Управление приборами 220В

Самый простой вариант — Реле

Электромагнитное реле — самый простой вариант управления микроконтроллером нагрузкой 220В. По сути это обычный электромагнит. При подаче постоянного тока на катушку возникает магнитное поле, сердечник втягивается и замыкает выводы. Для управления самим реле применимы те же методы, описанные в статье «Как управлять мотором постоянного тока». Важно обращать внимание на ток удержания реле и максимальный ток и коммутируемое напряжение. Как правило, ток удержания довольно высокий, около 100 мА, а напряжение 5 или 12В. Поэтому управлять напрямую от микроконтроллера не получится. Нужен будет транзистор.

Примерная схема подключения реле с использованием MOSFET транзистора. Как видно на схеме, обязательно наличие диода. Дополнительно можно ограничить потребляемый ток самим реле, включив его последовательно через резистор. Обычно ток удержания сильно меньше стартового тока при включении реле. Также можно добавить конденсатор, чтобы он давал стартовый ток. Примерно так можно будет выглядеть полная схема:

Основным минусом схемы с реле является наличие механической части в реле. Именно эта часть ограничивает частоту переключений реле и позволяет использовать реле с частотой 0.5 Гц или меньше. Таким образом управлять реле нагрузкой можно только в режиме включил-выключил, без возможности регулирования мощности подаваемой на нагрузку.

Управляем нагрузкой 220В с регулировкой мощности

Хотелось бы иметь возможность регулировать мощность, подаваемую на управляемый прибор в диапазоне от 0 до 100%. Вот эту задачу и будем решать.

Как известно бытовая электросеть имеет переменное напряжение 220В с частотой 50 Гц. На осциллограмме это выглядит так:

Напряжение меняется по синусоиде, меняя полярность каждые 10 мс. Ограничить полную мощность синусоиды можно двумя методами:

В фазовом методе нагрузка отключается от сети на часть времени каждого полупериода, отключение производится обычно после перехода через 0. Напряжение подаваемое на нагрузку в этом случае выглядит так:

Во втором методе, полных периодов или полупериодов, нагрузка отключается на целое количество периодов:

Например это может выглядеть так, в случае с полупериодами. При таком управлении важно следить за тем, чтобы средний ток был равен нулю.

Рассмотрим подробнее как управлять нагрузкой методом полных периодов. Он обеспечивает меньшие помехи на сеть 220В, так как ток и напряжение в нагрузке нарастают синхронно и дают меньшие выбросы в сеть.

Симистор — мощный ключ для сети 220 В

Самый простой способ управления нагрузкой 220В — использовать реле. Оно позволяет с помощью постоянного напряжения управлять мощной нагрузкой. В этой статье не будет рассматривать этот метод, он достаточно простой. Достаточно подать напряжение на магнит реле и он замкнёт контакты. К сожалению, реле не позволяет управлять нагрузкой достаточно быстро. При большом количестве включений\выключений оно быстро выходит из строя. Также, в момент переключения возникают большие импульсные помехи. Использовать реле лучше при частоте управления не больше одного раза в 2-3 секунды.

Как мы уже знаем по статье «Как управлять мотором постоянного тока» в цепях постоянного тока транзистор является электронным ключом, устройством, которое позволяет малым напряжением или током управлять более мощной нагрузкой.

Для переменного тока тоже существуют такие электронные ключи — Симисторы.

Симистор проводит ток в обоих направлениях, поэтому используется в сетях переменного тока. Для управления нагрузкой основные электроды симистора включаются в цепь последовательно с нагрузкой. В закрытом состоянии проводимость симистора отсутствует, нагрузка выключена. При подаче на управляющий электрод отпирающего сигнала между основными электродами симистора возникает проводимость, нагрузка оказывается включённой.

Для удержания симистора в открытом состоянии нет необходимости постоянно подавать сигнал на управляющий электрод (в отличие от транзистора). Он остаётся открытым, пока протекающий через основные выводы ток превышает некоторую величину, называемую током удержания. Отсюда следует, что выключение нагрузки в цепи переменного тока происходит вблизи моментов времени, когда ток через основные электроды симистора меняет направление (обычно это совпадает по времени со сменой полярности напряжения в сети переменного тока). Эта точка на синусоиде называется переходом через ноль.

Симистором можно управлять напрямую от микроконтроллера, но для этого нужен довольно большой ток — 10-20 мА. Существуют также логические симисторы. У них ток управления составляет около 5 мА. В схемах лучше использовать обычные симисторы, они более защищены от самопроизвольного открытия. Что это такое и как можно управлять обычными симисторами? Читаем дальше.

Для начала посмотрим насколько мощной нагрузкой может управлять типичный симистор. Возьмём для примера симистор BT139-800. В datasheet обычно приводят графики выделяемой мощности на симисторе при управлении нагрузкой. Вот пример такого графика.

Зная выделяемую мощность, используем параметры рассеивания тепла корпусом, чтобы получить температуру нагрева симистора и оценить его работоспособность.

Из всех этих параметров следует, что без радиатора данный симистор может рассеять около 2Вт тепла. При управлении полными полупериодами нужно брать график тока для a=180 градусам. График в этой области практически линейный, поэтому можно сказать, что средний ток будет около 2А.

То есть без радиатора этот симистор сможет управлять нагрузкой в 2А * 220В = 440 Вт. В остальных случаях нужен будет радиатор.

Теперь разберёмся как микроконтроллер может управлять мощным симистором?

Оптосимистор — удобный метод управления мощным симистором микроконтроллером

Так как симистор проводит ток в обоих направлениях, то по отношению к его основным терминалам, управляющий ток может находится в четырёх квадратах.

Можно это также представить в виде таблицы:

В datasheet приводят, в каких квадрантах управляется конкретный симистор и какой для этого нужен ток. Например, выбранный симистор управляется во всех 4-х квадрантах. Но при этом различается управляющий ток и защитные свойства от ложных срабатываний.

