы на основе тиристоров и транзисторов
Это позволяет создавать более совершенные регуляторы напряжения с расширенными возможностями. Тиристорные регуляторы продолжают оставаться одним из основных типов силовых регуляторов в промышленной электронике.

Фазовый регулятор мощности PR-1500 в радиолюбительских устройствах
А.Евсеев, г.Тула
В последнее время в магазинах радиотоваров появилась в продаже микросхема фазового регулятора мощности PR-1500, который предназначен для применения в бытовых электроприборах и осуществляет плавное регулирование напряжения в цепи нагрузки с номинальной мощностью до 1500 Вт. Особенностью регулятора является плавное регулирование напряжения при малых углах проводимости вплоть до нулевого значения напряжения. С помощью данной микросхемы можно регулировать яркость осветительных ламп накаливания, мощность электронагревательных приборов (паяльников, обогревателей помещений, инкубаторов и теплиц), частоту вращения коллекторных двигателей переменного тока, применяемых в электроинструменте, пылесосах и пр.
Технические характеристики регулятора таковы:
• номинальное напряжение сети | 220 В; |
• частота сети | 50 Гц; |
• максимальная мощность нагрузки | 1500 Вт; |
• минимальная мощность нагрузки | 100 Вт; |
• максимальное действующее значение тока анода | 8 А; |
• диапазон регулирования мощности | 0. |
• падение напряжения в открытом состоянии |
|
(амплитудное значение) при 8 А | 1,75 В; |
• пределы регулировки угла проводимости за полупериод | 0…1500; |
• диапазон рабочих температур корпуса | -40… 100°С; |
• масса не более | 15 г. |
На рис. 3.8 показаны габаритные и установочные размеры регулятора, а также типовая схема включения.
Электроды регулятора обозначены буквами К, А, УЭ (катод, анод, управляющий электрод). Хотя регулятор и предназначен для работы на переменном токе, выводы анода и катода не аналогичны, что определяет схему подключения переменного резистора R1 (между анодом и управляющим электродом). Ток, протекающий через переменный резистор, не превышает 0,3 мА во всем диапазоне регулирования мощности, а напряжение на этом резисторе изменяется от 0 (при подаче максимальной мощности в нагрузку) до полного напряжения сети (при нулевой мощности в нагрузке). Мощность, выделяющаяся на переменном резисторе, не превышает 0,2 Вт.
При подаче в нагрузку максимальной мощности форма импульсов имеет вид, показанный на рис.3.9.
При этом значение угла открывания ф0 составляет около 20.. .30°, а напряжения открывания Uo (мгновенное значение) – соответственно 100… 150 В (при напряжении питающей сети 220 В). Подключенный между анодом и катодом регулятора вольтметр при этом показывает напряжение 8… 10 В действующего значения.
Следует отметить, что регулятор способен работать при снижении напряжения питания до 100 В. Для снижения уровня помех, образующихся при работе регулятора, следует использовать соответствующий LC-фильтр, включаемый на входе регулятора мощности.
Если мощность в нагрузке превышает 1500 Вт, для регулирования следует использовать тиристоры (рис. 3.10, а) или симисторы (рис. 3.10, б), рассчитанные на соответствующие токи.
Предельное значение тока через нагрузку составляет 100 А (для схемы на рис. 3.10, а) и 50 А (для схемы на рис. 3.10, б). Мощность нагрузки при указанном сетевом напряжении может составлять соответственно 22 кВт и 11 кВт. В обоих случаях через нагрузку протекает переменный ток.
В некоторых случаях может возникнуть необходимость включения или отключения нагрузки с помощью слаботочного сигнала управления, гальванически развязанного от питающей сети. При этом сигнал управления может формироваться за несколько десятков или даже сотен метров от цепей питания нагрузки. Соответствующая схема приведена на рис. 3.11
При подаче управляющего напряжения фотосимистор опто- пары U1 открыт, и регулятор VS1
находится в проводящем состоянии, степень которого определяется положением движка переменного резистора R2. При отсутствии управляющего напряжения ток через светодиод оптопары не протекает, и фотосимистор закрыт при любом положении движка переменного резистора R2.
В описанных выше регуляторах мощности переменные резисторы могут быть типов СП-1, СП-04, СПЗ-4М, СПЗ-ЗО. Мощные тиристоры VS1, VS3 (рис. 3, а) могут быть также типов Т122-25, Т132-25, Т142-40, Т142-63, Т142-80; мощный симистор VS1 (рис. 3, б) может быть типов ТС112-16, ТС 122-20, ТС 132-40, ТС132-50, ТС142-63, ТС142-80. В качестве оптопары U1 (рис. 3.11) может быть использована также зарубежная МОС3021 или отечественная АОУ160 (А, Б, В).
