În această lucrare se analizează mai multe opțiuni simple pentru controlul încărcării incluse în circuitul de curent alternativ și se descriu avantajele și dezavantajele acestora.
Atunci când se creează dispozitive moderne de automatizare, apare adesea problema comutării încărcărilor incluse în circuitul de curent alternativ. O astfel de sarcină poate fi diferitele elemente de încălzire și de iluminat, demaroare de putere, transformatoare, motoare etc.
Există multe scheme nodale relativ simple care vă permit să realizați această sarcină.
Toate variantele pot fi împărțite în mai multe grupuri:
• utilizarea releelor electromagnetice;
• puntea diodă cu diagonală de comutare;
• utilizarea releelor cu semiconductori;
• utilizarea optotistorilor și optoizimistori;
• Utilizarea tiristoarelor și șoferilor triac.
Nodurile care utilizează releele electromagnetice sunt cele mai simple, dar au multe dezavantaje.
În prezent, nodurile cu relee electromagnetice sunt considerate depășite și sunt rareori utilizate, în special în dispozitivele în care comutarea este rară.
Nodurile cu punte diodă cu diagonală de comutare sunt utilizate pe scară largă în practica de radio amatori.
Pentru comutare se utilizează tranzistoare de înaltă tensiune de înaltă tensiune sau tiristoare.
În Fig. 1 prezintă un circuit tipic cu comutarea unei punți diode cu ajutorul unui tranzistor, descris, de exemplu, în [1, 2] și în Fig. 2 - cu un tiristor [3, 4].
Dezavantajele opțiunilor de mai sus ar trebui, în primul rând, să se atribuie conectarea galvanică a circuitelor de control la rețea.
Aceasta necesită o sursă izolată de alimentare și măsuri de siguranță sporite pentru configurare și funcționare.
Unitatea are un număr mare de elemente, inclusiv cinci puternice (patru diode și un tranzistor sau un tiristor), care la curenți de sarcină mare au o temperatură ridicată și necesită un radiator.
În ultimul timp în străinătate sunt utilizate pe scară largă așa-numitele „relee stare solidă“, este un optocuplor specializat, cu LED-uri care se deschide comutatorul bidirecțional format pe FET.
Un exemplu este seria HSR312 / 412 a Fairchild Semiconductors [5] (Figura 3).
Releele de stare solidă, concepute pentru curenți mici (până la 1 A), sunt uneori utilizate pentru a comuta puntea diodă diagonală, rezultând o dimensiune și costuri puțin mai mici ale produsului (Figura 4).
Mari relee stare solidă de curent pot fi utilizate în mod direct (fig. 5) pentru comutarea de sarcină, dar sunt foarte scumpe (cateva zeci de dolari) și sunt limitate, astfel încât în practică internă sunt rareori puse în aplicare.
Destul de des, atât în echipamentele industriale, cât și în cele amator, există noduri care utilizează opti-tiristoare (de exemplu, T0125-10) și opto-rezistențe (de exemplu, TCO142-40).
Este destul de convenabil în funcționarea dispozitivelor cu curent ridicat.
În Fig. 6 prezintă o schemă tipică pentru comutarea unui opto-rezistor, iar Fig. 7 - doi opto-tiostori activi în paralel.
Variantele descrise au trei dezavantaje serioase.
În primul rând, aceste dispozitive cu semiconductor au LED-uri puternice cu un curent de deschidere mare (220 300 mA).
Acest lucru face ca dezvoltator pentru a utiliza comutatoare puternice tranzistor, între colector și o sursă de alimentare plus (+ 5 V) care include conectat seria călire-watt rezistor 15 și 22 ohmi LED optosimistora sau două LED-uri optothyristors conectate în serie.
În al doilea rând, costul opto-rezistoarelor este destul de ridicat și este de aproximativ 2.7 dolari. 3, costul întregului nod al opto-rezistorului poate ajunge la 4 $. 5, și pe două optotiristorah și chiar mai mult.
