Poluprovodnički uređaj koji ima 5 p-n spojevi i sposoban da propušta struju u naprijed i natrag, naziva se trijak. Zbog nemogućnosti rada na visoke frekvencije naizmjenične struje, visoke osjetljivosti na elektromagnetne smetnje i značajnog stvaranja topline pri prebacivanju velikih opterećenja, trenutno se ne koriste široko u industrijskim instalacijama velike snage.
Tamo ih uspješno zamjenjuju sklopovi zasnovani na tiristorima i IGBT tranzistorima. Ali kompaktne dimenzije uređaja i njegova izdržljivost, u kombinaciji s niskom cijenom i jednostavnošću upravljačkog kruga, omogućili su im upotrebu u područjima gdje gore navedeni nedostaci nisu značajni.
Danas se triac krugovi mogu naći u mnogim kućanskim aparatima od fena za kosu do usisavača, ručnih električnih alata i električnih uređaja za grijanje - gdje god je potrebno glatko podešavanje moć.
Princip rada
Regulator snage na triaku radi kao elektronski ključ, povremeno se otvara i zatvara na frekvenciji koju je odredio kontrolni krug. Kada je otključan, trijak prolazi dio polutalasa mrežnog napona, što znači da potrošač prima samo dio nazivne snage.
Uradi sam
Danas raspon triac regulatora u prodaji nije baš velik. I, iako su cijene takvih uređaja niske, često ne zadovoljavaju zahtjeve potrošača. Iz tog razloga ćemo razmotriti nekoliko osnovnih krugova regulatora, njihovu namjenu i korištenu bazu elemenata.
Dijagram uređaja
Najjednostavnija verzija kruga, dizajnirana za rad s bilo kojim opterećenjem. Tradicionalno elektronske komponente, princip upravljanja je fazni impuls.
Glavne komponente:
- trijak VD4, 10 A, 400 V;
- dinistor VD3, prag otvaranja 32 V;
- potenciometar R2.
Struja koja teče kroz potenciometar R2 i otpor R3 puni kondenzator C1 sa svakim poluvalom. Kada napon na pločama kondenzatora dostigne 32 V, dinistor VD3 se otvara i C1 počinje da se prazni kroz R4 i VD3 do upravljačkog terminala trijaka VD4, koji se otvara kako bi struja mogla teći do opterećenja.
Trajanje otvaranja je regulisano selekcijom granični napon VD3 (konstantna vrijednost) i otpor R2. Snaga u opterećenju je direktno proporcionalna vrijednosti otpora potenciometra R2.
Dodatno kolo dioda VD1 i VD2 i otpora R1 je opciono i služi za nesmetano i precizno podešavanje izlazne snage. Struja koja teče kroz VD3 ograničena je otpornikom R4. Time se postiže trajanje impulsa potrebno za otvaranje VD4. Osigurač Pr.1 štiti strujni krug od struja kratkog spoja.
Posebnost kruga je da se dinistor otvara pod istim kutom u svakom poluvalu mrežnog napona. Kao rezultat toga, struja se ne ispravlja i postaje moguće spojiti induktivno opterećenje, na primjer transformator.
Triacs treba odabrati prema veličini opterećenja, na osnovu proračuna od 1 A = 200 W.
Korišteni elementi:
- Dinistor DB3;
- Triac TS106-10-4, VT136-600 ili drugi, potrebna snaga struje je 4-12A.
- Diode VD1, VD2 tip 1N4007;
- Otpori R1100 kOhm, R3 1 kOhm, R4 270 Ohm, R5 1,6 kOhm, potenciometar R2 100 kOhm;
- C1 0,47 µF (radni napon od 250 V).
Imajte na umu da je shema najčešća, sa manjim varijacijama. Na primjer, dinistor se može zamijeniti diodnim mostom ili se paralelno sa triakom može instalirati RC krug za suzbijanje smetnji.
Moderniji sklop je onaj koji upravlja trijakom iz mikrokontrolera - PIC, AVR ili drugih. Ovaj krug omogućava precizniju regulaciju napona i struje u krugu opterećenja, ali je i složeniji za implementaciju.
