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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Regulador de corriente triac para cargas resistivas e inductivas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de corriente, voltaje, potencia Hay una gran cantidad de opciones diferentes para los reguladores de corriente triac y trinistor. Sin embargo, casi todos ellos están diseñados para funcionar con una carga puramente activa o débilmente inductiva. El autor propone un regulador controlado por pulsos y fases diseñado para operar con una carga cuya impedancia puede cambiar de puramente activa a puramente inductiva, incluso durante la operación. Los componentes activos e inductivos se pueden conectar en serie o en paralelo. La desventaja del regulador propuesto es que la posición de su control, correspondiente al valor máximo de corriente efectiva, depende de la naturaleza de la carga.
Los dispositivos que le permiten ajustar el valor efectivo de la corriente de carga generalmente contienen una unidad de control que abre el triac con un retraso relativo al comienzo del medio ciclo de la tensión de red (Fig. 1). En ausencia de retardo (α=0), la corriente en la carga activa es máxima, con un retardo de medio período (α = 180°) está ausente. El triac se cierra al final de cada medio ciclo, cuando la corriente que fluye a través de él y la carga se vuelve menor que su corriente de retención inherente. Cuando se trabaja en una carga con un componente de impedancia inductiva (motor eléctrico o transformador), la corriente a través del triac no se detiene en los momentos en que la tensión de red pasa por cero. Continúa fluyendo durante algún tiempo debido a la energía almacenada en la inductancia de carga (Fig. 2). La forma de onda de corriente que se muestra aquí corresponde a una conexión en paralelo de resistencia e inductancia de carga. La principal diferencia cuando se conectan en serie es que entonces la corriente no aumenta bruscamente en el momento en que se abre el triac, sino que aumenta suavemente a una velocidad determinada por la relación de estos componentes. Esto puede interrumpir el funcionamiento del regulador si, durante la duración del pulso de apertura del triac, la corriente no tiene tiempo de volverse mayor que la corriente de mantenimiento. Pero lo más peligroso para la carga inductiva del controlador triac es su funcionamiento con muy poco retardo de pulso de control. En este caso (Fig. 3), el triac no tiene tiempo de cerrarse antes de la llegada del siguiente pulso y, por lo tanto, habiéndose cerrado después de su finalización, permanece en este estado hasta el próximo pulso. El regulador entra en un modo de operación de emergencia de "media onda" con un gran componente constante de la corriente de carga. Para prevenir este fenómeno, es necesario aumentar la duración del pulso de control a un valor que garantice la apertura del triac en el medio ciclo actual.
El esquema del controlador propuesto se muestra en la fig. 4. Su fuente de alimentación, que ya se ha convertido en estándar para tales dispositivos [1], consta de una resistencia R1, condensadores C1-C3, diodos VD1, VD2 y un diodo zener VD3. En las resistencias R2-R5 y los elementos lógicos DD1.1, DD1.2, se implementa un nodo de sincronización con tensión de red, cuyo circuito se toma de [2] con algunas modificaciones. El elemento DD1.1 en el momento en que el valor instantáneo de la tensión de red pasa por cero, genera pulsos cortos de sincronización de alto nivel en su salida, el elemento DD1.2 les sirve como repetidor. El retraso necesario en la apertura del triac VS1 con respecto al pulso de sincronización lo proporciona un solo vibrador [3] en los elementos lógicos DD2.1 y DD2.2. Comienza al final del pulso de polaridad positiva generado a partir del pulso de sincronización por el circuito diferenciador C4R7. Después de la exposición, cuya duración está determinada por el circuito R6R8C5, el nivel alto en la salida del elemento DD2.1 se reemplaza por uno bajo. Para preparar el vibrador único para generar el siguiente pulso, el capacitor C5 se descarga a través del diodo VD4. La unidad de control de estado del triac, que consta de resistencias R9-R12 y elementos DD1.3, DD1.4, es similar a la unidad de sincronización de voltaje de red. En la salida del elemento DD1.4, un nivel bajo está presente solo cuando el voltaje en el triac no es cero, lo que significa que está cerrado. Siempre que el pulso de sincronización con la red haya terminado, el retraso generado por el vibrador único haya expirado y el triac se haya cerrado, se establecerá un nivel alto en la salida del elemento DD2.3. Fluirá una corriente a través del transistor abierto VT3 en el circuito del electrodo de control del triac VS1. Se detendrá cuando, como resultado de la apertura del triac, se viole la condición especificada. Por tanto, el impulso de apertura siempre tiene una duración necesaria y suficiente para el correcto funcionamiento del dispositivo. Los microcircuitos K561LP2 y K561LE10 pueden reemplazarse por otros similares de la serie 564 o importarse de la serie 4000. Si es necesario, los elementos DD1.2 y DD1.4 pueden excluirse del circuito sin comprometer el rendimiento del regulador y usarse para otros fines. Si se utilizan microcircuitos de la serie 164 o K176, en lugar del diodo zener D814G, se recomienda instalar D814B, D814V u otro con una tensión de estabilización de unos 9 V. Los diodos KD509A se pueden reemplazar por cualquiera de silicio de baja potencia. Se puede intentar el mismo reemplazo para el diodo D9B en ausencia de otro de germanio. En lugar de KT315A, es adecuado cualquier transistor de silicio npn de baja o media potencia con un coeficiente de transferencia de corriente de al menos 50. El triac VS1 debe instalarse en un disipador de calor, cuyo área depende de la corriente de carga máxima. Un regulador correctamente ensamblado no requiere ajuste. Puede ser necesario seleccionar los valores de las resistencias R6 y R8 para obtener los límites de control deseados. Al instalar y operar el dispositivo, recuerde que todos sus elementos están bajo tensión de red. Literatura
Autor: A. Staroverov
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