0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой регулятор мощности на тиристорах: краткое описание,схема и устройство

Простой регулятор мощности на тиристорах: краткое описание,схема и устройство

Регуляторы мощности на тиристорах – это самые распространенные конструкции, которые изготавливают радиолюбители. Прошли давно времена, когда монтаж аппаратуры производился паяльниками мощностью 80 Вт и больше. Современные элементы имеют малые габариты и их можно без особого труда спаять паяльником, мощность которого 40 Вт и даже меньше. Но вот проблема заключается в том, что такой инструмент часто перегревается, дымит и шипит. А тонкое жало, которым производятся все работы, очень быстро сгорает, покрывается слоем нагара. Производить пайку таким прибором становится очень сложно.

Для чего нужен регулятор мощности

Регулятор мощности паяльника на тиристоре позволяет установить пороговое значение температуры жала. Но четкой градуировки у прибора не будет, так как напряжение в сети может колебаться от 200 до 250 вольт. В некоторых случаях и вовсе оно снижается до критического значения в 170-180 В. Поэтому ориентироваться нужно на то, как ведет себя припой при касании его жалом. Канифоль должна дымиться и плавиться, но без выделения брызг и шипения. Пайка должна получаться блестящей и контурной.

Плата регулятора мощности

Приборы для регулировки мощности не нужны паяльным станциям – там уже имеются встроенные блоки термостабилизации, регуляторы нагрева и температуры, а также цифровая индикация всех параметров. Но стоимость паяльной станции очень высокая – самая простая обойдется в 3000 рублей. И если вы выполняете работы небольших объемов, можно использовать простой паяльник мощностью до 25 Вт и тиристорный регулятор. Конечно, качество пайки зависит от опыта мастера.

Принцип работы тиристоров

Тиристор – это четырехслойный полупроводниковый элемент структуры p-n-p-n. В цепях постоянного тока эти элементы не применяются, так как в таком случае его отключить становится очень сложно. Тиристоры применяются при разработке устройств, которые работают в цепях с высоким напряжением и током. И если тиристор будет работать при постоянном токе, то приходится идти на разные ухищрения.

Простой тиристорный регулятор

На схемах тиристор обозначается примерно так же, как и полупроводниковый диод. С единственным отличием – имеется еще управляющий вывод. По сути, тиристор может использоваться в выпрямителях, так как у него односторонняя проводимость. Но применить его в качестве выпрямительного устройства можно только в том случае, если на управляющий электрод подать положительное напряжение. В советской литературе тиристоры называли управляющими диодами. До тех пор, пока не будет подан импульс на управляющий вывод, элемент полностью закрыт. Причем во всех направлениях.

Подключение светодиода для индикации работы

Через тиристор к источнику питания 9 В подключается светодиод через ограничительный резистор. При помощи кнопки поступает напряжение от делителя, собранного на резисторах, к управляющему электроду тиристора. В этом случае элемент переходит в открытое состояние и пропускает ток, который поступает на светодиод.

Кнопка, используемая в схеме, не имеет фиксатора, но при ее отпускании светодиод все равно продолжит светиться. Следовательно, нажатие на кнопку дает импульс тока, который откроет переход тиристора и заставит загореться светодиод. Причем повторные нажатия не заставят светодиод погаснуть или изменить яркость свечения. Такую схему можно использовать в простом регуляторе мощности на тиристоре, чтобы сделать индикацию.

Читайте так же:
Zanussi духовой шкаф регулировка температуры

Небольшие нюансы

Тиристор исправен, если переход открывается путем нажатия на кнопку. Из такого состояния его смогут вывести только внешние факторы. Такой простой прибор можно использовать, например, для диагностики исправности элемента.

Но бывают и исключения. Например, при нажатии кнопки загорается светодиод, а после отпускания он тут же гаснет. В чем может быть проблема? Нет, все с силой нажатия нормально – от нее не зависит качество работы схемы. От длительности импульса тоже не зависит работа. Тогда от чего? Существует такая характеристика, как ток удержания – вполне возможно, что в цепи он меньше, нежели по паспорту у тиристора.

Собранный регулятор мощности

Для того чтобы все заработало, нужно просто вместо светодиода установить простую лампу накаливания. Стоит заметить, что ток удержания – это характеристика, которая имеет очень большой разброс. В некоторых случаях приходится осуществлять подбор тиристора для использования в конкретной схеме. У импортных элементов ток удержания имеет меньший разброс, поэтому их все чаще применяют в конструкциях.

Как можно закрыть переход тиристора?

Но вот проблема в том, что никаким способом закрыть элемент не получится. При помощи подачи напряжения на управляющий электрод можно только включить светодиод. Есть элементы запираемого типа. Но они в регуляторах мощности на тиристорах или выключателях не используются. Обычные тиристоры отключаются только в том случае, если перестанет протекать ток по участку анод-катод.

Самый простой способ – отключить батарейку (источник постоянного напряжения) от всей схемы. В этом случае тиристор закроется и светодиод потухнет. И если снова подключить батарейку к схеме, светодиод гореть не будет. Придется нажимать на кнопку для запуска всей схемы.

Второй способ закрытия тиристора

Проверка регулятора мощности паяльника

Еще один способ закрытия тиристора – это замыкание анода и катода. Но вот в регуляторах напряжения и мощности на тиристорах используется не светодиод, а достаточно мощная спираль. И тепловая инерция у нее довольно большая. При коммутации тиристора таким способом можно получить снижение мощности спирали (паяльника) на 50%. Аналогично происходит регулировка мощности в бытовых микроволновках.

Конструкция простого регулятора мощности

На рисунке приведена практическая схема регулятора мощности на тиристоре. Обратите внимание на то, что снижать мощность спирали до нуля не нужно, по этой причине можно осуществить регулировку только положительного полупериода напряжения сети. Отрицательный может через полупроводниковый диод поступать сразу на спираль паяльника. Это позволит снизить мощность вдвое.

Схема простейшего тиристорного регулятора

А вот положительный полупериод будет идти на тиристор, с помощью которого произойдет регулирование. Управление элементом очень простое – два резистора и конденсатор. Конденсатор заряжается, после чего от него поступает напряжение на управляющий электрод тиристора. В тот момент, когда напряжение на выводах конденсатора будет достаточно высоким, произойдет включение тиристора. И к нагрузке начнет протекать положительный полупериод сетевого напряжения. В это время происходит разряд конденсатора.

Читайте так же:
Как отрегулировать колесо в шкаф купе

При помощи переменного резистора, установленного в цепи питания конденсатора, производится регулировка скорости заряда. Отсюда можно уловить простую закономерность: чем быстрее произойдет заряд конденсатора, тем быстрее откроется переход тиристора. Следовательно, скорее в нагрузку уйдет положительная часть полупериода напряжения сети. Это свойство используется во всех без исключения регуляторах мощности на тиристорах, управляющие цепочки только имеют различные конструкции.

Сложные схемы регуляторов

Рассмотренная выше схема может использоваться для регулирования мощности паяльника. Но проблема заключается в том, что плавность регулировки никакая, могут происходить скачки, да и схема работает только с одним полупериодом. Чуть более сложная схема регулятора мощности на тиристоре КУ202Н или подобном может быть реализована с небольшим усложнением.

Несложный тиристорный регулятор для паяльника

А теперь рассмотрим более сложную конструкцию регулятора мощности на тиристоре. Своими руками ее собрать несложно, придется только найти нужные компоненты. В конструкции используется транзистор типа КТ117 – это разработка советских инженеров, у него две базы и один эмиттер, коллектора нет. Используется этот элемент только в схемах, где необходимо реализовать генерацию импульсов. Если нет возможности найти такой транзистор, его можно собрать из двух. Как и в прошлой конструкции, происходит регулирование только положительной полуволны, но более плавно. Переменным резистором регулируется скорость нарастания заряда на конденсаторе, который открывает тиристор.

А вот схема, в которой регулируется сразу два полупериода:

Сложная схема регулятора мощности

Это светорегулятор, напряжение, поступающее от сети, проходит через диодный мост и выпрямляется. Схема управления тиристором запитана от стабилитронов. Именно благодаря использованию мостового выпрямителя можно добиться регулировки обоих полупериодов сетевого напряжения.

Регулятор напряжения для тена от 1 до 6 кВт

регулятор напряжения своими руками

Регулятор напряжения в электрических цепях, служит для изменения мощности, подаваемой в нагрузку. С помощью регулятора напряжения можно управлять скоростью вращения электродвигателей, уровнем освещенности и нагревательными приборами такие как паяльник, электрическая плитка, тэн. В радиомагазинах можно купить готовое изделие но сделать регулятор напряжения своими руками не сложно.

В процессе самогоноварения выяснилось что на газу процес нагревания браги происходит достаточно долго (около 2-х часов) и к тому же, неудобно регулировать процесс дистилляции браги, газовой плиткой. В следствии чего возникла острая необходимость в модернизации самогонного(дистиллятного) аппарата, врезкой в него электрического нагревателя. Изначально задумывалось, что тен будет ставится мощностью 3 kW но в дальнейшем передумали и уменьшили до 2500 ватт. Далее нам понадобилась регулировка напряжения для управления процессом дисциляции, её мы решили изготовить своими руками, благо схем в общем доступе полно, они простые, минимум деталей и изготовление много времени не занимает.

