Простой регулятор мощности на тиристоре ку202н — Ваша техника
Здравствуйте, уважаемые хабровчане!
Данный пост посвящен созданию устройства для регулировки мощности бытовых приборов (лампочки, паяльники, обогреватели, электроплитки). Конструкция устройства очень простая, количество элементов минимальное, его способен собрать даже начинающий. Без радиаторов мощность нагрузки до 1 кВт, с использованием радиаторов можно увеличить до 1,5 кВт. Мной устройство было собрано за один вечер. Ниже видео, демонстрирующее работу.
Подробности:
Девайс был размещен в корпусе от старого CD-ROM-а. Для передней и задней стороны корпуса необходимо вырезать пластмассовые стороны 4х14,5 см., и либо прикрутить либо приклеить к корпусу. Девайс в сборе выгладит так:
Перечень элементов, принципиальная схема и описание работы:
Нам понадобится:
- Тиристоры: КУ-202Н, М — 2 шт.
- Динисторы: КН-102А, Б — 2 шт
- Резисторы: Любые, R=220 Ом, мощностью 0,5 Вт
- Конденсаторы: 0,1 мкФ, 400 В — 2 шт.
- Любой переменный резистор сопротивлением 220 — 330 кОм (в случае с 220 кОм нижний предел регулировки будет выше чем 330 кОм)
- Провод с вилкой для подключения к сети и розетка для подключения нагрузки
- Для защиты можно добавить предохранитель
Принципиальная электрическая схема выглядит так:
Данный регулятор использует принцип фазового управления. Он основан на изменении момента включения тиристора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. На начало полу периода тиристор закрыт, ток через него не идет. Через некоторое время (в зависимости от текущего сопротивления переменного резистора) напряжение на конденсаторе достигает уровня необходимого для открытия динистора, он откр
Характеристики и схема включения тиристора КУ202Н
Тиристор КУ202Н принадлежит к группе триодных устройств со структурой p — n — p — n . Переходы созданы путем планарной-диффузии кремния. Тиристор предназначен для осуществления коммутации больших напряжений при помощи небольших уровней посредством дополнительного вывода. В зависимости от схемы включения он может открываться или закрываться, обеспечивая требуемые режимы работы устройства. Он применяется в системах блокировки, защиты, следящих приводах, дистанционно управляемых коммутационных системах, зарядных устройствах в качестве коммутатора или регулятора тока заряда.
Тиристор КУ 202Н купить можно еще во многих местах, потому что он является достаточно распространенным компонентом. Тем более его цена намного ниже, чем импортные аналоги. Также его можно найти во многих советских устройствах, начиная от блоков питания, заканчивая коммутационными приборами.
Конструкция
Конструктивно тиристор КУ202Н и вся серия выполнены в металлическом корпусе
При выполнении пайки силового вывода (К) необходимо соблюдать минимальное расстояние до стекла не менее 7 мм , так как высокой температурой его целостность может нарушиться. При выполнении подключения управляющего вывода (УЭ) следует выдержать расстояние до стекла не менее 3,5 мм по той же причине. При этом общее время удерживания паяльника не рекомендуется превышать более 3 с. Эффективная температура жала паяльного инструмента не должна превышать +260 градусов.
Особенности схемного подключения
Тиристор предназначен для коммутации напряжения в различных устройствах. Но при этом имеется стандартная схема его подключения, которую нарушать крайне не рекомендуется. Например, между катодом (вывод под пайку) и управляющим электродом необходимо подключить резистор в качестве шунтирующего компонента. Благодаря его присутствию управляющая цепь замыкается и обеспечивается насыщение перехода. Его сопротивление должно быть не более и не менее 51 Ом.
Если на аноде присутствует напряжение отрицательной полярности, то управляющий ток должен быть равен нулю. Иначе произойдет электрический пробой перехода, что приведет к неисправности всего устройства в целом. Дальнейшая его работа невозможна, как и обратное восстановление.
Технические параметры тиристора
Тиристор КУ202Н относится к группе высоковольтных устройств, предназначенных для работы при напряжении до 400 В с максимально допустимым прямым током в открытом состоянии не более 10 А. Всего в линейке имеется 12 моделей тиристоров с различными напряжениями в закрытом состоянии. Поэтому при выборе основным параметром является именно оно.