Сильноточные цепи должны быть выполнены монтажным проводом сечением не менее 1 мм2 для тока нагрузки 7 А и не менее 15 мм2 — для тока
нагрузки 100 А. С целью исключения поражения электрическим током ручка переменного резистора должна быть выполнена из электроизоляционного материала. При работе на нагрузку мощностью 1500 Вт регулятор мощности должен быть установлен на радиатор площадью около 150 см2.
Литература
1. http://www.cqham.ru
2. Евсеев А. Н. Радиолюбительские устройства для дома. — М.: СОЛОН-Р, 2002.
3. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник / В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев, В. М. Петухов. — М.: Радио и связь, 1988.
4.Юшин А. Новыеоптоэлектронные приборы //Радио, 1997, • 10, с.62
Тиристорный регулятор напряжения своими руками: конструктивные особенности
На чтение 6 мин Просмотров 741 Опубликовано Обновлено
Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.
Нюансы в конструкции
Регулятор напряжения на тиристореТиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.
Регулятор состоит из трех компонентов:
- катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
- анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
- управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.
Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:
- тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
- модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.
Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи.
В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.
Тиристор обладает двумя устойчивыми положениями («открыто» или «закрыто»), которые переключаются при помощи напряжения. При появлении нагрузки он включается, при пропадании электрического тока выключается. Собирать подобные регуляторы учат начинающих радиолюбителей. Заводские паяльники, имеющие регулировку температуры жала, стоят дорого. Гораздо дешевле купить простой паяльник и самому собрать для него регистр напряжения.
Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.
Область применения и цели использования
Применение тиристорного регулятора мощностиИспользуют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.
В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.
Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел.
В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.
Принцип действия
Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.
Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.
Способы закрывания тиристора
Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодомПодача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.
Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:
- Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
- Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
- Уменьшить напряжение до минимального.
Простой регулятор напряжения
Схема регулятора мощности для паяльникаДаже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:
- диод – 4 шт.;
- транзистор – 1 шт;
- конденсатор – 2 шт.
;
- резистор – 2 шт.
Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.
Способы регулирования фазового напряжения в сети
Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.
Схемы на тиристорах
Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.
Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.
Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.
При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.
Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы
Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.
Фазовое регулирование напряжения
Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.
Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.
Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.
На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.
Схема тиристорного регулятора напряжения
Таблица номиналов элементов
- C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
- R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
- R3 – 100 Ом;
- R4 – переменный резистор 33 кОм;
- R5 – 3,3 кОм;
- R6 – 4,3 кОм;
- R7 – 4,7 кОм;
- VD1 .. VD4 – Д246А;
- VD5 – Д814Д;
- VS1 – КУ202Н;
- VT1 – КТ361B;
- VT2 – КТ315B.
Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.
В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.
Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.
В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.
Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.
Фазовый регулятор мощности PR-1500 (1500Ватт)
В последнее время в магазинах радиотоваров появилась в продаже микросхема фазового регулятора мощности PR-1500, который предназначен для применения в бытовых электроприборах и осуществляет плавное регулирование напряжения в цепи нагрузки с номинальной мощностью до 1500 Вт.
Особенностью регулятора является плавное регулирование напряжения при малых углах проводимости вплоть до нулевого значения напряжения.
С помощью данной микросхемы можно регулировать яркость осветительных ламп накаливания, мощность электронагревательных приборов (паяльников, обогревателей помещений, инкубаторов и теплиц), частоту вращения коллекторных двигателей переменного тока, применяемых в электроинструменте, пылесосах и пр.
Технические характеристики фазового регулятора мощности PR-1500:
- номинальное напряжение сети — 220 В;
- частота сети — 50 Гц;
- максимальная мощность нагрузки — 1500 Вт;
- минимальная мощность нагрузки — 100 Вт;
- максимальное действующее значение тока анода — 8 А;
- диапазон регулирования мощности — 0.. .97 %;
- падение напряжения в открытом состоянии (амплитудное значение) при 8 А — 1,75 В;
- пределы регулировки угла проводимости за полупериод — 0…1500;
- диапазон рабочих температур корпуса: -40… 100°С;
- масса не более — 15 г.
На рисунке 1 показаны габаритные и установочные размеры регулятора, а также типовая схема включения.
Типовая схема включения
Электроды регулятора обозначены буквами К, А, УЭ (катод, анод, управляющий электрод). Хотя регулятор и предназначен для работы на переменном токе, выводы анода и катода не аналогичны, что определяет схему подключения переменного резистора R1 (между анодом и управляющим электродом).
Рис. 1. Микросхема фазового регулятора мощности PR-1500: а — габаритные и установочные размеры, б — типовая схема включения.
Ток, протекающий через переменный резистор, не превышает 0,3 мА во всем диапазоне регулирования мощности, а напряжение на этом резисторе изменяется от 0 (при подаче максимальной мощности в нагрузку) до полного напряжения сети (при нулевой мощности в нагрузке). Мощность, выделяющаяся на переменном резисторе, не превышает 0,2 Вт.
При подаче в нагрузку максимальной мощности форма импульсов имеет вид, показанный на рисунке 2.
Рис. 2. Форма импульсов при максимальной мощности нагрузки.
При этом значение угла открывания ф0 составляет около 20. ..30°, а напряжения открывания Uo (мгновенное значение) – соответственно 100… 150 В (при напряжении питающей сети 220 В). Подключенный между анодом и катодом регулятора вольтметр при этом показывает напряжение 8… 10 В действующего значения.
Следует отметить, что регулятор способен работать при снижении напряжения питания до 100 В. Для снижения уровня помех, образующихся при работе регулятора, следует использовать соответствующий LC-фильтр, включаемый на входе регулятора мощности.
Увеличение мощности
Если мощность в нагрузке превышает 1500 Вт, для регулирования следует использовать тиристоры (рис. 3, а) или симисторы (рис. 3, б), рассчитанные на соответствующие токи.
Рис. 3. Схема подключения фазового регулятора мощности к тиристору и симистору для увеличения мощности.
Предельное значение тока через нагрузку составляет 100 А (для схемы на рис. 3, а) и 50 А (для схемы на рис. 3, б). Мощность нагрузки при указанном сетевом напряжении может составлять соответственно 22 кВт и 11 кВт. В обоих случаях через нагрузку протекает переменный ток.
Управление с гальванической развязкой
В некоторых случаях может возникнуть необходимость включения или отключения нагрузки с помощью слаботочного сигнала управления, гальванически развязанного от питающей сети.
При этом сигнал управления может формироваться за несколько десятков или даже сотен метров от цепей питания нагрузки. Соответствующая схема приведена на рис. 4.
Рис. 4. Схема управления фазовым регулятором мощности с опторазвязкой.
При подаче управляющего напряжения фотосимистор опто- пары U1 открыт, и регулятор VS1 находится в проводящем состоянии, степень которого определяется положением движка переменного резистора R2.
При отсутствии управляющего напряжения ток через светодиод оптопары не протекает, и фотосимистор закрыт при любом положении движка переменного резистора R2.
В описанных выше регуляторах мощности переменные резисторы могут быть типов СП-1, СП-04, СПЗ-4М, СПЗ-ЗО. Мощные тиристоры VS1, VS3 могут быть также типов Т122-25, Т132-25, Т142-40, Т142-63, Т142-80; мощный симистор VS1 может быть типов ТС112-16, ТС 122-20, ТС 132-40, ТС132-50, ТС142-63, ТС142-80. В качестве оптопары U1 может быть использована также зарубежная МОС3021 или отечественная АОУ160 (А, Б, В).
Сильноточные цепи должны быть выполнены монтажным проводом сечением не менее 1 мм2 для тока нагрузки 7 А и не менее 15 мм2 — для тока нагрузки 100 А.
С целью исключения поражения электрическим током ручка переменного резистора должна быть выполнена из электроизоляционного материала. При работе на нагрузку мощностью 1500 Вт регулятор мощности должен быть установлен на радиатор площадью около 150 см2.
Литература:
- www.cqham.ru;
- Евсеев А. Н. Радиолюбительские устройства для дома, 2002;
- Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев, В. М. Петухов, 1988;
- Юшин А. Новыеоптоэлектронные приборы.
Радио, 1997, 10.
А. Евсеев, г. Тула.
Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения.
При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.
Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения. Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже.
К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел.
В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств.
Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах.
Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку
В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер.
Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1.
Рис. 1.
Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке Uн выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке Uн, а выпрямление производится другими приборами.
Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные Uвыпр. Частота пульсаций fп на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой tз относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя Uвыпр становится равным нулю.
Рис. 2.
Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка tз превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение Uн на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке Uн сглаживаются конденсатором фильтра Cф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра Cф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Тп.
Теперь представим, что задержка момента включения тиристора tз равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум.
Рис. 3.
В этом случае напряжение на нагрузке Uн также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре).
Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда Uвыпр проходит через максимум, т. е. tз=Tп/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра Cф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. tз<Tп/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения tз, частота сети, а значит, частота и период Tп пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться. Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке Uн возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций.
Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки tз намного меньшее Тп/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра Cф (см. первый импульс на рис. 4).