Видно, что 4-ый квадрант самый невыгодный. Управляющий ток резко возрастает. Также и защитные свойства при таком управлении падают.

Отсюда следует вывод, что при управлении микроконтроллером лучше управлять в 1-3 квадранте.

Если управление прямое, то МК необходимо уметь менять полярность вывода, что сложно, или иметь общее с терминалом A1 плюсовое питание (управление будет во втором и третьем квадранте). Второй вариант не сложно реализовать при конденсаторном источнике питания. В этом appnote AN2986 подробно рассматривается этот случай.

Второй вариант — управлять через оптосимистор. Таких устройств довольно много и они стоят недорого. Например — MOC3041. Есть оптосимисторы со встроенной схемой контроля перехода через ноль, они могут выключаться только около нуля. Такой нам и нужен для схемы управления полными периодами. А есть без этой схемы. С их помощью можно управлять фазовым методом.

Схема управления с использование оптосимистора получается такая:

само устройство внутри выглядит так:

Управление в этом случае получается одной полярности с терминалом A2, то есть в первом и третьем квадранте.

Дополнительно оптосимистор изолирует схему работы микроконтроллера от сети, что уменьшает помехи, и повышает надёжность прибора. Если нет требований к компактности прибора, то рекомендуем использовать оптосимисторы для управления другими более мощными симисторами.

Цепь защиты симистора от помех в сети

В случае слишком быстрого изменения напряжения на основных выводах симистора или тока он может самопроизвольно открыться и начать проводить ток. Это очень неприятно. В основном это может произойти при управлении индуктивной нагрузкой (индуктивность сопротивляется изменению тока). Но также это может происходить и при работе прибора с индуктивностью рядом в сети (например, когда через одну розетку работает мотор и управляемый микроконтроллером паяльный фен). В этом случае независимо от микроконтроллера управляемая нагрузка не будет отключаться от сети и ток будет продолжать идти. Например, при управлении паяльным феном эта ситуация может привести даже к пожару.

Простой защитой от этого случая является снабберная цепь (резистор плюс конденсатор):

Но она не гарантирует работу во всех случаях. Параметры рассчитываются под конкретную индуктивность. Appnote AN-3004 подробно рассматривает расчет снаббера.

Второй вариант — использование симисторов работающих в 1-3 квадранте. Например, T405. Производитель указывает, что они могут использоваться для управления даже индуктивной нагрузкой без снаббера.

Фазовый метод

Для решения задачи фазового управления нагрузкой микроконтроллеру необходимо знать когда был совершён переход через ноль. Тогда можно будет рассчитать время задержки включения нагрузки.

Самый простой метод получения события перехода через ноль в сети переменного тока подробно описан в appnote AN521 от компании Microchip. Практически каждый микроконтроллер имеет высоковольтные защитные диоды на каждом цифровом входе. Это можно использовать, чтобы получить информацию о переходе через ноль. Достаточно на входе поставить высокоомный резистор, ограничивающий ток на выводе МК, до значений указанных в datasheet на МК. В этом случае вывод в обычном цифровом режиме будет принимать значение 0 в момент перехода через ноль. Временная задержка от реального состояния до реального будет минимальна и составляет около 50 мкс.

Минусом такой схемы является отсутствие гальванической развязки схемы управления от сети 220В. Если это необходимо, то можно использовать оптопару.

Ну а далее, уже можно управлять мощным симистором как было описано ранее, только если делать это через оптосимистр, то без схемы перехода через ноль.

В этой статье разобраны основные методы управления мощной нагрузкой сети переменного тока 220В с помощью симисторов. После прочтения теоретической части перейдём к практике. Паяльная станция — прибор, в котором микроконтроллер управляет мощным паяльным феном работающим от сети 220В.

Мощный регулятор мощности | AUDIO-CXEM.RU

Здравствуй мой дорогой читатель. Сегодня я хочу рассказать про нюансы мощных симисторных регуляторов мощности, которые заполонили наш рынок. Теперь так называемые диммеры продают даже в отделах продажи дистилляторов, для регулировки температуры нагрева материала в перегонных аппаратах.

Схема мощного симисторного регулятора мощности

Внесу немного ясности о схеме. Схема симисторного регулятора мощности является типичной и в нее может быть включен любой, подходящий вам по параметрам симистор серии BTA, например BTA06-600, BTA16-600 и так далее. Номиналы элементов при этом пересчитывать не нужно. Работу схемы я описывал в статье «Диммер своими руками», и сейчас немного поговорим о другом.

В качестве полупроводника я применил BTA41-600 и мог бы заявить вам, что регулятор мощности рассчитан на 8.5кВт, как это делают большинство продавцов. Да, симистор BTA41-600 рассчитан на максимальный средний ток 40А. Но, во-первых, должен быть запас по току, а во-вторых не только от параметров симистора зависит мощность собранного устройства. От чего же еще может зависеть мощность диммера?

В первую очередь от запаса тока симистора. Для меня это примерно 30% запас. Разница по цене будет несущественной.

Вот пример симисторного регулятора из Китая. Продавец утверждает, что его мощность достигает 4кВт.

Сфотографировано так близко, чтобы выполнить обман зрения и внушить большие размеры теплоотвода. Если вы представляете, что такое 4000Вт, то подумайте, какое сечение провода нам необходимо для пропускания через себя тока 18А. Нет, конечно, если такой диммер включить на 30 секунд, то он может и выдержит, но обычно нагрузкой служат мощные лампы или ТЭН, которые работают часами. Теперь посмотрите ширину дорожек печатной платы этого самого китайского диммера.

Да не выдержат они 4кВт долговременно, будут до ужаса греться даже на 3кВт, а потом перегорят. Поэтому вторым критерием является сечение проводов и дорожек печатной платы. Чем шире и толще, тем лучше.  И чем короче они, тем также лучше. В обязательном порядке необходимо их лудить оловом или паять вдоль дорог медную жилу.

Для сведения, медный провод сечением 2.5мм² рассчитан на максимальный долговременный ток 27А. Из своего опыта скажу, что при использовании такого провода на нагрузке 3000Вт (ток 14А) в течение 1 часа, он хорошо нагревается. Но это нормально. А уже при 27А изоляция такого провода будет плавиться.

Еще, при такой мощности (3000Вт и более) я отказываюсь от всяких разъемов, зажимных клемм и стараюсь все провода паять сразу к печатной плате. Так как все эти клеммы и разъемы являются уязвимым местом, чуть контакт ослаб и происходит нагрев, а дальше обгорание проводов.

Третий критерий мощного регулятора это теплоотвод. Однажды я выполнял измерение температуры теплоотвода площадью 200см² при эксплуатации диммера на нагрузку 1кВт в течение 5 часов. Температура достигла 90⁰С. Для отвода тепла при эксплуатации на мощности 3кВт понадобится радиатор с внушительной площадью поверхности, если мы говорим про долговременную работу. Иначе получим настоящую печь.

Рекомендую в качестве теплоотвода использовать радиатор с вентилятором от ПК, даже небольшой такой теплоотвод с принудительным охлаждением дает отличный результат на мощности 4кВт.

Китайский радиатор, на мощности 4000Вт позволит лишь регулятору не выйти из строя за ближайшие минуты.

Также и наши продавцы, закупая диммеры в Китае, заявляют мощность, которую они долговременно регулировать не могут.

Множество видео роликов про регуляторы мощности имеется на одном из известных видео порталов. Практически все блоггеры демонстрируют их тест на лампах накаливания. Лампа накаливания 60-80Вт может работать через наше устройство без радиатора, это и я проверял. А вот на мощности 1000Вт и выше рисуется совсем другая картина.

Существуют вентиляторы на разное питающее напряжение, в продаже есть вентиляторы и с напряжением питания 220В переменного тока. У меня же напряжение питания 12В постоянного тока. И в качестве источника я применил небольшой импульсный блок питания 12В 1А.

О стеклянном предохранителе. Не советую. На заднюю панель регулятора мощности вывел держатель предохранителя с колпачком. Предохранитель установил на 15А, нагрузка составляла 3000Вт.

Это было что-то. Грелся весь узел, не притронуться рукой. Поэтому, вместо стеклянных предохранителей устанавливайте автоматический выключатель. Например, если нагрузка 3кВт, то выключатель на 16А.

В своем регуляторе мощности я использовал тумблер на 25 Ампер, у которого были две группы контактов. Чтобы повысить надежность я соединил их параллельно медным проводом, сечением 2.5мм².

Корпус диммера я использовал из пластмассы. Для удобства я установил на корпус розетку с керамической вставкой на 16 Ампер.

Также я добавил еще один переменный резистор на 50кОм для более точной (плавной) подстройки.

Вентилятор, розетку и импульсный блок питания я прикрепил к корпусу винтами М3 и гайками, не забыв и про шайбы. В теплоотводе я выполнил отверстия и нарезал резьбу для крепления к нему симистора BTA41-600, а также отверстия с резьбой для крепления самого теплоотвода к корпусу. Как нарезать резьбу в радиаторе я описывал в статье «Нарезаем резьбу в радиаторе усилителя НЧ».

Вилка регулятора рассчитана на ток 16 Ампер. Ее провода припаяны напрямую к печатной плате, миную разъемы и клеммы.

Выводы симистора, при его монтаже, рекомендуется делать как можно короче.

Вывод.

Чтобы собрать мощный симисторный регулятор мощности, помимо выбора параметров симистора необходимо учесть такие конструктивные особенности, как ширина и толщина дорожек печатной платы, сечение соединительных проводов, замена разъемов и клемм пайкой, площадь поверхности теплоотвода, номинальная мощность вилок и розеток. Ведь для регулятора мощности 6кВт (27А) нужны совсем другие розетки, вилки, провода и так далее…

Печатная плата регулятора мощности СКАЧАТЬ

 

Похожие статьи

Симисторный регулятор мощности с микроконтроллерным управлением / Хабр

Однажды для одного небольшого домашнего проекта мне потребовался регулятор мощности, пригодный для регулировки скорости вращения электромотора переменного тока. В качестве основы использовалась вот такая плата на базе микроконтроллера STM32F103RBT6. Плата была выбрана как имеющая честный RS232 интерфейс и имеющая при этом минимум дополнительных компонентов. На плате отсутствует слот под литиевую батарейку для питания часов, но приживить его — дело пятнадцати минут.

Итак, начнём с теории. Все знакомы с так называемой широтно-импульсной модуляцией, позволяющей управлять током в (или, что реже, напряжением на) нагрузке с максимальным КПД. Лишняя мощность в таком случае просто не будет потребляться, вместо того, чтобы рассеиваться в виде тепла, как при линейном регулировании, представляющем собой не более чем усложнённый вариант реостата. Однако, по ряду причин такое управление, будучи выполненным «в лоб», не всегда подходит для переменного тока. Одна из них — бо́льшая схемотехническая сложность, поскольку требуется диодный мост для питания силовой части на MOSFET или IGBT транзисторах. Этих недостатков лишено симисторное управление, представляющее собой модификацию ШИМ.

