- Преимущества и недостатки
- Напряжение на тиристоре
- Простая схема
- С генератором на основе логики
- Блиц-советы
- С использованием современной элементной базы
- Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме
- На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S
- На оптосимисторе МОС204х/306х/308х
- Симисторный регулятор мощности — схема самодельного устройства и пошаговая инструкция как сделать регулятор своими руками
- Принцип работы симисторного регулятора мощности
- Инструкция, как сделать симисторный регулятор своими руками
- Устройство и схемы простых регуляторов
- Какие элементы понадобятся
- Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.
- Делаем своими руками
- Схема прибора
- Сборка
- Регулировка мощности
- Принцип работы регулятора
- 2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт
- Регулятор мощности на симисторе: учимся использовать все преимущества устройства
- Структура устройства и область его применения
- Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:
- Принцип работы и цели применения
- Регулятор для индуктивной нагрузки
- 3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками
- 4 Схемы РН своими руками и схема подключения
- Схема 1.
- Схема 2.
- Схема 3.
- Самостоятельное изготовление
- Варианты схем
- Схема регулятора с обратной связью
- Какие элементы понадобятся
- Самостоятельная сборка
- Проще ли купить диммер
- Не нашел в магазине — сделай сам
- Выбераем триак
Преимущества и недостатки
Регулятор мощности симистора
На рынке представлены стабилизаторы напряжения, построенные на базе современных симисторов BT136 600E, которые по своим характеристикам значительно превосходят свои тиристорные аналоги. Использование полупроводников с двунаправленным управлением дает следующие преимущества:
- уменьшение нелинейных искажений;
- улучшить управляющие характеристики всей схемы;
- небольшая экономия на потреблении электроэнергии.
Главное преимущество любого электронного контроллера — отсутствие механических контактов, которые быстро выходят из строя и создают много шума.
К не очень существенным минусам этих устройств можно отнести:
- большая чувствительность к переходным процессам в цепях управления;
- необходимость установки радиатора для отвода тепла;
- ограниченный частотный диапазон.
Несмотря на все эти недостатки, симисторные стабилизаторы успешно используются для регулирования мощности в индуктивной нагрузке.
Напряжение на тиристоре
Для начала выясним, чем тиристор отличается от симистора. Тиристор содержит 3 pn перехода, а симистор 5 pn переходов. Не вдаваясь в подробности, проще говоря, симистор имеет проводимость в обоих направлениях, а тиристор только в одном направлении. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Это хорошо видно на графике.
Принцип работы точно такой же. На этом основано регулирование мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько контуров регулирования тиристоров. Первая более простая схема, которая по сути повторяет схему симистора, описанную выше. Второй и третий — с использованием логики, схем, которые лучше гасят помехи, создаваемые в сети за счет переключения тиристоров.
Простая схема
Ниже показана простая схема регулирования фазы тиристора.
Единственное его отличие от схемы на симисторе состоит в том, что регулирование происходит только по положительной полуволне сетевого напряжения. Цепь синхронизации RC, регулируя значение сопротивления потенциометра, регулирует значение открытия, таким образом устанавливая выходную мощность, подаваемую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит так.
Из осциллограммы видно, что мощность регулируется ограничением напряжения, подаваемого на нагрузку. Образно говоря, регулирование заключается в ограничении подачи сетевого напряжения на выход. Регулируя время зарядки конденсатора, изменяя переменное сопротивление (потенциометр). Чем выше сопротивление, тем дольше будет заряжаться конденсатор и тем меньше мощности будет передаваться на нагрузку. Физика процесса подробно описана на предыдущей диаграмме. В данном случае все ничем не отличается.
С генератором на основе логики
Второй вариант более сложный. Из-за того, что коммутационные процессы на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это негативно сказывается на элементах, установленных на нагрузке. Особенно, если нагрузка представляет собой сложное устройство с точными настройками и большим количеством микросхем.
Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдет для активных нагрузок, например, паяльника или любого нагревательного прибора. На входе есть выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Отметим, что при такой схеме для питания микросхем требуется дополнительный источник постоянного напряжения +9 В. Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть так.
Обе полуволны теперь будут положительными для влияния выпрямительного моста. В то время как для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие сигналов с противоположной поляризацией предпочтительно, для активных нагрузок чрезвычайно важно положительное значение мощности. Отключение тиристора также происходит, когда полуволна приближается к нулю, ток удержания повышается до определенного значения и тиристор выключается.