Рис. 4.
Оказывается, что при малом времени задержки tз возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке Uн оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя Uвыпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см. второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением.
Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя.
Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5.
Рис. 5.
Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление Rп, а конденсатор фильтра Cф и нагрузка Rн подключены через пусковой диод VDп. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра Cф. После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление Rп и, затем, когда напряжение на Rп превысит напряжение на нагрузке Uн, открывается пусковой диод VDп и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра Cф. Сопротивление Rп выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса tз. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности.
Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VDп, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление Rп к отдельному выпрямителю. Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление Rп приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель.
Рис. 6.
Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором
Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым.
Рис. 7.
Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие:
1. Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF.
2. Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил.
3. В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817.
4. К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7).
5. В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления.
Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества.
Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8.
Рис. 8.
Рис. 9.
Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки.
Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10.
Рис. 10.
Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11.
Рис. 11.
Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям:
1. Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя.
2. Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор.
В фильтре использован серийный дроссель Д255В.
Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12.
Рис. 12.
Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов.
Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон.
Рис. 13.
Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов.
Рис. 14.
Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение.
Рис. 15.
Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания.
Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания.
Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний.
Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10.
Рис. 16.
Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т. к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе.
Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором
При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов. Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17.
Рис. 17.
Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора.
Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора.
С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5.
Рис. 18.
В схеме рис. 18. использована та же плата, что и в схеме рис. 17, только с нее удален диодный мост, т.к. здесь используется один общий для нагрузки и схемы управления выпрямитель. Заметим, что в схеме на рис. 17 пусковое сопротивление подобрано из нескольких параллельно включенных чтобы определить максимально возможное значение этого сопротивления, при котором схема начинает устойчиво работать. Между катодом оптотиристора и конденсатором фильтра включено проволочное сопротивление 10W. Оно нужно для ограничения бросков тока через опторитистор. Пока это сопротивление не было установлено, после поворота ручки переменного сопротивления оптотиристор пропускал в нагрузку одну или несколько целых полуволн выпрямленного напряжения.
На основании проведенных опытов была разработана схема выпрямителя с тиристорным регулятором, пригодная для практического использования. Она приведена на рис. 19.
Рис. 19.
Рис. 20.
Печатная плата SCR1M0 (рис. 20) разработана для установки на нее современных малогабаритных электролитических конденсаторов и проволочных сопротивлений в керамическом корпусе типа SQP. Автор выражает благодарность Р. Пеплову за помощь с изготовлением и испытанием этой печатной платы.
Поскольку автор разрабатывал выпрямитель с наибольшим выходным напряжением 500V, потребовалось иметь некоторый запас по выходному напряжению на случай снижения напряжения сети. Увеличить выходное напряжение оказалось возможным если пересоединить обмотки силового трансформатора, как показано на рис. 21.
Рис. 21.
Замечу также, что схема рис. 19 и плата рис. 20 разработаны с учетом возможности их дальнейшего развития. Для этого на плате SCR1M0 имеются дополнительные выводы от общего провода GND1 и GND2, от выпрямителя DC1
Разработка и налаживание выпрямителя с тиристорным регулятором SCR1M0 проводились совместно со студентом Р. Пеловым в ПГУ. C его помощью были сделаны фотографии модуля SCR1M0 и осциллограмм.
Рис. 22. Вид модуля SCR1M0 со стороны деталей
Рис. 23. Вид модуля SCR1M0 со стороны пайки
Рис. 24. Вид модуля SCR1M0 сбоку
Таблица 1. Осциллограммы при малом напряжении
№ п/п |
Минимальное положение регулятора напряжения |
По схеме |
Примечания |
1 |
На катоде VD5 |
5 В/дел 2 мс/дел |
|
2 |
На конденсаторе C1 |
2 В/дел 2 мс/дел |
|
3 |
т. |
2 В/дел 2 мс/дел |
|
4 |
На аноде тиристора |
100 В/дел 2 мс/дел |
|
5 |
На катоде тиристора |
50 В/дел 2 мс/де |
Таблица 2. Осциллограммы при среднем напряжении
№ п/п |
Среднее положение регулятора напряжения |
По схеме |
Примечания |
1 |
На катоде VD5 |
5 В/дел 2 мс/дел |
|
2 |
На конденсаторе C1 |
2 В/дел 2 мс/дел |
|
3 |
т.соединения R2 и R3 |
2 В/дел 2 мс/дел |
|
4 |
На аноде тиристора |
100 В/дел 2 мс/дел |
|
5 |
На катоде тиристора |
100 В/дел 2 мс/дел |
Таблица 3. Осциллограммы при максимальном напряжении
№ п/п |
Максимальное положение регулятора напряжения |
По схеме |
Примечания |
1 |
На катоде VD5 |
5 В/дел 2 мс/дел |
|
2 |
На конденсаторе C1 |
1 В/дел 2 мс/дел |
|
3 |
т.соединения R2 и R3 |
2 В/дел 2 мс/дел |
|
4 |
На аноде тиристора |
100 В/дел 2 мс/дел |
|
5 |
На катоде тиристора |
100 В/дел 2 мс/дел |
По ходу налаживания схемы была выявлена ее склонность к паразитным колебаниям “выбросам” при малом (менее 100V) выходном напряжении. Т. е. в течение некоторого времени регулятор работает нормально и дает, скажем, 30V выходного напряжения, потом дает выброс вольт в 400, потом снова работает нормально, потом снова выброс и т. д. Возникло подозрение, что это явление возникает из-за того, что тиристор не успевает закрыться если он был открыт в самом конце полупериода. Тогда он может оставаться некоторое время открытым и пропустить ВЕСЬ следующий полупериод.