Симистор (TRIAC в англоязычной литературе) — это полупроводниковый прибор, модификация тиристора, предназначенный для работы в качестве ключа, то есть он может быть либо открыт, либо закрыт и не имеет линейного режима работы. Основное отличие от тиристора — двусторонняя проводимость в открытом состоянии и (с некоторыми оговорками) независимость от полярности тока (тиристоры и симисторы управляются током, как и биполярные транзисторы) через управляющий электрод. Это позволяет легко использовать симистор в цепях переменного тока. Вторая особенность, общая с тиристорами, — это свойство сохранять проводимость при исчезновении управляющего тока. Закрывается симистор при отключении тока между основными электродами, то есть, когда переменный ток переходит через ноль. Побочным эффектом этого является уменьшение помех при отключении. Таким образом, для открывания симистора нам достаточно подать на управляющий электрод открывающий импульс небольшой, порядка десятков микросекунд, длительности, а закроется он сам в конце полупериода переменного тока.

Симисторное управление учитывает вышеперечисленные свойства этого прибора и заключается в отпирании симистора на каждом полупериоде переменного тока с постоянной задержкой относительно точки перехода через ноль. Таким образом, от каждого полупериода отрезается «ломтик». Заштрихованная на рисунке часть — результат этой процедуры. Таким образом, на выходе вместо синусоиды мы будем иметь что-то, в известной степени напоминающее пилу:

Теперь наша задача — вовремя отпирать симистор. Эту задачу мы возложим на микроконтроллер. Приведённая ниже схема является результатом анализа имеющихся решений а также документации к оптронам. В частности, силовая часть взята из документации на симисторный оптрон производства Texas Instruments. Схема не лишена недостатков, один из которых — мощный проволочный резистор-печка, через который включён оптрон, детектирующий переход через ноль.

Как это работает? Рассмотрим рисунок.

На положительном полупериоде, когда ток через оптрон превышает некоторое пороговое значение, оптрон открывается и напряжение на входе микроконтроллера опускается практически до нуля (кривая «ZC» на рисунке). Когда же ток снова опускается ниже этого значения, на микроконтроллер снова поступает единица. Происходит это в моменты времени, отстоящие на dz от нуля тока. Это dz ощутимо, в моём случае составляет около 0.8 мс, и его необходимо учитывать. Это несложно: мы знаем период T и длительность импульса высокого уровня h, откуда dz = (h — T / 2) / 2. Таким образом, нам необходимо открывать симистор через dz + dP от переднего фронта сигнала с оптрона.

О фазовом сдвиге dP стоит поговорить отдельно. В случае c ШИМ постоянного тока среднее значение тока на выходе будет линейно зависеть от скважности управляющего сигнала. Но это лишь потому, что интеграл от константы даёт линейную зависимость. В нашем случае необходимо отталкиваться от значения интеграла синуса. Решение простого уравнения даёт нам искомую зависимость: для линейного изменения среднего значения тока необходимо менять фазовый сдвиг по закону арккосинуса, для чего достаточно ввести в управляющую программу LUT таблицу.

Всё, о чём я расскажу в дальнейшем, имеет прямое отношение к архитектуре микроконтроллеров серии STM32, в частности, к архитектуре их таймеров. Микроконтроллеры этой серии имеют разное число таймеров, в STM32F103RBT6 их семь, из которых четыре пригодны для захвата и генерации ШИМ. Таймеры можно каскадировать: для каждого таймера одно из внутренних событий (переполнение, сброс, изменение уровня на одном из входных или выходных каналов и т.д.; за подробностями отсылаю вас к документации) можно объявить выходным и направить его на другой таймер, назначив на него определённое действие: старт, стоп, сброс и т.д. Нам потребуются три таймера: один из них, работая в т.н. PWM input режиме, замеряет период входного сигнала и длительность импульса высокого уровня. По окончании измерения, после каждого периода генерируется прерывание. Одновременно с этим запускается связанный с этим событием таймер фазового сдвига, работающий в ждущем режиме. По событию переполнения этого таймера происходит принудительный сброс таймера, генерирующего выходной управляющий сигнал на симистор, таким образом, через каждый полный период переменного тока подстраивается фаза управляющего сигнала. Только первый таймер генерирует прерывание, и задача обработчика сводится к подстройке фазового сдвига (регистр ARR ждущего таймера) и периода ШИМ таймера (также регистр ARR) так, чтобы он всегда был равен половине периода переменного тока. Таким образом, всё управление происходит на аппаратном уровне и влияние программных задержек полностью исключается. Да, это можно было сделать и программно, но грех было не воспользоваться такой возможностью, как каскадируемые таймеры.

Выкладывать на обозрение код всего проекта я не вижу смысла, к тому же, он далёк от завершения. Приведу лишь фрагмент, содержащий описанный выше алгоритм. Он абсолютно независим от прочих частей и легко может быть портирован в другой проект на совместимом микроконтроллере.

И напоследок, видеоролик, показывающий устройство в действии:

Схема симисторного регулятора мощности для трансформатора

Симисторы и тиристоры используются во многих электросхемах, в быту и на производстве. Ниже описано, что из себя представляет регулятор мощности, каковы его разновидности и где они применяются. Также будет дана инструкция, как собрать стабилизатор напряжения своими руками.

Что такое регулятор мощности

Самые первые прототипы устройств, позволяющих уменьшать проводимую к нагрузке мощность, были разработаны с учетом закона Ома. На этом принципе и основано функционирование реостата. Его можно подключать последовательно и параллельно нагрузке. При изменении сопротивления реостата можно регулировать его мощность.

Что собой представляет регулятор мощности

При подключении реостата к нагрузке ток распределяется между ними. В зависимости от способа подключения можно контролировать разные параметры: при параллельном — разницу потенциалов, а при последовательном — напряжение и силу тока. Реостаты различаются в зависимости от использованного в их конструкции материала: металла, керамики, угля или жидкости.

При использовании реостата поглощенная им энергия никуда не исчезает, а преобразуется в тепло. При большом количестве энергии целесообразно использовать системы охлаждения, чтобы температура устройства не была слишком высокой. Отводят тепло обычно с помощью обдува или погружая резистор в масло.

Такие простейшие реостаты широко применяются, но есть один значимый недостаток — невозможность использовать его в мощных электрических цепях. Поэтому резисторы применяются только в бытовых целях (к примеру, такие есть в конструкции радио).

Обратите внимание! Обычный реостат можно сделать и самому, для этого понадобится только проволока из нихрома или константана. Ее необходимо намотать на оправку, при этом изменение проходящей мощности происходит за счет регулировки длины проволоки.

Все полупроводниковые устройства сделаны на переходах или слоях (n-p, p-n). Простой диод — 1 переход и 2 слоя. Биполярный транзистор — 2 перехода и 3 слоя (трехфазный). А при добавлении четвертого слоя как раз и образуется стабилизатор мощности — тиристор. При соединении 2 тиристоров встречно-параллельно получается симистор.

Как работает регулятор мощности в трансформаторе

В трансформаторе обычно используется симисторный регулятор мощности для индуктивной нагрузки. Он работает как электронный ключ, раскрываясь и запираясь, причем частота задается схемой управления. Ток по симистору проводится в 2 направлениях, поэтому его часто используют для сетей переменного тока.

Схема регулятора напряжения на симисторе для трансформатора

При подключении к трансформатору на один из электродов стабилизатора подается переменный ток, на управляющий электрод — отрицательное управляющее напряжение (с диодного моста). Когда порог включения повысится, симистор раскроется и пустится ток. В момент смены полярности на входе симистор закроется.

Важно! Вся последовательность действий повторяется неоднократно.

Разновидности регуляторов мощности

Для разных целей используются различные регуляторы мощности.

Тиристорный прибор управления

Конструкция устройства довольно простая. Обычно тиристоры применяются в маломощных приборах. Тиристорный терморегулятор состоит из биполярных транзисторов, самого тиристора, конденсатора и нескольких резисторов.

Тиристорный транзисторный регулятор

Транзисторы образуют импульсный сигнал, когда конденсаторное напряжение уравнивается с рабочим, они открываются. Электросигнал передается на вывод тиристора, после чего происходит разрядка конденсатора и запирание ключа. Вся последовательность действий повторяется циклически.

Обратите внимание! Величина задержки обратно пропорциональна мощности, которая поступает в нагрузку.

Симисторный преобразователь мощности

Симистор — подвид тиристора, в котором несколько больше переходов p-n, из-за чего его принцип работы несколько иной. Но часто симистор считают отдельным видом стабилизатора мощности. Конструкция представляет собой 2 тиристора, подключенных параллельно и имеющих общее управление.

К сведению! Отсюда и происходит название «симистор» — «симметричные тиристоры». Иногда он еще называется ТРИАК (TRIAC).

Схема 2 параллельно подключенных тиристоров (слева) и симистора (справа)

На схеме видно, что у симистора вместо анода и катода указаны обозначения Т1 и Т2. Все потому, что понятия «катод» и «анод» в данном случае не имеют смысла, так как электроток может выходить через оба вывода.

Симисторные универсальные регуляторы имеют ряд плюсов, в их числе небольшая цена, долгий срок службы и отсутствие подвижных контактов, которые могут быть источниками помех. Но есть и недостатки: подверженность помехам и шумам, отсутствие поддержки высоких частот переключения.

Важно! Их не применяют в мощных промышленных установках, вместо этого там используют тиристоры или IGBT транзисторы.

Фазовый способ трансформации

Фазовая трансформация происходит в так называемых диммерах. Используются такие приборы, к примеру, для изменения интенсивности освещения галогенных ламп или лампочек накаливания. Электросхема обычно воплощается на специальных микроконтроллерах, в которых используется своя интегрированная электросхема снижения напряжения. Благодаря своей конструкции диммеры могут плавно снижать мощность.

Светодиодный диммер

Из минусов таких устройств высокая чувствительность к помехам, высокий коэффициент пульсаций и маленький коэффициент мощности сигнала на выходе. Чтобы стабилизировать диммер, используются сдвоенные тиристоры.

Как сделать регулятор мощности своими руками

Для сборки стабилизатора напряжения на симисторе для трансформатора понадобятся следующие компоненты:

• сам симистор и электронные компоненты: динистор, потенциометр, диоды, конденсатор и сопротивления;
• радиатор;
• изолирующая теплопередающая прокладка;
• пластиковый корпус;
• печатная плата;
• мультиметр;
• паяльник.

Стабилизатор-самоделка

Пошаговая инструкция, как собрать самодельный регулятор мощности:

1. Сперва необходимо определить некоторые характеристики устройства, для которого нужен регулятор: входное напряжение, силу тока, сколько фаз (3 или 1), а также, есть ли необходимость в точной настройке мощности на выходе.
2. Нужно определиться с типом прибора — цифровое или аналоговое. Можно смоделировать электрическую цепь посредством скачиваемых утилит, таких как CircuitMaker или Workbench, чтобы проверить, насколько выбранный тип будет подходить конкретной электросети. Также это можно сделать и онлайн.
3. После можно приступить к расчетам тепловыделения с использованием формулы: спад напряжения в регуляторе помножить на силу тока. Оба параметра должны быть указаны в спецификациях симистора. Ориентируясь на полученную с помощью формулы мощность, нужно выбрать радиатор.
4. Купить радиатор, электронные компоненты и печатную плату.
5. Осуществить разводку дорожек контактов и приготовить места, куда нужно устанавливать электронные компоненты, симистор и радиатор.
6. Закрепить при помощи паяльника все компоненты на печатной плате. В качестве альтернативы плате можно воспользоваться навесным монтажом с короткими проводами. Нужно внимательно следить за полярностью подключаемых компонентов: симистора и диодов.
7. Взять мультиметр и проверить сопротивление получившейся схемы. Полученное значение не должно отличаться от теоретического.
8. Скрепить симистор и радиатор, проложив между ними прокладку и заизолировав винт, которым они соединяются.
9. Полученную микросхему нужно поместить в корпус из пластика.
10. Поставить потенциометр на минимальное значение и попробовать включить. С помощью мультиметра замерить напряжение на выходе. Медленно поворачивать регулируемую ручку потенциометра, наблюдая за переменой напряжения.
11. Если схема будет работать так, как было задумано, то можно подсоединять нагрузку. В ином случае нужно отрегулировать мощность по-другому.

