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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Atenuador triac. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación El atenuador que presentamos a los lectores le permite ajustar el brillo de la iluminación interior, la potencia de los elementos calefactores domésticos y la velocidad de rotación de los motores de CA. También se puede utilizar para reducir la corriente de arranque de lámparas incandescentes, lo que prolonga su vida útil. El atenuador se controla mediante botones, lo que permite encender y apagar la carga a una distancia notable del objeto controlado. Y para que el botón se pueda encontrar fácilmente en la oscuridad, junto a él se ha instalado un LED que solo brilla cuando las luces están apagadas. Este regulador se fabrica sobre la base del dispositivo descrito en el artículo de S. Biryukov "Triac power regulators" (Radio, 1996, No. 1, págs. 44 - 46). En cambio, el dimmer propuesto en este artículo no está completamente desconectado de la red, lo que requirió modificaciones para reducir el consumo de corriente. Como resultado, la corriente disminuyó a 1,5 mA en todos los modos de funcionamiento. Después de la modificación, el rango de control de potencia también se ha ampliado. Con una carga de cien vatios, es aproximadamente del 99%. El diagrama esquemático del atenuador se muestra en la Fig. 1. Para controlar el triac VS1, necesita un modelador de pulso corto, una de cuyas salidas está conectada al cable de red. El controlador se alimenta desde una fuente ensamblada en los elementos C2, R2, VD1 - VD3, C4, C5. Los diodos VD1, VD2 realizan las funciones de un rectificador. La tensión rectificada se estabiliza en 10 V mediante un diodo zener VD3. Los condensadores C4, C5 forman parte del filtro de suavizado y C4 desvía principalmente el ruido de red de alta frecuencia, que no es suprimido por el condensador de óxido C5 debido a su importante inductancia parásita.
Con un voltaje positivo en el ánodo, la mayoría de los triacs se pueden abrir mediante pulsos de cualquier polaridad (en relación con el cátodo) que llegan al electrodo de control, y con un voltaje negativo, mediante pulsos de polaridad negativa únicamente. El terminal positivo de la fuente de alimentación del regulador descrito está conectado al cátodo del triac. Como resultado, se formarán pulsos negativos en su electrodo de control para cualquier polaridad en el ánodo. Cuando se utiliza el método de pulso de fase, la potencia en la carga se regula cambiando la parte del medio ciclo de la tensión de red durante la cual el triac pasa corriente. Para hacer esto, es necesario seleccionar el comienzo de cada semiciclo de la tensión de red (corresponde a una tensión igual o cercana a cero), y luego dentro de 10 ms (la duración de la mitad del período de la tensión de red con una frecuencia de 50 Hz) para generar el propio impulso de control. Por lo tanto, cuanto antes se abra el triac, más energía se liberará a la carga. El generador de impulsos con una frecuencia de 100 Hz se ensambla en los elementos VT1, VT2, R4, R5, R8. Durante el semiciclo positivo de la tensión de red, el transistor VT1 está abierto y durante el semiciclo negativo, el transistor VT2 está abierto. La resistencia R5 limita la corriente base de los transistores. La resistencia R8 actúa como carga colectora para ambos transistores. Cuando el voltaje de la red es cercano a cero, ambos transistores están cerrados y el voltaje en sus colectores es igual al voltaje en el terminal negativo de la fuente de energía. En este caso, se forman pulsos cortos de polaridad negativa en la entrada 1 del elemento DD1.1, correspondientes al comienzo de cada semiciclo de la tensión de red. Cuando se enciende el regulador, en la entrada 2 del elemento DD1.1 hay un voltaje correspondiente a un nivel lógico alto, por lo tanto, los pulsos negativos en la entrada 1 de este elemento son invertidos por éste y enviados a la base del transistor VT5, conectado de acuerdo con al circuito seguidor del emisor. La corriente que fluye a través de él carga el condensador C8 casi hasta el voltaje de la fuente de alimentación. El condensador se descarga a través del circuito R9, R10, R12, VT4. Cuando se descarga a un voltaje correspondiente al umbral, se conmutan los elementos DD1.2 y DD1.3. La caída de voltaje que se produce en la salida 11 del elemento DD1.3 se diferencia mediante el circuito C9R13 y en forma de pulso con una duración de aproximadamente 12 μs se suministra a través del inversor DD1.4 al amplificador de corriente en el transistor VT6, y luego al electrodo de control del triac VS1. La