Krug regulatora snage triac Skupština
Regulator snage se mora sastaviti u sljedećem redoslijedu:
- Odredite parametre uređaja na kojem će raditi uređaj koji se razvija. Parametri uključuju: broj faza (1 ili 3), potrebu za preciznim podešavanjem izlazne snage, ulazni napon u voltima i nazivnu struju u amperima.
- Odaberite tip uređaja (analogni ili digitalni), odaberite elemente prema snazi opterećenja. Svoje rješenje možete provjeriti u nekom od programa za modeliranje električnih kola - Electronics Workbench, CircuitMaker ili njihovim online analogima EasyEDA, CircuitSims ili bilo kojem drugom po vašem izboru.
- Izračunajte rasipanje topline koristeći sljedeću formulu: pad napona na trijaku (oko 2 V) pomnožen nazivnom strujom u amperima. Točne vrijednosti pada napona u otvorenom stanju i nazivnog protoka struje naznačeni su u karakteristikama triaka. Dobijamo disipaciju snage u vatima. Odaberite radijator prema izračunatoj snazi.
- Kupite potrebne elektronske komponente, radijator i štampana ploča.
- Postavite kontaktne staze na ploču i pripremite mjesta za ugradnju elemenata. Omogućite montažu na ploču za triac i radijator.
- Montirajte elemente na ploču pomoću lemljenja. Ako nije moguće pripremiti tiskanu ploču, tada možete koristiti površinsku montažu za spajanje komponenti kratkim žicama. Tokom montaže Posebna pažnja obratite pažnju na polaritet povezivanja dioda i triaka. Ako na njima nema oznaka igle, onda postoje "lukovi".
- Provjerite sklopljeni krug multimetrom u režimu otpora. Dobiveni proizvod mora odgovarati originalnom dizajnu.
- Sigurno pričvrstite triac na radijator. Ne zaboravite postaviti izolacijsku zaptivku za prijenos topline između trijaka i radijatora. Vijak za pričvršćivanje je sigurno izoliran.
- Postavite sklopljeno kolo u plastičnoj kutiji.
- Zapamtite to na terminalima elemenata Prisutan je opasan napon.
- Okrenite potenciometar na minimum i izvršite probni rad. Izmjerite napon na izlazu regulatora multimetrom. Glatko okrećite dugme potenciometra kako biste pratili promjenu izlaznog napona.
- Ako je rezultat zadovoljavajući, onda možete spojiti opterećenje na izlaz regulatora. U suprotnom, potrebno je izvršiti podešavanja snage.
Triac strujni radijator Podešavanje snage
Kontrolom snage se upravlja potenciometrom, preko kojeg se kondenzator i strujni krug kondenzatora pune. Ako su parametri izlazne snage nezadovoljavajući, trebate odabrati vrijednost otpora u krugu pražnjenja i, ako je raspon podešavanja snage mali, vrijednost potenciometra.
- produžite vek lampe, podesite osvetljenje ili temperaturu lemilice Jednostavan i jeftin regulator koji koristi trijake će pomoći.
- odaberite tip kola i parametre komponente prema planiranom opterećenju.
- razradite to pažljivo rješenja kola.
- budite oprezni prilikom sastavljanja strujnog kola, obratite pažnju na polaritet poluvodičkih komponenti.
- ne zaboravite da električna struja postoji u svim elementima kola i smrtonosna je za ljude.
Tiristor je jedan od najmoćnijih poluvodičkih uređaja, zbog čega se često koristi u moćnim pretvaračima energije. Ali ima svoju specifičnu kontrolu: može se otvoriti strujnim impulsom, ali će se zatvoriti tek kada struja padne skoro na nulu (tačnije, ispod struje zadržavanja). Od toga se tiristori uglavnom koriste za prebacivanje naizmjenične struje.
Regulacija faznog napona
Postoji nekoliko načina za regulaciju naizmjeničnog napona tiristorima: možete proći ili inhibirati cijele poluperiode (ili periode) naizmjeničnog napona sa izlaza regulatora. I možete ga uključiti ne na početku poluciklusa mrežnog napona, već s određenim zakašnjenjem - "a". Za to vrijeme, napon na izlazu regulatora će biti nula, a snaga se neće prenositi na izlaz. U drugom dijelu poluciklusa tiristor će provoditi struju i ulazni napon će se pojaviti na izlazu regulatora.
