Мощный блок питания. — Блоки питания — Источники питания

Сергей Никитин. ‘> Как-то работал я в одном троллейбусном парке по ремонту электрооборудования. Наша мастерская размещалась на втором этаже в здании на территории парка. Ремонтировали и проверяли мы троллейбусное электро и радиооборудование. И вот для того, чтобы проверить исправность мощного электрооборудования и троллейбусных преобразователей, мужики таскали тяжёлые АКБ с троллейбусов, да ещё на второй этаж. Лень, как говориться — двигатель прогресса, мне такими вещами заниматься не с руки, да и мужикам порядком надоело, и вот благодаря этому, родилась идея найти замену этим занятиям и сделать достаточно мощный блок питания, при помощи которого можно было бы проверять на работоспособность любое троллейбусное электрооборудование. В гараже у меня был мощный блок питания, и вот по такой-же схеме я и решил собрать подобное устройство для нужд троллейбусного парка, который был бы мне в помощь, да и мужикам на радость. Данная схема представляет собой мощный блок питания, где в качестве регулирующих элементов используются тиристоры. Вся мощность этого блока питания ограничена только силовым трансформатором и тиристорами. Если поставите более мощный трансформатор и тиристоры, то соответственно и выходной ток этого блока питания увеличится. Блок питания собран был в основном из деталей списанной и разобранной оргтехники и из того, что там же и нашлось. А нашёлся там в хламе готовый трансформатор от бесперебойника UPS-1200, который выдаёт 2х30Вольт, тиристоры VS1 — VS2 Т50 на 50А, можно вместо них использовать любые на ток не менее 40А, а если планируется ток нагрузки меньше, то конечно можно ставить тиристоры и с меньшим током. Дроссель L1 был так-же найден в радио-хламе от неизвестного устройства, на вид магнитопровод, как от ТСШ-160 (ТСШ-170) и окно было полностью заполнено обмоткой, проводом диаметром 3 мм с зазором 1,5-2,0 мм, довольно мощный на вид дроссель. Если не найдёте готовый дроссель, то можно сделать его самостоятельно. Сердечник можно взять от любого силового трансформатора, мощностью от 100-120 вт, лучше Ш-образной формы (ШЛ) и намотать обмотку проводом диаметром 2,0-3,0 мм (набором проводов), или даже подойдут и сердечники и П и ПЛ. На них можно намотать обмотку и на одном каркасе до заполнения окна, или разделить её на два каркаса и соединить потом половины последовательно ( начало с началом или конец с концом) и собрать сердечник с аналогичным зазором. Трансформатор TV2 был взят от какого то транзисторного радиоприёмника, это согласующий трансформатор. Можно использовать любой, подобного назначения, или намотать его самостоятельно на небольшом сердечнике, по данным, которые имеются в справочниках по транзисторным радиоприёмникам, журналах «Радио» или в интернете. Минимальное выходное напряжение блока питания получилось около 1,5В, максимальное под полной нагрузкой 30 Вольт. Блок питания довольно стабильно его держит. Работает БП, как я сказал, очень стабильно. Транзистор VT2 формирует «пилу» для работы ШИМ, синхронизируемой с сетью через транзистор VT1. Конденсатор С7 желательно подобрать по линейной форме «пилы» на нём. Конденсаторы фильтра С11-С12 я ставил по 2200 мкФ 50 вольт, на схеме указана их минимальная ёмкость. На К140УД7 формируются импульсы которые уже управляют тиристорами через составной (Дарлингтона) транзистор VT3. Вместо К140УД7 можно поставить К140УД6, К140УД8 и практически любые другие, подходящих по напряжению питания и под сопротивление нагрузки не хуже 2 кОм. К напряжению питания эти микросхемы не критичны, по этому в качестве КС515 можно использовать любые другие стабилитроны на напряжение стабилизации от 12Вольт до 15Вольт (Д814Г, Д814Д, КС512) или импортные. Транзисторы VT1-VT2 можно использовать любые, соответствующей структуры, и вместо VT3 можно так-же использовать любые Дарлингтона соответствующей структуры, например от старых матричных принтеров, они там используются для управления шаговыми двигателями. Можно попробовать вместо VT3 использовать МОСФЕТ с N-каналом, тогда подойдёт любой операционный усилитель, единственно что нужно — ёмкость С13 уменьшить до 10нФ, резистор R12 увеличить до 100кОм. Конденсатор С8 даёт устойчивость работы тиристоров на малых токах нагрузки и плавную подачу напряжения после включения БП в сеть. Печатную плату я не делал, весь монтаж выполнил навесным на небольшой плате, к которой приклеил электролитические конденсаторы и в основном использовал их выводы, как монтажные точки. Данная схема управления также была использована и в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Выходное напряжение вторички силового трансформатора, тогда вполне хватит и 2х15-18 вольт, с допустимым током, которым вы планируете заряжать аккумуляторы. Тиристоры для зарядного устройства достаточно будет на 10-25 ампер и дроссель L1 из схемы можно исключить. В качестве регулировочного резистора (R10) в таких целях я стараюсь использовать проволочные, они надёжнее, особенно для гаража или там, где имеются перепады температуры и влажности. Тиристоры установлены на алюминиевой пластине, которая используется как крепление тиристоров, как контакт и как теплоотвод. Да, если влом Вам будет мотать согласующий трансформатор и не найдёте его готовым, то схему управления тиристорами можно будет сделать и по такому варианту. Трансформатор в этом случае можно не ставить. Оптроны я брал самые ходовые из серии 817, которые в компьютерных блоках питания стоят, и управляли они тиристорами Т122-25. Такая схема тоже вполне нормально работала. Да, эту схему я не проверял на работоспособность с мощными тиристоры и со старыми тиристорами советского производства. Я не знаю как она будет с ними работать. Там просто при небольшом выходном напряжении нужно и ток удержания держать, и ток управления тоже, иначе хаотически пропускаются периоды и трансформатор начинает дёргаться и цыкать. Чтобы тиристоры в этом случае были нормально открыты (протекал по ним необходимый ток удержания), можно поставить до амперметра (параллельно конденсаторам С11-С12) нагрузочный резистор соответствующей мощности, который и обеспечил бы при минимальном выходном напряжении необходимый ток удержания для тиристоров, и который бы выдержал и максимальное выходное напряжение. Защиту в этом блоке питания я не делал, потому что сложную делать было не хотелось, а простая обычно срабатывать не успевает. Просто поставил совдеповские тиристоры, которые гораздо надёжнее транзисторов, да и тиристоры когда попадаются халявные, то можно их и по мощнее с запасом поставить. Удачи Вам в творчестве и всего наилучшего!

Блок питания на тиристоре схема

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

• C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
• R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
• R3 – 100 Ом;
• R4 – переменный резистор 33 кОм;
• R5 – 3,3 кОм;
• R6 – 4,3 кОм;
• R7 – 4,7 кОм;
• VD1 .. VD4 – Д246А;
• VD5 – Д814Д;
• VS1 – КУ202Н;
• VT1 – КТ361B;
• VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор. Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

25 thoughts on “ Тиристорный регулятор напряжения простая схема, принцип работы ”

Раз уж мы заговорили о электрических углах, то хочется уточнить: при задержке «а» до 1/2 полупериода (до 90 эл. градусов) напряжение на выходе регулятора будет равным практически максимальному, а уменьшаться начнет только при «а» > 1/2 (>90). На графике — красным по серому начертано! Половина полупериода — не половина напряжения.
У данной схемы один плюс — простота, но фаза на управляющих элементах может привести к непростым последствиям. Да и помехи наводящиеся в электросети тиристорной отсечкой немалые. Особенно при большой нагрузке, что ограничивает область применения данного устройства.
Я вижу только одно: регулировать нагревательные элементы и освещение в складских и подсобных помещениях.

На первом рисунке ошибка, 10 мс должно соответствовать — полупериоду, а 20 мс соответствует периоду сетевого напряжения.
Добавил, график регулировочной характеристики при работе на активную нагрузку.
Вы видимо пишите про регулировочную характеристику когда нагрузкой является выпрямитель с емкостным фильтром? Тогда да, конденсаторы будут заряжаться на максимуме напряжения и диапазон регулирования будет от 90 до 180 градусов.

подобные схемы собирал…все работают безупречно, только больше нравится на кт 117

Залежи советских радиодеталей есть далеко не у каждого. Почему бы не указать «буржуйские» аналоги старых отечественных полупроводниковых приборов (например, 10RIA40M для КУ202Н)?

Тиристор КУ202Н сейчас продают меньше чем за доллар (не знаю, производят ли или старые запасы распродают). А 10RIA40M дорогой, на алиэкспрессе его продают примерно за 15$ плюс доставка от 8$. 10RIA40M имеет смысл использовать только когда нужно отремонтировать устройство с КУ202Н, а КУ202Н не найти.
Для промышленного применения более удобны тиристоры в корпусах TO-220, TO-247.
Два года назад делал преобразователь на 8кВт, так тиристоры покупал по 2,5$ (в корпусе TO-247).

Это и имелось в виду, если ось напряжения (почему-то помечена Р) провести, как на 2-м графике, то станет яснее с градусами, периодами и полупериодами приведенными в описании. Осталось убрать знак переменного напряжения на выходе (оно уже выпрямлено мостом) и моя дотошность будет удовлетворена полностью.
КУ202Н продают сейчас на радиорынках действительно за копейки, причем в исполнении 2У202Н. Кто в теме, поймет, что это военное производство. Наверное распродаются складские НЗ, которым все сроки вышли.

На рынке, если брать с рук могут среди новых подложить и выпаянную деталь.
Быстро проверить тиристор, например КУ202Н можно простым стрелочным тестером, включенным на измерение сопротивлений по шкале в единицы ом.
Анод тиристора соединяем на плюс, катод на минус тестера, в исправном КУ202Н утечки быть не должно.
После замыкания управляющего электрода тиристора на анод стрелка омметра должна отклониться, и остаться в таком положении после размыкания.
В редких случаях такой метод не срабатывает, и тогда для проверки понадобится низковольтный блок питания, желательно регулируемый, лампочка от фонарика, и сопротивление.
Вначале устанавливаем напряжение блока питания и проверяем светится ли лампочка, затем последовательно с лампочкой, соблюдая полярность соединяем наш тиристор.
Лампочка должна загореться лишь после кратковременного замыкания анода тиристора с управляющим электродом через резистор.
При этом резистор нужно подбирать, исходя из номинального открывающего тока тиристора и напряжения питания.
Это самые простейшие методы, но возможно существуют и специальные приборы для проверки тиристоров и симисторов.

кратковременно проверку выдерживают без сопротивления

На выходе напряжение не выпрямлено мостом.Оно выпрямлено только для схемы управления.

На выходе переменка,мост выпрямляет только для схемы управления.

Я бы назвал не регулирование напряжения, а регулирование мощности. Это стандартная схема регулятора освещения, которую раньше собирали почти все. И про радиатор к тиристору загнули. В теории конечно можно, но в практике думаю тяжело обеспечить тепло обмен между радиатором и тиристором для обеспечения 10А.

А какие сложности с теплообменом у КУ202? Вкрутил торцевым болтом в радиатор и все! Если радиатор новый, точнее, резьба не разболтана, даже КТП мазать не надо. Площадь стандартного радиатора (иногда и в комплекте шли), как раз и расчитана на нагрузку 10 А. Никакой теории, сплошная практика. Единственно, что радиаторы должны были находится на открытом воздухе (по инструкции), а при таком подключении сети — чревато. Поэтому закрываем, но ставим кулер. Да, мостовые друг к другу не прислоняем.

Вполне согласен с регулированием отдаваемоей мощности в нагрузку. Тиристор, конечно, не нужно ставить в предельные режимы. А так, моя любимая схема. даже использовал успешно для регулировки в первичной обмотке трансформатора.

Подскажите, что за конденсатор С1 -330нФ?

Наверное правильнее будет написать C1 — 0,33мкФ, можно устанавлиявать керамический или пленочный на напряжение не меньше 16В.

Всем самого доброго! Сначала собирал без транзисторов схемы… Одно плохо — регулировочное сопротивление грелось и выгорал слой графитовой дорожки. Потом собрал эту схему на кт. Первая неудачно — вероятно из-за большого усиления самих транзисторов. Собрал на МП с усилением около 50. Заработала без проблем! Однако есть вопросы…

Я тоже собирал без транзисторов,но ничего не грелось.Это было два резистора и конденсатор,В последствии убрал и конденсатор.Фактически остался переменник между анодом и управляющим,ну и естественно мостик.Использовал для регулировки мощности паяльника,причем как на 220 вольт,так и на первичку трансформатора для паяльника на 12 вольт и все работало и не грелось.Сейчас до сих пор в кладовке лежит в исправном состоянии.У Вас возможно была утечка в конденсаторе между катодом и управляющим для схемы без транзисторов.

Собрал на МП с усилением около 50. Работает! Но стало больше вопросов…

Номиналы R4 и R5 явно перепутаны. Никто не собирал схему в железе?

Можно поконкретнее о диодном мосте. Как направлены диоды?

плюс на право ,минус на лево ))

График неправильный. При 90 градусах *мощность* будет половина. А напряжение будет в корень из двух меньше исходного. Типа от 220 останется 155, а не 110.

А заменить транзисторы на динистор DB3 (стоит 4 рубля) можно? Дайте схему пожалуйста

…а если его — регулировать обороты вентилятора?, (но там индуктивная нагрузка,…. это вопрос).

Источник: hardelectronics.ru

Регулятор мощности на тиристоре

Автор: admin Vladimir | Опубликовано 24-01-2015

Друзья, приветствую вас! Сегодня я хочу рассказать о самой распространенной самоделки радиолюбителей. Речь пойдет о тиристорном регуляторе мощности. Благодаря способности тиристора мгновенно открываться и закрываться, его с успехом применяют в различных самоделках. При этом он обладает низким тепловыделением. Схема тиристорного регулятора мощности достаточно известна, но она имеет отличительную особенность от подобных схем. Схема построена таким образом, что при первоначальном включении устройства в сеть отсутствует скачок тока через тиристор, благодаря чему через нагрузку не протекает опасный ток.

Ранее я рассказывал о регуляторе температуры для паяльника, в котором в качестве регулирующего устройства используется тиристор. Данный регулятор может управлять нагрузкой мощностью 2 киловатта. Если силовые диоды и тиристор заменить на более мощные аналоги, то нагрузку можно увеличить в несколько раз. И можно будет использовать этот регулятор мощности для электрического тэна. Я же использую данную самоделку для пылесоса.

Схема регулятора мощности на тиристоре

Сама схема проста до безобразия. Я думаю, что не стоит объяснять принцип её работы:

Детали устройства:

• Диоды; КД 202Р, четыре выпрямительных диода на ток не меньше 5 ампер
• Тиристор; КУ 202Н, или другой с током не меньше 10 ампер
• Транзистор; КТ 117Б
• Резистор переменный; 10 Ком, один
• Резистор подстроечный; 1 Ком, один
• Резисторы постоянные; 39 Ком, мощностью два ватта, два штуки
• Стабилитрон: Д 814Д, один
• Резисторы постоянные; 1,5 Ком, 300 Ом, 100 Ком
• Конденсаторы; 0,047 Мк, 0,47 Мк
• Предохранитель; 10 А, один

Тиристорный регулятор мощности своими руками

Готовое устройство, собранное по этой схеме выглядит вот так:

Так как деталей в схеме используется не очень много, можно применить навесной монтаж. Я же использовал печатный:

Регулятор мощности собранный по этой схеме очень надежен. Сначала этот тиристорный регулятор использовался для вытяжного вентилятора. Эту схему я реализовал около 10 лет назад. Первоначально я не использовал радиаторы охлаждения, так как ток потребления вентилятора очень мал. Затем я стал использовать эту электронную самоделку для пылесоса мощностью 1600 ватт. Без радиаторов силовые детали нагревались значительно, рано или поздно они вышли бы из строя. Но и без радиаторов это устройство проработало целых 10 лет. Пока не пробило тиристор. Первоначально я использовал тиристор марки ТС-10:

Теперь я решил поставить теплоотводы. Не забываем нанести тонкий слой теплопроводящей пасты КПТ-8 на тиристор и 4 диода:

Если у вас не окажется однопереходного транзистора КТ117Б:

то его можно заменить двумя биполярными собранными по схеме:

Сам я такую замену не производил, но должно получиться.

По данной схеме в нагрузку поступает постоянный ток. Это не критично, если нагрузка активная. Например: лампы накаливания, нагревательные тэны, паяльник, пылесос, электродрель и другие устройства, имеющие коллектор и щетки. Если же вы планируете, данный регулятор использовать для реактивной нагрузки, например электродвигателя вентилятора, то нагрузку стоит включить перед диодным мостом, как это показано на схеме:

Резистором R7 регулируют мощность на нагрузке:

а резистором R4 устанавливают границы интервала регулирования:

При таком положении движка резистора на лампочку приходит 80 вольт:

Обычно тиристор не открывается из-за малости напряжение на нём и скоротечности процесса, а если и откроется, то будет закрыт при первом же переходе напряжения сети через 0. Таким образом, использование однопереходного транзистора решает задачу принудительной разрядки накопительного конденсатора, в конце каждого полупериода питающей сети.

Собранное устройство я поместил в старый ненужный корпус от трансляционного радио. Переменный резистор R7 я установил на штатное место. Осталось поставить на него ручку и проградуировать шкалу напряжения:

Корпус слегка великоват, но зато тиристор и диоды охлаждаются просто великолепно:

С боку устройства я поместил розетку, чтобы можно было подключить вилку от любой нагрузки. Для подключения собранного устройство к электросети я использовал шнур от старого утюга:

Как я говорил ранее, этот тиристорный регулятор мощности очень надёжен. Я им пользуюсь уже не один год. Схема очень проста, её сможет повторить даже начинающий радиолюбитель.

Источник: radiobezdna.ru

Самодельный регулятор напряжения на тиристоре — схема для изготовления

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

• катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
• анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
• управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

• тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
• модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

• Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
• Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
• Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

• диод – 4 шт.;
• транзистор – 1 шт;
• конденсатор – 2 шт.;
• резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Источник: strojdvor.ru

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Данный регулятор напряжения собирался мной для использования в различных направлениях: регулирование скорости вращения двигателя, изменение температуры нагрева паяльника и т.д. Возможно название статьи покажется не совсем корректным, и эта схема иногда встречается как регулятор мощности, но тут надо понимать, что по сути происходит регулировка фазы. То есть времени, в течении которого сетевая полуволна проходит в нагрузку. И с одной стороны регулируется напряжение (через скважность импульса), а с другой — мощность, выделяемая на нагрузке. Следует учесть, что наиболее эффективно данный прибор будет справляться с резистивной нагрузкой – лампы, нагреватели и т.д. Потребители тока индуктивного характера тоже можно подключать, но при слишком малой его величине надёжность регулировки снизится. Схема данного самодельного тиристорного регулятора не содержит дефицитных деталей. При использовании, указанных на схеме выпрямительных диодов, прибор может выдержать нагрузку до 5А (примерно 1 кВт) с учетом наличия радиаторов. Для увеличения мощности подключаемого устройства нужно использовать другие диоды или диодные сборки, рассчитанные на необходимый вам ток. Так-же нужно заменять и тиристор, ведь КУ202 рассчитан на предельный ток до 10А. Из более мощных рекомендуются отечественные тиристоры серии Т122, Т132, Т142 и другие аналогичные. Деталей в тиристорном регуляторе не так уж и много, в принципе допустим навесной монтаж, однако на печатной плате конструкция будет смотреться красивее и удобнее. Рисунок платы в формате LAY качаем тут. Стабилитрон Д814Г меняется на любой, с напряжением 12-15В. В качестве корпуса использовал первый попавшийся — подходящий по размерам. Для подключения нагрузки вывел наружу разъем для вилки. Регулятор работает надежно и действительно изменяет напряжение от 0 до 220 В. Автор конструкции: SssaHeKkk. Обсудить статью ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ Практический пример создания простейшего преобразователя для того, чтоб из напряжения одной пальчиковой батарейки получить 9V. Источник: radioskot.ru Мощный блок питания. Как-то работал я в одном троллейбусном парке по ремонту электрооборудования. Наша мастерская размещалась на втором этаже в здании на территории парка. Ремонтировали и проверяли мы троллейбусное электро и радиооборудование. И вот для того, чтобы проверить исправность мощного электрооборудования и троллейбусных преобразователей, мужики таскали тяжёлые АКБ с троллейбусов, да ещё на второй этаж. Лень, как говориться — двигатель прогресса, мне такими вещами заниматься не с руки, да и мужикам порядком надоело, и вот благодаря этому, родилась идея найти замену этим занятиям и сделать достаточно мощный блок питания, при помощи которого можно было бы проверять на работоспособность любое троллейбусное электрооборудование. В гараже у меня был мощный блок питания, и вот по такой-же схеме я и решил собрать подобное устройство для нужд троллейбусного парка, который был бы мне в помощь, да и мужикам на радость. Данная схема представляет собой мощный блок питания, где в качестве регулирующих элементов используются тиристоры. Вся мощность этого блока питания ограничена только силовым трансформатором и тиристорами. Если поставите более мощный трансформатор и тиристоры, то соответственно и выходной ток этого блока питания увеличится. Блок питания собран был в основном из деталей списанной и разобранной оргтехники и из того, что там же и нашлось. А нашёлся там в хламе готовый трансформатор от бесперебойника UPS-1200, который выдаёт 2х30Вольт, тиристоры VS1 — VS2 Т50 на 50А, можно вместо них использовать любые на ток не менее 40А, а если планируется ток нагрузки меньше, то конечно можно ставить тиристоры и с меньшим током. Дроссель L1 был так-же найден в радио-хламе от неизвестного устройства, на вид магнитопровод, как от ТСШ-160 (ТСШ-170) и окно было полностью заполнено обмоткой, проводом диаметром 3 мм с зазором 1,5-2,0 мм, довольно мощный на вид дроссель. Если не найдёте готовый дроссель, то можно сделать его самостоятельно. Сердечник можно взять от любого силового трансформатора, мощностью от 100-120 вт, лучше Ш-образной формы (ШЛ) и намотать обмотку проводом диаметром 2,0-3,0 мм (набором проводов), или даже подойдут и сердечники и П и ПЛ. На них можно намотать обмотку и на одном каркасе до заполнения окна, или разделить её на два каркаса и соединить потом половины последовательно ( начало с началом или конец с концом) и собрать сердечник с аналогичным зазором. Трансформатор TV2 был взят от какого то транзисторного радиоприёмника, это согласующий трансформатор. Можно использовать любой, подобного назначения, или намотать его самостоятельно на небольшом сердечнике, по данным, которые имеются в справочниках по транзисторным радиоприёмникам, журналах «Радио» или в интернете. Минимальное выходное напряжение блока питания получилось около 1,5В, максимальное под полной нагрузкой 30 Вольт. Блок питания довольно стабильно его держит. Работает БП, как я сказал, очень стабильно. Транзистор VT2 формирует «пилу» для работы ШИМ, синхронизируемой с сетью через транзистор VT1. Конденсатор С7 желательно подобрать по линейной форме «пилы» на нём. Конденсаторы фильтра С11-С12 я ставил по 2200 мкФ 50 вольт, на схеме указана их минимальная ёмкость. На К140УД7 формируются импульсы которые уже управляют тиристорами через составной (Дарлингтона) транзистор VT3. Вместо К140УД7 можно поставить К140УД6, К140УД8 и практически любые другие, подходящих по напряжению питания и под сопротивление нагрузки не хуже 2 кОм. К напряжению питания эти микросхемы не критичны, по этому в качестве КС515 можно использовать любые другие стабилитроны на напряжение стабилизации от 12Вольт до 15Вольт (Д814Г, Д814Д, КС512) или импортные. Транзисторы VT1-VT2 можно использовать любые, соответствующей структуры, и вместо VT3 можно так-же использовать любые Дарлингтона соответствующей структуры, например от старых матричных принтеров, они там используются для управления шаговыми двигателями. Можно попробовать вместо VT3 использовать МОСФЕТ с N-каналом, тогда подойдёт любой операционный усилитель, единственно что нужно — ёмкость С13 уменьшить до 10нФ, резистор R12 увеличить до 100кОм. Конденсатор С8 даёт устойчивость работы тиристоров на малых токах нагрузки и плавную подачу напряжения после включения БП в сеть. Печатную плату я не делал, весь монтаж выполнил навесным на небольшой плате, к которой приклеил электролитические конденсаторы и в основном использовал их выводы, как монтажные точки. Данная схема управления также была использована и в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Выходное напряжение вторички силового трансформатора, тогда вполне хватит и 2х15-18 вольт, с допустимым током, которым вы планируете заряжать аккумуляторы. Тиристоры для зарядного устройства достаточно будет на 10-25 ампер и дроссель L1 из схемы можно исключить. В качестве регулировочного резистора (R10) в таких целях я стараюсь использовать проволочные, они надёжнее, особенно для гаража или там, где имеются перепады температуры и влажности. Тиристоры установлены на алюминиевой пластине, которая используется как крепление тиристоров, как контакт и как теплоотвод. Да, если влом Вам будет мотать согласующий трансформатор и не найдёте его готовым, то схему управления тиристорами можно будет сделать и по такому варианту. Трансформатор в этом случае можно не ставить. Оптроны я брал самые ходовые из серии 817, которые в компьютерных блоках питания стоят, и управляли они тиристорами Т122-25. Такая схема тоже вполне нормально работала. Да, эту схему я не проверял на работоспособность с мощными тиристоры и со старыми тиристорами советского производства. Я не знаю как она будет с ними работать. Там просто при небольшом выходном напряжении нужно и ток удержания держать, и ток управления тоже, иначе хаотически пропускаются периоды и трансформатор начинает дёргаться и цыкать. Чтобы тиристоры в этом случае были нормально открыты (протекал по ним необходимый ток удержания), можно поставить до амперметра (параллельно конденсаторам С11-С12) нагрузочный резистор соответствующей мощности, который и обеспечил бы при минимальном выходном напряжении необходимый ток удержания для тиристоров, и который бы выдержал и максимальное выходное напряжение. Защиту в этом блоке питания я не делал, потому что сложную делать было не хотелось, а простая обычно срабатывать не успевает. Просто поставил совдеповские тиристоры, которые гораздо надёжнее транзисторов, да и тиристоры когда попадаются халявные, то можно их и по мощнее с запасом поставить. Удачи Вам в творчестве и всего наилучшего! Источник: vprl.ru Оценка статьи: Загрузка… Сохранить себе в: Блок питания на тиристоре схема Ссылка на основную публикацию wpDiscuzAdblock detector

Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения.

 

При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.

Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения. Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже.

К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел.

В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств.

Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах.

Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку

В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер.

 

Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1.

 

 

 

Рис. 1.

   Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке U_н выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке U_н, а выпрямление производится другими приборами.

 

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные U_выпр. Частота пульсаций f_п на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема  управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой t_з относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя U_выпр становится равным нулю.

 

 

Рис. 2.

    Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка t_з превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение U_н на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке U_н сглаживаются конденсатором фильтра C_ф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра C_ф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Т_п.

 Теперь представим, что задержка момента включения тиристора t_з равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум.

 

 

 

Рис. 3.

 

    В этом случае напряжение на нагрузке U_н также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре).

 Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда U_выпр проходит через максимум, т. е. t_з=T_п/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра C_ф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. t_з<T_п/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения t_з, частота сети, а значит, частота и период T_п пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться. Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке U_н возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций.

 Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки t_з намного меньшее Т_п/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра C_ф (см. первый импульс на рис. 4).

 

 

Рис. 4.

 

    Оказывается, что при малом времени задержки t_з возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке U_н оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя U_выпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см. второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением.

 

Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя.

 

Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5.

 

 

Рис. 5.

 

     Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление R_п, а конденсатор фильтра C_ф и нагрузка R_н подключены через пусковой диод VD_п. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра C_ф.  После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление R_п и, затем, когда напряжение на R_п превысит напряжение на нагрузке U_н, открывается пусковой диод VD_п и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра C_ф. Сопротивление R_п выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса t_з. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности.

 

    Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VD_п, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление R_п к отдельному выпрямителю. Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление R_п приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель.

 

 

 

Рис. 6.

 

Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором

 

Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым.

 

 

Рис. 7.

 

 

Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие:

 

1.     Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF.

 

2.     Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил.

 

3.     В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817.

 

4.     К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7).

 

5.     В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления.

 

Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества.

 

Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8.

 

 

Рис. 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.

 

Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки.

 

Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10.

 

 

Рис. 10.

 

 

Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11.

 

 

Рис. 11.

 

 

Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям:

 

1.     Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя.

 

2.     Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор.

 

В фильтре использован серийный дроссель Д255В.

 

Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12.

 

 

Рис. 12.

 

    Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов.

 

Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон.

 

 

Рис. 13.

 

    Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов.

 

 

 

Рис. 14.

 

 

    Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение.

 

 

Рис. 15.

 

 

    Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания.

 

Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания.

 

Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний.

 

Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10.

 

 

Рис. 16.

 

    Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т.к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе.

 

Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором

 

При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов.  Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17.

 

 

Рис. 17.

 

     Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора.

 

Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора.

 

С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5.

 

 

 

Рис. 18.

 

    В схеме рис. 18. использована та же плата, что и в схеме рис. 17, только с нее удален диодный мост, т.к. здесь используется один общий для нагрузки и схемы управления выпрямитель. Заметим, что в схеме на рис. 17 пусковое сопротивление подобрано из нескольких параллельно включенных чтобы определить максимально возможное значение этого сопротивления, при котором схема начинает устойчиво работать. Между катодом оптотиристора и конденсатором фильтра включено проволочное сопротивление 10W. Оно нужно для ограничения бросков тока через опторитистор. Пока это сопротивление не было установлено, после поворота ручки переменного сопротивления оптотиристор пропускал в нагрузку одну или несколько целых полуволн выпрямленного напряжения.

На основании проведенных опытов была разработана схема выпрямителя с тиристорным регулятором, пригодная для практического использования. Она приведена на рис. 19.

 

 

Рис. 19.

 

 

 

Рис. 20.

 

     Печатная плата SCR1M0 (рис. 20) разработана для установки на нее современных малогабаритных электролитических конденсаторов и проволочных сопротивлений в керамическом корпусе типа SQP. Автор выражает благодарность Р. Пеплову за помощь с изготовлением и испытанием этой печатной платы.

 Поскольку автор разрабатывал выпрямитель с наибольшим выходным напряжением 500V, потребовалось иметь некоторый запас по выходному напряжению на случай снижения напряжения сети. Увеличить выходное напряжение оказалось возможным если пересоединить обмотки силового трансформатора, как показано на рис. 21.

 

 

Рис. 21.

 

     Замечу также, что схема рис. 19 и плата рис. 20 разработаны с учетом возможности их дальнейшего развития. Для этого на плате SCR1M0 имеются дополнительные выводы от общего провода GND1 и GND2, от выпрямителя DC1

 

Разработка и налаживание выпрямителя с тиристорным регулятором SCR1M0 проводились совместно со студентом Р. Пеловым в ПГУ. C его помощью были сделаны фотографии модуля SCR1M0 и осциллограмм.

 

 

Рис. 22. Вид модуля SCR1M0 со стороны деталей

 

 

Рис. 23. Вид модуля SCR1M0 со стороны пайки

 

 

Рис. 24. Вид модуля SCR1M0 сбоку

 

Таблица 1. Осциллограммы при малом напряжении

 

№ п/п	Минимальное положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	2 В/дел 2 мс/дел
3		т.соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	50 В/дел 2 мс/де

 

 

 

Таблица 2. Осциллограммы при среднем напряжении

 

№ п/п	Среднее положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	2 В/дел 2 мс/дел
3		т.соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел

 

Таблица 3. Осциллограммы при максимальном напряжении

 

№ п/п	Максимальное положение регулятора напряжения	По схеме	Примечания
1		На катоде VD5	5 В/дел 2 мс/дел
2		На конденсаторе C1	1 В/дел 2 мс/дел
3		т.соединения R2 и R3	2 В/дел 2 мс/дел
4		На аноде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел
5		На катоде тиристора	100 В/дел 2 мс/дел

 

По ходу налаживания схемы была выявлена ее склонность к паразитным колебаниям “выбросам” при малом (менее 100V) выходном напряжении. Т. е. в течение некоторого времени регулятор работает нормально и дает, скажем, 30V выходного напряжения, потом дает выброс вольт в 400, потом снова работает нормально, потом снова выброс и т. д. Возникло подозрение, что это явление возникает из-за того, что тиристор не успевает закрыться если он был открыт в самом конце полупериода. Тогда он может оставаться некоторое время открытым и пропустить ВЕСЬ следующий полупериод.

Чтобы избавиться от этого недостатка схема регулятора была изменена. Было установлено два тиристора – каждый на свой полупериод. С этими изменениями схема испытывалась несколько часов и “выбросов” замечено не было.

 

Рис. 25. Схема SCR1M0 с доработками

для лабораторного и регулируемого, как сделать своими руками

Автор Акум Эксперт На чтение 8 мин Просмотров 10к. Опубликовано 01.03.2021 Обновлено 23.03.2021

Практически каждый автолюбитель имеет в своем арсенале сетевое зарядное устройство. Но, к сожалению, далеко не все подобные приборы оснащены защитой от короткого замыкания. То же самое можно сказать о лабораторных блоках питания – обязательном инструменте любого радиотехника. В этой статье мы рассмотрим схемы защиты от КЗ для блока питания и зарядного устройства.

3 схемы на транзисторах и тиристорах

Для начала рассмотрим схемы защиты блока питания на полупроводниковых компонентах. Они просты, надежны и, главное, обладают большим, чем у схем с электромагнитным реле быстродействием.

Простейшая на биполярном транзисторе

Эта несложная для повторения конструкция подойдет для относительно маломощного (до 5-6 А) блока питания или зарядного устройства. В качестве управляющего ключа в блоке защиты используется довольно распространенный и недорогой кремниевый  транзистор КТ819.

Схема защиты от КЗ на биполярном транзисторе

Пока ток, протекающий через токоизмерительный резистор R3 в нагрузку не превышает допустимого, управляющий транзистор Т2 закрыт. А Т1 благодаря напряжению смещения с резистора R1 открыт. Нагрузка получает питание. При перегрузке или коротком замыкании на выходе схемы напряжение, вызванное падением на токоизмерительном резисторе R3, открывает T2. Тот в свою очередь запирает ключ Т1, одновременно зажигая светодиод LED1 «Перегрузка». В этом состоянии схема будет находиться до тех пор, пока ток потребления нагрузкой не войдет в допустимый диапазон.

На месте Т1 могут работать транзисторы 2N5490, 2N6129, 2N6288, 2SD1761, BD291, BD709, BD953, КТ729.  Т2 – любой маломощный кремниевый транзистор типа n-p-n. К примеру, популярный  КТ315 с любой буквой. Светодиод – любой индикаторный. Наладка схемы сводится к подбору номинала резистора R3, выполненного из куска нихромового провода. Чем ниже сопротивление резистора, тем выше ток, при котором сработает защита. Силовой транзистор Т1 нужно установить на радиатор с эффективной площадью рассеивания не менее 300 мм².

Схема устойчиво работает при напряжении  от 8 до 25 В. Если оно иное, придется подобрать номиналы резисторов. R1 должен надежно отпирать силовой транзистор Т1 при отсутствии перегрузки. От номиналов R2, R3 будет зависеть порог срабатывания схемы по току.

На полевом транзисторе

В этой конструкции в качестве силового ключа используется полевой транзистор, имеющий меньшее, чем биполярный падение напряжения и способный коммутировать больший ток.

Схема защиты от КЗ на полевом транзисторе 

Пока ток через нагрузку не превышает критический, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R1 невелико, транзистор Т2 закрыт. Т1 открывается напряжением, которое подаётся через LED1. В это время ток, протекающий через светодиод и резистор R4 очень мал и светодиод не светится.

При коротком замыкании или перегрузке падение напряжения на токоизмерительном резисторе увеличивается, транзистор Т2 открывается и запирает полевой транзистор, отключая нагрузку. При этом ток через светодиод увеличивается и последний начинает светиться, указывая на перегрузку. Налаживание конструкции сводится к подбору номинала токоизмерительного резистора R1 – чем его сопротивление ниже, тем при большем токе нагрузки включится защита.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Если вместо постоянного резистора R4 установить подстроечный номиналом около 10 кОм, то регулировать ток срабатывания схемы можно им в достаточно широком диапазоне и без подбора R1. При указанных на схеме элементах и выходном напряжении 13-14 В (ЗУ для автомобильного аккумулятора) ток срабатывания защиты составляет около 8 А.

В узле можно использовать практически любые полевые транзисторы, выдерживающие ток 15-20 А и соответствующее напряжение. Подойдут, к примеру, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48. Если ток через нагрузку не будет превышать 8 А транзистору радиатор не нужен. Т2 – любой маломощный кремниевый n-p-n проводимости, скажем КТ315 или КТ3102.

На тиристоре

Эта схема предназначена для защиты от короткого замыкания зарядного устройства, но может работать с любым трансформаторным блоком питания без сглаживающих конденсаторов.

Схема защиты зарядного устройства на тиристоре 

Пока ток через нагрузку не превышает нормальный, T1 открыт. При этом при каждой полуволне напряжения коллекторным током открытого транзистора открывается тиристор, питая нагрузку. При коротком замыкании выходное напряжение падает, Т1 закрывается и запирает тиристор. Критическое напряжение, а значит, и порог срабатывания настраивается потенциометром Р1. В схеме можно использовать любой тиристор серии КУ202, Транзистор КТ814 можно заменить на BD136, BD138, BD140. Тиристор необходимо установить на радиатор площадью не менее 300 см².

При необходимости сглаживающие конденсаторы можно установить после блока и использовать конструкцию в качестве обычного БП. Но в этом случае на выходе конструкции нужно установить токоограничивающий резистор номиналом 0.1 – 1 Ом. В противном случае схема  будет срабатывать от перегрузки во время зарядки конденсаторов.

Схема защиты на реле

А теперь перейдем к конструкциям, в которых в качестве управляющего элемента используется электромагнитное реле. С одной стороны это несколько снижает надежность – контакты реле при больших токах могут подгорать. Но с другой такие схемы достаточно просты и могут использоваться с БП, рассчитанные на разное выходное напряжение – достаточно подобрать реле нужного типа.

На одном реле

Конструкция исключительно проста, содержит минимум деталей и не нуждается в настройке. Единственно, как было отмечено выше, необходимо подобрать реле по напряжению срабатывания и соответствующей мощности.

Блок защиты от короткого замыкания на одном реле

Работает устройство следующим образом. В исходном положении горит светодиод LED2, нагрузка обесточена. При нажатии на кнопку S2 на обмотку реле К1 поступает питание и оно срабатывает, подключая нагрузку к источнику питания и одновременно отключая кнопку и светодиод LED2. При этом конденсатор С1 служит для задержки отключения реле на время переключения его контактов. Вместе с нагрузкой питание через диод D1 поступает на обмотку К1 и оно становится на самоблокировку. Кнопку можно отпустить. Загорится светодиод LED1, сигнализируя о том, что нагрузка питается.

При коротком замыкании напряжение в цепи питания реле падает, и его отпускает, отключая нагрузку и снова подключая кнопку. LED1 гаснет, LED2 загорается. Для того, чтобы перезапустить узел необходимо устранить перегрузку и снова нажать кнопку S1.

Важно! При указанном на схеме реле устройство можно использовать с 12-ти вольтовым БП или зарядным устройством. Если напряжение источника отличается, необходимо подобрать реле, срабатывающего от этого напряжения.

На реле и однопереходном транзисторе

Эта схема несколько сложнее предыдущей, но она позволяет регулировать ток срабатывания защиты.

Защита от перегрузки с регулировкой порога срабатывания

Пока ток через нагрузку не превышает определенного значения, составной транзистор T1, T2 закрыт. При увеличении тока падение напряжения на токоизмерительном резисторе R1 заставляет открыться Т1 и Т2, а вслед за ними и сработать реле К1. Реле отключает нагрузку и подключает к плюсовой шине резистор R4, не позволяющий отключиться реле.

Чтобы привести конструкцию в исходное состояние, достаточно нажать на кнопку S2. Реле отключится, нагрузка снова получит питание. Если причина КЗ не устранена, то после отпускания кнопки защита сработает вновь. Величину тока срабатывания можно регулировать при помощи переменного резистора P1.

Важно! Не рекомендуется держать кнопку S2 длительное время. Если причина КЗ не устранена, то БП будет перегружен и сгорит, так как узел защиты будет принудительно отключен.

В блоке можно использовать транзисторы КТ805 с любой буквой, 2SC2562, 2N3054 (Т2) и любые маломощные кремниевые транзисторы структуры p-n-p. Напряжение срабатывания реле должно быть несколько ниже напряжения источника питания. LED1 «Перегрузка» – любой индикаторный.

Регулируемый блок питания с защитой от кз своими руками

Этот лабораторный блок питания собран на специализированной  микросхеме LM723. Он позволяет регулировать выходное напряжение от 2 до 30 В, имеет защиту от короткого замыкания и обеспечивает ток до 20 А.

Схема лабораторного блока питания с защитой от КЗ

Сердцем устройства является микросхема, представляющая собой регулятор напряжения с защитой от перегрузки. Поскольку выходная мощность микросхемы невелика, она оснащена мощным ключом, собранным на транзисторах VT1-VT5. Резисторы R4, R6, R8, R10 – токовыравнивающие. Они компенсируют разброс коэффициентов передачи транзисторных ключей.

Датчик тока собран на резисторах R5, R7, R9, R11, включенных параллельно. Он подключен к выводам 2 и 3 микросхемы. Как только напряжение на этих выводах станет больше 0.6 В, сработает защита по току и закроет силовые транзисторы. Резистор R2 служит для регулировки выходного напряжения. Мощные транзисторы установлены на общий радиатор площадью около 1000 см2. Изолировать их от радиатора не нужно.

Вместо указанных на схеме 2N3055 можно установить КТ819. Выпрямительные диоды должны выдерживать ток 30 А и обратное напряжение не ниже 50 В. Трансформатор выдает напряжение 35 В и обеспечивает ток 25 А.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Не следует путать защиту от перегрузки со стабилизацией тока. Эта схема не обеспечивает стабилизацию на заданном уровне, а просто отключает нагрузку при превышении определенного тока.

Вот мы и закончили краткий обзор схем защиты от КЗ, которые можно использовать в блоках питания и зарядных устройствах. Несмотря на то, что конструкции довольно простые, они вполне справятся со своей задачей и спасут жизнь блоку питания при небрежном с ним обращении.

Спасибо, помогло!13Не помогло1

Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1

Виды лабораторных блоков питания и их применение

Ни для кого не секрет, что одним из наиболее полезных приборов в домашней мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания. Что это и для чего вообще он нам нужен?

Лабораторный блок питания (или ЛБП) представляет собой стабилизированный источник питания, который обеспечивает высокую точность напряжения на выходе вне зависимости от нагрузки. Делятся на два типа: импульсные и линейные (трансформаторные). 

Преимуществами импульсного блока питания являются его меньший в сравнении с линейными БП вес и более высокий КПД. В свою очередь блоки питания линейного типа весят куда больше из-за примененного в их конструкции сетевого трансформатора. Но за счет этого достигается уменьшение помех. Субъективно можно также добавить к достоинствам линейных БП это их надёжность. Тут всё просто — меньше радиодеталей, меньше вероятность выхода из-строя схемы. К тому же импульсные схемы, как правило, требуют больших усилий в настройке/отладке, а это для сборки блока питания своими играет немаловажную роль.

Также ЛБП разделяют на одно- и многоканальные. Количество каналов говорит нам о количестве выходов разных напряжений к которым можно одновременно подключить различную нагрузку.

В зависимости от дороговизны БП в нём могут быть реализованы различные полезности: ограничение по току, точная регулировка выходных параметров (кроме грубой), защита от перегрузки, термозащита и др. Выходное напряжение выводится на аналоговые (стрелочные) показометры или на цифровые (семисегментные светодиодные индикаторы либо ЖК-экран).

Ну, вроде с основными параметрами лабораторных блоков питания разобрались. Теперь о практическом применении. 

Каждый раз после сборки платы наступает момент когда нужно наконец-то таки проверить на работоспособность наше новое устройство. Можно конечно запитать от батареек или аккумуляторов. Но ток от будет небольшим, продолжительность работы — сомнительная, а стабильность напряжения на выходе будет «гулять». Вот здесь нам и пригодится регулируемый блок питания, которым мы сможем задавать нужное выходное напряжение. Также кроме как при проверке собранной схемы БП пригодится и при ремонте радиоэлектроники, когда блок питания ремонтируемого устройства неисправен.

Какой выбрать?

Как нетрудно догадаться, но выбор нужного нам прибора зависит от бюджета, что часто бывает. Часто. Бывает. Очень.  Более «навороченные» устройства стоят дороже. Но для домашних ремонтов подойдет следующая конфигурация:

• одноканальный, одно- или двухполярное питание
• выходное напряжение 0-30 В
• выходной ток до 2-3 А
• ограничение по току

Со стрелочными показометрами будет дешевле; линейного типа (трансформаторный) — дешевле. Кстати, о показометрах — почему они дешевле? Ну тут всё просто. Стрелки не отображают сотые и десятые вольт/ампер; больше погрешность — меньше цена.

Однополярное питание — на черной клемме БП будет 0 В, на красной положительный потенциал. При двухполярном питании на черной клемме вместо ноля будет отрицательный потенциал (например -10В относительно ноля). Выходной ток — максимальный ток, который может выдать прибор.  Ограничение по току — возможность выставлять максимальных выходной ток (например, когда при КЗ будут течь не все 3 А, а установленные вами 0.5 А).

С этим тоже разобрались. Теперь выбор стоит за следующим — покупать или сделать самому? Если покупать в Украине, то цена на подобный по параметрам (0-30 В, 5 А) самый дешевый блок питания на момент написания статьи составит более $80. Делать подобный самому — дешевле. Да, возможно, сделанный вручную будет уступать по красоте заводским приборам. Но из плюсов такого выбора стоит отметить что при одинаково затраченных средствах можно собрать более функциональное устройство; при надлежащем конструировании это будет более надёжный/качественный БП. К тому же это опыт, который дорогого стоит. В общем, выбираем вариант «сделать своими руками».

Сборка своими руками

Конечные параметры нам известны. Основываясь на них ищем готовую схему проверенного в работе БП. Подобных схем в интернете масса. Разумеется, вариант собственного конструирования с нуля никто не отменял, но для этого нужны явно не начальные знания в радиотехнике. И те, кто ими обладает сами давно уже собрали что хотели.

Итак, схема. За основу была выбрана схема «Простого и доступного блока питания 0-50 В»

Почему на 50 В, а не 30 В? Примерно в период когда собирался данный блок питания случилось мне ремонтировать ЭПРА (электронный балласт для люминесцентных ламп). И была там радиодеталь, именуемая как динистор DB3. Проверить мультиметром её не представляется возможным в силу специфики работы динистора — в оба конца он не «звонится». У него существует напряжение пробоя при котором динистор «открывается». Пока напряжение на нём не достигнет 28-36 В мы не узнаем рабочий ли он. Забегая наперёд скажу, что за 3 года использования этого блока питания пользоваться напряжением свыше 30 В приходилось считанные разы. 

Имея «на руках» выходные напряжение и ток мы можем прикинуть трансформатор какой габаритной мощности нам потребуется. В нашем случае это 50 В, умножаем на ток в 3 А и получаем мощность в 150 Вт. Это минимальная мощность для тора (трансформатора). Желательно докинуть +20%, чтобы компенсировать низкий КПД его работы. Поэтому для нашего лабораторного блока питания на барахолке был выбран трансформатор ТС-160. Такой устанавливался в старые черно-белые телевизоры. Его стоимость в б.у. состоянии примерно $5. Имеет «на борту» две катушки, на каждой одна первичная обмотка и несколько вторичных. Вторичка нам не нужна — её необходимо смотать. 

 

Основная вторичная обмотка мотается проводом диаметром 1.45 мм. Более тонким — нежелательно, более толстым — есть вероятность, что катушки не станут на магнитопровод, поскольку и так всё впритык (как видно на рисунке). Для питания вольтметра, амперметра и вентилятора — отдельная обмотка. Желательно после намотки пропитывать чем-то витки — лаком, парафином и т.д. Потому что при работе могут быть слышны небольшие щелчки при включении одной из силовых обмоток. Да и гудеть может.

Кстати про основную вторичную обмотку — их четыре. Как видно из шильдика каждая на 10 В переменного напряжения. Почему так? В процессе работы БП будет автоматически подключать нужное количестве обмоток для получения нужного входного напряжения. Например, при 5 В на выходе ему хватит и одной обмотки. Если нам требуется получить на выходе 15 В — будет подключена вторая. 

Для чего это нужно? Дело в том, что если мы подадим на вход все 40 В (это примерно 56 В «постоянки»), но на выходе выставим напряжение в 10 В, то остальные 46 В будут рассеиваться на силовом транзисторе. И при токе в 3 А на нём будет рассеяно около (46 В * 3 А) — (10 В * 3 А) = 108 Вт. Ну, вобщем-то с этим можно жить. Поставить здоровенный радиатор, к нему вентилятор и всё бы хорошо. Но такой блок питания превращается в недвижимость — помимо тяжелого сетевого трансформатора к весу прибавится еще и радиатор.

Как решить эту проблему? Повышать входное напряжение в зависимости от требуемого напряжения на выходе. Конечно, это можно делать и вручную с помощью галетного переключателя, например. Не хватает на выходе напряжение — клацнули и подключилась еще одна обмотка. Соответственно, на вход от одной обмотки в 10 В переменки придет около 10 В * 1.414 = 14 В постоянки (не учитывая падение напряжения на диодном мосту). Но делать это с помощью переключателя, согласитесь, что не комильфо. Поэтому и была использована схема «Электронный коммутатор вторичных обмоток лабораторного БП».

Схема питается от отдельной обмотки. Можно не обязательно от 5 В, но придется расчитать ограничительные резисторы в случае изменения напряжения. Хоть и расчитана схема на работу в ней как тиристоров, так и симисторов, но заставить работать на симисторах у меня не получилось — происходил пробой при подключении следующей обмотки. На тиристорах же всё заработало с первой попытки. Обратите внимание, что стабилитроны ZD1-ZD3 расчитаны на напряжение обмоток. Поскольку в моём случае обмотки по 10 В, то и стабилитроны нужно брать на большее напряжение. Оптроны использованы MOC3023.

Еще хочу подчеркнуть такой ньюанс. В этой схеме в качестве переключателей использованы полупроводниковые элементы — тиристоры. Благодаря им при переключении мы не слышим каких-либо щелчков. Дело в том, что этот переключатель обмоток — не единственный вариант какой я попробовал. Была еще собрана плата по следующей схеме: 

 

И всё бы хорошо, вроде и переключала как нужно. Но этот дребезг … Ведь схема построена на реле и при плавном изменении напряжения можно оказаться между предыдущей обмоткой и следующей. Тогда и происходило постоянное включение/отключение этой следующей обмотки. Такое же поведение будет когда БП работает в режиме ограничения тока и и напряжение «подстраивается» под исходящий ток. Вобщем, я посчитал такую конструкцию ненадёжной и непрактичной. 

Что же касается «переключалки» на тиристорах, то тестовый вариант выглядел вот так: 

С трансформатором и переключением обмоток на нём разобрались. Важно начать именно с транса, поскольку под него нужно будет искать корпус подходящих размеров. Да и чтобы подобрать сразу под требуемые напряжение/ток.

В следующей части будет разбор уже самой платы БП, корпуса, показометров и пр. Будет много картинок 

Схема тиристорного регулятора больших выпрямленных токов

Испытанная временем схема регулирования тока мощных потребителей отличается простотой в наладке, надежностью в эксплуатации и широкими потребительскими возможностями. Она хорошо подходит для управления режимом сварки, для пуско-зарядных устройств и для мощных узлов автоматики.

Принципиальная схема

При питании мощных нагрузок постоянным током часто применяется схема (рис.1) выпрямителя на четырех силовых вентилях. Переменное напряжение подводится к одной диагонали «моста», выходное постоянное (пульсирующее) напряжение снимается с другой диагонали. В каждом полупериоде работает одна пара диодов (VD1-VD4 или VD2-VD3).

Это свойство выпрямительного «моста» существенно: суммарная величина выпрямленного тока может достигать удвоенной величины предельного тока для каждого диода. Предельное напряжение диода не должно быть ниже амплитудного входного напряжения.

Поскольку класс напряжения силовых вентилей доходит до четырнадцатого (1400 В), с этим для бытовой электросети проблем нет. Существующий запас по обратному напряжению позволяет использовать вентили с некоторым перегревом, с малыми радиаторами (не злоупотреблять!).

Рис. 1. Схема выпрямителя на четырех силовых вентилях.

Внимание! Силовые диоды с маркировкой «В» проводят ток, «подобно» диодам Д226 (от гибкого вывода к корпусу), диоды с маркировкой «ВЛ» — от корпуса к гибкому выводу.

Использование вентилей различной проводимости позволяет выполнить монтаж всего на двух двойных радиаторах. Если же с корпусом устройства соединить «корпуса» вентилей «ВЛ» (выход «минус»), то останется изолировать всего один радиатор, на котором установлены диоды с маркировкой «В». Такая схема проста в монтаже и «наладке», но возникают трудности, если приходится регулировать ток нагрузки.

Если со сварочным процессом все понятно (присоединять «балласт»), то с пусковым устройством возникают огромные проблемы. После пуска двигателя огромный ток не нужен и вреден, поэтому необходимо его быстро отключить, так как каждое промедление укорачивает срок службы батареи (нередко батареи взрываются!).

Очень удобна для практического исполнения схема, показанная на рис.2, в которой функции регулирования тока выполняют тиристоры VS1, VS2, в этот же выпрямительный мост включены силовые вентили VD1, VD2. Монтаж облегчается тем, что каждая пара «диод-тиристор» крепится на своем радиаторе. Радиаторы можно применить стандартные (промышленного изготовления).

Другой путь — самостоятельное изготовление радиаторов из меди, алюминия толщиной свыше 10 мм. Для подбора размеров радиаторов необходимо собрать макет устройства и «погонять» его в тяжелом режиме. Неплохо, если после 15-минутной нагрузки корпуса тиристоров и диодов не будут «обжигать» руку (напряжение в этот момент отключить!).

Корпус устройства необходимо выполнить так, чтобы обеспечивалась хорошая циркуляция нагретого устройством воздуха. Не помешает установка вентилятора, который «помогает» прогонять воздух снизу вверх. Удобны вентиляторы, устанавливаемые в стойках с компьютерными платами либо в «советских» игровых автоматах.

Рис. 2. Схема регулятора тока на тиристорах.

Возможно выполнение схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах (рис.3). Нижняя (по схеме) пара тиристоров VS3, VS4 запускается импульсами от блока управления.

Импульсы приходят одновременно на управляющие электроды обоих тиристоров. Такое построение схемы «диссонирует» с принципами надежности, но время подтвердило работоспособность схемы («сжечь» тиристоры бытовая электросеть не может, поскольку они выдерживают импульсный ток 1600 А).

Тиристор VS1 (VS2) включен как диод — при положительном напряжении на аноде тиристора через диод VD1 (или VD2) и резистор R1 (или R2) на управляющий электрод тиристора будет подан отпирающий ток. Уже при напряжении в несколько вольт тиристор откроется и до окончания полуволны тока будет проводить ток.

Второй тиристор, на аноде которого было отрицательное напряжение, не будет запускаться (это и не нужно). На тиристоры VS3 и VS4 из схемы управления приходит импульс тока. Величина среднего тока в нагрузке зависит от моментов открывания тиристоров — чем раньше приходит открывающий импульс, тем большую часть периода соответствующий тиристор будет открыт.

Рис. 3. Схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах.

Открывание тиристоров VS1, VS2 через резисторы несколько «притупляет» схему: при низких входных напряжениях угол открытого состояния тиристоров оказывается малым — в нагрузку проходит заметно меньший ток, чем в схеме с диодами (рис.2).

Таким образом, данная схема вполне пригодна для регулировки сварочного тока по «вторичке» и выпрямления сетевого напряжения, где потеря нескольких вольт несущественна.

Эффективно использовать тиристорный мост для регулирования тока в широком диапазоне питающих напряжений позволяет схема, показанная на рис.4,

Устройство состоит из трех блоков:

1. силового;
2. схемы фазоимпульсного регулирования;
3. двухпредельного вольтметра.

Трансформатор Т1 мощностью 20 Вт обеспечивает питание блока управления тиристорами VS3 и VS4 и открывание «диодов» VS1 и VS2. Открывание тиристоров внешним блоком питания эффективно при низком (автомобильном) напряжении в силовой цепи, а также при питании индуктивной нагрузки.

Рис. 4. Тиристорный мост для регулировки тока в широком диапазоне.

Рис. 5. Принципиальная схема блока управления тиристорами.

Открывающие импульсы тока с 5-вольтовых обмоток трансформатора подводятся в противофазе к управляющим электродам VS1, VS2. Диоды VD1, VD2 пропускают к управляющим электродам только положительные полуволны тока.

Если фазировка открывающих импульсов «подходит», то тиристорный выпрямительный мост будет работать, иначе тока в нагрузке не будет.

Этот недостаток схемы легко устраним: достаточно повернуть наоборот сетевую вилку питания Т1 (и пометить краской, как нужно подключать вилки и клеммы устройств в сеть переменного тока). При использовании схемы в пуско-зарядном устройстве заметно увеличение отдаваемого тока по сравнению со схемой рис.3.

Очень выгодно наличие слаботочной цепи (сетевого трансформатора Т1). Разрывание тока выключателем S1 полностью обесточивает нагрузку. Таким образом, прервать пусковой ток можно маленьким концевым выключателем, автоматическим выключателем или слаботочным реле (добавив узел автоматического отключения).

Это очень существенный момент, поскольку разрывать сильноточные цепи, требующие для прохождения тока хорошего контакта, намного труднее. Мы не случайно вспомнили о фазировке трансформатора Т1. Если бы регулятор тока был «встроен» в зарядно-пусковое устройство или в схему сварочного аппарата, то проблема фазировки была бы решена в момент наладки основного устройства.

Наше устройство специально выполнено широкопрофильным (как пользование пусковым устройством определяется сезоном года, так и сварочные работы приходится вести нерегулярно). Приходится управлять режимом работы мощной электродрели и питать нихромовые обогреватели.

На рис.5 показана схема блока управления тиристорами. Выпрямительный мостик VD1 подает в схему пульсирующее напряжение от 0 до 20 В. Это напряжение через диод VD2 подводится к конденсатору С1, обеспечивается постоянное напряжение питания мощного транзисторного «ключа» на VT2, VT3.

Пульсирующее напряжение через резистор R1 подводится к параллельно соединенным резистору R2 и стабилитрону VD6. Резистор «привязывает» потенциал точки «А» (рис.6) к нулевому, а стабилитрон ограничивает вершины импульсов на уровне порога стабилизации. Ограниченные импульсы напряжения заряжают конденсатор С2 для питания микросхемы DD1.

Эти же импульсы напряжения воздействуют на вход логического элемента. При некотором пороге напряжения логический элемент переключается. С учетом инвертирования сигнала на выходе логического элемента (точка «В») импульсы напряжения будут кратковременными -около момента нулевого входного напряжения.

Рис. 6. Диаграмма импульсов.

Следующий элемент логики инвертирует напряжение «В», поэтому импульсы напряжения «С» имеют значительно большую длительность. Пока действует импульс напряжения «С», через резисторы R3 и R4 происходит заряд конденсатора C3.

Экспоненциально нарастающее напряжение в точке «Е», в момент перехода через логический порог, «переключает» логический элемент. После инвертирования вторым логическим элементом высокому входному напряжению точки «Е» соответствует высокое логическое напряжение в точке «F».

Двум различным величинам сопротивления R4 соответствуют две осциллограммы в точке «Е»:

• меньшее сопротивление R4 — большая крутизна — Е1;
• большее сопротивление R4 — меньшая крутизна — Е2.

Следует обратить внимание также на питание базы транзистора VT1 сигналом «В», во время снижения входного напряжения до нуля транзистор VT1 открывается до насыщения, коллекторный переход транзистора разряжает конденсатор С3 (происходит подготовка к зарядке в следующем полупериоде напряжения). Таким образом, логический высокий уровень появляется в точке «F» раньше или позже, в зависимости от сопротивления R4:

• меньшее сопротивление R4 — раньше появляется импульс — F1;
• большее сопротивление R4 — позже появляется импульс — F2.

Усилитель на транзисторах VT2 и VT3 «повторяет» логические сигналы -точка «G». Осциллограммы в этой точке повторяют F1 и F2, но величина напряжения достигает 20 В.

Через разделительные диоды VD4, VD5 и ограничительные резисторы R9 R10 импульсы тока воздействуют на управляющие электроды тиристоров VS3 VS4 (рис.4). Один из тиристоров открывается, и на выход блока проходит импульс выпрямленного напряжения.

Меньшему значению сопротивления R4 соответствует большая часть полупериода синусоиды — h2, большему — меньшая часть полупериода синусоиды — h3 (рис.4). В конце полупериода ток прекращается, и все тиристоры закрываются.

Рис. 7. Схема автоматического двухпредельного вольтметра.

Таким образом, различным величинам сопротивления R4 соответствует различная длительность «отрезков» синусоидального напряжения на нагрузке. Выходную мощность можно регулировать практически от 0 до 100%. Стабильность работы устройства определяется применением «логики» — пороги переключения элементов стабильны.

Конструкция и налаживание

Если ошибок в монтаже нет, то устройство работает стабильно. При замене конденсатора С3 потребуется подбор резисторов R3 и R4. Замена тиристоров в силовом блоке может потребовать подбора R9, R10 (бывает, даже силовые тиристоры одного типа резко отличаются по токам включения — приходится менее чувствительный отбраковывать).

Измерять напряжение на нагрузке можно каждый раз «подходящим» вольтметром. Исходя из мобильности и универсальности блока регулирования, мы применили автоматический двухпредельный вольтметр (рис.7).

Измерение напряжения до 30 В производится головкой PV1 типа М269 с добавочным сопротивлением R2 (регулируется отклонение на всю шкалу при 30 В входного напряжения). Конденсатор С1 необходим для сглаживания напряжения, подводимого к вольтметру.

Для «загрубления» шкалы в 10 раз служит остальная часть схемы. Через лампу накаливания (бареттер) HL3 и подстроечный резистор R3 запитывается лампа накаливания оптопары U1, стабилитрон VD1 защищает вход оптрона.

Большое входное напряжение приводит к снижению сопротивления резистора оптопары от мегаом до ки-лоом, транзистор VT1 открывается, реле К1 срабатывает. Контакты реле при этом выполняют две функции:

• размыкают подстроечное сопротивление R1 — схема вольтметра переключается на высоковольтный предел;
• вместо зеленого светодиода HL2 включается красный светодиод HL1.

Красный, более заметный, цвет специально выбран для шкалы больших напряжений.

Внимание! Подстройка R1(шкала 0…300) производится после подстройки R2.

Питание к схеме вольтметра взято из блока управления тиристорами. Развязка от измеряемого напряжения осуществлена с помощью оптрона. Порог переключения оптрона можно установить немного выше 30 В, что облегчит подстройку шкал.

Диод VD2 необходим для защиты транзистора от всплесков напряжения в момент обесточивания реле. Автоматическое переключение шкал вольтметра оправдано при использовании блока для питания различных нагрузок. Нумерация выводов оптрона не дана: с помощью тестера нетрудно различить входные и выходные выводы.

Сопротивление лампы оптрона равно сотням ом, а фоторезистора — мегаом (в момент измерения лампа не запитана). На рис.8 показан вид устройства сверху (крышка снята). VS1 и VS2 установлены на общем радиаторе, VS3 и VS4 — на отдельных радиаторах.

Резьбу на радиаторах пришлось нарезать под тиристоры. Гибкие выводы силовых тиристоров обрезаны, монтаж осуществлен более тонким проводом.

Рис. 8. Вид устройства сверху.

На рис.9 показан вид на лицевую панель устройства. Слева расположена ручка регулирования тока нагрузки, справа — шкала вольтметра. Около шкалы закреплены светодиоды, верхний (красный) расположен около надписи «300 В».

Клеммы устройства не очень мощные, так как применяется оно для сварки тонких деталей, где очень важна точность поддержания режима. Время пуска двигателя небольшое, поэтому ресурса клеммных соединений хватает.

Рис. 9. Вид на лицевую панель устройства.

Верхняя крышка крепится к нижней с зазором в пару сантиметров для обеспечения лучшей циркуляции воздуха.

Устройство легко поддается модернизации. Так, для автоматизации режима запуска двигателя автомобиля не нужны дополнительные детали (рис.10).

Необходимо между точками «D» и «E» блока управления включить нормально замкнутую контактную группу реле К1 из схемы двухпредельного вольтметра. Если перестройкой R3 не удастся довести порог переключения вольтметра до 12…13 В, то придется заменить лампу HL3 более мощной (вместо 10 установить 15 Вт).

Пусковые устройства промышленного изготовления настраиваются на порог включения даже 9 В. Мы рекомендуем настраивать порог переключения устройства на более высокое напряжение, так как еще до включения стартера аккумулятор немного подпитывается током (до уровня переключения). Теперь пуск производится немного «подзаряженным» аккумулятором вместе с автоматическим пусковым устройством.

Рис. 10 . Автоматизация режима запуска двигателя автомобиля.

По мере увеличения бортового напряжения автоматика «закрывает» подачу тока от пускового устройства, при повторных пусках в нужные моменты подпитка возобновляется. Имеющийся в устройстве регулятор тока (скважности выпрямленных импульсов) позволяет ограничить величину пускового тока.

Н.П. Горейко, В.С. Стовпец. г. Ладыжин. Винницкая обл. Электрик-2004-08.

Каталог радиолюбительских схем

Источникии питания. Сетевые Лабораторные СДВОЕННЫЙ ДВУПОЛЯРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. Ю.Тимлия ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. С.Субботин МОЩНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ОУ МАЛОМОЩНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. А. АРИСТОВ Лабораторный блок питания с триггерной защитой. Универсальный блок питания. Лабораторный блок питания 0…30 В. Лабораторный блок питания 1,3-30В 0-5A ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 0…20 В. Лабораторный блок питания 0…20 В Лабораторный БП на К143ЕНЗ К.СЕЛЮГИН Регулируемый источник питания (LM317) 2…30 В/5 А Стабилизатор напряжения на LM317 (КР142ЕН12). Стабилизатор с током нагрузки до 5А. Стабилизатор на К142ЕН5 — с регулируемым выходным напряжением. Комбинированный блок питания. КОМБИНИРОВАННЫИ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК на КП901 Лабораторный источник питания на интегральных стабилизаторах напряжения. А.МУРАВЬЕВ БЛОК ПИТАНИЯ — 1…29 ВОЛЬТ. А.ГРИГОРЬЕВ Регулируемый биполярный блок питания с микроконтроллером. C.Якименко Лабораторный двухполярный блок питания. Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах.И. СЕРЯКОВ, Ю. РУЧКИН Стабилизированный регулируемый блок питания с защитой от перегрузок. А.Н.Патрин ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Л. МОРОХИН ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА. А.МУЗЫКОВ Блок питания радиолюбительской лаборатории. Лабороторный блок питания с быстродействующей защитой. В.Кудинов Блоки питания Блок питания антенного усилителя. И.НЕЧАЕВ Сетевой адаптер для питания конвертера дециметровых волн. Е.Шустиков Блок питания аудиоплейера. Конденсаторно-стабилитронный выпрямитель. ЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ Стабилизированный адаптер из нестабилизированного. Сетевой блок питания электронно-механических часов с подсветкой циферблата. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. А. ПОГОРЕЛЬСКИЙ МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 13,5В/20А Блок питания СИ-БИ радиостанции Мощный блок питания С.ЦВЕТАЕВ Блок бесперебойного питания для АОНа. В.Юхимец ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ СЕТИ. Вариант 1. ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ СЕТИ. Вариант 2.> Блок питания с предрегулятором Маломощный двухполярный стабилизатор Блок питания с защитой от короткого замыкания СЕТЕВОЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ВЫСОКИМИ УДЕЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ А.МИРОНОВ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ Н.СУХОВ Бок питания с регулировкой напряжения.(0,5А,16В) Двухполярный источник питания Блок питания. М.Файзуллин Блок питания 13,8В x 20А. by EW3CS Блок питания 13.8В, 20-25А. Sergio(IV3RLA) Блок питания 13.8В/20А A.Ашихмин Необычный выпрямитель M.Franke Простой блок питания 22А. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ VIPER-КОММУТИРУЕМЫЙ ИИП — ИЗ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА С.КОСЕНКО Стабилизаторы напряжения постоянного тока Основы разработки радиолюбительских стабилизаторов напряжения. Е.Мерзликин О компесационных стабилизаторах. Е.Мерзликин Когда не хочется думать — на помощь приходит микросхема. (Ода КРЕН12). Е.Мерзликин ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ. МОДУЛЬНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ. В. ЕФРЕМОВ, Ю. ШНАПЦЕВ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С СИГНАЛИЗАЦИЕЙ ПЕРЕГРУЗКИ. Экономичный СТАБИЛИЗАТОР С СИСТЕМОЙ ЗАЩИТЫ. А. СТЕХИН Стабилизатор напряжения. П.Горецки Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С УПРАВЛЯЮЩИМ ДИФКАСКАДОМ. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ Применение микросхемного стабилизатора К157ХП2 МИКРОСХЕМА К174УН4А -СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА. И.НЕЧАЕВ Два простых аналоговых стабилизатора. Е.Шустиков СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ. Ю.ЗИРЮКИН Низковольтный стабилизатор. В.Беседин СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ОУ. А.ШИТЯКОВ,М.МОРОЗОВ,Ю.КУЗНЕЦОВ Стабилизаторы напряжения переменного тока Стабилизатор напряжения переменного тока. Ю.ЖУРАВЛЕВ СТАБИЛИЗАТОР СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ. С.КОРЯКОВ Импульсные стабилизаторы и блоки питания ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ. Импульсным стабилизатор с ключевым МДП-транзистором со считыванием тока. Источники питания на основе высокочастотного импульсного преобразователя. Устройство бесперебойного питания на основе импульсного стабилизатора. Эффективный импульсный стабилизатор низкого уровня сложности. Сетевой импульсный…. Импульсный преобразователь сетевого напряжения. УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ Импульсный блок питания с регулятором напряжения 1….32 V мощностью 200 W. Простой ключевой стабилизатор напряжения. А.МИРОНОВ Усовершенствование импульсного стабилизатора напряжения. А.МИРОНОВ МОЩНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. А.МИРОНОВ ПРОСТОИ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР. С.ЗАСУХИН Сломался как-то УПС. А.Кон Миниатюрный импульсный блок питания. Электронные трансформаторы. Электронные трансформаторы. Применение электронного трансформатора. Б.Аладышкин Электронные трансформаторы. Как устроен электронный трансформатор? Б.Аладышкин Электронные трансформаторы. Как сделать блок питания из электронного трансформатора? Б.Аладышкин Электронные трансформаторы. Блок питания из электронного трансформатора Taschibra Электронный трансформатор для галогеновых ламп. Импульсный блок питания на основе электронного трансформатора. А.ШАРОНОВ Электронные трансформаторы. Блок питания на основе преобразователя напряжения для питания галогенных ламп. Н.ЯНГАЛИЕВ Как стабилизировать «электронный трансформатор». А.Е.Шуфотинский ИБП из электронного трансформатора. Трансформатор для галогенок: что можно из него сделать. Усовершенствованный экономичный блок питания. Д.БАРАБОШКИН ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. В.ЦИБУЛЬСКИЙ Простой БП с электронным трансформатором. К.В.Барановский Переделка электронного трансформатора. Высоковольтные блоки питания. Выпрямитель с регулируемым напряжением 40…380 В, 180 мА. В.Лабутин ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ. Н.ТОДОСНЕНКО,С.БАЛИЦКИЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ 3…360 В, 100мА. И.Демидасюк Высоковольтный источник питания. Высоковольтный генератор. от переполюсовки Схема защиты от переполюсовки. от перенапряжения Индикатор перегрузки стабилизатора. А.СУЧИНСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ. Н.Сыч Защита блока питания от КЗ. И.НЕЧАЕВ Защита аппаратуры от повышенного напряжения в сети. Ограничитель тока 5А 300 В для настройки и ремнота импульсных схем БП. А.САВЧЕНКО ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО О.СИДОРОВИЧ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК Л.МОРОХИН ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ И.АЛЕКСАНДРОВ Электронный предохранитель Всеволод Электронный предохранитель. А.Флавицкий УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. В.КАЛАШНИК Преобразователи МОЩНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Мощный блок питания С.ЦВЕТАЕВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЕРЕНОСНЫХ РАДИОСТАНЦИЙ. С. РОНЖИН Преобразователь для электробритвы. С. и В.КАРЛАЩУК ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ В.Фролов Удвоитель постоянного напряжения. Преобразователь напряжения 5/2×10 В на МАХ242. И.НЕЧАЕВ Преобразователь напряжения для батарейной аппаратуры. О.Сай ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. О.Сай Ключевой преобразователь — стабилизатор с ШИ регулированием. Стабилизированный сетевой преобразователь напряжения. А.МЕРИНОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ. Мощный преобразователь для питания бытовых электроприборов. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. В.Соломыков Преобразователь 12/220 В. О.ЛОКСЕЕВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОБРИТВЫ. А.МЕЖЛУМЯН Зарядные и пусковые устройства Зарядка аккумуляторов. Как здоровье аккумулятор?. М.Данилов Приставка для измерения ёмкости зарядки. С.Н.Гуляев Пусковые устройства ЗАПУСК … ОТ РОЗЕТКИ Пусковое устройство. Устройство повышенной мощности для зарядки автомобильного аккумулятора. А.Беседин Автомобильные ЗУ — стабилизаторы напряжения Простое зарядное устройство. Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов К.СЕЛЮГИН ЗАРЯДНО-ПИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО. В.САЖИН Устройство зарядки аккумуляторов. В.КЛИМЕЦКИЙ,В.ЦВЁКЛИНСКИЙ ЗАРЯДНО УСТРОЙСТВО “РАССВЕТ-2” А.Костов Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Г.Киркач Устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов. Б.ЛЪСКОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ — ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. В.ГРИЧКО Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Зарядное устройство для стартерных аккумуляторных батарей. Н.ТАЛАНОВ, В.ФОМИН Устройство для зарядки аккумуляторных батарей (с гасящим конденсатором). Выпрямители с электронным регулятором для зарядки аккумуляторов ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО В.Фомин Десульфатация автомобильных аккумуляторов. К. Вальравен Зарядное устройство с тринистором в цепи первичной обмотки трансформатора. Зарядное устройство с тринисторным регулятором тока. Импульсное зарядное устройство. В.СОРОКОУМОВ Простое тринисторное зарядное устройствоВ.ВОЕВОДА Зарядное устройство с эффективной защитойВ.Л.Соколовский Простое тринисторное зарядное устройство с эффективной защитойпо ЗУ В.Л.Соколовского и В.ВОЕВОДА Автоматические Зарядно-десульфатирующий автомат для атомобильных аккумуляторов. А.СОРОКИН БЛОК ПИТАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ НА КОМПАРАТОРЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. Е.Сосновский, А.Черников АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАЗРЯДНО-ЗАРЯДНОЕ С.АБРАМОВ ПЕРЕЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА? ИСКЛЮЧАЕТСЯ! С.ХРИСТОФОРОВ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО-АВТОМАТ. В.Сосницкий Автоматическое устройство для зарядки аккумуляторов. Г.Г.Сокол(UA6CL) Автоматическое зарядное устройство. Устройство для автоматической подзарядки аккумуляторов в системе аварийного питания. В.Г.Бастанов 300 советов Автоматическое зарядное устройство. Ш.ГИЗАТУЛЛИН Простое автоматическое зарядное устройство. Л. МАЦКО Зарядное устройство(импульсный автомат). С.Калюжный,С.Мищенко АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. К.Казьмин Автомобильные ЗУ — стабилизаторы тока Десульфатирующее ЗУ. Восстановление пассивированных аккумуляторных батарей. В.Беседин Как устранить сульфатацию? А.ЛЕКОНЦЕВ Автозарядка. Восстановление и зарядка аккумулятора Автоматическое зарядное устройство для аккумулятора. Устройство для зарядки аккумуляторных батарей 7А, 16В (стабилизатор тока). Простое автоматическое зарядное устройство. Л.МАЦКО ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО-АВТОМАТ. С.ГУРЕЕВ Автоматическая тренировка аккумуляторов. Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов. Зарядное устройство со стабилизатором тока. Слаботочные ЗУ — стабилизаторы напряжения Зарядное устройство для малогабаритных элементов В.Лабиков Простое зарядное устройство для аккумуляторов разной емкости А.ГУЛИН Схема зарядного устройства для GP300 Игорь(RA0FMF) ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. М.БОГДАНОВ Зарядное устройство для аккумуляторной батареи 7Д-0,115 В.ПАУТКИН Зарядное устройство для аккумуляторов НКГЦ-0.45, Д-0.26 и др. Зарядное устройство Ni-Cd аккумуляторов Автоматические Автоматическое зарядное устройство для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи С.ГОЛОВ Недорогое автоматическое зарядное устройство кислотных аккумуляторов И.Старченко Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторной батареи 7Д-0,115 И.АЛЕКСАНДРОВ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. Слаботочные ЗУ — стабилизаторы тока Безтрансформаторное зарядное устройство Ю.Семенов Зарядное устройство для герметичных свинцовых (гелевых) аккумуляторов Радиокот Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов Универсальное зарядное устройство А.Липухин ЗАРЯДКА СТАБИЛЬНЫМ ТОКОМ Аккумуляторное зарядное устройство – не только профессионалам. Простое зарядное устройство для аккумуляторов. Н.Большаков ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО В.КОСОЛАПОВ Зарядное устройство аккумуляторов от 1,2 до 15 В и от 0,1 до 1,0 А*ч. В.ДЫМОНТ, Ю.ПАШКОВСКИЙ Устройство для регенерации и зарядки малогабаритных элементов Универсальное зарядное устройство. А.Липухин Зарядное устройство для литий-ионных и никель-кадмиевых аккумуляторов. Автоматические «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ» ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ Ni-Cd АККУМУЛЯТОРОВ. Автоматическое зарядное устройство с триггерным анализатором состояния Ni-Сd аккумуляторной батареи. Автоматическое зарядное устройство аккумуляторной батареи Н.Скриндевский Автоматическое зарядное устройство для Ni-Cd-аккумуляторов. Автоматическое зарядное устройство Ni-Сd аккумуляторов для радиостанций MOTOROLA. Ю.Осипенко(RV9WGW) Автоматическое зарядное устройство для Ni-Mh аккумуляторов Ю.Башкатов Специального назначения Устройство разрядки аккумулятора. Евгений Мерзликин РЕГУЛЯТОР ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ с питанием от солнечных элементов. Прибор для проверки аккумуляторов. В.КУЗЬМИН Зарядное устройство для малогабаритных элементов. В.БОНДАРЕВ, А.РУКАВИШНИКОВ Устройство для автоматической подзарядки аккумуляторов в системе аварийного питания. Обзор построения схем питания радираппаатуры Источники опороного напряжения. Стабилизаторы напряжения. Применение микросхемных стабилизаторов серии 142, К142, КР142. А.ЩЕРБИНА и др. Стабилизированные источники тока. Схемы электронной защиты. Аккумуляторы и батарейки Общие обзоры ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Евгений Мерзликин ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОТАШНО-УГОЛЬНО-СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА. А.И.Оленин Как здоровье аккумулятор?. М.Данилов Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей И.Григоров(RK3ZK) Методы заряда металлгидридных аккумуляторов НОВЫЕ ВИДЫ АККУМУЛЯТОРОВ. Батарейки и аккумуляторы. В.С. Лаврус Режим зарядки аккумуляторов. АЛГОРИТМ БЫСТРОЙ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ. Б.ГРИГОРЬЕВ Схемы восстановления заряда у батареек Автомобильные Измеритель заряда автомобильных аккумуляторных батарей А.Евсеев Индикатор напряжения аккумулятора на микросхеме К1003ПП1. Не автомобильные Схемы восстановления заряда у батареек ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АККУМУЛЯТОРОВ. Б.Степанов КИСЛОТНО-СВИНЦОВЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Никель-кадмиевые батареи. А.Торрес Дальше.

ВНИМАНИЕ НАВИГАЦИЯ! Вся информация разбита на тематические подкаталоги. Каждый подкаталог имеет свою заглавную страницу. Выбранная тема открывается в специальном окне данного подкаталога, которое после просмотра может быть закрыто. Не закрывайте заглавных страниц подкапталогов, а если это случилось перейдите на «СОДЕРЖАНИЕ» в верхнем или нижнем банерах.

Схема тиристора и схемы переключения тиристора

В предыдущем уроке мы рассмотрели основную конструкцию и работу кремниевого управляемого выпрямителя, более известного как тиристор. На этот раз мы рассмотрим, как можно использовать схемы переключения тиристоров и тиристоров для управления гораздо более крупными нагрузками, такими как лампы, двигатели, нагреватели и т. Д.

Ранее мы говорили, что для включения тиристора Thyristor необходимо подать небольшой пусковой импульс тока (не непрерывный ток) на клемму затвора (G), когда тиристор находится в прямом положении. направление, то есть анод, (A) положительно по отношению к катоду (K), для возникновения рекуперативного защелкивания.

Типичный тиристор

Как правило, этот импульс запуска должен иметь длительность всего несколько микросекунд, но чем дольше применяется импульс затвора, тем быстрее происходит внутренний лавинный пробой и тем быстрее время включения тиристора, но максимальное время затвора ток не должен быть превышен. После срабатывания и полной проводимости падение напряжения на тиристоре, от анода к катоду, остается достаточно постоянным и составляет около 1,0 В для всех значений анодного тока вплоть до его номинального значения.

Но помните, что как только тиристор начинает проводить, он продолжает проводить, даже без сигнала затвора, до тех пор, пока ток анода не упадет ниже значений тока, удерживаемого устройствами (I _H ), и ниже этого значения он автоматически отключится. Тогда, в отличие от биполярных транзисторов и полевых транзисторов, тиристоры нельзя использовать для усиления или управляемого переключения.

Тиристоры — это полупроводниковые устройства, которые специально разработаны для использования в мощных коммутационных устройствах и не обладают возможностями усилителя.Тиристоры могут работать только в режиме переключения, действуя как разомкнутый или замкнутый переключатель. После запуска в проводимость клеммой затвора тиристор всегда будет проводить (пропускать ток). Поэтому в цепях постоянного тока и некоторых высокоиндуктивных цепях переменного тока необходимо искусственно уменьшать ток с помощью отдельного переключателя или цепи отключения.

Цепь тиристора постоянного тока

При подключении к источнику постоянного тока, тиристор можно использовать в качестве переключателя постоянного тока для управления большими токами постоянного тока и нагрузками.При использовании тиристора в качестве переключателя он ведет себя как электронная защелка, потому что после активации он остается в состоянии «ВКЛ» до тех пор, пока не будет сброшен вручную. Рассмотрим схему тиристора постоянного тока ниже.

Цепь переключения тиристоров постоянного тока

Эта простая схема включения-выключения тиристора использует тиристор в качестве переключателя для управления лампой, но ее также можно использовать в качестве схемы управления включением-выключением для двигателя, нагревателя или какой-либо другой такой нагрузки постоянного тока. Тиристор имеет прямое смещение и запускается в проводимость путем кратковременного замыкания нормально разомкнутой кнопки «ВКЛ», S ₁ , которая подключает вывод затвора к источнику постоянного тока через резистор затвора, R _G , таким образом позволяя току течь. в ворота.Если значение R _G установлено слишком высоким по отношению к напряжению питания, тиристор может не сработать.

После включения цепи, она автоматически фиксируется и остается включенной даже при отпускании кнопки, при условии, что ток нагрузки превышает ток фиксации тиристоров. Дополнительные действия кнопки, S ₁ не будут влиять на состояние цепей, поскольку после «фиксации» ворота теряют всякое управление. Теперь тиристор полностью включен (проводит), позволяя току полной нагрузки проходить через устройство в прямом направлении и обратно к источнику питания от батареи.

Одним из основных преимуществ использования тиристора в качестве переключателя в цепи постоянного тока является то, что он имеет очень высокий коэффициент усиления по току. Тиристор — это устройство , управляемое током , потому что небольшой ток затвора может управлять гораздо большим током анода.

Резистор затвор-катод R _GK обычно используется для снижения чувствительности затвора и увеличения его способности dv / dt, таким образом предотвращая ложное срабатывание устройства.

Поскольку тиристор автоматически перешел в состояние «ВКЛ», сброс схемы возможен только путем прерывания подачи питания и уменьшения анодного тока до значения ниже минимального удерживающего тока тиристора (I _H ).

Открытие нормально замкнутой кнопки «ВЫКЛ», S ₂ разрывает цепь, уменьшая ток цепи, протекающий через тиристор , до нуля, тем самым заставляя его отключаться до повторной подачи другого сигнала затвора.

Однако одним из недостатков этой конструкции тиристорной схемы постоянного тока является то, что механический нормально замкнутый переключатель «ВЫКЛ» S ₂ должен быть достаточно большим, чтобы обрабатывать мощность схемы, протекающую как через тиристор, так и через лампу, когда контакты открыт.В таком случае мы могли бы просто заменить тиристор большим механическим переключателем. Один из способов решить эту проблему и уменьшить потребность в более крупном и надежном переключателе «ВЫКЛ» — это подключить переключатель параллельно тиристору, как показано.

Альтернативная схема тиристора постоянного тока

Здесь тиристорный переключатель получает необходимое напряжение на клеммах и импульсный сигнал затвора, как и раньше, но более крупный нормально замкнутый переключатель предыдущей схемы был заменен нормально разомкнутым переключателем меньшего размера, параллельным тиристору.Активация переключателя S ₂ на мгновение вызывает короткое замыкание между анодом и катодом тиристоров, останавливая ток устройства, уменьшая ток удержания ниже его минимального значения.

Схема тиристора переменного тока

При подключении к источнику переменного тока переменного тока, тиристор ведет себя иначе, чем в предыдущей схеме, подключенной постоянным током. Это связано с тем, что мощность переменного тока периодически меняет полярность, и поэтому любой тиристор, используемый в цепи переменного тока, будет автоматически смещен в обратном направлении, что приведет к его отключению в течение половины каждого цикла.Рассмотрим схему тиристора переменного тока ниже.

Цепь тиристора переменного тока

Вышеупомянутая схема включения тиристора аналогична схеме SCR постоянного тока, за исключением отсутствия дополнительного переключателя «ВЫКЛ» и включения диода D ₁ , который предотвращает обратное смещение, приложенное к затвору. Во время положительного полупериода синусоидального сигнала устройство смещено в прямом направлении, но при разомкнутом переключателе S ₁ нулевой ток затвора подается на тиристор, и он остается в положении «ВЫКЛ».В отрицательном полупериоде устройство смещено в обратном направлении и будет оставаться в состоянии «ВЫКЛ» независимо от состояния переключателя S ₁ .

Если переключатель S ₁ замкнут, в начале каждого положительного полупериода тиристор полностью выключен, но вскоре после этого на затворе появится достаточное положительное пусковое напряжение и, следовательно, ток, присутствующий на затворе, чтобы повернуть тиристор и лампу. «НА».

Тиристор теперь зафиксирован — «ВКЛ» на время положительного полупериода и автоматически выключится снова, когда положительный полупериод закончится и анодный ток упадет ниже значения тока удержания.

Во время следующего отрицательного полупериода устройство все равно полностью «ВЫКЛЮЧЕНО» до следующего положительного полупериода, когда процесс повторяется и тиристор снова работает, пока переключатель замкнут.

Тогда в этом состоянии лампа будет получать только половину доступной мощности от источника переменного тока, поскольку тиристор действует как выпрямительный диод и проводит ток только в течение положительных полупериодов, когда он смещен в прямом направлении. Тиристор продолжает подавать половину мощности на лампу до размыкания переключателя.

Если бы можно было быстро переключать переключатель S ₁ в положение ВКЛ и ВЫКЛ, так, чтобы тиристор получал свой сигнал затвора в точке «пика» (90 ^o ) каждого положительного полупериода, устройство могло бы работать только в течение одна половина положительного полупериода. Другими словами, проводимость будет иметь место только в течение половины половины синусоидальной волны, и это условие приведет к тому, что лампа будет получать «одну четверть» или четверть всей мощности, доступной от источника переменного тока.

Путем точного изменения временного соотношения между импульсом затвора и положительным полупериодом можно заставить тиристор подавать любой процент мощности, необходимый для нагрузки, от 0% до 50%.Очевидно, что при использовании этой конфигурации цепи она не может подавать на лампу более 50% мощности, потому что она не может проводить во время отрицательных полупериодов, когда она смещена в обратном направлении. Рассмотрим схему ниже.

Полуволновое управление фазой

Фазовое управление является наиболее распространенной формой тиристорного управления мощностью переменного тока, и базовая схема управления фазой переменного тока может быть построена, как показано выше. Здесь напряжение затвора тиристоров выводится из цепи зарядки RC через триггерный диод D ₁ .

Во время положительного полупериода, когда тиристор смещен в прямом направлении, конденсатор C заряжается через резистор R ₁ в соответствии с напряжением питания переменного тока. Затвор активируется только тогда, когда напряжение в точке А поднимается достаточно, чтобы вызвать проводимость триггерного диода D ₁ , и конденсатор разряжается на затвор тиристора, переводя его в состояние «ВКЛ». Продолжительность положительной половины цикла, в которой начинается проводимость, регулируется постоянной времени RC, установленной переменным резистором R ₁ .

Увеличение значения R ₁ приводит к задержке напряжения срабатывания и тока, подаваемого на затвор тиристора, что, в свою очередь, вызывает задержку во времени проводимости устройства. В результате, часть полупериода, в течение которого устройство проводит, можно регулировать в диапазоне от 0 до 180 ^o , что означает, что можно регулировать среднюю мощность, рассеиваемую лампой. Однако тиристор является однонаправленным устройством, поэтому в течение каждого положительного полупериода может подаваться не более 50% мощности.

Существует множество способов добиться 100% -ного двухполупериодного управления переменным током с помощью «тиристоров». Один из способов — включить один тиристор в схему диодного моста выпрямителя, которая преобразует переменный ток в однонаправленный ток через тиристор, в то время как более распространенный метод — использовать два тиристора, соединенных обратно параллельно. Более практичным подходом является использование одного Triac , поскольку это устройство может срабатывать в обоих направлениях, что делает их пригодными для коммутации переменного тока.

Тиристорные устройства защиты от перенапряжения (TSPD) Интернет-магазин

Дополнительная информация о силовых тиристорах …

Что такое силовой тиристор?

Тиристор или кремниевый выпрямитель (SCR) — это твердотельный компонент, который используется для переключения и управления потоком электрического тока.Из-за прочности тиристоров они часто используются в приложениях с большими токами. Тиристоры начнут проводить ток, когда они получат определенное напряжение на своем выводе затвора, и продолжат проводить ток даже после того, как это напряжение будет снято с вывода затвора. Поэтому тиристоры используются в качестве регуляторов тока благодаря этим характеристикам, а также широкому диапазону номинальной мощности.

Типы силовых тиристоров

Существует много различных типов силовых тиристоров.В Future Electronics мы предлагаем многие из наиболее распространенных типов, которые классифицируются по напряжению в открытом состоянии, напряжению в выключенном состоянии, току в рабочем состоянии, току в выключенном состоянии, максимальному току срабатывания затвора, типу упаковки и максимальному среднеквадратичному току в открытом состоянии. Параметрические фильтры на нашем веб-сайте могут помочь уточнить результаты поиска в зависимости от требуемых характеристик.

Наиболее распространенные значения для напряжения в открытом состоянии — 1,55 В и 1,6 В. Мы также предлагаем силовые тиристоры с напряжением в открытом состоянии до 1,75 кВ. Напряжение в закрытом состоянии может находиться в диапазоне от 30 В до 2200 В, при этом 600 В является наиболее распространенным значением.

Силовые тиристоры от Future Electronics

Future Electronics предлагает выбор тиристоров полной мощности от нескольких производителей при поиске мощных тиристоров для тиристорной схемы симистора или для любых схем или приложений, в которых может потребоваться силовой тиристор. Просто выберите один из технических атрибутов силового тиристора ниже, и результаты поиска будут быстро сужены в соответствии с потребностями вашего конкретного применения силового тиристора.

Если у вас есть предпочтительный бренд, мы работаем с несколькими.Вы можете легко уточнить результаты поиска мощных тиристоров, щелкнув нужную марку мощных тиристоров ниже в нашем списке производителей.

Приложения для силовых тиристоров:

Силовые тиристоры используются в приложениях, где присутствуют высокие напряжения и токи. Обычно они используются для управления переменным током. Силовые тиристоры также могут использоваться в качестве элементов управления для фазных регуляторов.

Выбор правильного силового тиристора:

Если вы ищете подходящие силовые тиристоры, используйте FutureElectronics.com, вы можете фильтровать результаты по различным атрибутам: по напряжению в открытом состоянии (800 мВ, 1,55 В, 1,6 В), напряжению в закрытом состоянии (30 В, 400 В, 600 В, 800 В,…) и максимальному значению. Ток срабатывания затвора (от 1 мкА до 150 А), и это лишь некоторые из них.

Вы сможете найти подходящие высокомощные тиристоры для ваших тиристорных схем симистора или для приложений, требующих силовых тиристорных схем.

Силовые тиристоры в упаковке, готовой к производству, или количество для НИОКР

Если количество силовых тиристоров, которое вам требуется, меньше, чем полная катушка, мы предлагаем покупателям многие из наших силовых тиристоров в ламповых или отдельных количествах, которые помогут вам избежать ненужный излишек.

Кроме того, Future Electronics предлагает клиентам уникальную программу таможенных складских запасов, которая предназначена для устранения потенциальных проблем, которые могут возникнуть из-за непредсказуемых поставок продуктов, содержащих необработанные металлы, и продуктов с длительным или нестабильным сроком поставки. Поговорите с ближайшим к вам отделением Future Electronics и узнайте больше о том, как избежать возможного дефицита.

Как работает тиристорная схема »Электроника

Существует множество схем тиристоров / тиристоров, которые могут управлять как постоянным, так и переменным током — часто в цепях управления переменным током используется разность фаз на затворе для управления уровнем протекающего тока.

---

Конструкция схемы тиристора Включает:
Праймер для разработки схемы тиристора Схема работы Конструкция пусковой / пусковой цепи Лом перенапряжения Цепи симистора

---

Тиристорные цепи SCR широко используются для управления мощностью систем постоянного и переменного тока. В схемах используется множество различных методов для управления потоком тока нагрузки, но все они требуют, чтобы затвор сработал и напряжение на аноде с катода было снято, чтобы остановить ток.Понимание того, как работает схема тиристора / тиристора, упрощает их проектирование.

Во многих схемах тиристоров переменного тока и тиристора используется переменная разность фаз сигнала, создаваемого на затворе, для управления частью формы волны, по которой проводит тиристор. Этот тип схемы относительно легко спроектировать и построить.

Тиристор постоянного тока / цепь SCR

Существует множество приложений, в которых цепь SCR требуется для управления работой нагрузки постоянного тока. Его можно использовать для двигателей постоянного тока, ламп или любой другой нагрузки, требующей переключения.

Базовая схема SCR, приведенная ниже, может управлять мощностью нагрузки с помощью небольшого переключателя, чтобы инициировать подачу питания на нагрузку.

Базовая схема тиристора постоянного тока / тиристора

Изначально при замкнутом S1 и разомкнутом S2 ток не протекает. Только когда S2 замкнут и запускает затвор, вызывая протекание тока затвора, схема SCR включается и ток течет в нагрузке.

Ток будет продолжать течь до тех пор, пока не будет прервана анодная цепь. Это можно сделать с помощью S1.Альтернативный метод состоит в том, чтобы поместить переключатель S1 на тиристор, и, мгновенно замкнув его, напряжение на тиристоре исчезнет, ​​и тиристор перестанет проводить.

В результате их функций в этой схеме тринистора S1 может называться выключателем, а S2 — выключателем. В этой конфигурации S1 должен иметь возможность проводить ток полной нагрузки, в то время как S2 должен иметь возможность проводить ток затвора. Как только тиристор включен, переключатель можно отпустить и оставить в разомкнутом состоянии, поскольку действие тиристора поддерживает ток через устройство и, следовательно, нагрузку.

Резистор R1 подключает затвор к питанию через переключатель. Когда переключатель S2 замкнут, ток проходит через резистор, попадает в затвор и включает тиристор. Резистор R1 должен быть рассчитан на обеспечение достаточного тока затвора для включения цепи SCR.

R2 включен для снижения чувствительности SCR, чтобы он не срабатывал при возникновении любого шума, который может быть уловлен.

Базовая схема тиристора переменного тока / тиристора

Когда переменный ток используется с тиристорной схемой, необходимо внести несколько изменений, как показано ниже.

Причина этого заключается в том, что мощность переменного тока меняет полярность в течение цикла. Это означает, что SCR станет смещенным в обратном направлении, эффективно уменьшая анодное напряжение до нуля, вызывая его отключение в течение одной половины каждого цикла. В результате отпадает необходимость в выключателе, поскольку это достигается при использовании источника переменного тока.

Базовая схема тиристора переменного тока / тиристора

Работа схемы немного отличается от схемы тиристора постоянного тока.Когда переключатель включен, схема должна будет дождаться, пока не появится достаточное анодное напряжение, пока форма волны переменного тока продвигается вдоль своего пути. Кроме того, схеме SCR необходимо будет подождать, пока напряжение в секции затвора схемы не сможет обеспечить достаточный ток для запуска SCR. Для этого переключатель должен находиться в закрытом положении.

После срабатывания SCR будет оставаться в проводящем состоянии в течение положительной половины цикла. По мере падения напряжения наступит момент, когда напряжение на аноде и катоде будет недостаточным для поддержания проводимости.На этом этапе SCR перестанет проводить.

Тогда в течение отрицательной половины цикла SCR не будет работать. Только когда вернется следующая положительная половина цикла, процесс повторится.

В результате эта цепь будет работать только тогда, когда переключатель затвора находится в закрытом положении.

Одна из проблем с использованием схемы SCR такого рода заключается в том, что она не может подавать более 50% мощности на нагрузку, потому что она не проводит ток в течение отрицательной половины цикла переменного тока, потому что SCR смещен в обратном направлении.

AC SCR цепь с контролем фазы затвора

Можно контролировать количество энергии, достигающей нагрузки, изменяя долю полупериода, в течение которого проводит SCR. Это может быть достигнуто с помощью схемы SCR, которая включает управление фазой входного стробирующего сигнала.

Формы сигналов тиристорной цепи переменного тока

Используя схему SCR с фазовым управлением, можно увидеть, что сигнал затвора SCR получается из RC-цепи, состоящей из R1, VR1 и C1 перед диодом D1.

Как и в случае с базовой схемой тиристора переменного тока, интерес представляет только положительный полупериод сигнала, поскольку тиристор смещен в прямом направлении. В течение этого полупериода конденсатор C1 заряжается через цепь резисторов, состоящую из R1 и VR1, от напряжения питания переменного тока. Видно, что форма волны на положительном конце C1 отстает от формы входной волны, и затвор срабатывает только тогда, когда напряжение на верхнем конце конденсатора поднимается достаточно, чтобы запустить SCR через D1. В результате точка включения SCR задерживается по сравнению с той, которая обычно имела бы место, если бы RC-сеть отсутствовала.Установка значения VR1 изменяет задержку и, следовательно, пропорцию цикла, в которой работает SCR. Таким образом можно регулировать мощность нагрузки.

Схема тиристора переменного тока с управлением фазой затвора

Включен последовательный резистор R1, чтобы ограничить минимальное значение для цепи резисторов значением, которое обеспечит приемлемый уровень тока затвора для SCR.

Обычно, чтобы обеспечить полный контроль над 50% цикла, доступного для проведения с помощью SCR, фазовый угол сигнала затвора должен изменяться от 0 ° до 180 °.

Эти схемы дают некоторые из основных концепций, лежащих в основе проектирования схем тиристоров / тиристоров. Они демонстрируют основные операции того, как они работают и как их можно использовать.

Одной из основных проблем, о которых следует помнить при проектировании тиристорных схем, является рассеяние мощности. Поскольку эти схемы часто работают с высоким напряжением и высокими уровнями мощности, рассеяние мощности может быть основным фактором в конструкции и работе схемы.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Дискретные тиристоры Power Semiconductors — Littelfuse

Тиристорные ограничители напряжения

для защиты цепей

A Тиристор — это любой полупроводниковый переключатель с бистабильным действием, зависящим от регенеративной обратной связи p-n-p-n. Тиристоры обычно представляют собой двух- или трехконтактные устройства для однонаправленных или двунаправленных схем.

Тиристоры могут иметь разные формы, но все они имеют определенные общие черты:

• Это твердотельные переключатели с нормально разомкнутыми цепями (очень высокий импеданс)
• Они способны выдерживать номинальное напряжение блокировки / выключенного состояния до момента срабатывания триггера во включенном состоянии
• При срабатывании триггера во включенном состоянии они становятся цепью тока с низким импедансом до тех пор, пока основной ток не остановится или не упадет ниже минимального уровня удержания
• После того, как тиристор переведен в рабочее состояние, ток триггера может быть отключен без выключения устройства

Тиристоры используются для управления прохождением электрических токов в приложениях, включая:

• Бытовая техника — освещение, обогрев, контроль температуры, активация сигнализации, скорость вентилятора
• Электроинструменты — для контролируемых действий, таких как скорость двигателя, событие сшивания, зарядка аккумулятора
• Наружное оборудование — разбрызгиватели воды, зажигание от газового двигателя, электронные дисплеи, освещение площадей, спортивный инвентарь, физическая подготовка

Характеристики:

• Номинальное высокое напряжение и сила тока
• Защита от однонаправленных и двунаправленных переходных напряжений
• Автоматически срабатывает «выключено» на указанный период времени
• Соответствует RoHS
• Переходы, пассивированные стеклом
• Высокое напряжение до 1000 В
• Высокая устойчивость к скачкам напряжения до 950

Тиристор

Описание продукта

Чувствительные симисторы

Чувствительные затворные симисторы

Littelfuse представляют собой двунаправленные кремниевые переключатели переменного тока, которые обеспечивают гарантированные уровни тока срабатывания затвора в квадрантах I, II, III и IV.Взаимодействие с микропроцессорами или другим оборудованием с запуском затвора одной полярности стало возможным с помощью чувствительных симисторов затвора. Могут быть указаны токи срабатывания затвора 3 мА, 5 мА, 10 мА или 20 мА.

Чувствительные затворные симисторы способны управлять токами нагрузки переменного тока от 0,8 А до 8 А (среднеквадратичное значение) и выдерживают рабочее напряжение от 400 В до 600 В.

Стандартные симисторы

Littelfuse — это двунаправленные переключатели переменного тока, способные управлять нагрузкой с нуля.От 8 до 35 А (среднеквадратичное значение) при IGT 10 мА, 25 мА и 50 мА в рабочих квадрантах I, II и III.

Симисторы

полезны в двухполупериодных приложениях переменного тока для управления мощностью переменного тока посредством переключения полного цикла или фазового управления током в нагрузочном элементе. Эти симисторы рассчитаны на блокировку напряжения в состоянии «ВЫКЛ» от 400 В минимум с некоторыми изделиями, способными работать на 1000 В. Типичные области применения включают управление скоростью двигателя, управление нагревателем и лампой накаливания.

Quadrac

Устройства

Quadrac, первоначально разработанные Littelfuse, представляют собой симисторы и альтернативные симисторы с триггером DIAC, установленным внутри одного корпуса.Эти устройства экономят пользователю расходы и время сборки на покупку дискретного DIAC и сборку вместе с симистором со стробированием.

Quadrac предлагается с номинальной мощностью от 4 до 15 А и напряжением от 400 до 600 В.

Симисторы переменного тока

Альтернативный симистор специально разработан для приложений, требующих переключения высокоиндуктивных нагрузок. Конструкция этого специального чипа фактически обеспечивает ту же производительность, что и два тиристора (SCR), подключенных обратно параллельно (спина к спине).

Эта новая конструкция микросхемы обеспечивает эквивалент двух электрически разделенных структур SCR, обеспечивая улучшенные характеристики du / dt, сохраняя при этом преимущества однокристального устройства.

Littelfuse производит симисторы переменного тока от 6 А до 40 А с номинальным напряжением блокировки от 400 В до 1000 В. Симисторы переменного тока предлагаются в корпусах TO-220, TO-218 и TO-218X с изолированными и неизолированными версиями.

Чувствительные тиристоры

Чувствительные затворные тиристоры

Littelfuse — это выпрямители с кремниевым управлением, представляющие лучшие по конструкции, характеристикам и технологиям упаковки для приложений с низким и средним током.

Анодные токи от 0,8 А до 10 А (среднеквадратичное значение) могут контролироваться чувствительными тиристорами затвора с токами возбуждения затвора в диапазоне от 12 мкА до 500 мкА. Чувствительные тиристоры затвора идеально подходят для взаимодействия с интегральными схемами или в приложениях, где существуют требования к высокой токовой нагрузке и ограниченные возможности управления током затвора. Примеры включают цепи зажигания, средства управления двигателем и фиксацию постоянного тока для сигналов тревоги в детекторах дыма. Доступны тиристоры с чувствительным затвором с номинальным напряжением до 600 В.

SCR

Продукты

Littelfuse SCR — это полуволновые выпрямители с кремниевым управлением, которые представляют собой новейшие разработки в области дизайна и производительности.

Допустимый ток нагрузки составляет от 1 А до 70 А (среднеквадратичное значение), а напряжение от 400 В до 1000 В может быть задано для удовлетворения различных потребностей приложений.

Благодаря возможности однонаправленного переключения, тиристор используется в цепях, где требуются высокие импульсные токи или блокирующее действие. Его также можно использовать для цепей полуволнового типа, где требуется действие выпрямления, управляемое затвором. Применения включают ломы в источниках питания, вспышках камер, дымовых пожарных извещателях, средствах управления двигателем, зарядных устройствах и зажигании двигателя.

Доступны номинальные значения импульсного тока от 30 А в упаковке TO-92 до 950 А в упаковке TO-218X.

Выпрямители

Littelfuse производит выпрямители от 15 A до 25 A (среднеквадратичное значение) с номинальным напряжением от 400 В до 1000 В. Благодаря электрически изолированному корпусу TO-220 эти выпрямители могут использоваться в схемах с общим анодом или общим катодом, используя только один тип элемента, что упрощает потребности в запасах.

DIAC

DIAC — это триггерные устройства, используемые в схемах управления фазой для подачи стробирующих импульсов на симистор или тиристор.Это двунаправленные кремниевые устройства, запускаемые напряжением, размещенные в стеклянных корпусах с аксиальными выводами DO-35 и корпусах DO-214 для поверхностного монтажа.

Выбор напряжения DIAC от 27 В до 70 В обеспечивает синхронизацию импульсов запуска в положительной и отрицательной точках переключения для минимизации постоянной составляющей в цепи нагрузки.

Некоторые приложения включают триггеры затвора для управления освещением, диммеры, схемы импульсов мощности, опорные напряжения в цепях питания переменного тока и триггеры симистора в регуляторах скорости двигателя.

SIDAC

SIDAC представляют собой уникальный набор тиристорных качеств. SIDAC — это двунаправленный переключатель, срабатывающий по напряжению. Некоторые характеристики этого устройства включают нормальную точку переключения от 95 В до 330 В, диапазон отрицательного сопротивления, характеристики фиксации при включении и низкое падение напряжения в открытом состоянии.

Возможность одноциклового импульсного тока до 20 А делает SIDAC идеальным продуктом для сброса заряженных конденсаторов через катушку индуктивности с целью генерации импульсов высокого напряжения.Приложения включают управление освещением, пускатели натриевых ламп высокого давления, генераторы мощности и источники питания высокого напряжения.

Интеллектуальное тиристорное управление источником питания

в системах повышения мощности обеспечивает потенциальную экономию энергии

Abstract

Конечно, существуют физические ограничения для интересного и продолжающегося коммерческого стремления к более высокой производительности стекловаренной печи. Одним из этих ограничений является максимальная температура, которую должен выдерживать огнеупор короны, которая имеет прямую зависимость от количества энергии, которое может быть применено при сгорании топлива.Чтобы обеспечить подачу большего количества энергии без побочных эффектов более высоких температур огнеупоров надстройки, существует еще один метод, который мы все знаем как электрическое усиление. Повышение не только способно приложить потенциальное количество энергии к расплаву, оно также способно обеспечить лучший контроль потоков стеклования и эффектов перемешивания, что приводит к лучшим и более эффективным процессам очистки (особенно в случае повышения барьера).

Повышение напряжения — это, в принципе, очень эффективный метод передачи энергии, если система, обеспечивающая электроэнергию, построена в соответствии с последними техническими стандартами.
В документе будет описано, как системы повышения мощности с несколькими зонами могут обеспечить оптимальное управление мощностью и распределение мощности, в основном за счет управления мощностью каждой пары электродов отдельно. Он покажет, как избежать типичных «горячих точек расплава стекла», которые могут возникнуть, если управлять несколькими электродами в одной зоне.

В документе будут объяснены различные методы управления мощностью с помощью полупроводников (тиристоров) и будет предоставлено больше информации о том, как возможные отрицательные побочные эффекты, такие как реактивная мощность, пиковая потребляемая мощность и гармонические искажения, могут быть решены с помощью интеллектуальных методов управления.

Также будет объяснено, как различные конструкции систем повышения, использующие более высокие промежуточные напряжения и сверхкомпактные трансформаторы с водяным охлаждением способствуют: Более экономичная конструкция системы

Оптимальная стабильная структура потока расплава стекла

Трансформаторы с водяным охлаждением могут быть расположены ближе к нагрузке цепи, что снижает потери в системе.Эти потери являются как резистивными, так и реактивными, они уменьшают потребляемую мощность и увеличивают коэффициент мощности системы.

Системы наддува печи

Есть много способов управления электрической мощностью системы наддува печи. До того, как стали доступны переменные трансформаторы большой мощности, использовались трансформаторы с несколькими ответвлениями. С помощью этих трансформаторов мощность можно было регулировать только в несколько фиксированных и заранее определенных шагов, и во многих из этих применений первичное высокое напряжение трансформаторов должно было быть отключено до того, как можно было переключить вторичные отводы.Это привело к нежелательному износу коммутационного устройства высокого напряжения и, в конечном итоге, к нежелательному прерыванию повышения напряжения из-за необходимого технического обслуживания коммутационного устройства. Отрицательные эффекты регулирования мощности, вызванные колебаниями входящей мощности, трудно контролировать с помощью таких систем, и поэтому эти колебания входящей мощности могут иметь прямое, относительно быстрое и неконтролируемое влияние на температуру стекла.

Чаще всего сегодня устанавливают трансформаторы переменной мощности большой мощности. Основное преимущество этих трансформаторов заключается в том, что они способны непрерывно подавать регулируемую мощность на повышающие электроды.Эти трансформаторы способны контролировать колебания входящей линии электропередачи и легко адаптируются к (усовершенствованным) стратегиям управления печью. Основным недостатком является то, что скользящие тросы подвержены износу, особенно в тех случаях, когда они используются для контроля постоянных колебаний входящей линии или для контроля температуры стекла используется система повышения давления. Ремонт механических частей таких трансформаторов дорог и требует много времени. Поскольку они обычно заполнены маслом, их также необходимо размещать в специально оборудованном помещении, которое в большинстве случаев находится слишком близко к печи.Следовательно, такая схема системы повышения должна иметь длинную и дорогостоящую проводку электродов или шины, приводящие к нежелательным резистивным и индуктивным потерям мощности. Мы также должны учитывать, что современные регулируемые трансформаторы часто имеют масляно-водяные теплообменники и должны рассматриваться как системы повышения давления с водяным охлаждением.

Одновременно стали доступны мощные кремниевые выпрямительные системы, и эти системы также нашли свое применение в системах управления наддува печи.Основными преимуществами управляемых систем SCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​являются, конечно, то, что они основаны на твердотельной технологии и не показывают признаков износа, что они постоянно контролируются и что они способны очень точно регулировать мощность, напряжение или ток. Тиристорная часть (элемент высокой мощности) этих контроллеров в основном осталась прежней, однако новейшая цифровая микроэлектроника взяла на себя часть, которая управляет этими тиристорами, обеспечивая новые способы управления, общее повышение эффективности системы и повышенную точность.

Конструкция повышения на основе бесступенчатого трансформатора под нагрузкой

В связи с тем, что бесступенчатые трансформаторы заполнены маслом, они должны располагаться вне здания в специально спроектированном и утвержденном здании. Следовательно, расстояние между трансформатором и печью относительно велико. Бесступенчатый трансформатор преобразует входящее высокое линейное напряжение непосредственно в повышающий электрод с максимальным напряжением 200 В переменного тока (приложения из тарного стекла). Чтобы подать в печь достаточную мощность, ток, протекающий между электродами и трансформаторами, относительно велик.Согласно закону Ома и при условии, что в одной зоне повышения подается в среднем 400 кВА, ток, протекающий через трансформатор, кабели / шину и электроды, составит 2000 А. Потери в кабеле / ​​сборной шине будут равны P = I2.R, таким образом, удвоение тока приведет к учету потерь в кабеле / ​​сборной шине, и наоборот, ½ тока равняется потерям мощности в кабеле / ​​сборной шине. Еще один отрицательный побочный эффект заключается в том, что трудно достичь оптимального пути кабеля / шины, поддерживать как можно более низкую индуктивность контура, потому что расположение трансформатора, а также положения электродов являются фиксированными.Либо конструкция кабеля / сборной шины становится очень сложной и дорогой, либо конструкция проста и дешева, и потенциальные потери энергии на протяжении всей кампании по печи считаются само собой разумеющимся.

Конструкция с двойным трансформатором и повышающим напряжением, управляемым тиристором. Из конструкции с одним бесступенчатым трансформатором мы узнали, что эффективность такой повышающей системы страдает от высоких токов при относительно низких напряжениях. Даже дорогая и улучшенная конструкция кабеля / сборной шины вызовет относительно высокие индуктивности, что приведет к нежелательному генерированию реактивной мощности.Эту реактивную мощность следует рассматривать как потерю мощности, поскольку она не вносит вклад в энергию, которую система способна добавить к расплаву стекла. Тем не менее, с нас будет взиматься плата как за реальную, так и за реактивную мощность.

Реактивная мощность системы будет составлять более высокий заряд общей мощности и более высокий заряд пиковой нагрузки в системе. Поскольку система должна учитывать более высокое вторичное напряжение на трансформаторе с большой работой шины, соотношение витков (вторичное напряжение = первичное напряжение / соотношение витков) будет ниже, что приведет к необходимости увеличения первичного тока при более низком коэффициенте мощности в заявление.Конечно, входящее высокое линейное напряжение и максимальное напряжение электрода не могут быть изменены, поэтому единственное решение, которое можно обойти эти два фиксированных значения, — запустить систему управления повышением при максимально возможном напряжении и понизить это напряжение до желаемого напряжения на повышающем электроде, как как можно ближе к электродам. Другими словами, избегайте протекания высоких токов через кабели / шины как можно дольше.

Этого можно достичь только при использовании конструкции с двумя трансформаторами и размещением второго трансформатора как можно ближе к повышающим электродам.Наши контроллеры SCR предназначены для управления 690 В переменного тока * 1, поэтому мы рекомендуем использовать понижающий трансформатор с воздушным охлаждением, чтобы снизить входное линейное напряжение до 500 В * 2. Контроллер SCR подает свою мощность при высоком напряжении (500 В) на трансформатор с водяным охлаждением, расположенный как можно ближе к повышающим электродам, где напряжение преобразуется до желаемого напряжения на электродах 200 В. Таким образом, ток на большие расстояния уменьшается в 2,5 раза, а потери в кабеле — в 6,25 раза.

Управление тиристором

Сжигание по углу фазы обычно снижает коэффициент мощности, одновременно увеличивая гармоники и электрические помехи.При срабатывании по фазовому углу коэффициент мощности быстро уменьшается с увеличением выходной мощности. При мощности 50% коэффициент мощности составляет всего 0,7. При мощности 25% тот же коэффициент мощности снижается еще больше до 0,5. Более того, срабатывание по углу фазы создает в сети всевозможные помехи, такие как гармоники, радиопомехи, потери в линии, потери энергии (реактивная мощность или кВАр) и перегрев трансформатора. Конечный пользователь в конечном итоге будет вынужден увеличить мощность своего оборудования, чтобы компенсировать эти помехи, например, путем установки активных или пассивных систем, таких как дорогостоящие конденсаторы.

Улучшенное управление SCR

Чтобы преодолеть эти проблемы и получить выгоду от преимущества твердотельной системы повышения напряжения с двумя трансформаторами, мы ввели переключение ответвлений нагрузки. Это обеспечивает эффективный способ увеличения коэффициента мощности энергосистемы, управляемой тиристором. Автоматическая система LTC может использоваться как в режиме фазового угла, так и в режиме серийной стрельбы. Путем добавления нескольких ответвлений к трансформатору с выделенным SCR для каждого ответвления вместе с перекрывающимися порядками включения такая система может работать с повышенным коэффициентом мощности в гораздо большем диапазоне при использовании включения по углу фазы.Оба изображения, вверху и внизу, показывают одинаковые значения мощности
ut. Система переключения ответвлений нагрузки достигает коэффициента мощности 0,92 при 40% мощности, в то время как одиночная система SCR все еще работает 0,62. Гармонические искажения также уменьшаются с помощью LTC, что также способствует снижению реактивной мощности и, следовательно, повышению эффективности.

Преимущества системы повышения с несколькими зонами

В системе повышения, управляемой двумя трансформаторами, мы стараемся использовать как можно больше относительно небольших подсистем.Фактически, мы рекомендуем использовать отдельные подсистемы для каждой пары электродов, которые обычно способны подавать в печь 300-400 кВА * 3. Эти подсистемы могут быть полностью стандартизованы и всегда (и на каждом объекте) будут использовать одно и то же промежуточное напряжение, подаваемое высоковольтным понижающим трансформатором, который адаптирует всю систему повышения напряжения к входящему линейному напряжению. Адаптация напряжения зоны повышения и настройка ответвлений LTC будут перекрываться несколькими ответвлениями первичной обмотки на повышающем трансформаторе.Такая стандартная компоновка системы снизит затраты на проектирование, запасные части и общую стоимость системы.

Что касается зон с несколькими повышающими электродами, то управляемая мощность на каждой паре электродов делает всю систему повышения напряжения более гибкой и позволяет избежать горячих точек, особенно в так называемых зонах повышения барьера, в которых несколько электродов выстроены в линию для улучшения очистки за счет подачи энергии. стеклянные петли потока.

Горячие точки могут возникать, когда все электроды питаются от одной фазы, зоны и / или шины.Автоматически электроды, расположенные в самой горячей части зоны, будут иметь самое низкое сопротивление и, следовательно, будут вводить большую мощность по сравнению с электродами, которые работают в более холодной части зоны. Большая мощность приведет к увеличению температуры той части зоны, которая уже работает с более высокой температурой, и, следовательно, становится трудно контролировать всю систему повышения барьера. Несколько небольших энергосистем, управляющих только двумя электродами, легче контролировать, и они способны передавать большую часть мощности в наиболее холодную часть зоны.

Преимущества трансформаторов с водяным охлаждением

Трансформаторы с водяным охлаждением дают системе несколько преимуществ. Номинальная температура окружающей среды для трансформатора — это температура поступающей воды (обычно 30 ° C), позволяющая размещать трансформаторы ближе к печи, чем блок с воздушным охлаждением. Расход воды низкий (от 1 до 6 галлонов в минуту для однофазной установки) с небольшим перепадом давления, который обычно можно подключить последовательно с другими компонентами существующей системы водоснабжения.Обычно трансформатор с водяным охлаждением будет значительно меньше, чем трансформатор с воздушным охлаждением аналогичного номинала, что позволяет размещать его в местах, недоступных для устройств с воздушным охлаждением. Трансформаторы с водяным охлаждением полностью герметизированы эпоксидной смолой, что позволяет размещать их в местах с высоким содержанием пыли и предотвращает случайное попадание мусора на обмотки и выход из строя. Конструкция с водяным охлаждением не должна допускать воздушных зазоров в системе для охлаждения, что означает меньшее индуктивное реактивное сопротивление в трансформаторе.

Выводы

Множественные зоны, системы повышения с SCR-управлением имеют много преимуществ:

• Нет необходимости в трансформаторах с масляным охлаждением
• Используется стандартный линейный понижающий трансформатор, который можно приобрести на месте. контроллер, не зависящий от входящего сетевого напряжения
• Стандартизация трансформаторов зоны повышения с воздушным или водяным охлаждением
• Снижение затрат на кабели / сборные шины
• Полностью твердотельная конструкция, без движущихся частей, без износа и минимального технического обслуживания.Система рассчитана на работу более чем одной печи
• В маловероятном случае отказа будет потеряна только часть системы наддува и только часть общей мощности наддува
• В связи со стандартизацией запасные части могут быть поставлены на склад для обслуживания несколько площадок
• Гибкая конструкция подходит почти для любой местной ситуации
• Высокая эффективность благодаря высоким напряжениям и низким токам
• Избегает горячих точек и улучшает управляемость
• Повышенная эффективность за счет более низких токов в системе

Сокращения и дополнительные пояснения

DCS — распределенная система управления
кВА — киловольт x ампер = мощность
MPC — прогнозируемое управление на основе модели
LTC — изменение ответвления нагрузки
SCR — кремниевый выпрямитель, также называемый тиристором
В — напряжение
I — ток
Xl — индуктивность

* 1 Мы рекомендуем 690 В переменного тока в качестве максимального промежуточного напряжения в связи с тем, что это напряжение Все еще считается низковольтным, и не требуется никаких специальных мер или специального обученного обслуживающего персонала.

* 2 Мы используем +/- 500 В в качестве промежуточного напряжения из-за физических свойств трансформатора для преобразования напряжения, приложенного к определенному отводу, до более высокого уровня напряжения, возникающего на более высоком отводе.

* 3 Мощность, подаваемая в зону повышения, обычно ограничивается максимальным током электрода и во избежание чрезмерного износа не должна превышать 1,5 — 2 А / см2. 2-дюймовый электрод, погруженный на 27 дюймов в расплав стекла, будет иметь поверхность 1115 см2 и, следовательно, не должен работать выше +/- 2000A.При 200 В это дает +/- 400 кВА.

Скачать статью можно здесь.

Статья представлена ​​на 11-й конференции E.S.G. Конференция, март 2012 г.

Тиристорный источник питания высокой мощности для бистабильной коммутации

Использование тиристорного источника питания . в различных сферах электрического использования, будь то жилое или коммерческое использование, огромна, и Alibaba.com может помочь клиентам получить лучшие продукты. Эти категории продуктов на сайте сертифицированы и проверены профессионалами, чтобы гарантировать высочайшую производительность и постоянную стабильность.Разнообразные наборы этих полупроводников идеально подходят для использования в промышленности и на электростанциях, поскольку они помогают регулировать переменные токи. Эти продукты изготавливаются в твердом состоянии и действуют как невероятные бистабильные переключатели для электрических устройств и корпусов. Ведущий источник питания тиристорный . поставщики и оптовики на сайте предлагают эти продукты по привлекательным ценам и по выгодным ценам.

Широкие варианты этих электрических полупроводников доступны с различной производительностью, поставляются со всеми диффузными структурами и представляют собой устройства с быстрым переключением.Эти продукты оснащены четырьмя слоями чередующихся материалов N и P-типа для улучшенного переключения и регулирования напряжения. У этих тиристорный блок питания . способны контролировать огромное количество напряжений и требований к мощности по сравнению с их относительно небольшими размерами. Они снабжены металлическими опорными плитами и изолированным монтажом. Закаленные соединения этих устройств обладают высокой надежностью, а также способны работать на высоких частотах.

Alibaba.com предлагает невероятные тиристорные блоки питания .во множестве разновидностей в зависимости от их емкости, материалов и характеристик на выбор. Эти устройства термостойкие, ударопрочные и энергоэффективные, помогая пользователям экономить энергию. Полупроводниковые изделия оснащены конфигурациями встречно-штыревых усилителей и также представляют собой устройства, собранные под давлением. Они идеально подходят для управления двигателями переменного / постоянного тока и предотвращают воздействие избыточного напряжения на электрические устройства.

Проверьте несколько тиристорных источников питания .на сайте Alibaba.com и покупайте эти продукты в рамках бюджета и требований. Эти продукты можно настраивать, а также предлагать сертификаты качества. Лучшая часть устройств — это их продвинутые и улучшенные возможности dv / dt.

тиристоров в цепях постоянного тока

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Общие сведения о работе SCR в цепях постоянного тока:
• SCR как переключатель постоянного тока.
• SCR как предохранительное устройство лома.

Рис. 6.1.1 Управление постоянным током с помощью тиристора

Коммутация постоянного тока

Тиристоры

могут использоваться для управления нагрузками переменного или постоянного тока и могут использоваться для переключения низковольтных слаботочных устройств, а также очень больших токов при напряжении сети (линии). Простой пример тиристора, управляющего нагрузкой постоянного тока, такого как небольшой двигатель постоянного тока, показан на рис. 6.1.1. Двигатель здесь подключен к источнику питания 12 В постоянного тока через тиристор BT151, но не будет работать, пока тиристор не будет работать. Это достигается путем кратковременного замыкания «пускового» переключателя, который подает импульс тока на вывод затвора тиристора. Теперь двигатель работает, поскольку тиристор включается, и его сопротивление теперь очень низкое.

Когда пусковой переключатель возвращается в нормально разомкнутое состояние, ток затвора больше не возникает, но тиристор продолжает проводить, и в цепи постоянного тока ток будет продолжать течь, а двигатель продолжает работать.Любые дальнейшие действия пускового переключателя теперь не действуют. Тиристор выключится только в том случае, если ток упадет до значения ниже порогового значения тока удержания тиристора.

Это достигается за счет короткого замыкания тиристора путем кратковременного замыкания переключателя «стоп». Ток схемы теперь протекает через выключатель остановки, а не через тиристор, который мгновенно отключается, поскольку ток SCR теперь уменьшается до значения, меньшего, чем значение тока удержания. Остановка двигателя также может быть достигнута путем использования нормально замкнутого переключателя, включенного последовательно с тиристором, который при нажатии также временно предотвращает протекание тока через тиристор на время, достаточное для отключения тиристора.

Хотя эта простая схема работает, как можно увидеть в видео, сопровождающем рис. 6.1.1, нетрудно представить более простые способы включения и выключения небольшого двигателя. Однако этот принцип полезен в таких ситуациях, как использование компьютера для управления двигателем постоянного тока. Небольшой ток, производимый на выходе компьютера, используется для запуска тиристора (обычно через оптоволоконное устройство для обеспечения гальванической развязки). Затем тиристор может подавать на двигатель или другое устройство любое необходимое значение тока более высокого значения.Использование тиристора с некоторыми подходящими дополнительными схемами могло бы также позволить дистанционное переключение схемы или устройства, запускаемое, например, радиосигналом.

Рис. 6.1.2 Защита лома от перенапряжения

Цепи лома SCR

Еще одна операция постоянного тока с использованием тиристоров — это схема «лом», используемая в качестве устройства защиты от перенапряжения. Схема называется ломом, так как ее действие так же тонко, как быстрый удар ломом. Такие цепи часто могут препятствовать тому, чтобы цепи источника питания выдавали напряжение, превышающее нормальное, в условиях неисправности.

Основная идея заключается в том, что если, например, неисправность в линии источника питания постоянного тока приводит к тому, что выходное напряжение превышает заданное значение напряжения, это «перенапряжение» обнаруживается и вызывает обычно непроводящий тиристор, подключенный между выходом источника питания и земля включится очень быстро. Это может иметь различные защитные действия, простейшее из которых, как показано на рис. 6.1.2, — это сработать предохранитель и, таким образом, полностью отключить питание, что потребует внимания сервисного техника для восстановления работоспособности схемы.Это часто выбирается как самый безопасный вариант, так как причина первоначального перенапряжения должна быть исследована и устранена, прежде чем цепь снова будет работать.

На рис. 6.1.2 выход регулируемого источника постоянного тока 5 В воспринимается D1, стабилитроном 6,2 В, анод которого удерживается под напряжением, близким к 0 В, с помощью R1. Этот резистор 100 Ом гарантирует, что если линия питания 5 В поднимется выше заданного предела, через стабилитрон будет протекать достаточный ток, чтобы обеспечить достаточный ток на затворе SCR для включения SCR.Также необходимо позаботиться о том, чтобы SCR не сработал случайно из-за каких-либо быстрых скачков напряжения, возникающих на линии 5 В, например, из-за других переключающих устройств в цепи, на которую подается питание. Таким образом, C1 подключается между затвором и катодом SCR, чтобы уменьшить амплитуду любых очень коротких импульсов помех, при условии, что они не существуют достаточно долго, чтобы зарядить C1 до достаточно высокого уровня, чтобы запустить SCR.

Причина использования тиристора для перегорания предохранителя заключается в том, что предохранители срабатывают не сразу, они срабатывают, перегорая, когда чрезмерный ток протекает достаточно долго, так что плавкий элемент нагревается и плавится.Это может занять достаточно много времени, чтобы чрезмерное напряжение уже разрушило ряд полупроводниковых компонентов. Однако тиристор имеет очень быстрое время включения (около 2 мкс для BT151), так что в течение короткого времени между возникновением перенапряжения и срабатыванием предохранителя весь выходной ток источника питания будет проходить через тиристор, а не через цепь подается.

Хотя схемы, подобные показанным на рис. 6.1.2, широко используются, использование предохранителей для защиты сложных низковольтных полупроводниковых цепей может не обеспечить подходящей защиты.