resistencia variable R10 regula la duración de la descarga del condensador C8, lo que determina el momento en que se enciende el triac y, por tanto, el voltaje efectivo en la carga. El diodo Zener VD5 garantiza un arranque fiable del dispositivo de atenuación. Si está ausente, en el primer momento en que se enciende el regulador después de una interrupción en el funcionamiento, comienza a fluir una corriente a través de la unión de control del triac y el transistor VT6, lo que evita que el condensador de filtro C5 se cargue y evita que se dispare el voltaje de la fuente de alimentación. de aumentar hasta el valor nominal. La resistencia R15 limita la corriente a través de la unión de control del triac. La necesidad de tal limitación no se debe a garantizar el funcionamiento seguro del diodo zener y al triac (un pulso de corriente tan corto no puede desactivarlos), sino a un posible deterioro en la eficiencia del atenuador. El inversor DD2.1 y el disparador DD3.1 contienen un dispositivo de control para encender y apagar el atenuador, el transistor VT4 contiene una unidad para encender suavemente la carga y los elementos DD2.2, DD2.3, VT7, HL1. Contiene una unidad de retroiluminación para el botón SB1 (SB2 - SBn). Cuando el regulador se enciende inicialmente o después de una pérdida de voltaje de la red, el circuito C3R3 genera un pulso positivo en la entrada R del disparador DD3.1, poniéndolo en el estado cero, en el que la carga se apaga. El elemento DD3.1 reacciona a una caída de tensión positiva en la entrada C y, cada vez que aparece, cambia su estado al contrario. La cadena R1C1 suprime el rebote de los contactos del botón SB1. A través de la resistencia R1 también se establece el voltaje en la entrada del inversor DD2.1. Cuando presiona el botón SB1, se produce una caída de voltaje positiva en la salida de este elemento, cambiando el disparador DD3.1 al estado único. Un nivel lógico alto, que aparece en la salida directa del disparador, permite el funcionamiento del elemento lógico DD1.1. Al mismo tiempo, a través de la resistencia R6, el condensador C6 se carga a casi 10 V. A medida que aumenta el voltaje en este condensador, el voltaje en la puerta del transistor VT4 aumenta y la resistencia de su canal disminuye gradualmente, alcanzando un mínimo de 5. .7 s después del inicio de la carga del condensador C6. Y dado que el canal del transistor VT4 en serie con la resistencia R10 está conectado al circuito de descarga del condensador C8, la potencia en la carga aumenta suavemente hasta el nivel establecido por la resistencia R10. La resistencia R11 crea una polarización negativa mínima en la puerta del transistor VT4, lo que garantiza que el atenuador esté completamente apagado con resistencia cero en la resistencia R10. Esta compensación también es necesaria para que cuando se enciende el atenuador, la carga se encienda inmediatamente. El condensador C7 desvía la resistencia R11 con tensión alterna, excluyéndola del circuito de descarga del condensador C8. Un nivel de voltaje bajo de la entrada inversa del disparador DD3.1 cierra el transistor VT3 y prohíbe la conmutación de los inversores DD2.2 y DD2.3. Como resultado, el transistor VT7 permanece cerrado, no fluye corriente a través de él y el LED HL1 incluido en su circuito emisor no se enciende. La próxima vez que presione el botón SB1 (SB2-SBn), el disparador volverá al estado cero. El cero lógico de su salida 13 prohíbe la conmutación del elemento DD1.1, y la salida de este último se establece en un nivel lógico alto, lo que mantiene el estado abierto del transistor VT5. Como resultado, el condensador C8 se cargará al voltaje máximo y la carga se desactivará. El nivel cero lógico presente en este momento en la salida 12 del disparador abrirá el transistor VT3, a través del cual el condensador C6 se descargará rápidamente y el atenuador estará listo para encenderse nuevamente. El alto nivel de voltaje lógico de la salida 12 del disparador también irá a las entradas 13 y 9 de los elementos lógicos DD2.2, DD2.3 y les permitirá pasar pulsos negativos de la carga de los transistores VT1, VT2. Estos pulsos abrirán el transistor VT7 por un corto tiempo y se encenderá el LED HL1 incluido en su circuito emisor. La resistencia R14 limita la corriente promedio a través del LED para no sobrecargar la fuente de alimentación, de lo contrario su voltaje comenzará a caer. Todas las partes del atenuador, excepto el triac VS1 y el LED HL1, están montadas en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de una cara. El dibujo del tablero se muestra en la Fig. 2, a, y la ubicación de las piezas se encuentra en la Fig. 2, b.
Durante la instalación, puede utilizar resistencias fijas C2 - ZZN o MLT y cualquier resistencia variable de la resistencia indicada en el diagrama del circuito. Condensadores C1, C2, C8 - K73-15, K77 - 3 y otros de la serie K70 - K78, el condensador C2 debe estar diseñado para una tensión de al menos 250 V. Condensador C3 - cualquier óxido, C4, C9 - cerámica KM - 5, K10 - 17, C5 - K50 - 24 o K50 - 29, C6, C7 - K53 - 14. En lugar de los diodos, pueden funcionar KD510, KD509 con cualquier índice de letras. . Diodo Zener VD3: cualquiera con un voltaje de estabilización de 10 V. Los transistores VT1, VT2 pueden ser cualquier estructura pnp de silicio de baja potencia con un coeficiente de transferencia de corriente superior a 100. Transistores VT3, VT6, VT7 - silicio de baja potencia, VT5 - Serie KT201 con cualquier índice de letras. Los transistores de silicio de baja potencia con estructura npn también son adecuados, pero en este caso es necesario incluir un diodo VD4 en el dispositivo, como se muestra en el diagrama con una línea discontinua. El diodo protege la unión del emisor de la avería por el voltaje inverso que aparece en él cada vez que se apaga el transistor VT5. Transistor de efecto de campo de la serie KP305 con cualquier índice de letras. El fusible FU1 debe estar diseñado para una corriente no inferior a la corriente de carga. Configurar un atenuador se reduce a seleccionar la resistencia R11. En primer lugar, rompen el circuito que conecta el pin 2 del elemento DD1.1 y el pin 13 del gatillo DD3.1. Luego, el pin 2 de DD1.1 se conecta a su pin 1. Después de esto, el control deslizante de la resistencia R10 se coloca en la posición más baja de acuerdo con el diagrama. En lugar de la resistencia R11, conecte una resistencia variable con una resistencia de 100 kOhm y coloque su control deslizante en una posición tal que la resistencia incluida en el circuito sea cero. A continuación, encienda el atenuador en la red y espere hasta que se establezca la tensión nominal en la salida de la fuente de alimentación de 10 V. Luego, usando un osciloscopio, monitoreando la forma de los pulsos de corriente en la carga, aumente la resistencia del resistencia variable (R11) hasta que el triac VS1 deje de abrirse. Después de esto, la carga se enciende y apaga varias veces, comprobando cada vez si el transistor VT4 cierra de manera confiable el triac VS1. Luego se reemplaza la resistencia variable por una constante y se restablece la conexión entre el pin 2 del elemento DD1.1 y el pin 13 del disparador DD3.1. Si lo desea, instalando y seleccionando la resistencia R12, puede asegurarse de que la resistencia máxima de la resistencia R10, que funciona como reóstato, corresponda a un voltaje cero en la carga. Para que caiga el voltaje más pequeño posible a través del triac cuando la carga está completamente encendida, debe abrirse lo más rápido posible después del inicio del medio ciclo. Para ello, el generador de impulsos para el paso por cero de la tensión de red debe generar impulsos suficientemente cortos. Su minimización se logra seleccionando las resistencias R4 y R8. No es deseable reducir la resistencia de la resistencia R5, ya que esto aumentará el consumo de energía. El atenuador tiene una característica tan buena: si la carga estaba encendida, luego de una breve pérdida de voltaje en la red (por un período de no más de 2 minutos), se encenderá nuevamente. Esto ocurre porque el condensador C5 en el filtro de la fuente de alimentación se descarga muy lentamente, de modo que ninguna puerta lógica conmuta. A la hora de configurar un atenuador y su uso práctico, conviene recordar que todos sus elementos, incluido el eje de resistencia variable, están bajo tensión de red. Para limitar la corriente a través del LED HL1, es aconsejable mover la resistencia R14 desde el circuito base del transistor VT7 a su circuito emisor, reduciendo la resistencia R14 a 0,5...1 kOhm. Autor: A.Rudenko, Jarkov, Ucrania
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