Блиц-советы
- простой и недорогой симисторный регулятор поможет продлить срок службы лампы, отрегулировать освещение или температуру паяльника.
- выбрать тип схемы и параметры компонентов исходя из планируемой нагрузки.
- тщательно прорабатываем схемные решения.
- обратите внимание при сборке схемы, соблюдайте полярность полупроводниковых компонентов.
- не забывайте, что во всех элементах цепи присутствует электрический ток, и это смертельно опасно для человека.
С использованием современной элементной базы
Старые радиодетали хороши тем, что они «дубовые» по надежности работы. Но они уже очень старые. У многих есть ограничение по времени, и их хватает не так долго, как у «свежих». Это первая проблема. И второе: их все труднее найти. Хорошо, что схем регуляторов паяльника на новой элементной базе уже очень много. Одни из них простые, другие более сложные, используются различные типы современных радиодеталей.
Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме
Этот вариант нельзя назвать простым, но он не создает помех в сети. Поскольку в каждом доме много электроники, это может быть важно. Если вы платите время от времени, вы можете игнорировать это. Но если вы часто сидите с паяльником, помехи могут доставлять серьезные неудобства.
Эта схема позволяет регулировать нагрузку до 2 кВт, обеспечивает плавный переход от 0 до максимума.
Самодельный регулятор паяльника без помех
Базовый элемент. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7. Переменный резистор R1 — любой из группы А. Остальные резисторы лучше МЛТ, конденсаторы С1, С3 керамические. Диоды в схеме используются КД503А, возможна замена КД514А и КД522А. Также возможна замена транзистора КТ361В — на КТ326В или КТ361А.
На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S
В этой схеме используется фазовый регулятор мощности. К тому же в регуляторе используется всего пара деталей, поэтому требуется как минимум время на сборку, ошибиться практически невозможно.
Регулятор температуры жала паяльника своими руками
Вам понадобится только переменный резистор, можно с переключателем, поэтому паяльник вынимать из сети не придется. Для устранения помех понадобится конденсатор 100 пФ, 630 В, желательно специальная пленка для фильтров. Единственное, с чем могут возникнуть трудности — это намотка стартера, ее параметры есть в таблице.
Параметры обмотки стартера
Вам понадобится ферритовое кольцо с внешним диаметром 20 мм. Чем выше проницаемость феррита, тем лучше. Этот фазорегулятор может регулировать нагрузку до 1,5 кВт, поэтому вы можете выбрать любую из колонок. Можно сделать это с запасом, никогда не знаешь, что хочешь скорректировать дальше. Проволока покрыта натуральным медным лаком, особенно для намотки катушек.
Что случилось после сборки
При сборке индуктивности и фазорегулятора лучше сделать радиатор. Это особенно полезно при работе с большими нагрузками. Для сварщика это можно сделать, но никогда не знаешь, что подключать и лучше сразу собрать с запасом прочности.
На оптосимисторе МОС204х/306х/308х
Схема проверена много раз и работает без проблем. Предпочтительнее использовать оптические симисторы указанных марок, так как они открываются при переходе напряжения через ноль. В этом случае состояние светодиода не имеет значения. Все остальные работают по другому принципу, поэтому схему придется переделывать для них. Также в схеме есть биполярный таймер 555. Найти не проблема, цена нормальная.
Регулятор мощности сварщика на базе оптосимисторов
Все комплектующие подобраны в миниатюрном размере, чтобы готовая карта поместилась в футляр от зарядки мобильного телефона. Номинал резистора R5 зависит от типа используемого светодиода. У красного цвета падение напряжения составляет 1,6-2 В, у зеленого — 1,9-4 В, у желтого — 2,1-2,2 В, у синего — 2,5-3,7 В. Следовательно, резистор выбирается исходя из фактических параметров.
Симисторный регулятор мощности — схема самодельного устройства и пошаговая инструкция как сделать регулятор своими руками
Симисторами называют полупроводниковые приборы, на которых имеется 5 мк переходов. Его самое главное качество — способность передавать сигнал как в прямом, так и в обратном направлении.
Принцип работы симисторного регулятора мощности
Они используются только в небольших приборах, поскольку они чрезвычайно чувствительны к электромагнитным волнам, выделяют много тепла и не могут работать при высоких частотах переменного тока. Они не используются на крупных промышленных предприятиях.