Для использования в цепях с напряжением от 300 и выше вольт предназначены тиристоры с буквенными обозначениями от К до Н. Что касается остальных параметров, то они остаются теми же. Довольно часто новички радиолюбители сталкиваются с такими проблемами, что приводит к дополнительным растратам.
Эти тиристоры довольно часто применяются в построении регуляторов мощности нагрузкой не более 2 кВт. Но крайне не рекомендуется его эксплуатировать в критических режимах. Следует пропускать через устройство ток не более 7-8 А, что будет обеспечивать наиболее эффективные и щадящие режимы.
Проверка тиристора
Многих интересует, тиристор КУ202Н как проверить и как правильно включить в устройстве для проверки его работоспособности. Дело в том, что довольно часто он оказывается неисправен по различным причинам. Притом дефекты встречаются и у новых изделий.
Проверить тиристор можно несколькими способами:
- Использовать специальное устройство, которое анализирует параметры всех переходов.
- Применить мегомметр для проверки состояния основного перехода в обоих направлениях. В обратном направлении должен прозваниваться как обычный диод, в прямом включении он закрыт, в идеальном состоянии его сопротивление должно быть равно бесконечности.
Второй способ применим только к серии устройств с буквенным индексом М и Н. При этом можно устанавливать напряжение прозвонки до 400 В. Устройства с буквами К и Л только до 300 В, Ж и И – до 200 В и так далее. Прежде чем проверять таким способом изделие, необходимо сверить его технические характеристики со справочной таблицей. Иначе можно повредить устройство, даже не использовав его по назначению.
Менее мощные тиристоры могут быть проверены обычным мультиметром в режиме прозвонки (значок диода и звукового сигнала). В обратном направлении он звонится как диод, в прямом – бесконечность.
Важно! При осуществлении проверки тиристора в режиме диода, необходимо УЭ объединить с А.
Проверка в режиме коммутации
Чтобы убедиться в работоспособности тиристора, достаточно собрать небольшую схему включения, состоящую из следующих компонентов:
- лампочки или светодиода с соответствующим резистором, если подключается к питанию 12В;
- источник малого напряжения, например, пальчиковая батарейка типа АА;
- несколько проводников и источник напряжения 12 В.
Для осуществления проверки выполняем следующие шаги:
- Подключаем нагрузку в цепь источник питания 12 В и А-К тиристора.
- Подаем отрицательное напряжение на выводы УЭ и А (+ батарейки должен подключаться к А) на мгновенье.
После чего лампочка или светодиод загорится. Чтобы он потух, необходимо отключить коммутируемую цепь или сменить полярность управляющего напряжения. Такой режим считается нормальным для работы и может применяться при любых постоянных напряжениях коммутации в разрешенных пределах. В случае с тиристором КУ202Н оно не должно превышать 400 В.
Аналоги КУ202Н
Как и любые другие устройства, отечественный тиристор КУ202 имеет зарубежный аналог, который по своим параметрам относится к той же категории компонентов. Зарубежные производители давно ушли от производства такого форм-фактора по мощности тиристоров в металлическом корпусе. На рынке будут доступны только элементы в корпусе транзистора ТО220. Поэтому в любом случае придется внести конструктивные изменения в плату и монтажное место в частности.
К зарубежным аналогам тиристора КУ202Н относятся устройства:
Параметры незначительно отличаются от вышеописанного компонента, и средний ток в том числе, равен 7,5 А. Также можно применить в схемах более новый российский элемент Т112-10. Он имеет также металлический корпус с резьбовым отводом, но его размеры будут несколько меньше.
Простые схемы управления КУ202Н
На тиристор КУ202Н схема управления достаточно простая. Первый вариант был описан в разделе проверки устройства. Она включала батарейку на 1,5 В, лампочку и источник питания 12 В. Но также существует масса других способов элементарного подключения тиристора. Рассмотрим самую простую схему на его базе.
Регулятор мощности
В схеме реализован принцип частотно-импульсного регулирования угла отпирания тиристоров за счет синхронизации с сетью. Такое управление является наиболее эффективным и надежным, так как тиристор работает в нормальных режимах без завышения своих возможностей.