Схемы регуляторов мощности напряжения

Схема работы симистора

В некоторых бытовых приборах, к примеру, используются тиристорные стабилизаторы напряжения — в паяльниках, электронагревателях и т. д.

Схема тиристорного регулятора напряжения в паяльнике

Для регулирования напряжения применяют и индукционные приборы.

Схема индукционного стабилизатора

Регуляторы мощности используются практически во всех бытовых электроприборах, а также на производстве. При желании такое устройство можно собрать и самому. Главное — найти подходящую схему из множества существующих и строго следовать инструкции.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СИГНАЛА ТРИАК

— Схема электрических соединений автомобиля

Теги

Блок предохранителей gmc p3500 1983 года, проводка датчика уровня топлива 97 chevy, схема подключения блока предохранителей daewoo lanos, электрическая схема 2006 nissan 350z, проводка прицепа land rover, блок предохранителей 2009 routean, на электрической схеме, электрическая схема провода volvo, расположение блока предохранителей lexus, электрическая схема Крайслер город и страна 2006 года, схема подключения аудиосистемы Mazda 6 2004 года, электрическая схема нагревательного элемента сушилки Kenmore, схема моторного отсека 2002 miata, блок предохранителей Mercedes s500 1997 года, проводка радио 89 camaro, схема проводов Keystone, 7-контактная схема rv, 06 chrysler 300, блок предохранителей, электрические схемы hss seymour duncan, 2009 ford f 150 магнитола

Связанная со схемой подключения симистора

nissan bluebird manual преобразование, эволюция демократии от джефферсона к джексону, massey ferguson mf 7 руководство по эксплуатации ходовой части 651187m92 pdf, 2010 2013 suzuki df40a df50a df60a 4-х тактный ремонт подвесных двигателей, руководство canon l140, руководство civil 3d 2012, руководство пользователя bmw 5 серии 2009 года , harley davidson sportster xlt 1971, заводское руководство по ремонту, руководство по ремонту бензопилы, 358, механическая коробка передач honda fit на продажу в давао, hyundai coupe manual free download, benelli tornado manual, infiniti qx4 1997 2003 руководство по ремонту, sony bravia manuals uk, yamaha xv19ctsw xv19ctw xv19ctmw roadliner stratoliner 2007 2011 полное руководство по ремонту, руководство по ремонту rover 75, nec electra elite phone manual, samsung wf 8800 wf 8700 series руководство по ремонту, планы уроков elmer the patchwork elephant, nikon d3000 manual скачать бесплатно, расширенное руководство по поддержке травм на итальянском языке, jimmy 1995 2005 СТО, руководство по ремонту, kohler courage sv470 sv480 sv530 sv5 40 sv590 sv600 sv620 вертикальный коленчатый вал двигателя руководство по ремонту, 2013 cms esrd оценка риска, руководство alpine type r 15, руководство samsung com, руководство по подстанции cbip, biology f211 январь 2006, руководство двигателя afn, yamaha v star 1100 1999 2009 ремонт в мастерской manual pdf download, sandals of peace craft, 2009 yamaha road star s silverado manual service manual, lg cosmos manual, canon xl2 manual, download service manual 2004 suzuki drz400s, рождественские украшения для вязания крючком barbara christopher, гусеничные экскаваторы hyundai r210lc 7 руководство по ремонту, л.с. Laserjet 5p 5mp 6p и 6mp руководство по ремонту, то же руководство по эксплуатации antares, citroen ax 1992 руководство по ремонту, kawasaki zx6r ninja 1998 2008 руководство по ремонту, руководство piaggio x10, руководство по ремонту зарядного устройства dodge, руководство по ремонту 2006 2010, бизнес-исследования, экзаменационные документы на середину года 2013, другие категории Руководство по ремонту np610s, можно ли поменять ручные автомобильные замки на автоматические, руководство по ремонту двигателей mitsubishi motor service 1990 9658 2002, instr Руководство по эксплуатации для bmw li 750, руководство по эксплуатации do nintendo dsi em, португалия, руководство пользователя chrysler voyager pdf .ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ТРИАКТНОГО ДИММЕРА

— Схема электрических соединений автомобиля

Решения для диммирования с прямой фазой | USAI
Все варианты диммирования симистора USAI предназначены для использования только с напряжением 120 В. Типовая электрическая схема прямой фазы показана ниже: USAI LIGHTING FORWARD FORWARD PHASE DIMMING SOLUTIONS. DIML9: Наш стандартный драйвер диммирования прямой фазы симистора часто входит в стандартную комплектацию (см. Спецификации) и снижает яркость до 15% при минимальном уровне освещенности. [PDF]
Руководство по регулированию яркости и инструкция по применению понижающего трансформатора
15 июня 2017 г. Диммер TBI03 Triac 300 Вт 1 29 5% 100%> 1с2 Leviton Vizia VPE06 ELV 600 Вт 1 58 4% 96% <1с Leviton Vizia VZE04 ELV 400 Вт 1 39 5% 95% <1 с Legrand Pass & Seymour PHPM-WBX с 3-проводным флуоресцентным управлением 1166 5% 99% <1 с Модуль панели Lutron HW / LP-RPM-4A-120 1108 16% 96% <1 с Модуль панели Lutron HW / LP-RPM-4U-120 1 49 7% 99% <1 с
Электронный диммер: работа и схема с использованием симистора
Апрель 3, 2019 Схема диммера с использованием симистора Эта схема диммера построена с использованием различных электрических и электронных компонентов, таких как резисторы R1 = 68 кОм, R2 = 280 кОм и R3 = 10 килоом, переменные резисторы VR1 = 100 кОм и VR2 = 200 кОм, конденсаторы C1, C2 и C3 = 0 мкФ / 400В, TRIAC — BT136, а DIAC — ER900.
Все о регулировке яркости TRIAC для светодиодов — InStyle LED
Подключить диммеры TRIAC к драйверам светодиодов может быть непросто, поэтому вот подробное описание того, как выполнять эту задачу. Наиболее распространенный диммер — это стандартный диммер прямой фазы: он состоит из симистора и цепи сопротивления. Сопротивление контролируется потенциометром, а время RC затем контролирует величину задержки, создаваемой перед включением TRIAC
. Цепи и схемы симистора »Примечания по электронике
Симистор с регулируемой мощностью или диммер.Одна из самых популярных схем симистора изменяет фазу на входе симистора для управления мощностью, которая может рассеиваться в нагрузке. Это форма схемы, которая широко используется в схемах для диммеров лампы накаливания в домашних условиях.
Схема диммера с использованием SCR — TRIAC — ElecCircuit
8 ноября 2019 г. Герсон сказал, что диммер переменного тока мощностью 1200 Вт при использовании Triac Q4006LT. Почему диммер на 1200 Вт при использовании предохранителя 0? Стоит ли предохранитель на 5А? Когда ты 0 предохранитель. По математике он должен быть на 120 Вт ярче.Давайте посчитаем еще раз: Мощность (кажущаяся после переменного тока) = VI (действующее значение) = 220 В переменного тока x 0 = 110 ВА (максимум, из-за ограничения предохранителя)
Связанные поиски по схеме подключения симисторного диммера
симистор светодиодный диммертриакный диммер lutrontriac выходная проводка левитонный симисторный диммер для ledlutron симисторный диммер для ledtriac диммеры прямое управление фазой

.СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СИГНАЛА ТРИАК

— Схема электрических соединений автомобиля

[PDF]
СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ LTF
ТРИАКТНЫЙ ДИММЕР СВЕТОДИОДНЫЙ ДРАЙВЕР ГОРЯЧИЙ / ЛИНИЙ ЧЕРНЫЙ ОБЩИЙ / НЕЙТРАЛЬНЫЙ БЕЛЫЙ БЕЛЫЙ ЧЕРНЫЙ ТРИАКТНАЯ СХЕМА Диммирования ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕ 120 В, ВЫХОД 120 В НАГРУЗКА СИД НИЗКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПИТАНИЕМ L.F. LTF. ТЕЛЕФОН: (847) 498-5832 ФАКС: (773) 337-5628 ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: sales @ ltftechnology Адрес компании: 11966 Oak Creek Pkwy.
Схема подключения симистора | autocardesign
Схема подключения симистора Схема подключения диммера Elv Красивая электрическая схема симисторного диммера Схема подключения симистора — электрическая схема — это упрощенное приятное наглядное изображение электрической цепи.Он показывает компоненты схемы в виде упрощенных форм, а
TRIAC — Принципиальные электрические схемы
На следующей схеме показана базовая электрическая схема светорегулятора TRIAC. Схема спроектирована таким образом, что только часть синусоидальной волны 60 Гц от VARIAC проходит через лампочку. Для этого используется двусторонний DIAC для управления потоком тока в TRIAC.
Симистор — Принцип работы диммерных переключателей | HowStuffWorks
В последнем разделе мы увидели, что диммер быстро включает и выключает световую цепь, чтобы уменьшить энергию, поступающую на переключатель света.Центральным элементом в этой схеме переключения является триодный переключатель переменного тока или симистор. Симистор — это небольшой полупроводниковый прибор, похожий на диод или транзистор. Как и транзистор, симистор состоит из различных слоев полупроводникового материала.
Решения для диммирования с прямой фазой | USAI
Все варианты диммирования симистора USAI предназначены для использования только с напряжением 120 В. Типовая электрическая схема прямой фазы показана ниже: USAI LIGHTING FORWARD FORWARD PHASE DIMMING SOLUTIONS. DIML9: наш стандартный драйвер диммирования прямой фазы симистора часто входит в стандартную комплектацию (проверьте спецификации) и снижает яркость до 15% при минимальном уровне освещенности.Это драйвер по умолчанию
Цепи и схемы симистора »Примечания по электронике
Симистор с регулируемой мощностью или диммер. Одна из самых популярных схем симистора изменяет фазу на входе симистора для управления мощностью, которая может рассеиваться в нагрузке. Это форма схемы, которая широко используется в схемах для диммеров лампы накаливания в домашних условиях.
Все о регулировке яркости TRIAC для светодиодов — InStyle LED
Подключить диммеры TRIAC к драйверам светодиодов может быть непросто, поэтому вот подробное описание того, как выполнять эту задачу.Наиболее распространенный диммер — это стандартный диммер прямой фазы: он состоит из симистора и цепи сопротивления. Сопротивление контролируется потенциометром, а время RC затем контролирует величину задержки, создаваемой перед включением TRIAC [PDF]
СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ LTF
СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВНИМАНИЕ: — Всегда соблюдайте местные правила электротехники при установке светодиодных драйверов и светильников. — ЗАПРЕЩАЕТСЯ подсоединять диммирующие провода 0-10 В к проводу горячего / линейного напряжения. — Оставляйте заглушки на проводах регулятора яркости 0-10 В, когда они не используются, во избежание короткого замыкания.[PDF]
Руководство по регулированию яркости и инструкция по применению понижающего трансформатора
15 июня 2017 г. Диммер TBI03 Triac 300 Вт 1 29 5% 100%> 1с2 Leviton Vizia VPE06 ELV 600 Вт 1 58 4% 96% <1с Leviton Vizia VZE04 ELV 400 Вт 1 39 5% 95% <1 с Legrand Pass & Seymour PHPM-WBX с 3-проводным флуоресцентным управлением 1166 5% 99% <1 с Модуль панели Lutron HW / LP-RPM-4A-120 1108 16% 96% <1 с Модуль панели Lutron HW / LP-RPM-4U-120 1 49 7% 99% <1 с
Электрические схемы — Lutron Electronics, Inc.- Диммеры и Quantum Vue
. НОВЫЙ инструмент управления объектами Lutron позволяет вам управлять своим зданием из любого места. Легко контролировать, контролировать и оптимизировать систему управления Lutron с
Связанные поиски по схеме подключения диммирования симистора
Технология диммирования симистора Определение диммирования триака Димминг триака lutrontriac димминг светодиодный драйвер, выходная проводка триакапередача фазы симистора димминг триака против elv dimming0 10 В против диммирования симистора

.Конструкция и эксплуатация симистора

— электрические схемы

Введение в симистор — его конструкция и работа

Симистор — это еще один трехконтактный переключатель переменного тока, который переводится в режим проводимости, когда на его вывод затвора подается сигнал низкой энергии. В отличие от SCR, симистор при включении ведет себя в любом направлении. Симистор также отличается от SCR тем, что положительный или отрицательный сигнал затвора запускает его в проводимость. Таким образом, симистор представляет собой трехконтактное четырехслойное двунаправленное полупроводниковое устройство, которое управляет мощностью переменного тока, тогда как тиристор управляет мощностью постоянного тока или полупериодами переменного тока с прямым смещением в нагрузке.Благодаря свойству двунаправленной проводимости симистор широко используется в области силовой электроники для целей управления. Симисторы мощностью 16 кВт легко доступны на рынке.

«Симистор» — это сокращение от трехконтактного переключателя переменного тока. «Tri» — указывает на то, что устройство имеет три клеммы, а «ac» указывает, что устройство управляет переменным током или может проводить в любом направлении.

Обозначение цепи симистора

Конструкция симистора

Как упоминалось выше, симистор — это трехконтактный четырехслойный двусторонний полупроводниковый прибор.Он включает в себя два SCR, подключенных обратно параллельно с общим выводом затвора в одночиповое устройство. Устройство симистора показано на рисунке. Как видно, он имеет шесть легированных областей. Клемма затвора G создает омические контакты с материалами N и P. Это позволяет запускать импульс любой полярности для запуска проводимости. Электрическая эквивалентная схема и условное обозначение показаны на рисунках b и c соответственно. Поскольку симистор является двусторонним устройством, термины «анод» и «катод» не имеют значения, и поэтому выводы обозначаются как основные выводы 1.(MT ₁ ), главный вывод 2 (MT ₂ ) и вентиль G. Во избежание путаницы стало обычной практикой указывать все напряжения и токи, используя MT ₁ в качестве эталона.

Базовая структура симистора

Эксплуатация и работа симистора

Хотя симистор может быть включен без какого-либо тока затвора, при условии, что напряжение питания становится равным напряжению отключения симистора, но нормальный способ включения симистора — это подача правильного тока затвора.Как и в случае с SCR, здесь также чем больше ток затвора, тем меньше напряжение питания, при котором включается симистор. Симистор может проводить ток независимо от полярности напряжения на выводах MT ₁ и MT ₂ относительно друг друга, а также на затворе и выводе MT ₂ . Следовательно, существует четыре различных возможности работы симистора. Их:

_1. Терминал MT ₂ и затвор положительные по отношению к терминалу MT ₁

Когда клемма MT ₂ положительна по отношению к клемме MT ₁ ток течет по пути P ₁ -N ₁ -P ₂ -N _2. Два соединения P ₁ -N ₁ и P ₂ -N ₂ смещены в прямом направлении, а соединение N ₁ P ₂ заблокировано. Теперь говорят, что симистор имеет положительное смещение.

Положительный затвор относительно вывода MT ₁ смещает в прямом направлении разветвление P ₂ -N ₂ , и пробой происходит как в обычном SCR.

2. Терминал MT ₂ положительный, но затвор отрицательный по отношению к терминалу MT ₁

Хотя путь прохождения тока остается таким же, как в режиме 1, но теперь переход P ₂ -N ₃ смещен в прямом направлении, и носители тока, введенные в P ₂ , включают симистор.

3. терминал MT ₂ и затвор отрицательны по отношению к терминалу MT ₁

Когда терминал MT ₂ отрицателен по отношению к терминалу MT ₁ , текущий путь потока равен P ₂ -N ₁ -P ₁ -N ₄ . Два соединения P ₂ -N ₁ и P ₁ — N ₄ смещены вперед, тогда как соединение N ₁ -P ₁ заблокировано. Теперь говорят, что симистор имеет отрицательное смещение.

Отрицательный затвор относительно вывода MT ₁ вводит носители тока посредством прямого смещения перехода P ₂ -N ₃ и, таким образом, инициирует проводимость.

4. Терминал MT ₂ отрицательный, но затвор положительный по отношению к терминалу MT ₁

Хотя путь прохождения тока остается таким же, как в режиме 3, но теперь переход P ₂ -N ₂ смещен в прямом направлении, вводятся носители тока, и, следовательно, симистор включен.

Как правило, следует избегать режима триггера 4, особенно в схемах, в которых может возникать высокий di / dt. Чувствительность режимов запуска 2 и 3 высока, и в случае предельной возможности запуска следует использовать отрицательные импульсы затвора. Хотя режим запуска 1 более чувствителен по сравнению с режимами 2 и 3, он требует запуска по положительному стробу. Однако для двунаправленного управления и равномерного срабатывания затвора предпочтительны режимы 2 и 3.

.