Аппарат прост в изготовлении, не требует больших затрат и имеет длительный срок службы. Его можно легко применять в областях и устройствах, где описанные выше недостатки не играют важной роли.
Многие не знают, для чего нужны симисторные регуляторы мощности. Но они присутствуют в большинстве бытовых приборов, таких как фены, пылесосы, электроинструменты и нагревательные приборы.
- Регулятор мощности позволяет передавать электрический сигнал с частотой, установленной пользователем.
Инструкция, как сделать симисторный регулятор своими руками
Сегодня найти подходящий регулятор мощности не так просто, несмотря на невысокую цену, получить полностью подходящий по параметрам симистор крайне проблематично.
Поэтому нет другого выбора, кроме как делать это самому. Для этого нужно рассмотреть несколько простых базовых схем регулирования, чем они отличаются друг от друга, и проанализировать элементарную основу каждой.
Устройство и схемы простых регуляторов
Самая простая схема, способная работать под любой нагрузкой. Принадлежности представляют собой простейшие электронные компоненты, а управление осуществляется по принципу фазовых импульсов.
Основные элементы схемы:
- симистор VD4 10 А, 400 В
- динистор VD3 32 В
- потенциометр R2
Через R2 и R3 протекает ток, который накапливает заряд на конденсаторе C1. После того, как заряд достигает 32 В, динистор VD3 открывается и конденсатор С1 начинает разряжаться через R4 и VD3. Энергия пойдет на симистор VD4, откроется и пропустит ток через нагрузку.
Мощность регулируется с помощью симистора VD3 и нагрузки R2. Величины эффекта симистора постоянны и не могут изменяться, мощность регулируется изменением сопротивления нагрузки R2.
- Элементы VD1, VD2, R1 не являются обязательными в этой схеме, но позволяют обеспечить плавное и точное изменение выходной мощности.
- Для правильного расчета симисторного регулятора мощности необходимо опираться на используемую нагрузку, симистор подбирается по коэффициенту 1А = 200 Вт.
Какие элементы понадобятся
- Динистор DB3;
- Симистор ТС106-10-4, VT136-600, 4-12А.
- Диоды VD1, VD2 1N4007;
- Резисторы R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
- Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение 250 В).
- Эта схема самая распространенная и универсальная, существует множество ее вариаций.
Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.
- Буква после кодового обозначения симистора говорит о его максимальном рабочем напряжении: А — 100 В, В — 200 В, В — 300 В, G — 400 В. Поэтому не стоит брать прибор с буквами А и В на штатные 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
- Симистор, как и любое другое полупроводниковое устройство, сильно нагревается во время работы, стоит подумать об установке радиатора или активной системы охлаждения.
- При использовании симистора в цепях нагрузки с большим потреблением тока необходимо четко подбирать устройство по заявленному назначению. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 Вт каждая, потребляет в общей сложности 2 ампера. Выбирая из каталога, нужно смотреть на максимальный рабочий ток устройства. Так что симистор MAC97A6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а MAC228A8 способен пропускать до 8А и подходит для этой нагрузки.
Делаем своими руками
На сегодняшний день ассортимент симисторных регуляторов в продаже не слишком широк. И, хотя цены на такие устройства невысоки, они часто не соответствуют запросам потребителя. По этой причине мы рассмотрим несколько основных схем регулирования, их назначение и основу используемого элемента.
Схема прибора
Самый простой вариант схемы, рассчитанный на работу с любой нагрузкой. Используются традиционные электронные компоненты, принцип управления — фазово-импульсный. Основные компоненты:
- симистор VD4, 10 А, 400 В;
- динистор VD3, порог открытия 32 В;
- потенциометр R2;
- сопротивление R3.
Ток, протекающий через потенциометр R2, заряжает конденсатор C1 на каждой полуволне. Когда напряжение на пластинах конденсатора достигает 32 В, динистор VD3 открывается, и C1 начинает разряжаться через R4 и VD3 на управляющий вывод симистора VD4, который открывается, позволяя току течь к нагрузке.
Схема симисторного регулятора мощности.
Продолжительность открытия регулируется подбором порогового напряжения VD3 (постоянное значение) и сопротивления R2. Мощность нагрузки прямо пропорциональна значению сопротивления потенциометра R2. Дополнительная схема из диодов VD1 и D2 и резистора R1 является необязательной и служит для плавного и точного регулирования выходной мощности. Ограничение тока, протекающего через VD3, осуществляется резистором R4. Это обеспечивает длительность импульса, необходимую для открытия VD4. Предохранитель Ex.1 защищает цепь от токов короткого замыкания.
