Принцип работы симисторного регулятора мощности

Их применяют только в небольших электроприборах из-за того, что они крайне чувствительны к электромагнитным волнам, выделяют много тепла и неспособны работать на высоких частотах переменного тока. Их не используют в крупных промышленных агрегатах.

Прибор прост в изготовлении, не требует больших денежных затрат и обладает долгим сроком эксплуатации. Его можно легко применять в сферах и приборах, где описанные выше недостатки не играют большой роли.

Многие не знают, для чего нужны симисторные регуляторы мощности. Но они присутствуют в большинстве домашних бытовых приборах, таких как: фен, пылесос, электроинструменты и нагревательные приборы.

Регулятор мощности позволяет пропускать электрический сигнал, с частотой заданной пользователем.

Инструкция, как сделать симисторный регулятор своими руками

На сегодняшний день не так легко найти подходящий регулятор мощности, несмотря на невысокую цену крайне проблематично достать полностью подходящий по параметрам симистор.

Поэтому не остается другого выбора, кроме как сделать его самостоятельно. Для этого нужно рассмотреть несколько простых основных схем регуляторов, чем они отличаются друг от друга и разберем элементарную базу каждой.

Устройство и схемы простых регуляторов

Простейшая схема, которая может работать под любой нагрузкой. Комплектующие простейшие электронные компоненты, а управление осуществляется по фазово-импульсному принципу.

Основные элементы схемы:

• симистор VD4 10 А, 400 В
• динистор VD3 32 В
• потенциометр R2

По R2 и R3 протекает ток, который накапливает заряд на конденсаторе С1. После того, как на заряд достигнет значения 32 В, откроется динистор VD3 и конденсатор С1 начнет разряжаться через R4 и VD3. Энергия пойдет на симистор VD4, он откроется и даст току протекать через нагрузку.

Регулировка мощности происходит при помощи симистора VD3 и нагрузки R2. Значения воздействия симистора постоянное и изменяться не может, регулировка мощности осуществляется путем изменения сопротивления нагрузки R2.

Элементы VD1, VD2, R1 являются не обязательными в данной схеме, но они позволяют обеспечивать плавность и точность изменения выходной мощности.

Для того, чтобы правильно рассчитать симисторный регулятор мощности нужно отталкиваться от используемой нагрузки, симистор подбирается по соотношению 1А=200 Вт.

Какие элементы понадобятся

• Динистор DB3;
• Симистор ТС106-10-4, ВТ136-600, 4-12А.
• Диоды VD1, VD2 1N4007;
• Сопротивления R1100 кОм, R3 1 кОм, R4 270 Ом, R5 1,6 кОм, потенциометр R2 100 кОм;
• Конденсатор С1 0,47 мкФ (рабочее напряжение от 250 В).

Данная схема наиболее распространена и универсальна, существует множество ее вариаций.

Сборка

Используя данный план по сборке, вы сэкономите свое время. Вам нужны точные параметры устройства, для которого будет изготавливаться прибор.

Нужно знать:

• Количество фаз. Их может быть одна или три;
• Наличие необходимости точной регулировки выходной мощности;
• Входное напряжение и ток потребляемый нагрузкой. Значения должны быть в Вольтах и Амперах.

Необходимо выбрать тип устройства, либо аналоговый либо цифровой. Подобрать комплектующие по мощности прибора. В сети можно найти различный софт, который поможет с расчетами.

Выполнить расчет тепловыделений. Это делается довольно просто: Падение напряжения на симисторе умножается на номинальный ток. Необходимые данные должны быть указаны в характеристике симистора.

Приобрести необходимые элементы, печатную плату и радиатор. Произвести разводку дорожек на печатной плате при помощи растворителя. Нельзя забывать о креплении симистора и радиатора. Припаять все элементы так, как показано на схеме. Уделить особое внимание полярности подключения диодов и симистора.

Осуществить проверку готового прибора при помощи мультиметра в режиме сопротивления. Характеристика должна быть идентична изначальному проекту.

Установить симистор почти вплотную к радиатору, но нужно обеспечить тепловую изоляцию между ними. Винт, которым будет произведено закрепления нужно качественно заизолировать. Изготовить пластиковый корпус для прибора.

Обратите внимание!