Vrijeme kašnjenja se također često naziva ugao otvaranja tiristora, tako da će pri nultom kutu, gotovo sav napon sa ulaza otići na izlaz, samo će pad preko otvorenog tiristora biti izgubljen. Kako se kut povećava, tiristorski regulator napona će smanjiti izlazni napon.
Regulaciona karakteristika tiristorskog pretvarača kada radi na aktivnom opterećenju prikazana je na sljedećoj slici. Pod uglom od 90 električnih stepeni, izlaz će biti polovina ulaznog napona, a pod uglom od 180 električnih stepeni. izlazni stepeni će biti nula.
Na osnovu principa regulacije faznog napona moguće je konstruisati regulaciju, stabilizaciju, ali i meki start. Za nesmetan start, napon se mora postepeno povećavati od nule do maksimalne vrednosti. Stoga bi kut otvaranja tiristora trebao varirati od maksimalne vrijednosti do nule.
Krug tiristorskog regulatora napona
Tabela rejtinga elemenata
- C1 – 0,33 µF napon ne manji od 16V;
- R1, R2 – 10 kOhm 2W;
- R3 – 100 Ohm;
- R4 – varijabilni otpornik 33 kOhm;
- R5 – 3,3 kOhm;
- R6 – 4,3 kOhm;
- R7 – 4,7 kOhm;
- VD1 .. VD4 – D246A;
- VD5 – D814D;
- VS1 – KU202N;
- VT1 – KT361B;
- VT2 – KT315B.
Kolo je izgrađeno na domaćoj bazi elemenata, može se sastaviti od onih dijelova koje radio-amateri imaju 20-30 godina. Ako su tiristor VS1 i diode VD1-VD4 ugrađeni na odgovarajuće hladnjake, tada će tiristorski regulator napona moći isporučiti 10A na opterećenje, odnosno sa naponom od 220 V možemo regulisati napon na opterećenje od 2,2 kW.
Uređaj ima samo dvije komponente napajanja: diodni most i tiristor. Dizajnirani su za napon od 400V i struju od 10A. Diodni most pretvara naizmjenični napon u unipolarni pulsirajući, a faznu regulaciju poluciklusa vrši tiristor.
Parametarski stabilizator koji se sastoji od otpornika R1, R2 i zener diode VD5 ograničava napon koji se dovodi u upravljački sistem na 15 V. Povezivanje otpornika u seriju je neophodno da bi se povećao napon proboja i povećala disipacija snage.
Na samom početku poluciklusa naizmjeničnog napona, C1 se prazni, a na spojnoj tački R6 i R7 također postoji nulti napon. Postepeno, naponi u ove dvije točke počinju rasti i što je manji otpor otpornika R4, to će brže napon na emiteru VT1 nadmašiti napon na njegovoj bazi i otvoriti tranzistor.
Tranzistori VT1, VT2 čine tiristor male snage. Kada se na spoju baza-emiter VT1 pojavi napon veći od praga, tranzistor se otvara i otvara VT2. I VT2 otključava tiristor.
Predstavljeni krug je prilično jednostavan, može se prenijeti na modernu bazu elemenata. Također je moguće smanjiti snagu ili radni napon uz minimalne izmjene.
Članak opisuje kako radi tiristorski regulator snage, čiji će dijagram biti prikazan u nastavku
IN Svakodnevni život vrlo često postoji potreba da se reguliše snaga kućanskih aparata, na primjer, električni štednjaci, lemilice, bojleri i grijači, u transportu - brzina motora itd. Najjednostavniji dolazi u pomoć radioamaterski dizajn- regulator snage na tiristoru. Sastavljanje takvog uređaja neće biti teško, mogao bi postati prvi domaći uređaj, koji će obavljati funkciju podešavanja temperature vrha lemilice početnika radio-amatera. Vrijedi napomenuti da je spreman stanice za lemljenje s kontrolom temperature i drugim lijepim funkcijama, oni su za red veličine skuplji od običnog lemilice. Minimalni set dijelovi vam omogućavaju sastavljanje jednostavnog tiristorskog regulatora snage za viseću instalaciju.
Za informaciju, površinska montaža je metoda sastavljanja radio-elektronskih komponenti bez upotrebe tiskane ploče, a uz dobru vještinu omogućava brzo sastavljanje elektronskih uređaja srednje težine.
Možete naručiti i tiristorski regulator, a za one koji to žele sami shvatiti, u nastavku će biti prikazan dijagram i objašnjen princip rada.
Usput, ovo je jednofazni tiristorski regulator snage. Takav uređaj se može koristiti za kontrolu snage ili brzine. Međutim, prvo to moramo razumjeti jer će nam to omogućiti da shvatimo za koje opterećenje je bolje koristiti takav regulator.
Kako radi tiristor?
Tiristor je kontrolirani poluvodički uređaj koji može provoditi struju u jednom smjeru. Riječ "kontrolirano" korištena je s razlogom, jer uz njenu pomoć, za razliku od diode, koja također provodi struju samo na jedan pol, možete odabrati trenutak kada tiristor počinje provoditi struju. Tiristor ima tri izlaza:
- Anoda.
- Katoda.
- Kontrolna elektroda.
Da bi struja počela teći kroz tiristor, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: dio mora biti u strujnom kolu, a na kontrolnu elektrodu mora se primijeniti kratkotrajni impuls. Za razliku od tranzistora, kontrola tiristora ne zahtijeva zadržavanje upravljačkog signala. Nijanse se tu ne završavaju: tiristor se može zatvoriti samo prekidom struje u krugu ili generiranjem obrnutog napona anoda-katoda. To znači da je upotreba tiristora u istosmjernim kolima vrlo specifična i često nerazumna, ali u krugovima naizmjenične struje, na primjer u uređaju kao što je tiristorski regulator snage, kolo je konstruirano na način da je osiguran uvjet za zatvaranje . Svaki poluval će zatvoriti odgovarajući tiristor.
Najverovatnije, ne razumete sve? Ne očajavajte - u nastavku će biti detaljno opisan proces rada gotovog uređaja.
Područje primjene tiristorskih regulatora
U kojim krugovima je učinkovito koristiti tiristorski regulator snage? Krug vam omogućava da savršeno regulirate snagu uređaja za grijanje, odnosno utječete na aktivno opterećenje. Kada radite s visoko induktivnim opterećenjem, tiristori se jednostavno ne mogu zatvoriti, što može dovesti do kvara regulatora.
Da li je moguće imati motor?
Mislim da su mnogi čitaoci vidjeli ili koristili bušilice, kutne brusilice, koje se popularno nazivaju „brusilice“ i druge električne alate. Možda ste primijetili da broj okretaja ovisi o dubini pritiska na tipku okidača uređaja. Upravo u ovom elementu ugrađen je tiristorski regulator snage (čiji je dijagram prikazan ispod), uz pomoć kojeg se mijenja broj okretaja.
Bilješka! Tiristorski regulator ne može promijeniti brzinu asinhroni motori. Dakle, napon se regulira na komutatorskim motorima opremljenim sklopom četkica.
Šema jednog i dva tiristora
Tipični krug za sastavljanje tiristorskog regulatora snage vlastitim rukama prikazan je na donjoj slici.
Izlazni napon ovog kruga je od 15 do 215 volti; u slučaju korištenja naznačenih tiristora ugrađenih na hladnjake, snaga je oko 1 kW. Usput, prekidač s kontrolom svjetline napravljen je prema sličnoj shemi.
Ako ne trebate u potpunosti regulirati napon i samo želite izlaz od 110 do 220 volti, koristite ovaj dijagram koji prikazuje poluvalni tiristorski regulator snage.
Kako radi?
Informacije opisane u nastavku vrijede za većinu shema. Slovne oznake će se uzimati u skladu s prvim krugom tiristorskog regulatora
Tiristorski regulator snage, čiji se princip rada temelji na faznoj kontroli vrijednosti napona, također mijenja snagu. Ovaj princip da li je to u normalnim uslovima Opterećenje je izloženo naizmjeničnom naponu kućne mreže, mijenjajući se po sinusoidnom zakonu. Iznad, kada se opisuje princip rada tiristora, rečeno je da svaki tiristor radi u jednom smjeru, odnosno kontrolira svoj vlastiti poluval iz sinusnog vala. Šta to znači?