В схеме имеется генератор, который формирует импульсы управления и сдвигает их относительно фронтов импульсов при переходе сетевого напряжения через ноль. Управляющая последовательность импульсов подается на УЭ и К. Напряжение в нагрузке выпрямляется при помощи двухполупериодного выпрямителя. Использование емкостей в схеме в качестве фильтров недопустимо, так как они будут нарушать главный принцип работы устройства. Такой регулятор мощности можно применить для управления температурой жала паяльника путем изменения напряжения его питания. Но если потребуется организоваться управления первичными цепями трансформатора, придется включить нагрузку перед диодным мостом. Ток регулирования должен быть не более 7,5 А.
Простое тиристорное зарядное устройство на КУ202 | РадиоДом
Устройство с электронным управлением зарядным током, выполнено на базе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности. Оно не содержит редкие радиокомпоненты, при заведомо рабочих деталях не требует налаживания. Зарядное устройство позволяет заряжать АКБ током от 0 до 10 ампер, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы и просто блока питания на все случаи жизни.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 С до + 35 С.
Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI…VD4.
Все радиокомпоненты устройства отечественные, но возможна их замена на аналогичные зарубежные.
Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 ампер. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохраннтель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 ампер либо автомобильный биметаллический на такой же ток.
Диоды VD1…VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 ампер и обратное напряжение не менее 50 вольт (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
Диоды выпрямителя и тиристор ставят на алюминиевые радиаторы, площадью охлаждения от 120 кв.см. Для улучшения теплового контакта устройств с радиаторами обязательно смазать теплопроводные пасты.
Тиристор КУ202В заменим на КУ202Г — КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально действует и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
В устройстве применен готовый сетевой понижающий трансформатор соответствующей мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 вольт.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке выше чем 18 вольт, резистор R5 желательно сменить другим, наибольшего сопротивления (к примеру, при 24 — 26 вольт сопротивление резистора соответственно увеличить до 200 Ом).
В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две однообразные обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше исполнить по обычной двуполупериодной схеме на 2-ух диодах.
При напряжении вторичной обмотки 28 х 36 вольт можно вообще отказаться от выпрямителя — его роль станет одновременно играть тиристор VS1 (выпрямление — однополупериодное). Для такового варианта блока питания нужно между резистором R5 и плюсовым проводом подключить разделительный диод КД105Б либо Д226 с любым буквенным индексом (катодом к резистору R5). Выбор тиристора в таковой схеме станет ограничен — подходят только те, которые дозволяют работу под обратным напряжением (к примеру, КУ202Е).
Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. 3 его вторичных обмотки необходимо соединить согласно последовательно, при этом они способны отдать ток до 8 ампер.
Простой регулятор мощности
На днях понадобился мне простой регулятор мощности, так как для демонтажа деталей из старых плат я использую советский 80 ваттный паяльник, и мне, в такую жару за окном, надоело, через десять минут его работы, обливаться потом, так как он разогревается до безумия, что деревянную ручку уже невозможно спокойно держать в руках.
Основными требованиями к схеме регулятора мощности было: легкость сборки и минимум доступных деталей, которые есть у каждого радиолюбителя в наличии. В итоге на просторах Интернета были найдены две вариации схемы из одного и того же набора деталей. Обе схемы регулятора мощности проверены и работают идентично.
В оригинальной схеме вместо диодного моста использовались 226е диоды, я же поставил диодный мост КЦ402Б. Тиристор можно использовать любой имеющийся, смотрите только его характеристики, так как от них зависит максимально допустимая нагрузка и рабочее напряжение. В одном таком регуляторе мощности я использовал тиристор КУ202Н, а в другом, более мощный, Т122-25-6. Конденсатор можно брать до 470мкФ, а переменный резистор 5-10кОм. Постоянный резистор должен быть минимум МЛТ-2, он ощутимо греется в процессе работы регулятора мощности. Так что если Вы используете корпус для данного устройства, обращайте внимание, чтобы резистор не касался пластиковые его частей.
Данный регулятор мощности можно использовать как приставку для разных целей и устройств. Например, он же является простым регулятором яркости светильника и т.д.
Страницы:
Тиристор КУ202Н — технические характеристики, схема включения, цоколевка
Технические характеристики кремниевова тиристора КУ202Н, говорят нам что он триодный, не запираемый, изготовлен по планарно-диффузионной технологии. Используется как переключающий элемент в схемах автоматики. Также применяется в управляемых выпрямителях.