În al treilea rând, dispozitivele descrise nu sunt deschise suficient de stabil prin curent continuu la tensiuni sau curenți mici comutate, ceea ce îi obligă pe dezvoltatori să utilizeze o serie de impulsuri pentru comutarea lor, complică circuitul și crește în continuare costul.
Unii dezvoltatori folosesc triaci convenționali, controlați prin diistor sau alte optocuploare. Unul dintre astfel de variante de includere este descris în [6] și este prezentat în Fig. 8.
Dezavantajele acestor ansambluri sunt photocouplers nevoie de o selecție atentă pentru a asigura deschiderea aproape unghiuri triac la diferite semiundă, precum și un număr semnificativ de componente și costul relativ ridicat.
Având în vedere urgența problemei de control al sarcinii incluse în rețeaua de curent alternativ și neajunsurile metodelor descrise mai sus, unele firme au stăpânit producția de microcipuri mici și ieftine pentru șoferii triac și tiristor.
Cel mai faimos producător de astfel de jetoane este Fairchild Semiconductors [5].
Produce chips-uri de șofer de două tipuri: cu un cuplu arbitrar și cu o tensiune legată la zero.
Primul tip de chips-uri cu LED-uri și conține optosimistor, al doilea - aceleași elemente și o special pentru detectarea tranzițiilor de tensiune a circuitului de curent alternativ trecere prin zero (ZCC - Zero-Cross Circuit).
Acesta este circuitul care pornește triac-ul la momentul potrivit.
Circuitul cipului de conducător auto cu includerea în orice moment este prezentat în Fig. 9, iar chips-urile șoferului cu includerea în momentul trecerii prin zero - în Fig. 10.
Prima versiune a microcircuitelor este proiectată pentru controlul sarcinii în dispozitive cu modulație cu lățimea impulsurilor.
Când se utilizează în momentul pornirii triacurilor puternice (tiristoare), se produce un zgomot mare de impuls. și necesită utilizarea unor filtre de rețea eficiente.
Cea de-a doua opțiune este destinată utilizării comutatoarelor cu zgomot redus care acționează încet, în care sunt activate triacuri puternice (tiristoare) la tensiuni scăzute aproape de zero și nu cauzează multă interferență.
Costul acestor jetoane este destul de scăzut, de aproximativ 0,5 $.
Știrile de conducător auto care au numere individuale care se termină la 1, 2 și 3, asigură activarea sarcinii atunci când curentul este aplicat LED-ului, respectiv 15, 10 și 5 mA.
O schemă tipică pentru a permite mecanicului de a controla un triac puternic este prezentată în Fig. 11, iar pentru cazul controlului a două tiristoare conectate paralel, în fig. 12 [7].
Lanțurile RC prezentate în figuri, conectate în paralel cu triac (tiristoare), sunt recomandate a fi utilizate pentru îmbunătățirea caracteristicilor lor dinamice.
Cel mai mic interval de rezistență al rezistenței corespunde încărcării rezistive, iar cea mai mare - cea inductivă.
Costul unui astfel de nod nu depășește de obicei 2 USD.
Caracteristicile dinamice bune, curenții de control scăzut și dimensiunile globale mici fac posibil să fie considerate cele mai potrivite atât pentru aplicațiile profesionale, cât și pentru cele amatori.
În acest articol circuitul de control al încărcării incluse în circuitul de curent alternativ, precum și avantajele marcate și dezavantaje va permite cititorului să naviga cu ușurință la toate opțiunile posibile pentru a rezolva această problemă și pentru a alege opțiunea care îndeplinește cel mai bine cerințele tehnice specifice, luând în considerare elementele de disponibilitate și de cost.
Parametrii principali ai firmei Fairchild Semiconductors sunt prezentate în Tabelul. 1.
3. L. Bzhevsky. Dimoregulator cu întârziere în timp .- Radio, 1989, No. 10, p. 76.
Trimiteți-le prietenilor: