Регуляторы мощности

Дабы уменьшить температуру электрокалорифера либо электроплитки, нагрев жала паяльника, яркость настольной лампы, в большинстве случаев пользуются автотрансформатором. Но автотрансформатор — достаточно громоздкое устройство, потребляющее от сети дополнительную мощность. Да и не каждый автотрансформатор способен трудиться с замечательной нагрузкой, к примеру, с калорифером. Предлагаем вам самим выстроить регулятор мощности на тиристорах приборах — и полупроводниковых диодах (они включают в себя динисторы, тринисторы, симисторы), такие регуляторы малы по габаритам, но способны руководить большой нагрузкой.

Разглядим пара схем аналогичных регуляторов мощности.

Начнем с самого несложного регулятора для питания паяльника. От нагрева его жала сильно зависит уровень качества пайки. К перегретому жалу не будет «прилипать» припой, а недогретое — не в состоянии расплавить припой и разогреть место пайки.

Схема несложного регулятора мощности на тринисторах и диодах приведена на рисунке 1. Через разъем X1 (двухштырьковую вилку) регулятор включают в сеть, а в розетку Х2 вставляют вилку паяльника. В хороший полупериод сетевого напряжения на верхнем по схеме штырьке разъема X1 ток проходит через нагрузку и диод (паяльник). В отрицательный полупериод напряжения диод закрыт, и ток через нагрузку не идет. Если бы не было цепи из тринистора, резисторов и конденсатора, включенной параллельно диоду, то на нагрузке выделялась бы мощность в два раза меньше той, что выделяется при питании паяльника прямо от сети.

Но как раз благодаря этим подробностям мощность на нагрузке возможно медлено регулировать в определенных пределах. Так как сейчас на верхнем по схеме штырьке разъема в отрицательный полупериод напряжения будет раскрываться тринистор и подключать нагрузку к сети. Момент открывания тринистора зависит от момента появления на управляющем электроде напряжения, соответствующего напряжению включения.

А это, со своей стороны, зависит от напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R3, и емкости конденсатора С1. Конденсатор тут делает роль элемента, сдвигающего по фазе напряжение на управляющем электроде довольно сетевого, приложенного к аноду тринистора. Исходя из этого такое управление тринистором носит название амплитудно-фазового (по амплитуде — резистором R3, по фазе — конденсатором).

В зависимости от момента включения тринистора будет изменяться и длительность его работы на протяжении отрицательного полупериода на верхнем штырьке разъема X1. В следствии средний ток, протекающий через нагрузку, будет изменяться, а с ним и выделяемая на нагрузке мощность. Вот из-за чего подобные регуляторы именуются регуляторами мощности.

Включив в розетку Х2 паяльник и подключив параллельно ему вольтметр переменного тока, вы увидите, что при перемещении движка переменного резистора напряжение изменяется приблизительно от 150 до 210 В (при сетевом напряжении 220 В). Возможно подобрать оптимальную температуру жала паяльника, для получения лучшего качества пайки.

Таковой регулятор запланирован на работу с паяльником, мощность которого не превышает 25 Вт.

Вместо диода Д226Б возможно применять Д7Ж либо второй, рассчитанный на ток не меньше 300 мА и обратное напряжение более 300 В. Вместо тринистора КУ101Б подойдет КУ101Г, КУ101Е. С более замечательным диодом, к примеру Д245А, и тринистором КУ201Д-КУ201Л регулятор способен руководить нагрузкой до 200 Вт. Наряду с этим резистор R1 должен быть сопротивлением 3,3 кОм.

Постоянные резисторы смогут быть типа МЛТ-0,5, МЛТ-1, переменный — СП-1, электролитический конденсатор — К50-6.

Обрисованный регулятор возможно изготовить в виде маленькой приставки, на корпусе которой установлена сетевая розетка (либо пара розеток), а через отверстие в боковой стенке выведен сетевой шнур достаточной длины с вилкой на финише для включения в сеть. На верхней стенке корпуса укреплен переменный резистор, на его выступающую часть надета ручка. Паяльник включается в розетку на корпусе регулятора.

Налаживание регулятора пребывает в подборе и проверке пределов регулирования напряжения на нагрузке.

Подключив параллельно нагрузке вольтметр переменного тока, определяют крайние значения напряжения при вращении ручки переменного резистора. Подбирают сопротивление резистора К1 так, дабы минимальное напряжение на нагрузке было не ниже 150 В. Лишь затем возможно проградуировать шкалу — нанести на корпусе регулятора против метки на ручке резистора деления, соответствующие выходному напряжению.

На рисунке 2 дана схема другого регулятора мощности, что разрешает изменять напряжение на нагрузке в более широких пределах. Нагрузка в нем включается в сеть через двухполупериодный выпрямитель, собранный по мостовой схеме на диодах V1-V4.

Выпрямитель включен так, что при закрытом тринисторе V5 ток через нагрузку протекать не будет. Для открывания тринистора применена зарядная цепь из конденсатора и резисторов. На нее поступает выпрямленное диодным мостом напряжение. Когда конденсатор зарядится до определенного напряжения, тринистор откроется и замкнет диагональ моста. В какой момент того либо иного полупериода сетевого напряжения откроется тринистор, зависит от постоянной времени зарядной цепи.

А ее, со своей стороны, возможно медлено изменять переменным резистором R1.

Таковой метод управления тринистором именуется фазовым, потому, что изменяется только фаза напряжения на управляющем электроде по отношению к фазе напряжения на аноде тринистора.