Распиновка
Цоколевка КУ202Н выполнена в металлостеклянном корпусе. Он имеет один вывод под резьбу — анод и два вывода под пайку — катод и управляющий электрод. Анодный вывод сделан под гайку М6. Маркировка тиристора нанесена на корпус. Вес — не более 14 грамм.
Характеристики
Все его параметры можно разделить на два типа предельные и электрические. Давайте разберем их подробнее. Обратите внимание, что на указанных ниже предельных значениях устройство работать долгое время не может, это пиковые показатели которое он выдержит за очень маленький период.
Электрические параметры ку202н характеризуют работу тиристора в рабочих условиях. Ниже приведены их значения:
Аналоги
Зарубежными аналогами тиристора КУ202Н являются ВТХ32S100, h30T15CN, 1N4202. Зарубежные производители не выпускают устройств таких же геометрических размеров, что и КУ202Н, поэтому нужно будет изменить место под монтаж устройства. Следует также учитывать, что их параметры могут незначительно отличаться от рассматриваемого тиристора, например, средний ток может быть равен 7,5 А.
Кроме иностранных устройств можно использовать российский аналог — Т112-10. Как и КУ202Н он имеет металлический корпус и анодный выход под резьбу. Однако его размеры меньше, поэтому монтажное место все равно придется изменить.
Схема подключения
Существует стандартная схема включения ку202н которой нужно придерживаться. Согласно ей между катодом и управляющим электродом подключается шунтирующий резистор сопротивлением 51 Ом. Отклонение от номинального значения не должно превышать 5 %.
Чтобы тиристор не вышел из строя не допускается подача управляющего тока, если напряжение на аноде отрицательное. Это может привести к выходу из строя устройства без возможности восстановления.
Особенности монтажа
К катоду и управляющему электроду нельзя прилагать усилие, большее 0,98 Н. Во время крепления прибора к теплоотводу усилие затяжки не должно быть выше 2,45 Нм.
Нельзя паять катод на расстоянии ближе 7 мм. от стеклянного корпуса. Для управляющего электрода допустимое расстояние для пайки 3,5 мм. Температура паяльника не должна быть выше +2600С. Время пайки не более 3 с.
Проверка на исправность
Проверить тиристор ку202н на исправность можно мультиметром, начать ее следует с проверки n-p перехода между анодом и управляющим электродом. Он должен прозваниваться так же, как обычный диод, то есть при прямом подключении (положительное напряжение на управляющий электрод, а отрицательное на катод) сопротивление перехода должно быть небольшим, а при обратном подключении большим.
Для более детальной проверки требуется выполнить такие действия:
- Переключаем мультиметр в положение для измерения сопротивления до 2 кОм. На щупы прибора должно подаваться напряжение от источника питания.
- Теперь нужно подключить щупы мультиметра к аноду и катоду тиристора. При этом прибор должен показывать большое сопротивление, близкое к бесконечности.
- При помощи перемычки соединяем анод и управляющий электрод. Сопротивление между анодом и катодом, показываемое мультиметром, должно упасть.
- Разъединяем анод и управляющий электрод. Сопротивление должно вырасти.
Можно также проверить тиристор при помощи лампочки и блока питания постоянного тока. Лампочка должна быть рассчитана на то напряжение, которое выдает блок питания. Подключаем положительный полюс блока питания на анод, а отрицательный на катод проверяемого тиристора.
При помощи батарейки, или щупов мультиметра включенного в режиме омметра, подаем отпирающее напряжение на управляющий электрод. Для этого подключаем положительное напряжение к аноду, а отрицательное к управляющему электроду. Если тиристор исправен, лампочка должна зажечься.
Если убрать напряжение между анодом и управляющим электродом лампочка должна продолжать гореть.
Существует способ проверить тиристор ку202н, не выпаивая его из схемы. Для этого нужно:
- Отключите плату, на которой находится тиристор, от питания.
- Отключаем от схемы управляющий электрод.
- Один тестер, настроенный на измерение постоянного напряжения, подключаем к аноду и катоду тиристора.
- Второй мультиметр включаем между анодом и управляющим электродом.
- Первый тестер должен показывать небольшое напряжение (десятки милливольт).