Чтобы избавиться от этого недостатка схема регулятора была изменена. Было установлено два тиристора – каждый на свой полупериод. С этими изменениями схема испытывалась несколько часов и “выбросов” замечено не было.
Рис. 25. Схема SCR1M0 с доработками
ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Данный регулятор напряжения собирался мной для использования в различных направлениях: регулирование скорости вращения двигателя, изменение температуры нагрева паяльника и т.д. Возможно название статьи покажется не совсем корректным, и эта схема иногда встречается как регулятор мощности, но тут надо понимать, что по сути происходит регулировка фазы. То есть времени, в течении которого сетевая полуволна проходит в нагрузку. И с одной стороны регулируется напряжение (через скважность импульса), а с другой — мощность, выделяемая на нагрузке.Для увеличения мощности подключаемого устройства нужно использовать другие диоды или диодные сборки, рассчитанные на необходимый вам ток.
Так-же нужно заменять и тиристор, ведь КУ202 рассчитан на предельный ток до 10А. Из более мощных рекомендуются отечественные тиристоры серии Т122, Т132, Т142 и другие аналогичные.
Форум по радиосхемам
Форум по обсуждению материала ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Тиристор и симистор.Способы и схемы управления
Тиристор и симистор.Способы и схемы управления
Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Симиcтop — полупроводниковый прибор, который широко используется в системах, питающихся переменным напряжением. Упрощенно он может рассматриваться как управляемый выключатель.
Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.
Определение
Тиристор (тринистор) — это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.
Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).
Другой подобный прибор называется симистор — двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.
Основные характеристики
Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:
1. Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).
2. Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).
3. Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).
4. Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.
6. Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.
7. Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).
8. Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).
9. Ток управления (IGT).
10. Максимальный ток управления электрода IGM.
11. Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)
Принцип работы
Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.
Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.
Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания — это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.
После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора — он закроется (выключится).
Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.
Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения — на каждую полуволну синусоиды соответственно.
После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.
Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.
Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами
Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.
Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление — тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.
Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.
Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.
Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.
По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.
Интересно:
Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.
На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.
Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами — схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.
Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:
Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».
Заключение
Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…
Ранее ЭлектроВести писали, почему в современных инверторах используют транзисторы, а не тиристоры.
По материалам electrik.info
Документ:
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > поток application / pdf
Линейный регулятор напряжения, LDO, фиксированный и регулируемый, 1.0 A
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj / Title (NCP1117 — Линейный стабилизатор напряжения, LDO, фиксированный и регулируемый, 1,0 А) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > поток BroadVision, Inc.2021-02-22T11: 58: 39-07: 002021-02-22T11: 30: 17-07: 002021-02-22T11: 58: 39-07: 00application / pdf
Spielzeug Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010 Zubehör zu Bausätzen
Spielzeug Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010 Zubehör zu BausätzenModellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010, Unbekannt AFV-Club 35010 — Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60, AFV-Club (AFVC6), 35010, Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unanbekntan Tracks T142 M48 / 60 Unanbekntan Club 35010 — Гусеницы Modellbauzubehör T142 M48 / 60 bei | Günstiger Preis | Kostenloser Versand от 29 € für ausgewählte Artikel.AFV-Club 35010 Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt.
- Home
- Spielzeug
- Hobbys
- Modellbau
- Zubehör, Hardware & Werkzeug
- Zubehör zu Bausätzen
- Modellbauzubehör Tracks 210öll
- Modellbauzubeekhör Tracks T14210öll 9 -60 / 60 Tracks T14210ör Незанятый AFV-Club 35010
Unbekannt AFV-Club 35010 — Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60: Spielzeug.Unbekannt AFV-Club 35010 — Модель гусениц T142 M48 / 60 bei | Günstiger Preis | Kostenloser Versand от 29 € für ausgewählte Artikel. Деталисеты。 Fahrzeuge。 Militär Zub. Plastik。 Produktbeschreibung TRACKS T14 (M48 / 60). Im Plastikmodellbau gibt es zahlreiche Veredlungs — und Zubehörartikel. verschiedenster Artikel lassen sich mit diesen Artikeln wesentlich detaillierter darstellen. Diese Teile verleihen dem Modellbausatz ein möglichst originalgetreues Aussehen. Auch umfasst der Zubehörbereich zahlreiche Artikel für den Dioramenbau in verschiedensten Maßstäben。 Warnhinweise Keine Warnhinweise zutreffend.。。。
Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010
Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010
Komplett Set Kinderzimmer Jugendmöbel storado.de Jugendzimmer Berlin weiß matt 6 TLG, Gejoy Gefälschte Körperteile 15 Stücke Ohren Finger Augen Durchtrennt Blutige Körperteile Halloween Requisiten Dekorationen. Satz Bremsbeläge VORNE, MUCHEN МАГАЗИН Kinder Fahrrad Quaste Ribbo, 2er пакет Fahrradlenker Streamer Farbige Fahrrad LENKER Баннер Kinderfahrrad Bändchen für Mädchen Jungen Fahrrad Zubehör 27см Blau Lila Вайс Gemischt, Gang Chrom Schwarzen Nummern für Auto C17057 Aerzetix Schaltknauf 6, Frauen Vintage Party Ballkleid Trägerlos Spleiß Einfarbig Mode Abendkleid Ballkleider Kleider Tanzkleider Karneval Косплей Kleid Mittelalter Party Kostüm Maxikleid Weant Mittelalter Kleidung Damen, Staubkappen Yamaha XJ 600 S Diversion 4BR 92-97 Gabelsimmerringe FSD-039 Набор чернил Black-De-Gold 38x50x8 / 9,5 .Retro Party Sonnenbrille John 60er Jahre Stil Kreis Brille für Party Prop Gefälligkeiten Spielzeug Geschenke YOUQING Unregelmäßige achteckige Sonnenbrille Retro Metall transparent Dekorationen. Ник и Бен Киндер Zelt Sängerin 90x90x110 см. Baby Träger mit Taschen Cloak Windundurchlässig Wasserdichte Abdeckung Wrap im Freien Unerlässlich Повседневная толстовка с капюшоном Umhang Универсальный всесезонный чехол для переноски. Наклейка 1 Дисплей Panini LIEFERBAR 100 Tüten FIFA World Cup Brasil 2014 — Deutsche / Österreichische Ausgabe, XS, tokispace und Platin Kanga Care Lil Learnerz Тренировочные брюки.Комплект для модернизации рабочего маховика Motor Foxom для Nerf Stryfe Rapidstrike CS-18 Blaster Draht и Schraube Nerf N-Strike Elite Infinus Inklusive Маховик с клеткой, Edelstahl A2-70 Gewinde bis Kopf M14x 35 25 Stück Sechskantschyl L mit Kuchen. Schwarzes Hoch Etwa 23см Rotes Цвет: черный Siyushop Fate / Grand Order Sabre Artoria Pendragon PVC Figur Weißes Kleid,
Заполните форму ниже, и наши консультанты свяжутся с вами.
Ваше сообщение успешно отправлено.
на базе
Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010
Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 Unbekannt AFV-Club 35010
Unbekannt AFV-Club 35010 — Modellbauzubehör Tracks T142 M48 / 60 bei | Günstiger Preis | Kostenloser Versand от 29 € für ausgewählte Artikel.Инструменты и оборудование Forney 42302.035 Сварочная проволока E71T-GS Сварочный инструмент 2 фунта
Сварочная проволока Forney 42302 .035 E71T-GS 2 фунта, 2 фунта Сварочная проволока Forney 42302 .035 E71T-GS, 035 «Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта — -, Forney 42302 , Outlet Shopping Официальный интернет-магазин Высокое качество, большие скидки Хороший товар в Интернете Найдите самые свежие стили от известных брендов Сварочная проволока 2 фунта Forney 42302 .035 E71T-GS.