При указанных на схеме номиналах подробностей напряжение на нагрузке возможно изменять приблизительно от 40 до 210 В. Мощность нагрузки — до 60 Вт.

Дабы к регулятору возможно было подключать более замечательную нагрузку, к примеру, сходу пара паяльников для занятий кружка, достаточно заменить диоды Д226Б на Д245А либо установить выпрямительный мост КЦ402, КЦ403, КЦ404, КЦ405 с буквенными индексами А-Г, Ж, И. Собранный на этих подробностях регулятор способен руководить яркостью настольной лампы либо люстры мощностью до 200 Вт.

Тринистор возможно серии КУ201 с буквенными индексами Л, К. Электролитический конденсатор — К50-6, постоянный резистор — МЛТ-1 либо МЛТ-2, переменный — СП-1 либо движковый (такие резисторы употребляются в звукоусилительной аппаратуре).

В случае если все подробности исправны и схема собрана верно, регулятор начнет трудиться сходу. Придется только отградуировать шкалу переменного резистора посредством вольтметра переменного тока.

На рисунке 3 продемонстрирована схема регулятора без диодного моста, на двух тринисторах.

Трудится он так. Тринисторы включены встречно-параллельно, исходя из этого любой из них пропускает ток лишь на протяжении «собственного» полупериода сетевого напряжения на аноде. Так, в то время, когда на верхнем по схеме штырьке разъема X1 хороший полупериод, через резисторы R1, R2, диод V4 заряжается конденсатор С2 и раскрывается тринистор V2.

А при появлении на этом штырьке отрицательного полупериода напряжения тринистор V2 закрывается, но через резисторы R3, R2 и диод VЗ заряжается конденсатор С1 и раскрывается тринистор V1. Ток через нагрузку будет идти в оба полупериода напряжения, но среднее значение его определяется сдвигом фазы открывания тринисторов довольно соответствующих полупериодов сетевого напряжения. Плавное изменение сдвига фазы (соответственно, и среднего тока через нагрузку) осуществляется переменным резистором R2, неспециализированным для обеих зарядных цепочек. Данный регулятор способен руководить нагрузкой с большой мощностью 200 Вт, и напряжение на ней возможно медлено изменять от 25 до 210 В. В случае если предполагается руководить более замечательной нагрузкой, необходимо заменить тринисторы на КУ202К-КУ202Н.

Постоянные резисторы — МЛТ-1, переменный — СП-1 либо движковый, конденсаторы — К50-6, диоды Д226Б-Д226Д либо Д7Б-Д7Ж.

Таковой регулятор в большинстве случаев начинает трудиться сходу, но время от времени может наблюдаться быстрое изменение напряжения на нагрузке при перемещении движка переменного резистора. Разъясняется это неодинаковым напряжением открывания тринисторов. Подобрать тринисторы с однообразными параметрами не всегда быть может, несложнее поменять сдвиг фазы на управляющем электроде одного из тринисторов.

Делают это так.

Включив регулятор в сеть, подключают к нему настольную лампу. Медлено перемещая движок переменного резистора, находят положение, при котором яркость лампы изменяется скачком. После этого отводят движок мало назад, до положения, в то время, когда яркость лампы скачком уменьшится.

Поочередно замыкают (отверткой с изолированной ручкой) управляющий электрод каждого тринистора с его катодом. Тот тринистор, при замыкании электродов которого лампа меркнет, имеет меньшее напряжение включения. Значит, на втором тринисторе направляться уменьшить сдвиг фазы. В случае если это, например, тринистор V1, то уменьшают сопротивление резистора R3 (а для тринистора V2 — сопротивление резистора R1).

Возможно, конечно, поступить напротив — расширить сдвиг фазы для тринистора с меньшим напряжением включения. Для этого увеличивают сопротивление соответствующего резистора. Действительно, тогда возрастет минимальное напряжение, которое возможно установить регулятором на нагрузке.

И напоследок пара неспециализированных замечаний.

Во-первых, не забывайте о технике безопасности при проверке и налаживании регуляторов.

Все перепайки направляться делать лишь при отключенной сетевой вилке. Напряжения на подробностях изменяйте с опаской, не забывая, что выводы подробностей соединены гальванически с сетью.

Отечественные регуляторы вычислены на работу лишь с активной нагрузкой: паяльниками, осветительными лампами, нагревательными устройствами.

Ни за что нельзя подключать к ним магнитофоны, радиоприемники, телевизоры либо подобную нагрузку индуктивного характера (среди них и светильники с лампами дневного света).

Время от времени таковой регулятор может стать источником радиопомех, в особенности в то время, когда в него включена нагрузка громадной мощности. В этом случае на входе регулятора нужно установить помехоподавляющий фильтр. Он складывается из конденсатора емкостью приблизительно 0,25 мкФ (на номинальное напряжение не ниже 400 В) и дросгеля индуктивностью 1-10 Г. Таковой дроссель окажется, к примеру, в случае если на сердечнике диаметром 8-10 мм и длиной 25 мм из феррита 400 НН либо 600 НН намотать виток к витку пять слоев провода ПЭВ-1 диаметром 0,6-0,7 мм. В качестве дросселя возможно применять и вторичную обмотку трансформатора ветхого абонентского громкоговорителя.

Учтите, что дроссель должен быть запланирован на ток применяемой нагрузки. Дроссель включают в разрыв провода одного из штырьков сетевого разъема, а конденсатор — параллельно штырькам.