Поместить полученную установку в защитный корпус. Поставить значения потенциометра на минимальные значения и осуществить пробный запуск. Мультиметром измеряем напряжения на выходе, при этом плавно поворачиваем ручку регулятора;

Если полученный результат не соответствует требуемым производим регулировку мощности. Если прибор работает как надо, можно подключать нагрузку к выходу регулятора.

Заключение

Правильно изготовленный симисторный регулятор мощности будет надежно служить и потребует небольших денежных вложений. Долговечность порадует самых скептически настроенных специалистов. Можно ознакомиться с фото самодельных симисторных регуляторов мощности в сети и убедиться в целесообразности изготовления данного прибора.

Фото симисторного регулятора мощности

Также рекомендуем просмотреть:

цепей. Фазовый регулятор мощности на симисторе

Много устройств в доме у человека есть возможность настроить. Этот процесс осуществляется с помощью специального регулятора. На сегодняшний день трехкомпонентный подтип выделен в отдельную категорию, но многие люди мало знают об этом элементе. На самом деле, особенность этой части — двустороннее действие. Возможно, это связано с анодом, а также с катодом. В результате их движения в устройстве направление тока меняется.

Некоторые считают, что триаки можно заменить контакторами, реле и пускателями. Однако это мнение ошибочно. Прежде всего, следует отметить долговечность этих регуляторов. Частотой коммутации они практически не ограничены, и это хорошая новость. В то же время износ деталей минимален. Кроме того, следует отметить полное отсутствие искрения в устройствах такого типа. В моменты тока нулевой линии переключающие регуляторы способны работать.Благодаря этому помехи в цепи значительно снижаются.

Простая схема регулятора

Схема регулятора мощности для симистора состоит из одного чипа и набора тиристоров. Они могут быть расположены в цепи после конденсатора или непосредственно на плате. Переменный резистор, как правило, есть в устройстве. Он отвечает за помехи в контроллере. Резистор напряжения способен выдерживать самые разные нагрузки. В этом случае многое зависит от свободы устройства.Резистор, который расположен за конденсатором, должен выдерживать предельное сопротивление на уровне 3 Ом. В свою очередь, выходной элемент настроен немного слабее. Кроме того, цепь регулятора мощности Triac имеет предохранитель.

Регуляторы на триаке «KU208g»

Этот триак отличается тем, что способен работать с коммутируемым переменным током. При этом напряжение в системе поддерживается до 5 А. Контроллер питания на симисторе «KU208g», как правило, компактен и может использоваться в различном оборудовании.В качестве примера можно привести паяльник.

Регуляторы мощности паяльника

Регуляторы мощности паяльника на триаке в чипе не нужны. В стандартной схеме два транзистора. Они установлены в некоторых случаях биполярного типа. Первый из них должен быть расположен непосредственно возле источника питания. В это время второй биполярный транзистор расположен за триаком.

Отличительной особенностью таких регуляторов считается наличие слабомощных стабилитронов.Чаще всего эти элементы на рынке можно встретить с маркировкой «KD2». Это указывает на то, что стабилитрон имеет максимальное напряжение 2 В. В свою очередь, переменный ток в системе может быть максимум 5 А. Конденсатор в цепи всегда установлен только на один. Припой в некоторых случаях сразу после биполярного транзистора.

Этот элемент устройства отвечает за преобразование тока. Резистор регулятора мощности на симисторе имеет другой тип. Аналоговые элементы при входном сопротивлении максимально выдерживают 2 Ом.В свою очередь, для стабилитронов стабилитроны устанавливаются переменного типа с повышенной частотой. Они умеют работать в обоих направлениях.

Схемы моделей для пылесосов

Контроллер питания на симисторе пылесоса состоит из набора диодов, а также резисторов с одним конденсатором. Для хорошей проводимости триак в некоторых случаях снабжен ребристым радиатором. Это дополнительно помогает в стабилизации напряжения. Конденсаторы в системе справляются с импульсами.Транзисторы в основном используют кремний.

Они могут проходить только через себя Д.С. Сопротивление на выходе в системе не должно превышать 4 Ом. В противном случае на триак подается большое напряжение. Многое в этой ситуации также зависит от текущего коэффициента передачи. На него воздействует коллектор вместе с установленным излучателем.

Разница между фазовыми регуляторами

Микросхемы в таких регуляторах используются низкочастотные. Это необходимо для быстрого процесса преобразования.Стабилитроны используются довольно редко. Изменение фазы в системе происходит за счет переключения конденсатора в верхнее положение. Для стабилизации напряжения фазовый регулятор питания на симисторе имеет два тиристора, и они работают в попарной цепи. Из-за высокой частоты на катоде диоды спаяны очень редко.

Схема бесшумного контроллера

Простой бесшумный регулятор мощности ontriac, как правило, используется на устройствах с напряжением более 200 В.В этом случае используются микросхемы двухканальные. Система диодов установлена ​​рядом с конденсаторами. Переменные транзисторы в цепи не используются. Максимальное сопротивление конденсатора должно выдерживать до 3 Ом. Непосредственно, мощность устройства контролируется приемником.

Уровень импульсного заполненияЭто меняется. Конденсаторы в системе пропускают только постоянный ток через себя. Частота тактового транзистора зависит от коэффициента деления счетчика. Микроконтроллеры в системе используются для подавления помех.Частота импульсов на входе зависит исключительно от предельного регистра.

Регуляторы с симисторами «TC80»

Простое управление мощностью на симисторе «TS80», способное похвастаться хорошей теплопроводностью. Сам процесс преобразования осуществляется в трансформаторе. Предельная частота зависит только от сетевого напряжения. В целом, регуляторы с симисторами такого типа отличаются повышенной надежностью и способны работать в течение длительного времени. Тем не менее, они также имеют недостатки.

Прежде всего следует отметить небольшой уровень стабилизации. Это связано с большой нагрузкой на тиристор. Чтобы справиться со стабильностью тока, в некоторых случаях используются специальные фильтры. Однако это не помогает с бытовой техникой. Таким образом, лучше всего использовать регуляторы этого типа на приемниках и других низкочастотных устройствах.

Модели с симисторами «TC 125»

Управление питанием симулятора «TC 125» Используется для мощных источников питания. Сопротивление оно способно выдержать максимум 4 кОм.В этом случае теплопроводность высокая. Кроме того, следует отметить, что триаки этого типа оснащены индикаторами. Эти устройства предназначены для борьбы с

Схема диммера TRIAC с дистанционным управлением

В этом проекте мы собираемся создать диммер TRIAC для устройств переменного тока. Здесь мы не собираемся использовать микроконтроллер. Мы использовали основные компоненты для выполнения этой задачи. В этом проекте мы будем использовать Triac для управления яркостью лампы переменного тока с помощью пульта дистанционного управления. Вы также можете управлять скоростью вентилятора с помощью пульта ДУ телевизора, используя схему симисторного регулятора диммера .

Для управления током в одном направлении у нас есть диода, тиристор , который может быть запущен или смещен в одном направлении за один раз.Или мы можем сказать, что они могут проводиться только в течение полуциклов, либо положительного, либо отрицательного. Но при работе с переменным током нам нужны более эффективные коммутационные устройства, и здесь TRIAC входит в картину.

Если мы снова подключим два тиристора к выпечке, то это станет эквивалентной схемой TRIAC. Таким образом, TRIAC также основан на той же концепции, которая может проводить во время положительного, а также отрицательного полупериода синусоидальной волны переменного тока. TRIAC — это краткая форма триодного коммутатора переменного тока .

Необходимые компоненты:

1. TSOP1738 -1
2. 555 таймер IC -2
3. CD4017 -1
4. MCT2E оптопара -1
5. MOC3021 TRIAC Driver -1
6. LM7805 -1
7. BC547 Транзистор -1
8. 12-0-12 Трансформатор -1
9. 1n4007 Диод -10
10. Конденсатор 1000 мкФ, 1 мкФ, 4,7 мкФ, 0,01 мкФ, 0,1 мкФ (4)
11. Резистор 10К (2), 1К (3), 220К, 22К, 15К, 3,3К, 220Ом, 680, 330 (3)
12. Резистор 30к (10к + 10к + 10к)
13. LED -2

:

Эта принципиальная схема Triac Dimmer немного сложна для начинающих, но в целом она проста.В этом у нас есть TSOP1738 ИК-приемник U1, который отвечает за прием ИК-сигналов (инфракрасного) от пульта ДУ телевизора. Узнайте больше об обнаружении ИК сигнала с помощью TSOP1738 здесь.

