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无线电电子与电气工程百科全书 用于调节大整流电流的模块。 无线电电子电气工程百科全书
这种经过时间考验的用于调节大功率用电设备电流的电路易于设置、工作可靠并且具有广泛的用电能力。 它非常适合焊接模式控制、启动器和充电器以及强大的自动化单元。 当向大功率负载提供直流电时，常采用带有四个功率阀的整流电路（图1）。
向“桥”的一个对角线提供交流电压，从另一对角线获取输出直流（脉动）电压。 每个半周期有一对二极管（VD1-VD4或VD2-VD3）工作。 整流器“桥”的这一特性非常重要：整流电流总量可以达到每个二极管最大电流的两倍。 二极管的极限电压不得低于峰值输入电压。 由于功率阀的电压等级达到第十四级（1400V），这对于家庭电网来说是没有问题的。 现有的反向电压储备允许使用带有一些过热的阀门和小型散热器（不要滥用它！）。 注意力！ 标记为“B”的功率二极管传导电流，“类似”二极管D226（从灵活输出到主体），标记为“VL”的二极管——从主体到灵活输出。 使用不同电导率的阀门可以仅安装在两个双散热器上。 然而，如果“VL”阀（输出“负”）的“外壳”连接到设备主体，则只需隔离一个散热器，该散热器上安装有标记为“B”的二极管。 这种电路易于安装和“调整”，但如果必须调节负载电流，则会出现困难。 如果焊接过程一切都清楚（附加“镇流器”），则启动装置存在巨大问题。 启动发动机后，巨大的电流是不必要且有害的，因此有必要快速将其关闭，因为每次延迟都会缩短电池寿命（电池爆炸的情况并不少见！）。 图2所示的电路非常便于实际实现，其中晶闸管VS1、VS2起到电流调节的作用，功率阀VD1、VD2包含在同一个整流桥中。
每对“二极管晶闸管”都安装在自己的散热器上，这使得安装更加方便。 可使用标准散热器（工业生产）。 另一种方式是采用厚度超过10毫米的铜、铝独立制造散热器。 要选择散热器的尺寸，需要组装设备的布局并以重型模式“驱动”它。 如果负载 15 分钟后，晶闸管和二极管的外壳没有“烧伤”手（此时关掉电压！），那就不错了。 设备主体的设计必须确保设备加热的空气良好循环。 安装一个“帮助”从下向上驱动空气的风扇并没有什么坏处。 安装在带有计算机板的机架中或“苏联”游戏机中的风扇很方便。 完全可以用晶闸管来实现可调整流器电路（图3）。 下部（根据该方案）一对晶闸管VS3、VS4由来自控制单元的脉冲触发。
脉冲同时到达两个晶闸管的控制电极。 这种电路结构与可靠性原则“不协调”，但时间已经证实了该电路的可操作性（晶闸管不能“烧毁”家用电网，因为它们能承受1600A的脉冲电流）。 晶闸管VS1（VS2）接成二极管，晶闸管阳极加正电压，触发电流通过二极管VD1（或VD2）和电阻R1（或R2）加到晶闸管的控制极上。 ）。 当电压达到几伏时，晶闸管将打开并传导电流，直到电流半波结束。 第二个晶闸管的阳极上有负电压，因此不会启动（这不是必需的）。 电流脉冲从控制电路到达晶闸管VS3和VS4。 负载中的平均电流值取决于晶闸管的断开时刻 - 断开脉冲到达越早，相应晶闸管断开的时间就越长。 通过电阻打开晶闸管 VS1、VS2 会使电路有些“迟钝”：在低输入电压下，晶闸管打开角度很小 - 流入负载的电流明显少于使用二极管的电路（图 2）。 因此，该方案非常适合根据“次级”调节焊接电流并对电源电压进行整流，其中几伏的损失是微不足道的。 图 4 所示的电路使得有效地使用晶闸管电桥在宽电源电压范围内调节电流成为可能。
该设备由三个模块组成：
功率为1W的变压器T20为晶闸管VS3和VS4的控制单元提供电源，并打开“二极管”VS1和VS2。 使用外部电源打开晶闸管在电源电路中的低（汽车）电压以及为感性负载供电时非常有效。 来自变压器5伏绕组的断开电流脉冲反相馈送到控制电极VS1、VS2。 二极管VD1、VD2仅将正半波电流传递至控制电极。 如果分闸脉冲的相位“合适”，则晶闸管整流桥将工作，否则负载中将没有电流。 该电路的这一缺点可以很容易地消除：将电源插头T1反方向转动就足够了（并用油漆标记如何将设备的插头和端子连接到交流电源上）。 当在启动充电器中使用该电路时，与图 3 中的电路相比，输出电流明显增加。 低电流电路（网络变压器T1）的存在是非常有利的。 用开关 S1 切断电流使负载完全断电。 因此，可以使用小型限位开关、断路器或低电流继电器（通过添加自动跳闸单元）来中断启动电流。 这是非常重要的一点，因为断开需要良好接触以使电流通过的高电流电路要困难得多。 我们记得 T1 变压器的定相并非偶然。 如果电流调节器“内置”在充电器启动器或焊机电路中，那么定相问题将在设置主设备时得到解决。 我们的装置是特制的宽型（由于启动装置的使用是根据季节而定的，所以焊接工作必须不定期进行）。 您必须控制强大的电钻和电动镍铬合金加热器的操作模式。 图5显示了晶闸管控制单元的框图。 整流桥VD1向电路提供0～20V的脉动电压。
该电压通过二极管VD2供给电容器C1，为VT2、VT3上的大功率晶体管“关键”提供恒定的电源电压。 通过电阻器R1的脉动电压被提供给并联连接的电阻器R2和齐纳二极管VD6。 电阻器将“A”点（图 6）的电位“绑定”为零，齐纳二极管将脉冲峰值限制在稳定阈值水平。 有限电压脉冲对电容器 C2 充电，为 DD1 芯片供电。 相同的电压脉冲作用于逻辑元件的输入。 在某个电压阈值下，逻辑元件进行切换。 考虑到逻辑元件输出端（点“B”）处信号的反转，电压脉冲在接近零输入电压的时刻将是短期的。
下一个逻辑元件反转电压“B”，因此电压脉冲“C”具有更长的持续时间。 当电压脉冲“C”有效时，电容器C3通过电阻器R4和R3充电。 在转变通过逻辑阈值的时刻，“E”点处的指数增加的电压“切换”逻辑元件。 经过第二逻辑元件反相后，“E”点的高输入电压对应于“F”点的高逻辑电压。 电阻R4的两个不同值对应于“E”点的两个示波图：
还应注意三极管VT1基极的电源有“B”信号，当输入电压降至零时，三极管VT1开通饱和，三极管集电极结对电容C3放电（此时为下一个半周期电压充电做准备）。 因此，逻辑高电平迟早会出现在“F”点，具体取决于电阻 R4：
晶体管VT2和VT3上的放大器“重复”逻辑信号点“G”。 此时波形图重复F1和F2，但电压达到20V。通过隔离二极管VD4、VD5和限流电阻R9～R10，电流脉冲作用在晶闸管VS3、VS4的控制极上（图4）。 其中一个晶闸管打开，整流电压脉冲传递到模块的输出。 电阻 R4 的较小值对应于正弦曲线半周期的较大部分 - H1，电阻 R2 的较大值对应于正弦曲线半周期的较小部分 - H4（图 XNUMX）。 在半周期结束时，电流停止并且所有晶闸管关闭。 因此，不同的电阻R4值对应于负载两端正弦电压“段”的不同持续时间。 输出功率实际上可以在 0 到 100% 之间调节。 器件的稳定性由“逻辑”的使用决定——元件的开关阈值是稳定的。 如果安装没有任何错误，则设备工作稳定。 更换电容C3时，需要选择电阻R3和R4。 更换功率单元中的晶闸管可能需要选择R9、R10（即使是同一类型的功率晶闸管，其导通电流也有很大差异，您必须拒绝敏感度较低的晶闸管）。 您每次都可以使用“合适的”电压表测量负载上的电压。 基于控制单元的移动性和多功能性，我们使用了自动两限电压表（图7）。
通过带有附加电阻 R30 的 M1 型 PV269 头进行高达 2 V 的电压测量（满量程偏差在 30 V 输入电压下可调）。 电容器 C1 对于平滑提供给电压表的电压是必需的。 电路的其余部分用于将比例“粗糙”10 倍。 通过白炽灯(巴雷特)HL3和微调电阻R3为光耦U1的白炽灯供电，稳压二极管VD1保护光耦的输入。 输入电压较大时，光耦电阻的阻值由兆欧姆降至千欧姆，三极管VT1打开，继电器K1吸合。 在这种情况下，继电器触点执行两个功能：它们打开调谐电阻R1——电压表电路切换到高压极限； 红色 LED HL2 而非绿色 LED HL1 亮起。 红色是一种更显眼的颜色，是专门为高压标度选择的。 注意力！ 在调整 R1 之后执行 R0 的调整（刻度 300...2）。 电压表电路的电源取自晶闸管控制单元。 使用光耦合器对测量电压进行去耦。 光耦合器的开关阈值可以设置为略高于30 V，这将更容易调整刻度。 二极管VD2对于保护晶体管在继电器断电时免受电压浪涌是必要的。 当使用该装置为各种负载供电时，电压表刻度的自动切换是合理的。 光耦引脚编号未给出：使用测试仪，很容易区分输入和输出引脚。 光耦灯的电阻为数百欧姆，光敏电阻为兆欧姆（测量时灯未通电）。 图 8 显示了设备的俯视图（盖子已移除）。 VS1和VS2安装在共用散热器上，VS3和VS4安装在单独的散热器上。 必须为晶闸管切割散热器上的螺纹。 功率晶闸管的柔性输出被切断，安装用较细的电线进行。
图 9 显示了设备前面板的视图。
左边是负载电流控制旋钮，右边是电压表刻度。 LED 固定在刻度附近，上面的 LED（红色）位于“300 V”字样附近。 该设备的端子不是很强大，因为它用于焊接薄部件，其中保持模式的准确性非常重要。 发动机启动时间短，终端连接资源充足。 顶盖与底部有几厘米的间隙，以确保更好的空气流通。 该设备易于升级。 因此，要实现汽车发动机启动模式的自动化，不需要额外的细节（图 10）。
控制单元的“D”点和“E”点之间必须包括来自两限电压表电路的继电器K1的常闭触点组。 如果 R3 的重组未能使电压表的开关阈值达到 12 ... 13 V，则您必须将 HL3 灯更换为更强大的灯（而不是 10 个，安装 15 W）。 工业生产的启动装置甚至被调整到9V的开关阈值。 我们建议将设备的开关阈值设置为较高的电压，因为即使在启动器打开之前，也会向电池提供少量电流（达到开关水平）。 现在，通过稍微“充电”的电池以及自动启动装置来启动。 随着板载电压升高，自动装置“关闭”启动装置的电流供应，并在适当的时刻重复启动，恢复充电。 设备中提供的电流调节器（整流脉冲的占空比）允许您限制浪涌电流量。 作者：N.P. Goreiko，V.S. 炉灶
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