双向可控硅功率调节器。方案、说明

三端双向可控硅开关电源调节器。无线电电子电气工程百科全书

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来自下诺夫哥罗德的 K. Smolyakov 着手重复[1]中描述的调节器，成功地将两个设备组合在一起，并创建了一种能够通过改变“活动”数量来调节提供给负载的功率的设备电源电压的半周期，并通过相位脉冲方法。

在其调节器中，按照图 1 中的方案组装。 1、只需一颗芯片DD1。操作模式通过具有三组触点的 SA1 开关进行更改（使用了便携式晶体管接收器的量程开关）。电源节点（二极管 VD2、VD3、齐纳二极管 VD1）、“零”脉冲整形器（晶体管 VT2、VT6）、输出节点（微分电路 C6R1.4、元件 DD4、晶体管 VT1、三端双向可控硅开关 VSXNUMX）保持不变如原型所示。

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考虑设备在功率控制模式下通过相位脉冲方法的操作（开关 5A1 在此位置所示）。来自元件DD1.1的输出的脉冲与电源电压过零的时刻一致，当电源电压的瞬时值接近于零时打开晶体管VT3。结果，电容器 C4 通过晶体管放电，DD1.2 元件输入端的电压突然增加到几乎达到电源电压，而其输出端的电压几乎降至零（低逻辑电平）。三端双向可控硅开关VS1闭合，负载与网络断开。

随着电源电压的瞬时值增加到绝对值 30 ... 50 V，元件 DD1.1 输出处的逻辑电平变低并且晶体管 VT3 闭合，从而允许电容器 C4 充电流经电路的电流：二极管/04 - 左（根据方案）电阻器R5的部分 - 元件DD1.2的输出。充电持续进行，直到达到 DDI.2 元件的开关阈值，之后该元件的输出电平变为高电平，而 DD1.3 元件的输出电平变为低电平。在改变电平的瞬间，流经电阻R6的电流对电容C6充电，因此DD1.4元件的输出端出现短脉冲，使晶体管VT4打开。断开脉冲被提供给双向可控硅VS1的控制电极。它相对于电源电压零相位的延迟取决于对电容器C4充电的时间常数，而该时间常数又取决于可变电阻器R5的位置。随着半周期的结束，三端双向可控硅开关元件将闭合，并且在下一个半周期中将重复该过程。

第二种方式，闭合触点SA1.2并联容量大得多的电容器C4、C5。 SA1.1触点连接晶体管VT3的基极和发射极，因此晶体管始终关闭，不再影响器件的工作。元件DD1.2、电阻器R5与二极管VD4、VD5和电容器C4、C5形成重复率约为2Hz的矩形脉冲发生器。

随着触点 SA1.3 的切换，元件 DD1.3 返回其原始逻辑功能 AND-NOT。该元件的一个输入端接收来自发电机的脉冲，另一个输入端接收电源电压通过零的转变，因此，在其输出端形成脉冲串，与电源电压的“零”时间一致，突发的持续时间和它们之间的间隔取决于发生器脉冲的占空比。组的每个脉冲都会在相应半周期的最开始时导致晶闸管 VS1 的控制电极上出现断开脉冲。因此，在0,5s的周期内，负载接入网络的半周期数取决于可变电阻R5滑块的位置。

在奇数个“工作”或“空闲”半周期的情况下，网络消耗的电流中会形成明显的恒定分量，这可能会对连接到同一网络的电磁设备（电动机及其起动器）的运行产生不利影响、变压器。然而，这个缺点是原型[1]所固有的。

来自村庄的 A. BUTOV。雅罗斯拉夫尔地区的 Kurba 提供了其触摸电源控制器 [2] 的改进版本，其控制单元位于 K145AP2 芯片上，其描述可在 [3] 中找到。与原型不同的是，新的调节器可以包含在网络任何电线的断路中，如果它们取代传统的接触灯开关，这一点很重要。

该装置的方案如图2所示。 1. 控制算法相同：用手指短按传感器E1，打开或关闭EL5灯，长按，发光亮度循环变化（从最小到最大，大约1秒后返回） s) 控制器记住它的状态 - 灯在关闭之前总是打开灯组亮度和以前一样，调节器不仅可以通过触摸传感器来控制，还可以通过按 SBXNUMX 按钮来控制，其作用与以前类似方式。

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通过在复合晶体管 VT1、VT1 上引入传感器信号 E2 的放大器，可以实现调节器对网络线定相的非关键性。由二极管VD4整流。当用手触摸传感器时，VD5 电压达到 -5 ... -9 V，现在在任何情况下都足以控制 DA1 芯片。电容器C2消除了交流电压的OOS，增加了级联的增益。电容C3是为了抑制高频干扰而设计的。

稳压器的电源部分由带有限流电阻R1的淬灭电容器C1、整流器(二极管VD1、VD2)、稳压器(稳压二极管VD3)和滤波电容器C5、C6组成。电阻R1宜装P1-7或类似进口不连续电阻，其余稳压电阻为相应功率的C1-4、C2-23、MLT，C6采用小尺寸氧化电容。 Rubycon 公司的电容器 CI、C11 - K73-17、K73-24v 或 K73-50，电压至少为 400 V 或进口，设计用于交流电路，例如 CPF 250V X2。其余电容为陶瓷或薄膜K10-17、KM-5、K73-17v。由于可靠性低，K10-7 电容器不受欢迎。

二极管KD522A（VD4、VD5）可用任意字母索引的KD503、KD521、KD103或进口1N4148代替。二极管 KD243D (VD1 VD2) 替换为 KD243E-KD243Zh、KD105B-KD105P KD209A-KD209V、1 N4004-1 N4007、齐纳二极管 D814G (VD3) - KS211Zh、KS508A、1N6001B、1 N4741 A、晶体管VT3可作为KT645A， KT645B、KT6114、SS8050、SS9013、2SC1009、2SC2331、2SD1616 具有任何字母索引晶体管 VT1 和 VT2 可以是 KT3107、KT6112、SS9015、2SA733、2SA910、2SA992 系列中的任何一个

可控硅KU208G(VS1)可替代电压等级不低于112级的TS10-112、TS16-106、TS10-4或进口MAC12、MAC15。三端双向可控硅开关元件安装在尺寸为 110 × 25 毫米的 U 形散热器上，该散热器由 1,5 ... 2 毫米厚的铝片制成。在这种情况下，调节器的允许负载功率为350 W。

电感器 L1 包含 135 匝 2 毫米的 PEV-0,51 线或缠绕在由 M32NMS20 铁氧体制成的 K6x2500x1 环形磁芯上。在缠绕之前，将环的边缘磨钝并包裹一层绝缘材料薄膜。成品绕组浸有绝缘漆。直流电感电阻约为 0,3 欧姆。可以使用直径为 400-8 毫米、长度为 10 毫米的 60NN 铁氧体棒代替环。

EL1灯的最小功率为25W。由于流过电容器C1的电流使灯丝发热，低功率的灯将无法完全关闭。

级联晶体管VT1、VT2必须尽可能远离双向可控硅VS1和电感L1。如果传感器 E1 使用长度超过 50 mm 的电线连接到控制器，则后者也必须屏蔽。为了减少传感器上的拾取，最好将双向可控硅 VS1 与散热器电气隔离。

A. BUTOV 的另一种设计是具有降低噪声水平的三端双向可控硅开关相位调节器。在大多数已知的设计中，在负载的最大功率下，三端双向可控硅开关元件直到其两端的电压达到30...无线电干扰时才会打开。如果强制三端双向可控硅开关元件在尽可能低的电压下打开，这些缺点将被消除或削弱。

在调节器中，按照图3所示的方案进行组装。如图1所示，在元件VT1、VS2、R3、R2、C1上安装了一个类似的二极管，通过二极管电桥VD2连接到双向可控硅VS1的控制极电路。一旦施加到晶体管 VT8（在我们的例子中其工作原理类似于齐纳二极管）的发射结的电压超过大约 10 ... 1 V，该部分就会发生可逆雪崩击穿，并且三极管 VS1 将打开。电容器2的放电电流脉冲将打开双向可控硅VS4。通过用可变电阻RXNUMX改变对电容器C充电的时间常数来调节提供给负载的功率。

双向可控硅功率控制器

调节器的部件可以安装在图4所示的印刷电路板上。 4. 可变电阻器 R1 - SP-35、SPZ-ZOa、SPZ-33 或 SPZ-2。必须将绝缘材料制成的手柄放在其轴上。固定电阻器 - MLT、S23-2、S1-ZZN、S4-1。电容器 C73 - K50-73、K24-73V、K17-73。 K16-2； C10 - K17-6、KM-101。二极管电桥 - DB107-DB4 [422]、KTs407、KTs105 系列中的任何一个。您还可以使用 KD209、KD221、KD243、KD1、4001 N1 - 4007 N208 系列的四个分立二极管制作电桥。 KU106G双向可控硅可以替换为其他中等功率，例如TS10-112、TS16-112、TS10-122、TS25-XNUMX。优选地是第四和更高电压组。

双向可控硅功率控制器

实践表明，无论负载电流有多小，双向可控硅VS2都需要散热器。这是因为双向可控硅具有较大的不受控制的反向电流，这足以使其自加热并随后任意打开。在选择散热器的尺寸和形状时，应力求保证其在最大功率下长期工作时的温度不超过60℃。板上提供了用于双向晶闸管VS2散热片的位置。

调节器的调节简化为电容器C1的选择，其容量使得当电阻器R4的引擎从一个极限位置移动到另一个极限位置时，向负载供电的整个所需时间间隔被阻断。

任何三端双向可控硅开关调节器都会产生无线电干扰，因此应该对其进行良好的屏蔽，并通过滤波器连接到网络和负载。例如，如图所示。 3 S. Sorokoumov 的文章“大功率双向可控硅稳压器"(" Radio "2000, No. 7, p. 41)。

文学

Biryukov S. 双向可控硅功率调节器。 - 广播，1996 年，第 1 期，p。 44-46。
Butov A. 触摸电源调节器。 - 广播，2002 年，第 1 期，p。 32.
Nefedov A.集成电路及其外国类似物。目录。 - M.：“Radiosoft”，1999 年，第 82 页83. XNUMX.
国外整流二极管和电桥。 - 电台，1998 年，第 10 期，第 82-94 页。

查看其他文章 部分功率调节器、温度计、热稳定器.

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