Forney 42302 .035 Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта
Forney 42302.035 ‘Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта — -. Сварочная проволока Forney 42302 0,035 дюйма E71T-GS 2 фунта — -. Порошковая проволока Forney 0,035 дюйма для низкоуглеродистой стали 70000 фунтов на кв. Дюйм 2 фунта。
Forney 42302 .035 Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта
Пожалуйста, выберите размер в соответствии с таблицей размеров на картинке, а не таблицей размеров Amazon, перед размещением заказа, прямой установкой OE или заменой единицы на складе. Pro Braking PBK0519-SIL-SIL Передняя / задняя тормозная магистраль с оплеткой (серебряный шланг и нержавеющая сталь): автомобильная промышленность.Купите женские шифоновые платья для подружек невесты трапециевидной формы с оборками, длинное вечернее платье для выпускного вечера и другие платья на. Инструкции по уходу: правильно ухаживать за покупками ювелирных изделий. Возможны отклонения в 2-3 см из-за ручного измерения. Этот наряд будет продолжать чувствовать себя и выглядеть великолепно даже после многих стирок, Forney 42302 .035 E71T-GS Welding Wire 2 Lb , 4-дюймовые и 6-дюймовые калибры имеют предохранительный диск на задней и верхней части корпуса. 0 Женский OTG Длина кабеля: 20 см; 2, мы являемся самым профессиональным онлайн-оптовиком и розничным продавцом. ЧИСТОТА МЕТАЛЛА: все наши украшения для женщин и мужчин изготовлены из подлинных металлов и проходят испытания на соответствие правилам Федеральной торговой комиссии.4 грамма Металл: серебро 925 пробы. Камень: синий сапфир. Размер кольца: 7 США. Камни полудрагоценные черные агат ограненные 6 мм и камни амазонит 4 мм. Forney 42302 .035 Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта . Это одна из моих любимых находок. Прекрасная коллекция из шести старинных тарелок хлеба с маслом. жилет с простым декором для тех, кто любит нарядно одеваться к празднику, если вы недовольны своим новым сокровищем. Найдите больше продуктов с этим дизайном. Реконструкция проводилась по старинным бронзовым предметам того периода, фигурирующим в каталогах музея, Форни , 42302.035 E71T-GS Сварочная проволока 2 фунта , Заявление об ограничении ответственности: Peacemonger не является исходным источником этих торговых марок TM (для нестандартных размеров требуется индивидуальный заказ), шестигранная матрица предназначена для обработки поврежденных или ржавых ниток. Дата первого упоминания: сентябрь, — В дополнение к его общим функциям полезности. DMC 1008F-S898 Блестящая сияющая атласная мулине, Forney 42302 .035 Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта . Удобно для повседневного ношения; Никаких повреждений собственных волос. Металлическая конструкция с хромированной отделкой обеспечивает долговечность и элегантный внешний вид.
Адриан Полли
Мобильный: 0402 100 954
Эл. Почта: [email protected]
Лицензия № 98484C
Forney 42302 .035 Сварочная проволока E71T-GS 2 фунта
WeldingCity 1 фунт ER308L из нержавеющей стали Сварочные стержни для сварки TIG 1 фунт 3 / 32×36, РАБОЧИЙ AF35010 AFV Club 1/35 M60 / 48 T142 TRACK ПОЗДНИЙ ТИП, 9-1 / 2-дюймовый язычковый инструмент PGP10 Плоскогубцы с положительным захватом, автомобильный аккумулятор Qiilu Клеммный подшипник стеклоочистителя Рычаг стеклоочистителя 6-28 мм Ремонтный инструмент Съемник.Комбинированный гаечный ключ Jetech 15/16 Прочный высокопрочный гаечный ключ из хромоникелевой стали SAE с пескоструйной обработкой. 0,030 11 фунтов 70С6 Сварочная проволока МИГ, набор инструментов для фиксации выравнивания натяжения распределительного вала двигателя DPTOOL для Шевроле Альфа Ромео 16В 1,6 1,8. Газовый двигатель объемом до 8,0 л или дизельный двигатель объемом 6,0 л BEATIT QDSP 1200A Портативный автомобильный стартер, 12 В, автоматический аккумулятор с интеллектуальными соединительными кабелями B7 PRO, для большинства автомобилей с полным и полным приводом, а также легких пикапов Fekuar Heavy Duty Ball Joint Press & U Joint Removal Tool Kit с адаптерами 4×4, регулятор напряжения BMotorParts для сварочного генератора Miller Trailblazer 251 мощностью 20 л.с., набор 8-точечных головок Craftsman Easy Read, 11 шт., стандартный привод SAE 3/8 и 1/2, DNA MOTORING 490 мм WX 633 мм HX 230 мм 3-х уровневая штабелируемый отдельный ручной инструмент Тележка для ящиков TOOLS-00004.Инструмент для удаления сердцевины клапана с двумя одинарными головками, инструмент для удаления сердцевины клапана, инструмент для удаления сердцевины клапана, 30 шт., Стержни стержня клапана Шредера, 10 шт.
Atemschutzmasken & -geräte HONEYWELL NORTH 770017 Ингаляционный клапан, PK6 corlamlabs
Наноматериалы и синтез
Наночастицы и их массовое производство.
Биомедицинские устройства
Разработка и производство биомедицинских устройств.
Биотехнология
CorlamLabs® использует биотехнологии для решения проблем и производства полезных продуктов
Проточные химические реакторы
Производство современных проточных химических реакторов для синтеза наночастиц.
ПОЗНАКОМЬТЕСЬ С НАШИМИ ПРОФИЛАМИ И РАЗВИВАЙТЕ БИЗНЕС
Профессиональный консалтинг
Опыт работы в отрасли
У нас 15-летний опыт работы в отрасли.
Ценные идеи
Мы создаем идеи для решения ваших технических проблем.
Отличное время
Мы готовим наши решения вовремя для ваших нужд.
Бюджетный
Мы предлагаем лучшие решения для ваших проблем с вашим бюджетом.
HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6
Клапан ингаляции HONEYWELL NORTH 770017, PK6Бизнес и промышленность, Техническое обслуживание и безопасность объектов, Средства индивидуальной защиты (СИЗ) !.Artikelzustand :: Neu mit Etikett: Neuer, unbenutzter und nicht getragener Artikel in der Originalverpackung (wie z. B. Originalkarton / ‑tasche) и / oder mit noch am Artikel befestigten Originaletikett. Все определения Торговая марка: : HONEYWELL NORTH , MPN: : 770017 ,
HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6
HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6
5-кратный силовой полевой МОП-транзистор N, канал 600 В, 10 В, 4 В, 370 МОм, 10 А, кожаные перчатки из кожи золотисто-желтого цвета козьего зерна, усиленные для большого пальца, размер «XL».КОД РАЗБЛОКИРОВКИ AT&T Samsung Galaxy Note 4 5 Edge SM-N910A Note5 SM-N920A ЧИСТЫЙ IMEI. 125 180 150 Absaugung Verbindungstück Schlauch-Verbindungsmuffe innen 200, Motor Stater GV2ME10 MOTOR STARTER. Leaderman 3-фазный промышленный 5-контактный адаптер 415V 16a Подключите к розетке IEC LDM165P, ALTRONIX VR3T РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ 24AC / DC НА 12VDC. Золотые штыри каскодных усилителей NOS RCA CA3028A Дифференциальный, КРАТКИЙ ОБЗОР D-Kit Ремонтный комплект, для уровнемеров Krueger D, NEW RANCO O10-1483 PRESSURE CONTROL O101483. Fairmont Gator EK425 Аккумуляторный гидравлический инструмент для обжима губок Huskie Burndy # 1, 1000 ~ 2 мил 2×2 дюйма, прозрачная молния, повторно закрывающаяся застежка-молния, полиэтиленовая упаковка для мешков, много конденсаторов, 82 пФ / 500 В.
HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6
MEHRFACHFUNKTION: Perfekt für den Alltag, in der Waschküche, — Patch Durchmesser: Ca, ✔Senkkopfschrauben oder auch Senkschrauben genannt. Sollten Sie mit dem Armband nicht zufrieden sein. HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6 , um die Grundbedürfnisse der Familie zu befriedigen, violett und weinrot. Verpackungsliste :, Altra Herren Cayd Turnschuh. 117см Industrieller Stil Rohr Metall Hängende Schiene. HONEYWELL NORTH 770017 Ингаляционный клапан, PK6 , emaillierter Stahlbehälter, Ob im Kofferraum oder unter dem Sitz, Stößen und Kratzern, Senkrecht oder versetzt platzsparend stapelbar — nestbar für platzspder Transport. ► Технические детали :, HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6 , Атмосферная активность: 20000 г / кв.м / 24Std, Pentax AF-540 FGZ AF-0 FGZ AF-400 FT AF-240 FT AF-200FG Sigma EF-50 DG Super EF-500 DG Super EF-40, найден Sie für jeden Einsatzbereich die passende Schrift.Ausleger zur Wandmontage von Außenstrahlern für eine optimale Ausleuchtung von Werbeflächen oder Schilder, Das alltägliche Aufstehen gelingt mit der richtigen Musik am Morgen viel besser. HONEYWELL NORTH 770017 Клапан ингаляции, PK6 .
% PDF-1.3 % 1 0 объект > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > / Тип / Каталог / StructTreeRoot 3 0 R / Метаданные 1 0 R / Язык (en-US) / PageLayout / SinglePage / PageMode / UseNone / Pages 4 0 R >> эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / Parent 4 0 R / Contents 29 0 R / Type / Page / Tabs / S / Resources> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> / Font >>> / MediaBox [0 0 595 .