Хотя он уже снят с производства, его еще можно купить в некоторых местах. Кроме того он присутствует во многих старых электронных приборах, из которых его при желании можно выпаять. Его DataSheet можно скачать здесь.
Простой регулятор температуры паяльника | Мастер-класс своими руками
Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.
Для сборки устройства потребуются:
-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В.
-тиристор КУ101Г.
-электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В.
-сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт.
-переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.
Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.
Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм. Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.
Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.
Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.
На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.
Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.
Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 — 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.
При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода). Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности.
Автор: Лаврентьев Сергей
[email protected]
управление тиристором | Электрознайка. Домашний Электромастер.
Тиристор в цепи переменного тока. Фазовый метод.
data-ad-client=»ca-pub-5076466341839286″
data-ad-slot=»7451033986″>
♦ Известно, что электрический ток в бытовой и промышленной сети изменяется по синусоидальному закону. Форма переменного электрического тока частотой 50 герц, представлена на рис 1 а).
За один период, цикл, напряжение меняет свое значение: 0 → (+Umax) → 0 → (-Umax) → 0.
Если представить себе простейший генератор переменного тока (рис 1 б) с одной парой полюсов, где получение синусоидального переменного тока определяет поворот рамки ротора за один оборот, то каждое положение ротора в определенное время периода соответствует определенной величине выходного напряжения.
Или, каждому значению величины синусоидального напряжения за период, соответствует определенный угол α поворота рамки. Фазовый угол α, это угол, определяющий значение периодически изменяющейся величины в данный момент времени.
В момент фазового угла:
- α = 0° напряжения U = 0;
- α = 90° напряжение U = +Umax;
- α=180° напряжение U = 0;
- α = 270° напряжение U = — Umax;
- α = 360° напряжение U = 0.
♦ Регулировка напряжения с помощью тиристора в цепях переменного тока как раз и использует эти особенности синусоидального переменного тока.
Как упоминалось ранее в статье «Что такое динистор и тиристор?» : тиристор, это полупроводниковый прибор, работающий по закону управляемого электрического вентиля. Он имеет два устойчивых состояния. В определенных условиях может иметь проводящее состояние (открыт) и непроводящее состояние (закрыт).
♦ Тиристор имеет катод, анод и управляющий электрод. С помощью управляющего электрода можно изменять электрическое состояние тиристора, то есть изменять электрические параметры вентиля.
Тиристор может пропускать электрический ток только в одном направлении — от анода к катоду (симистор пропускает ток в обоих направлениях).
Поэтому, для работы тиристора, переменный ток необходимо преобразовать (выпрямить с помощью диодного мостика) в пульсирующее напряжение положительной полярности с переходом напряжения через ноль, как на Рис 2.
♦ Способ управления тиристором сводится к тому, чтобы в момент времени t (во время действия полупериода Uс) через переход Уэ – К, прошел ток включения Iвкл тиристора.
С этого момента через тиристор идет основной ток катод — анод, до следующего перехода полупериода через ноль, когда тиристор закроется.
Ток включения Iвкл тиристора можно получить разными способами.
1. За счет тока протекающего через: +U – R1 – R2 – Уэ – K – -U (на схеме рис 3).
2. От отдельного узла формирования управляющих импульсов и подаче их между управляющим электродом и катодом.
♦ В первом случае ток управляющего электрода протекает через переход Уэ – К, постепенно увеличивается (нарастая вместе с напряжением Uс), пока не достигнет величины Iвкл. Тиристор откроется.
Такой способ управления тиристором называется фазовым методом.
♦ Во втором случае сформированный в специальном устройстве, короткий импульс в нужный момент времени подается на переход Уэ – К, от которого тиристор открывается.
Такой способ управления тиристором называется импульсно – фазовым методом.
В обоих случаях ток, управляющий включением тиристора, должен быть синхронизирован с началом перехода сетевого напряжения Uс через ноль.
Действие управляющего электрода сводится к управлению моментом включения тиристора.
Фазовый метод управления тиристором.
♦ Попробуем на простом примере тиристорного регулятора освещения (схема на рис.3) разобрать особенности работы тиристора в цепи переменного тока.
После выпрямительного мостика напряжение представляет собой пульсирующее напряжение, изменяющееся в виде:
0→ (+Umax) → 0 → (+Umax) → 0, как на рис.2
♦ Начало управления тиристором сводится к следующему.
При возрастании напряжения сети Uс, от момента перехода напряжения через ноль, в цепи управляющего электрода появляется ток управления Iуп по цепи:
+U – R1 – R2 – Уэ – К – -U.
С ростом напряжения Uс растет и ток управления Iуп (управляющий электрод — катод).
При достижении тока управляющего электрода величины Iвкл, тиристор включается (открывается) и замыкает точки +U и –U на схеме.
Падение напряжения на открытом тиристоре (анод — катод) составляет 1,5 – 2,0 вольта. Ток управляющего электрода упадет почти до нуля, а тиристор останется в проводящем состоянии до момента, когда напряжение Uс сети не упадет до нуля.
С действием нового полупериода напряжения сети, все повторится сначала.
♦ В цепи протекает только ток нагрузки, то есть ток через лампочку Л1 по цепи:
Uс – предохранитель – диодный мост – анод — катод тиристора – диодный мост – лампочка Л1 — Uс.
Лампочка будет загораться с каждым полупериодом сетевого напряжения и тухнуть при переходе напряжения через ноль.
Проведем небольшие вычисления для примера рис.3. Используем данные элементов как на схеме.
По справочнику для тиристора КУ202Н ток включения Iвкл = 100 мА. В реальности же он намного меньше и составляет 10 – 20 мА, в зависимости от экземпляра.
Возьмем для примера Iвкл = 10 мА.
Управление моментом включения (регулировка яркости) происходит путем изменения величины переменного сопротивления резистора R1. Для разных значений резистора R1, будут разные напряжения пробоя тиристора. При этом момент включения тиристора будет меняться в пределах:
1. R1 = 0, R2 = 2,0 Ком. Uвкл = Iвкл х (R1 + R2) = 10 х (0 + 2 = 20 вольт.
2. R1 = 14,0 Ком, R2 = 2,0 Ком. Uвкл = Iвкл х (R1 + R2) = 10 х (13 + 2) = 150 вольт.
3. R1 = 19,0 Ком, R2 = 2,0 Ком. Uвкл = Iвкл х (R1 + R2) = 10 х (18 + 2) = 200 вольт.
4. R1 = 29,0 Ком, R2 = 2,0 Ком. Uвкл = Iвкл х (R1 + R2) = 10 х (28 + 2) = 300 вольт.
5. R1 = 30,0 Ком, R2 = 2,0 Ком. Uвкл = Iвкл х (R1 + R2) = 10 х (308 + 2) = 310 вольт.
Фазовый угол α изменяется в пределах от а = 10, до а = 90 градусов.
Примерный результат этих вычислений приведен на рис. 4.
♦ Заштрихованная часть синусоиды соответствует выделяемой мощности на нагрузке.
Регулировка мощности фазовым методом, возможна только в узком диапазоне угла управления от a = 10°, до а = 90°.
То есть, в пределах от 90% до 50% мощности выделяемой на нагрузке.
Начало регулирования от фазового угла а = 10 градусов объясняется тем, что в момент времени t=0 – t=1, ток в цепи управляющего электрода еще не достиг значения Iвкл (Uс не достигло величины 20 вольт).
Все эти условия выполнимы в случае, если в схеме нет конденсатора С.
Если поставить конденсатор С (в схеме рис 2), диапазон регулирования напряжения (фазового угла) сместится вправо как на рис.5.
Это объясняется тем, что в первое время (t=0 – t=1), весь ток идет на зарядку конденсатора С, напряжение между Уэ и К тиристора равно нулю и он не может включится.
Как только конденсатор зарядится, ток пойдет через управляющий электрод – катод, тиристор включится.
Угол регулирования зависит от емкости конденсатора и сдвигается примерно от а = 30 до а = 120 градусов (при емкости конденсатора 50 мкФ).
Мощность нагрузки будет изменяться приблизительно от 80% до 30%.
Разумеется, все приведенные расчеты весьма приблизительны, но общие рассуждения верны.
Все выше приведенные эпюры напряжений, в разные временные значения, хорошо просматривались на экране осциллографа.
У кого есть осциллограф, можно посмотреть самому
data-ad-client=»ca-pub-5076466341839286″
data-ad-slot=»7451033986″>