Симисторы необходимо подбирать по размеру нагрузки, исходя из расчета 1 А = 200 Вт. Используемые элементы:
- Динистор DB3;
- Симистор ТС106-10-4, VT136-600 или другие на требуемый номинальный ток 4-12А.
- Диоды VD1, VD2 типа 1N4007;
- Резисторы R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм;
- потенциометр R2 100 кОм;
- Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение 250 В).
Обратите внимание, что узор является наиболее распространенным с небольшими вариациями. Например, можно заменить динистор на диодный мост или установить RC-схему шумоподавления параллельно симистору. Более современной является схема с управлением симистором микроконтроллером — PIC, AVR или другими. Эта схема обеспечивает более точное регулирование напряжения и тока в цепи нагрузки, но также более сложна в реализации.
Потенциометр отвечает за регулирование мощности, через которую заряжается конденсатор и цепь разряда конденсатора. Если параметры выходной мощности неудовлетворительны, необходимо выбрать значение сопротивления в цепи разряда и, при небольшом диапазоне регулировки мощности, значение потенциометра.
Сборка
Регулятор мощности необходимо собирать в следующей последовательности:
- Определите параметры устройства, на котором будет работать разработанное устройство. Параметры включают: количество фаз (1 или 3), необходимость точной регулировки выходной мощности, входное напряжение в вольтах и номинальный ток в амперах.
- Выберите тип устройства (аналоговое или цифровое), выберите элементы в соответствии с мощностью нагрузки. Вы можете протестировать свое решение в одной из программ моделирования электрических цепей: Electronics Workbench, CircuitMaker или их онлайн-аналогах EasyEDA, CircuitSims или любой другой программе по вашему выбору.
- Рассчитайте тепловыделение по следующей формуле: падение напряжения на симисторе (приблизительно 2 В), умноженное на номинальный ток в амперах. Точные значения падения напряжения во включенном состоянии и номинальной допустимой токовой нагрузки указаны в характеристиках симистора. Получаем рассеиваемую мощность в ваттах. Выбирайте радиатор исходя из расчетной мощности.
- Купите необходимую электронику, радиатор и печатную плату.
- Разложите контактные дорожки на плате и подготовьте площадки для установки элементов. Обеспечьте держатель карты для симистора и радиатора.
- Установите элементы на плату с помощью пайки. Если невозможно подготовить печатную плату, можно использовать поверхностный монтаж для соединения компонентов с помощью коротких проводов. При сборке обратите особое внимание на полярность подключения диодов и симистора. Если на них нет следов булавок, поиграйте с ними цифровым мультиметром или «дугой».
- Собранную схему проверить мультиметром в режиме сопротивления. Полученный товар должен соответствовать оригинальному дизайну.
- Надежно прикрепите симистор к радиатору. Не забудьте проложить теплоизоляционную прокладку между симистором и радиатором. Надежно заизолируйте крепежный винт.
- Поместите собранную схему в пластиковый корпус.
- Помните, что на выводах элементов присутствует опасное напряжение.
- Выкрутите потенциометр как минимум и проведите проверку зажигания. Измерьте напряжение мультиметром на выходе регулятора. Плавно поворачивая ручку потенциометра, наблюдайте за изменением напряжения на выходе.
- Если результат вас устраивает, можно подключать нагрузку к выходу регулятора. Если нет, нужно внести изменения в питание.
Схема регулятора мощности симистора
Регулировка мощности
Для управления некоторыми видами бытовой техники (например, электроинструментом или пылесосом) используется регулятор мощности на основе симистора. Подробнее о принципе работы этого полупроводникового элемента вы можете узнать из материалов, опубликованных на нашем сайте. В этой публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных со схемами управления мощностью симисторной нагрузки. Как всегда, начнем с теории.
Принцип работы регулятора
Напомним, симистор принято называть модификацией тиристора, который играет роль полупроводникового переключателя с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двусторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, когда на управляющий электрод подается ток. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет эффективно использовать их в цепях переменного напряжения.
Помимо приобретаемой характеристики, эти устройства обладают важным свойством базового элемента — способностью сохранять проводимость при отключенном управляющем электроде. В этом случае «замыкание» полупроводникового переключателя происходит при отсутствии разности потенциалов между основными выводами устройства. То есть, когда переменное напряжение пересекает нулевую точку.
Еще одним преимуществом этого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение количества помех на этом этапе работы. Обратите внимание, что можно создать стабилизатор без помех под управлением транзисторов.
Благодаря перечисленным выше свойствам мощность нагрузки может регулироваться фазовым регулированием. То есть симистор открывается каждые полупериод и закрывается, когда он пересекает ноль. Время задержки включения «открытого» режима, так сказать, прерывает часть полупериода, следовательно, форма выходного сигнала будет пилообразной. Форма сигнала на выходе регулятора мощности: A — 100%, B — 50%, C — 25%. В этом случае амплитуда сигнала останется прежней, из-за чего такие устройства неправильно называют регуляторами напряжения.
2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт
- Для преобразования высокого входного потенциала в постоянный низкий потенциал используются специальные микросхемы серии LM.
- Питание микросхем осуществляется только постоянным током.
Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типичную схему регулятора.
Микросхемы серии LM предназначены для снижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе устройства предусмотрено 3 выхода:
- Первый вывод — это входной сигнал.
- Второй вывод — это выходной сигнал.
- Третий выход — управляющий электрод.
Принцип работы устройства очень прост: высокое входное напряжение положительного значения подается на вход-выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и амплитуды сигнала на контрольной «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предела для этой серии.
СНиП 3.05.06-85
В цепь подается входное напряжение, не превышающее 28 Вольт и подлежащее выпрямлению. Брать его можно со вторичной обмотки силового трансформатора или от регулятора, работающего с высоким напряжением. Далее положительный потенциал поступает на выход микросхемы 3. Конденсатор С1 ослабляет пульсации входного сигнала. Переменный резистор R1 на 5000 Ом устанавливает выходной сигнал. Чем больше ток протекает через себя, тем больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с вывода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 поступает в нагрузку. Чем больше емкость конденсатора, тем плавнее будет выход.
Регулятор напряжения 0 — 220в
Регулятор мощности на симисторе: учимся использовать все преимущества устройства
Небольшой полупроводниковый прибор «симистор», или симметричный тринистор (тиристор), скрывает за своим сложным названием довольно простой принцип работы, сравнимый с работой двери в метро.
Обычные тиристоры можно сравнить с простой дверцей: если закрыть ее, прохода не будет. И такая дверь работает в одну сторону. Симисторы работают в обоих направлениях.
Вот почему сравнение с дверью метро: куда бы ее не толкнули, она отсоединяется и позволяет пассажирам двигаться в любом направлении.
Структура устройства и область его применения
Двустороннее действие симистора обусловлено его особой конструкцией. Его катод и его анод в некотором смысле могут меняться местами и выполнять функции друг друга, пропуская ток в противоположном направлении. Это возможно благодаря тому, что симистор имеет 5 полупроводниковых слоев и электрод затвора.
Для облегчения понимания физических процессов, происходящих в симисторе, его можно представить в виде двух тиристоров, соединенных встречно параллельно.
Симисторы используются в различных схемах в качестве бесконтактных ключей и имеют множество преимуществ перед контакторами, реле, пускателями и аналогичными электромеханическими элементами:
- симисторы стойкие, практически неразрушимые;
- там, где есть электромеханика, есть ограничения по частоте коммутации, износу и соответствующие риски и проблемы, а с полупроводниками такие нюансы не возникают;
- полное отсутствие искр и сопутствующих рисков;
- возможность переключения в моменты нулевого сетевого тока, что снижает помехи и влияние на точность схемы.
Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:
- КР1157 — бытовая микросхема, с ограничением входного сигнала до 25 вольт и током нагрузки не более 0,1 ампер.
- 142ЕН5А — микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на входе подается не более 15 вольт.
- TS7805CZ — это устройство с допустимыми токами до 1,5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
- L4960 — это импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2,5 А. Входное напряжение не должно превышать 40 вольт.
Принцип работы и цели применения
Форма сигнала на выходе регулятора мощности: A — 100%, B — 50%, C — 25%
Принцип работы симисторного регулятора основан на характеристиках полупроводниковых устройств, которые ограничивают амплитуду переменного тока за счет снижения мощности в нагрузке. При заданной частоте сетевого напряжения можно регулировать этот показатель в небольших пределах (не более 20-30%).
Качество и глубина регулировки зависят от схемы управления работой элементов симистора, которая принимает разные конструкции.
В простейшем случае он состоит из нескольких дискретных элементов: диодов, разделительного трансформатора, резисторов и конденсаторов. В более сложных устройствах функцию модуля регулирования выполняет микросхема или микропроцессор. В соответствии с методом управления симистором возможны различные методы изменения количества мощности, подаваемой на нагрузку. Самый распространенный способ сделать это эффективно с минимальными потерями — это воздействовать на фазу преобразованного напряжения. В соответствии с переменным параметром этот метод называется импульсным фазовым, а устройство, работающее на его основе, — фазовый регулятор мощности.
Симисторные цепи используются во многих устройствах, при работе с которыми приходится иметь дело с индуктивной нагрузкой, особенно с обмотками двигателя. К этой же категории промышленных и бытовых приборов относятся:
- стиральные машины, фены и компрессорные агрегаты;
- котлы, пылесосы и многочисленные модели осветительных приборов;
- асинхронные электронасосы и двигатели заводских станков;
- котельное оборудование и даже обычные паяльники.
Практически такой же характер использования аппаратуры, управляемой регуляторами мощности фаз на симисторах. Различаются только рабочие показатели самих полупроводниковых приборов: величина тока, мощность в нагрузке, эффективность управления, экономичность и другие.
Регулятор для индуктивной нагрузки
Любой, кто попытается управлять индуктивной нагрузкой (например, трансформатором на сварочном аппарате) с помощью вышеуказанных схем, будет разочарован. Устройства не будут работать, а симисторы могут не работать. Это связано с фазовым сдвигом, из-за которого во время короткого импульса полупроводниковый переключатель не успевает перейти в «открытый» режим.
Есть два варианта решения проблемы:
- Подача на управляющий электрод серии однотипных импульсов.
- Подайте постоянный сигнал на электрод затвора, пока не произойдет переход через нуль.
Первый вариант — самый оптимальный. Вот диаграмма, на которой используется это решение.
Как видно из следующего рисунка, на котором представлены осциллограммы основных сигналов регулятора мощности, для размыкания симистора используется пакет импульсов.
Осциллограммы входного (A), управляющего (B) и выходного (C) сигнала регулятора мощности
Это устройство позволяет использовать полупроводниковые переключатели для управления индуктивными нагрузками.
3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками
Устройство выдерживает нагрузки до 3000 Вт. Он построен на использовании мощного симистора, а динистор управляет его затвором или ключом.
Динистор похож на симистор, только без управляющего выхода. Если симистор открывается и начинает пропускать ток через себя, когда управляющее напряжение повышается на его базе и остается разомкнутым, пока не исчезнет, динистор откроется, если между его анодом и его катодом появится разность потенциалов над открывающимся барьером. Он будет оставаться разблокированным до тех пор, пока ток между электродами не упадет ниже уровня блокировки.
СНиП 3.05.06-85
Как только положительный потенциал попадет на управляющий электрод, он откроется, и пройдет переменный ток, и чем сильнее этот сигнал, тем выше напряжение между его выводами и, следовательно, нагрузкой. Для регулировки степени открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта схема устанавливает ограничение тока на переключателе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации входного сигнала.
4 Схемы РН своими руками и схема подключения
Кратко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.
Схема 1.
Очень простая схема для подключения и настройки паяльника без проблем. Используется для предотвращения подгорания и перегрева жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, управляемый цепочкой переменных тиристорных резисторов.
СНиП 3.05.06-85
Схема 2.
Схема построена на использовании микросхемы регулирования фазы типа 1182ПМ1. Управляет степенью открытия симистора, регулирующего нагрузку. Они используются для регулировки степени яркости ламп накаливания.
СНиП 3.05.06-85
Схема 3.
Самая простая схема регулировки нагрева жала паяльника. Выполнен в очень компактной конструкции с использованием доступных компонентов. Нагрузка управляется тиристором, степень зажигания которого регулируется переменным резистором. Также есть диод для защиты от обратного напряжения.
СНиП 3.05.06-85
Самостоятельное изготовление
Сделать стабилизатор напряжения на симисторах своими руками сможет любой, кто освоил принцип его работы. Для этого необходимо предварительно выбрать фирменный вариант устройства, подходящий для ручного копирования. Одно из условий правильного выбора — чтобы понравившийся узор был достаточно простым, чтобы его можно было повторить.
Варианты схем
Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием 220 В
Среди популярных моделей промышленных устройств, которые можно взять за образец, выделяются следующие:
- Продукция построена на базе устройств марки BT136 600E, схемы регулирования напряжения которых доступны в Интернете.
- Устройства на базе симистора BTA16-600 с более сложной коммутационной организацией.
Регулятор мощности с обратной связью
Особенностью первого схемного решения является использование одиночного симистора. С помощью такого регулятора, повторенного в виде самодельного изделия, можно управлять режимами работы домашнего сварщика мощностью до 0,09 кВт. Также, если у вас есть прибор, вы можете регулировать яркость настольной лампы или скорость вращения электровентилятора.
Среди схемных решений, используемых для самостоятельного изготовления регулятора, выделяется изделие на базе относительно мощных полупроводниковых приборов БТА16-600. Его особенность — наличие неоновой лампы, включенной в выходную цепь. Яркость его свечения указывает на количество энергии, подаваемой на нагрузку в данный момент, что очень удобно для работы со многими потребителями.
Пользователю, не имеющему опыта работы с микросхемами, необходимо будет воспользоваться опцией комбо. Блок управления взят от более простого изделия на базе BT136-600E, а на выходе используется схема управления с неоновой лампой. В ситуации, когда регулятор предназначен для управления осветителем с собственным внутренним пускателем, допустимо не устанавливать неон.
возможен другой вариант фирменного ретранслятора, использующий элементы управления MAC 97A6. Эта схема переключения подходит для ламп 220В.
Схема регулятора с обратной связью
Обратная связь нужна для стабилизации скорости электродвигателя, которая может изменяться под действием нагрузки. Это можно сделать двумя способами:
- Установите тахометр, измеряющий скорость. Этот вариант позволяет выполнять тонкую настройку, но увеличивает стоимость внедрения решения.
- Следите за изменениями напряжения на электродвигателе и в зависимости от этого увеличения или уменьшения «открытого» режима полупроводникового переключателя.
Последний вариант намного проще в реализации, но требует небольшой корректировки мощности используемой электрической машины. Ниже представлена схема такого устройства.
Регулятор мощности с обратной связью
Легенда:
- Резисторы: R1 — 18 кОм (2 Вт); R2 — 330 кОм; R3 — 180 Ом; R4 и R5 — 3,3 кОм; R6 — нужно выбрать, как будет описано ниже; R7 — 7,5 кОм; R8 — 220 кОм; R9 — 47 кОм; R10 — 100 кОм; R11 — 180 кОм; R12 — 100 кОм; R13 — 22 кОм.
- Конденсаторы: С1 — 22 мкФ х 50 В; C2 — 15 нФ; C3 — 4,7 мкФ x 50 В; C4 — 150 нФ; C5 — 100 нФ; C6 — 1 мкФ x 50 В..
- Диоды D1 — 1N4007; D2 — любой светодиодный индикатор на 20 мА.
- Симистор Т1 — БТА24-800.
- Микросхема — У2010Б.
Эта схема обеспечивает плавный запуск электрической системы и обеспечивает ее защиту от перегрузки. Допускаются три режима работы (устанавливаются переключателем S1):
- A — В случае перегрузки светодиод D2 загорается, указывая на перегрузку, после чего двигатель снижает скорость до минимума. Для выхода из режима устройство необходимо выключить и снова включить.
- B — В случае перегрузки загорается светодиод D2, мотор переключается на работу на минимальной скорости. Для выхода из режима необходимо снять нагрузку с электродвигателя.
- C — Режим индикации перегрузки.
Реализация схемы сводится к подбору сопротивления R6, оно рассчитывается по мощности электродвигателя по следующей формуле:. Например, если нам нужно управлять двигателем мощностью 1500 Вт, расчет будет следующим: 0,25 / (1500/240) = 0,04 Ом.
Для изготовления этого резистора лучше всего использовать нихромовую проволоку диаметром 0,80 или 1,0 мм. Ниже представлена таблица, позволяющая подобрать сопротивление R6 и R11 в зависимости от мощности мотора.
Таблица для выбора значений сопротивления в зависимости от мощности двигателя
Поставляемое устройство можно использовать в качестве регулятора скорости для двигателей электроинструментов, пылесосов и другой бытовой техники.
Какие элементы понадобятся
- Динистор DB3;
- Симистор ТС106-10-4, VT136-600, 4-12А.
- Диоды VD1, VD2 1N4007;
- Резисторы R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
- Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение 250 В).
Эта схема самая распространенная и универсальная, существует множество ее вариаций.
Самостоятельная сборка
Самодельный регулятор мощности
В состав типовой схемы симисторного регулятора входят следующие компоненты и обязательные элементы:
- выпрямительные (или мостовые) диоды);
- регулирующий резистор, ручка которого выведена на лицевую панель самодельного устройства;
- ограничительный динистор любого вида;
- симистор БТА16-000;
- светодиодная сигнализация вместо неона;
- предохранитель.
После того, как все эти детали будут впаяны в схему, необходимо будет проверить порядок работы каждого из отдельных модулей. Для этого необходимо пройти всю цепочку от входа до груза.
Выпрямленное диодами переменное напряжение 220 Вольт через регулирующий резистор подается сначала на ограничительный элемент, а затем на управляющий электрод BTA16-000. В зависимости от положения ручки потенциометра симистор будет более или менее открываться, изменяя количество мощности, подаваемой на нагрузку. Согласно этому описанию собранная схема проверяется на правильность ее сборки и работы.
С помощью такого простого регулятора можно без проблем изменить выходную мощность паяльника или настольной лампы, например.
Проще ли купить диммер
Они снижают его стоимость и, как следствие, потребление энергии. По законам Джоуля-Ленца и Ома для электрической цепи. Эффективное регулирование мощности нагрузки обеспечивается специальными техническими решениями. И любая схема регулятора мощности содержит полупроводниковый переключатель. Те, кто хочет быстро обрести возможность гибкого управления своими электроприборами, запросто могут приобрести простой регулятор мощности. Это диммер. Различные модели этого устройства продаются в торговых сетях.
Такой регулятор очень удобен на даче. Он станет отличным дополнением к небольшому котлу или одно- или двухконфорочной электрической плите. Теперь при варке не будет ожогов и слишком сильного кипения.
Покупая регулятор мощности, убедитесь, что он соответствует решаемым задачам. Он должен быть мощнее управляемого электрооборудования. Большинство моделей диммеров предназначены для освещения жилых помещений. По этой причине в основном регулируют мощность до 300 Вт.
Не нашел в магазине — сделай сам
Чтобы купить более мощную модель, придется поискать ее в торговых сетях. Альтернативное решение — визуализировать схемы регулятора мощности, изготовить выбранную модель своими руками. Чтобы помочь нашим читателям выбрать оптимальную схему, мы более подробно опишем основные особенности этих устройств. Полупроводниковый регулятор может быть изготовлен на
- биполярный транзистор;
- полевой транзистор;
- тиристор;
- симметричный тиристор (симистор, симистор).
Регулятор мощности, в цепи которого находится один из перечисленных полупроводниковых ключей, всегда находится в одном из двух состояний. Он максимально ограничивает ток (отключает нагрузку) или почти не предлагает сопротивления (подключает нагрузку).
При активации сопротивление перехода полупроводниковых устройств быстро меняется. Каждому из его значений соответствует определенная электрическая мощность. Он выделяется в виде тепла и называется динамическими потерями. Чем быстрее работает устройство (отключите или подключите нагрузку), тем меньше динамические потери.
Самые быстрые переключатели — транзисторы. Но они включаются и выключаются при любом значении напряжения, кроме нуля. Если эти процессы происходят близко к его амплитудному значению, динамические потери будут максимальными. Обычный тиристорный переключатель отличается тем, что он отключается без управляющего сигнала, когда ток нагрузки пересекает ноль. Хотя он включается при той же амплитуде переменного напряжения, что и у транзисторов.
Выбераем триак
По этой причине тиристорная схема, и в частности симисторный регулятор мощности, проще, дешевле и надежнее. Особенно если быстро. В регуляторе мощности на симисторе также больше нет полупроводниковых приборов, через которые протекает ток нагрузки. Регуляторы с другими ключами с такими приборами будут иметь выпрямительные диоды, в том числе встроенные.
Поэтому рекомендуем остановиться на симисторах — схемы с ними есть во многих справочниках, популярных журналах, а значит, и в Интернете. Их легко найти и выбрать что-то приемлемое. Первый стабилизатор мощности на симисторе КУ208Г применялся много лет, начиная с 80-х годов прошлого века.