Ako povremeno priključite opterećenje pomoću tiristora u strogo određenom trenutku, vrijednost efektivnog napona će biti niža, jer će dio napona (efektivna vrijednost koja "pada" na opterećenje) biti manji od napona mreže. Ovaj fenomen ilustrovano na grafikonu.
Zasjenjeno područje je područje stresa koje je pod opterećenjem. Slovo "a" na horizontalnoj osi označava moment otvaranja tiristora. Kada se završi pozitivni poluval i počne period sa negativnim poluvalom, jedan od tiristora se zatvara, a u istom trenutku se otvara drugi tiristor.
Hajde da shvatimo kako radi naš specifični tiristorski regulator snage
Šema jedan
Unaprijed odredimo da će se umjesto riječi “pozitivno” i “negativno” koristiti “prvi” i “drugi” (polutalas).
Dakle, kada prvi poluval počne djelovati na naše kolo, kondenzatori C1 i C2 počinju se puniti. Njihova brzina punjenja je ograničena potenciometrom R5. ovaj element je promjenjiv i uz njegovu pomoć se podešava izlazni napon. Kada se na kondenzatoru C1 pojavi napon potreban za otvaranje dinistora VS3, dinistor se otvara i kroz njega teče struja uz pomoć koje će se otvoriti tiristor VS1. Trenutak sloma dinistora je tačka "a" na grafikonu prikazanom u prethodni odeljakčlanci. Kada vrijednost napona prođe kroz nulu i krug je ispod drugog polutalasa, tiristor VS1 se zatvara, a proces se ponovo ponavlja, samo za drugi dinistor, tiristor i kondenzator. Za kontrolu se koriste otpornici R3 i R3, a za termičku stabilizaciju kola R1 i R2.
Princip rada drugog kruga je sličan, ali kontrolira samo jedan od poluvalova naizmjeničnog napona. Sada, znajući princip rada i krug, možete sastaviti ili popraviti tiristorski regulator snage vlastitim rukama.
Korištenje regulatora u svakodnevnom životu i sigurnosne mjere
Mora se reći da ovo kolo ne pruža galvansku izolaciju od mreže, tako da postoji opasnost od oštećenja strujni udar. To znači da ne smijete rukama dodirivati elemente regulatora. Mora se koristiti izolovano kućište. Dizajn svog uređaja treba da dizajnirate tako da ga, ako je moguće, možete sakriti u podesivi uređaj i pronaći slobodan prostor u kućištu. Ako se podesivi uređaj nalazi trajno, onda ga općenito ima smisla povezati preko prekidača s prigušivačem. Ovo rješenje će djelomično zaštititi od strujnog udara, eliminirati potrebu za pronalaženjem odgovarajućeg kućišta, a ima i atraktivan izgled izgled i proizvedeni industrijski.
Tako jednostavan, ali u isto vrijeme vrlo efikasan regulator može sastaviti gotovo svatko tko može držati lemilicu u rukama i čak malo čitati dijagrame. Pa, ova stranica će vam pomoći da ispunite svoju želju. Predstavljeni regulator vrlo glatko reguliše snagu bez prenapona ili padova.
Krug jednostavnog triac regulatora
Ovakav regulator se može koristiti za regulaciju rasvjete sa žaruljama sa žarnom niti, ali i sa LED lampama ako kupujete one s prigušivanjem. Lako je regulisati temperaturu lemilice. Možete kontinuirano podešavati grijanje, mijenjati brzinu rotacije elektromotora s namotanim rotorom i još mnogo toga gdje ima mjesta za tako korisnu stvar. Ako imate staru električnu bušilicu koja nema kontrolu brzine, onda ćete korištenjem ovog regulatora poboljšati tako korisnu stvar.Članak, uz pomoć fotografija, opisa i priloženog videa, vrlo detaljno opisuje cijeli proces proizvodnje, od prikupljanja dijelova do testiranja gotovog proizvoda.
Odmah ću reći da ako niste prijatelji sa svojim susjedima, onda ne morate skupljati lanac C3 - R4. (Šala) Služi za zaštitu od radio smetnji.
Svi dijelovi se mogu kupiti u Kini na Aliexpressu. Cijene su dva do deset puta niže nego u našim radnjama.
Za izradu ovog uređaja trebat će vam:
- R1 – otpornik cca 20 Kom, snaga 0,25 W;
- R2 – potenciometar približno 500 Kom, moguće je 300 Kom do 1 Mohm, ali je bolje 470 Kom;
- R3 - otpornik približno 3 Kom, 0,25 W;
- R4 - otpornik 200-300 Ohm, 0,5 W;
- C1 i C2 – kondenzatori 0,05 μF, 400 V;
- C3 – 0,1 μF, 400 V;
- DB3 – dinistor, koji se nalazi u svakoj štedljivoj lampi;
- BT139-600, reguliše struju od 18 A ili BT138-800, reguliše struju od 12 A - trijaci, ali možete uzeti bilo koji drugi, zavisno od toga kakvo opterećenje treba da regulišete. Dinistor se još naziva i dijak, trijak je trijak.
- Radijator za hlađenje se bira na osnovu planirane regulacione snage, ali što je više, to bolje. Bez radijatora ne možete regulisati više od 300 vati.
- Mogu se instalirati bilo koji terminalni blokovi;
- Koristite matičnu ploču kako želite, sve dok sve stane.
- Pa, bez uređaja je kao bez ruku. Ali bolje je koristiti naš lem. Iako je skuplji, mnogo je bolji. Nisam video nijedan dobar kineski lem.
Počnimo sa sastavljanjem regulatora
Prvo morate razmisliti o rasporedu dijelova kako biste ugradili što manje kratkospojnika i manje lemljivali, zatim vrlo pažljivo provjeravamo usklađenost sa dijagramom, a zatim lemimo sve spojeve.
Nakon što se uvjerite da nema grešaka i stavite proizvod u plastičnu kutiju, možete ga testirati tako što ćete ga povezati na mrežu.
1. Otpornik 4,7 kOhm mlt-0,5 (čak i 0,25 vati će biti dovoljno).
2. Varijabilni otpornik 500kOhm-1mOhm, sa 500kOhm će regulisati prilično glatko, ali samo u rasponu od 220V-120V. Sa 1 mOhm - regulirat će se čvršće, odnosno regulirat će s razmakom od 5-10 volti, ali raspon će se povećati, moguće je regulirati od 220 do 60 volti! Preporučljivo je instalirati otpornik s ugrađenim prekidačem (iako možete bez njega jednostavnim ugradnjom kratkospojnika).
3. Dinistor DB3. Možete dobiti jednu od ekonomičnih LSD lampi. (Može se zamijeniti domaćim KH102).
4. Dioda FR104 ili 1N4007, takve diode se nalaze u gotovo svakoj uvezenoj radio opremi.
5. Strujno efikasne LED diode.
6. Triac BT136-600B ili BT138-600.
7. Vijčani terminali. (možete bez njih jednostavnim lemljenjem žica na ploču).
8. Mali radijator (do 0,5 kW nije potreban).
9. Filmski kondenzator 400 volti, od 0,1 mikrofarada do 0,47 mikrofarada.
Krug regulatora AC napona:
Počnimo sa sastavljanjem uređaja. Prvo, gravirajmo i kalajmo ploču. Štampana ploča - njen crtež u LAY, nalazi se u arhivi. Kompaktnija verzija koju je predstavio prijatelj sergei - .
Zatim lemimo kondenzator. Na slici je kondenzator sa strane za kalajisanje, jer je moj primjer kondenzatora imao prekratke noge.
Lemimo dinistor. Dinistor nema polaritet, pa ga ubacujemo po želji. Lemimo diodu, otpornik, LED, kratkospojnik i vijčane stezaljke. To izgleda otprilike ovako:
I na kraju završna faza- stavljamo radijator na triac.
A evo i fotografije gotovog uređaja koji je već u kućištu.