Как только он получает сигнал от пульта ДУ телевизора, он активирует таймер 555 U2 , настроенный в режиме моностабильного мультивибратора. Этот мультивибратор используется для генерации одного импульса каждый раз, когда мы нажимаем любую кнопку на пульте дистанционного управления. Как правило, когда мы нажимаем любую кнопку на ИК-пульте дистанционного управления, он посылает последовательность импульсов, и здесь нам не нужна эта последовательность импульсов, нам нужен только один импульс для запуска моностабильного мультивибратора и счетчика десятилетий IC 4017 (U3).U3 — это счетчик десятилетий IC 4017 счетчика , который здесь используется для изменения периода времени следующего таймера таймера IC в моностабильном мультивибраторе (U4) путем изменения его значения временного резистора. Смотрите схему для понимания. Здесь 555 IC U4 используется для генерации метрического триггерного импульса. Проверьте больше схем IC 4017, чтобы узнать больше об этом.

Счетчик декад 4017 устанавливает Временное сопротивление (R) для 555 IC U4 в моностабильном мультивибраторе, переключая его выход на следующий выходной вывод.Здесь мы подключили 4 разных резистора к разным выходным контактам 4017. С помощью конденсатора и выбранного сопротивления (R5, R6, R7, R8) мультивибратор U4 генерирует выходной импульс на своем выводе в течение фиксированного периода времени, всякий раз, когда Спусковой штифт становится низким. Пусковой вывод мультивибратора U4 будет ожидать поступления импульса пересечения нуля от оптопары M2CTE (U5), которая приводится в действие полным мостовым выпрямителем для обнаружения пересечения нуля. Выход моностабильного мультивибратора U4 поступает на оптрон Triac Driver MOC3021 (U7), который отвечает за управление TRIAC путем подачи импульса на вывод TRIAC.

Трансформатор переменного тока 12-0-12 используется для подачи питания на схему и для получения синусоидального сигнала для обнаружения пересечения нуля. Регулятор напряжения 7805 также используется для подачи напряжения 5 В в цепь. Светодиод D1 используется для индикации принятого пульса, а светодиод D8 — для индикации питания.

Расчеты для ИК с дистанционным управлением цепи симистора:

Моностабильный мультивибратор Расчет длительности выходного импульса:

Период времени = 11.* R * C

Где R - сопротивление, а C - емкость 

Давайте возьмем пример здесь, в нашей схеме, мы использовали два моностабильных мультивибратора. В первом 555 мультивибраторе у нас есть R2 и C2:

R2 = 220K
C2 = 1 мкФ
Период времени на выходе импульса = (1,1 * 220 * 1000 * 1) / 1000000
Период времени на выходе импульса = 0,242 с или 242 миллисекунды 

Теперь для секунды 555 Моностабильный мультивибратор, ниже приведены расчеты с четырьмя различными сопротивлениями, которые активируются нажатием кнопки дистанционного управления для управления яркостью лампы переменного тока:

R5 = 30K
С3 + С4 = 0.1 + 0,1 мкФ = 0,2 мкФ
Время импульса выходного импульса, когда триггерный импульс запускает мультивибратор, будет:
Период времени на выходе импульса = (1,1 * 30 * 1000 * 0,2) / 1000000 = 0,0066 с или ~ 7 мс (1/3 мощности) 

Тогда у нас есть

R6 = 22K
C3 + C4 = 0,1 + 0,1 мкФ = 0,2 мкФ
Период времени на выходе импульса = (1,1 * 22 * ​​1000 * 0,2) / 1000000 = 0,00484 с или ~ 5 мс (1/2 мощности) 

Тогда у нас есть

R7 = 15K
C3 + C4 = 0,1 + 0,1 мкФ = 0,2 мкФ
Период выходного импульса = (1.1 * 15 * 1000 * 0,2) / 1000000 = 0,0033 с или ~ 3 мс (мощность 2/3) 

Теперь у нас есть

R7 = 1K
C3 + C4 = 0,1 + 0,1 мкФ = 0,2 мкФ
Период времени выходного импульса = (1,1 * 1 * 1000 * 0,2) / 1000000 = 0,00022 с или <1 мс (полная мощность) 

Наконец, пользователю необходимо сгенерировать импульс 0-10 мс для Triac Driver, чтобы контролировать яркость лампы переменного тока. А для генерации импульса различной длительности пользователь может изменять значения R5, R6, R7, R8, нажимая кнопки пульта ДУ.А также пользователь может изменить первое сопротивление мультивибратора (R2), чтобы изменить длительность импульса дистанционного управления.

Также проверьте демонстрационное видео , приведенное ниже.