Схема регулятора напряжения на 220 вольт

  • Рисунок 1. Схема.
Читайте так же:
Как отрегулировать алюминиевые распашные окна

Схема состоит из симистора, BTA41-800B по названию можно определить его параметры ток и напряжение. Например BTA это обозначение симистора, 41 это его ток в амперах и 800B это его напряжение. Симистор можна заменить на более слабый ток для этого нужно мощность вашего тена разделить на напряжение, например: 2 кВт разделить на напряжение в сети 220 вольт мы получим нужный нам ток 2000/220=9,1 Ампер. В этом случае мы можем использовать другой симистор BTA12-600B, но так как симистор будет работать практически на пределах своих возможностей, он будет греться и придется закрепить его на радиатор, в противном случае он может выйти из строя.

  • Рисунок 2. Схема с вольтметром.

Примечание.В схеме можно применять любой симистор не менее 600B и током в зависимости применяемого нагревательного элемента. В любом случае для облегчения работы симистора его следует разместить на радиаторе охлаждения. Дополнительно можно поставить вольтметр на выход схемы, чтобы видеть изменение напряжения наглядно и на вход поставить автомат на 16-25 ампер.

Детали для схемы:

1.Симистор выбираем от нагрузки но можете как в моем случае чем больше тем лучше BTA8-600b, BTA12-600b, BTA16-600b, BTA20-600b, BTA24-600b, BTA25-600b, BTA26-600b, BTA40-600b, BTA41-600b.

2.Потенциометр можно ставить в пределах от 470 кОм до 1 мегаом (МОм). Советую ставить потенциометр на 1 МОм так как у него больше диапазон регулировки, можно регулировать фактически до нуля. В начале я собрал схему с потенциометром на 500 кОм и в дальнейшем перепаивал на 1 мОм.

3.Динистор DB3 у него нет полярности припаиваем как хотим.

4.Резистор 10 кОм.

5.Конденсатор керамический 0,1 мкФ.

Изготовление схемы

  • Рисунок 3. Схема в моем исполнение.

Для изготовления схемы нам понадобится в первую очередь паяльник, припой и канифоль и радио детали которые без труда можно приобрести в любом радио-магазине. Пожалуйста, уделяйте пристальное внимание, есть риск поражения электрическим током (как и во всем электрическом).

И так, для начала берем печатную плату и на ней располагаем компактно все детали после чего спаиваем все по схеме. Останется прикрепить симистор на радиатор. Я взял радиатор из старого блока питания телевизора. И останется самое сложное найти корпус и разместить схему в нем. На собирание схемы по времени у меня ушло буквально 15 минут.

  • Рисунок 4. Схема регулятора мощности в моем исполнение.

Примечание. Эта схема часто встречается в пылесосах, китайских точильных станках.

  • Рисунок 5. Регулировка с пылесоса.

Как происходит процесс регулировки напряжения в дистилляторном аппарате.

На начальном этапе нагреватель включаем на полную мощность. После достижения температуры (78,8) градусов, что соответствует точки кипения этилового спирта, мощность нагревателя уменьшаем. Опытным путем меняя положения регулятора, нужно добиться того, чтобы весь выделяющийся пар конденсировался системой охлаждения. Это поможет избежать лишних потерь спирта и в то же время при правильно подобранной мощности позволит сократить время производства до возможного минимума.

Читайте так же:
Как отрегулировать пластиковое окно прижим со стороны петли

ШИМ + тиристор на постоянном токе

Всем двс. Нужно сделать регулировку по току для зарядного/блока питания. Я решил использовать ne555 в связке с тиристором. В proteus работает, только он не закрывается. Если поставить на вторичку вместо диода, то думаю заработает и для заряда пойдет, но там же помехи будут не хилые. Как быть? Нужно, чтобы при отсутствии упр. импульсов был заперт. Сейчас хоть закрутись потенциометром, частота меняется и ничего больше. Полевые транзисторы уже предлагали, но нету, а напряжение может быть под 30в и больше если все получится.

А схема где, которая в протеусе работает?

Схема должна питаться выпрямленным напряжением БЕЗ фильтра (конденсатора), иначе тиристор не закроется.

Транзистор поставить параллельно тиристору и в момент, когда надо, закрыть тиристор, кратковременно открыть транзистор, после снять с него напряжение. Тиристор закрыт.

Ну а смысл тогда весь теряется, не?

Это единственный способ поправить вашу схему для работы на постоянном напряжении, при условии, что тиристор успеет открыться и получится его закрыть на вашей частоте.
Смысл чего?
Частота какая?
Напряжение с чего берем?
Вы пишите о помехах, помехи кому от вашего девайса?
Заряжать/питать что собрались?
Вы пишите 30В и более, максимальное напряжение питания 555 номинал 15В, максимум 18…

Да, похоже на то. Далее по пунктам.
1. Смысл применения тиристора.
2. Частота, она изменяется, т. к. нужна регулировка.
3. Напряжение на таймер — отдельно со стабилизатора или как минимум с выпрямителя нормального после транса.
4, 5. Помехи — нагрузке, мало ли что приспичит подключить (магнитолы/жесткие диски например, как довольно требовательное к качеству питания, простейшее — лампочка конечно) . Заряжать акумы различные, автомобильные разные в т. ч.
6. Я ж не буду 15-18 и тем более 30 в загонять на 555 сразу, не совсем идиот (можно поспорить конечно но не в данном случае).

Теперь понятно, Вы хотите универсальное, из говна и палок, к сожалению, так не бывает.
Тиристоры не для этих задач.
Тиристоры для фазоимпульсного управления, частота постоянна, а меняется начальный угол открытия. Для шима тиристоры не годятся. Для автомобильного аккумулятора сделайте, по той схеме, как вам дали. Рекомендуется вам подтянуть матчасть, тогда таких тем не будет.
Интересно, что рисует протеус, когда вы рвете ток через индуктивность?

Уже понял, что тиристор не подходит сюда, если только как вы говорите. Схему все равно свою городить итоговую, что-нибудь скомпануем.

Симисторный регулятор мощности

Простой регулятор мощности до 100Вт можно сделать всего из нескольких деталей. Его можно приспособить для регулирования температуры жала паяльника, яркости настольной лампы, скорости вентилятора и т.п. Регулятор на тиристоре получается по размерам сильно большой и конструктивно имеет недочеты и большую схему. Регулятор мощности на импортном малогабаритном симисторе mac97a (600В; 0,6А) можно коммутировать и более мощные нагрузки, простая схема, плавная регулировка, маленькие габариты.

Читайте так же:
Регулировка регулятора давления воды в квартире регулировка

Если у тиристора есть анод и катод, то электроды у симистора так охарактеризовать нельзя, потому что каждый электрод является и анодом и катодом одновременно. В отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении, симистор способен проводить ток в двух направлениях. Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.

Простой регулятор мощности для паяльника (лампы) на MAC97A

Как раз простой схемой, характеризующей принцип работы симистора служит наш электронный регулятор мощности.

Простой регулятор мощности для паяльника (лампы) на MAC97A

После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора поменяет полярность он закроется. Потом процесс повторяется.

Простой регулятор мощности для паяльника (лампы) на MAC97A

Чем больше уровень управляющего напряжения тем быстрее включится симистор и длительность импульса на нагрузке будет больше. При уменьшении управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке будет меньше. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса.

В данном случае изменяя управляющее напряжение мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру жала паяльника, а также скорость вентилятора.

Принципиальная схема регулятора на симисторе MAC97A6

Простой регулятор мощности для паяльника (лампы) на MAC97A

Описание работы регулятора мощности на симисторе

При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С заряжается через цепочку сопротивлений R1, R2, когда напряжение на С становится равным напряжению открывания динистора VD1 происходит пробой и разрядка конденсатора через управляющий электрод VS1 .

Динистор DB3 является двунаправленным диодом (триггер-диод), который специально создан для управления симистором или тиристором. В основном своем состоянии динистор DB3 не проводит через себя ток (не считая незначительный ток утечки) до тех пор, пока к нему не будет приложено напряжение пробоя.

Симисторный регулятор мощности

В этот момент динистор переходит в режим лавинного пробоя и у него проявляется свойство отрицательного сопротивления. В результате этого на динисторе DB3 происходит падение напряжения в районе 5 вольт, и он начинает пропускать через себя ток, достаточный для открытия симистора или тиристора.

Симисторный регулятор мощностиСимисторный регулятор мощности

Диаграмма вольт-амперной характеристики (ВАХ) динистора DB3 изображена на рисунке:

Симисторный регулятор мощности

Поскольку данный вид полупроводника является симметричным динистором (оба его вывода являются анодами), то нет разницы, как его подключать.

Характеристики динистора DB3

Симисторный регулятор мощности

Кому нужно регулировать нагрузку более 100Вт, ниже представлена похожая схема более мощного регулятора на симисторе ВТ136-600.

Принципиальная схема регулятора на симисторе BT136-600

Симисторный регулятор мощности

Приведенная схема регулятора мощности на симисторе рассчитана на достаточно большой ток нагрузки.

Симисторный регулятор мощности

Если у Вас нет необходимых деталей и платы для сборки регулятора мощности на симисторе MAC97A6, Вы можете купить полный набор для его сборки в нашем магазине.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector