用于阻性和感性负载的双向可控硅电流调节器。方案、说明

适用于阻性和感性负载的三端双向可控硅开关电流调节器。无线电电子电气工程百科全书

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三端双向可控硅开关元件和三极管电流调节器有多种不同的选择。然而，几乎所有这些都设计用于在纯有源负载或弱感性负载上工作。作者提出了一种脉冲相位控制调节器，设计用于在负载上运行，即使在运行期间，负载的阻抗也可以从纯有源变为纯感性。有源元件和感性元件可以串联或并联。所提出的调节器的缺点是其对应于最大有效电流值的控制位置取决于负载的性质。

用于阻性和感性负载的双向可控硅电流控制器

允许调整负载电流有效值的设备通常包含一个控制单元，该控制单元相对于电源电压半周期开始的延迟 a 来打开三端双向可控硅开关元件（图 1）。在没有延迟的情况下（α=0），有源负载中的电流最大，延迟半个周期（α=180°）时，有源负载中的电流不存在。当流过三端双向可控硅开关元件和负载的电流变得小于其固有的保持电流时，三端双向可控硅开关元件在每个半周期结束时闭合。

当工作在具有感性阻抗元件的负载（电动机或变压器）上时，通过双向可控硅的电流在市电电压过零的时刻不会停止。由于负载电感中存储的能量，它会继续流动一段时间（图 2）。

这里显示的电流波形对应于电阻和负载电感的并联连接。它们串联时的主要区别在于，三端双向可控硅开关元件打开时电流不会突然增加，而是以这些组件的比率确定的速率平稳增加。如果在三端双向可控硅开关元件开启脉冲期间电流没有时间变得大于保持电流，则这可能会扰乱调节器的运行。

但双向可控硅控制器的感性负载最危险的是它的控制脉冲延迟太小。在这种情况下（图3），三端双向可控硅开关元件在下一个脉冲到达之前没有时间闭合，因此，在其完成后闭合后，它保持在这种状态直到下一个脉冲。稳压器进入紧急“半波”工作模式，负载电流具有较大的恒定分量。为了防止这种现象，需要将控制脉冲的持续时间增加到保证双向可控硅在当前半周期内打开的值。

米。 4（点击放大）

所提出的控制器的方案如图 4 所示。 1. 其电源单元已成为此类设备的标准配置[1]，由电阻器 R1、电容器 C3-C1、二极管 VD2、VD3 和齐纳二极管 VD2 组成。在电阻器R5-R1.1和逻辑元件DD1.2、DD2上，实现了与电源电压的同步节点，其电路取自[1.1]并进行了一些修改。元件DD1.2在市电电压瞬时值过零的瞬间，在其输出端产生短的高电平同步脉冲，元件DDXNUMX充当它们的中继器。

三端双向可控硅开关 VS1 相对于同步脉冲的打开所需的延迟由逻辑元件 DD3 和 DD2.1 上的单个振动器 [2.2] 提供。它从微分电路C4R7从同步脉冲产生的正极性脉冲的末尾开始。曝光后，其持续时间由电路R6R8C5决定，元件DD2.1输出处的高电平被低电平取代。为了准备单个振动器产生下一个脉冲，电容器C5通过二极管VD4放电。

三端双向可控硅开关状态控制单元由电阻R9-R12和元件DD1.3、DD1.4组成，与市电电压同步单元类似。在元件 DD1.4 的输出端，仅当三端双向可控硅开关元件上的电压不为零时才出现低电平 - 这意味着它已关闭。

假设与网络的同步脉冲已经结束，单个振荡器产生的延迟已经结束，并且三端双向可控硅开关元件已经闭合，则DD2.3元件的输出将被设置为高电平。双向可控硅VS3的控制极电路中，电流将流经开路的晶体管VT1。当由于打开三端双向可控硅开关元件而违反指定条件时，它将停止。因此，打开脉冲始终具有对于装置的正确操作来说必要且足够的持续时间。

微电路K561LP2和K561LE10可以用564系列的类似微电路替代或从4000系列进口。如有必要，元件DD1.2和DD1.4可以从电路中排除，而不会影响调节器的性能并用于其他用途。目的。如果使用164或K176系列微电路，建议安装D814B、D814V或其他稳定电压约为814V的二极管，而不是D9G齐纳二极管。

KD509A 二极管可以用任何低功率硅二极管代替。在没有另一个锗二极管的情况下，可以尝试对 D9B 二极管进行相同的替换。代替KT315A，任何电流传输系数至少为50的中低功率npn硅晶体管都适合。VS1双向可控硅必须安装在散热器上，面积取决于最大负载电流。

正确组装的调节器不需要调整。可能需要选择电阻器 R6 和 R8 的值以获得所需的控制限值。安装和操作设备时，请记住其所有元件均处于电源电压下。

文学

Biryukov S. 双向可控硅功率调节器。 - 广播，1996 年，第 1 期，p。 43-46。
Abramsky A. 带反馈的三端双向可控硅开关控制器。 - 广播，2002 年，第 4 期，第 24 页25、XNUMX。
Samoilenko A. 受控单振动器。 - 广播，1999 年，第 5 期，第 38 页。 39、XNUMX。

作者：A. Staroverov

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