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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dimmer triac con regulación pulso-fase. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de corriente, voltaje, potencia Durante décadas, los radioaficionados han estado recopilando varias opciones para un controlador de potencia de tiristores. Este nodo, al estar conectado entre la red de 220 V AC y la carga, permite, dentro de ciertos límites, cambiar la potencia disipada en la carga. Si un dispositivo de iluminación doméstico servía como carga, dicha unidad se llamaba atenuador, si era un soldador, un regulador de temperatura de su aguijón. Hoy en día, no sólo ha llegado del extranjero un nuevo nombre para estos dispositivos, dimmers, sino que ellos mismos han salido a la venta. Según el autor del artículo que se publica a continuación, estos atenuadores están lejos de ser perfectos. Un dimmer es un regulador de potencia de tiristores diseñado, en particular, para controlar el brillo de las lámparas incandescentes en los dispositivos de iluminación eléctrica doméstica (candelabros, apliques, lámparas de pie, etc.). Puede integrarse en interruptores de pared en áreas residenciales. Un análisis de los circuitos de atenuadores producidos industrialmente (principalmente fabricados en China) mostró que el circuito de cambio de fase en ellos está alimentado por un voltaje no estabilizado. Esto lleva a que el momento de apertura del dinistor en cada medio ciclo, y por tanto del triac, dependa de la tensión de red, lo que a su vez provoca caídas apreciables en la potencia de carga del dimmer cuando fluctúa la tensión de red. Esto limita el alcance de dichos dispositivos. En Radio se publicó una descripción de un regulador de potencia, en la que se superó este inconveniente. Pero, lamentablemente, este regulador está diseñado para funcionar con cargas cuya potencia no supere los 100 vatios. Un intento de adaptarlo para que funcione con lámparas más potentes reemplazando el trinistor VS1 y el diodo VD2 no tuvo éxito: con el brillo mínimo, las lámparas parpadean de manera desagradable debido a la rectificación de media onda del voltaje de la red por el diodo VD2. Un puente de diodos conectado a la entrada del regulador podría ayudar en esta situación (el diodo VD2 deberá quitarse), pero es problemático colocar un puente de diodos potente y un trinistor en un nicho estándar del interruptor, no para mencionar la ausencia de convección de aire activa en el área de instalación. La presencia de cinco elementos de confiabilidad en el circuito de carga tampoco agrega al dispositivo. Además, las lámparas de las lámparas, cuando se queman, a menudo provocan el cierre del circuito, aunque sea a corto plazo, pero suficiente para desactivar el elemento de conmutación. Es muy costoso reemplazar este elemento y el puente rectificador cada vez, tanto en términos de costos de mano de obra como de costos de efectivo. Los controladores de potencia de fase-pulso con un potente triac como elemento de conmutación se distinguen por una mayor eficiencia y una pequeña cantidad de elementos en el circuito de carga, pero debido a las características de control, estos dispositivos a menudo son bastante engorrosos en el circuito. Un intento de combinar las ventajas de las soluciones de circuito mencionadas ha llevado a un dispositivo (Fig. 1) que no requiere el uso de un transformador de pulso.
Un análogo de un dinistor se ensambla en los transistores VT1 y VT2. en el que se introduce el diodo VD1. Esto hizo posible utilizar el transistor VT2 como un contactor diagonal del puente rectificador ahora de baja potencia VD3-VD6. triac VS1 incluido en el circuito del electrodo de control. Al comienzo del semiciclo de la tensión de red, ambos transistores, el diodo VD1 y el triac se cierran y el condensador C1 se descarga. El voltaje creciente crea una corriente a través de las resistencias R9, R8, los diodos puente, la resistencia R7 y el diodo Zener VD2. La caída de voltaje en la resistencia R9 aún no es suficiente para abrir el triac. Diodo Zener VD2 conectado en serie con la resistencia de balasto R7. limita el voltaje entre los puntos A y B a 12V. A través de las resistencias R3, R4, el condensador C1 comienza a cargarse. Tan pronto como el voltaje en él exceda el voltaje en la resistencia R6, el transistor VT1 comenzará a abrirse. La caída de voltaje en la resistencia R2 abrirá ligeramente el transistor VT2, por lo que el voltaje en su colector comenzará a disminuir. Como resultado de esto, el voltaje en la resistencia R6 comienza a disminuir, aparece uno positivo. OS, cuya acción conduce a una apertura similar a una avalancha de ambos transistores del análogo de dinistor. Tan pronto como la caída de tensión en el transistor VT2 se vuelve menor que en la resistencia R6, el diodo VD1 se abre, acelerando aún más la apertura del análogo de dinistor y reduciendo así la potencia disipada por el transistor VT2. Ambos transistores se saturan al final del proceso. La diagonal de salida del puente de diodos VD3-VD6 resulta estar cerrada, la corriente a través de las resistencias R8 y R9 aumenta y el triac VS1 se abre, conectando la carga a la red por el resto del medio ciclo. La velocidad de carga del condensador C1 y, por lo tanto, el momento de apertura del transistor VT1 dependen de la posición del motor de resistencia variable R4. que regulan la potencia liberada en la carga. Si la resistencia del circuito R3R4 resulta ser tan grande que el capacitor no tiene tiempo de cargarse al voltaje necesario para abrir el análogo de dinistor, permanecerá cerrado. Pero al final del medio ciclo, el transistor VT1 seguirá descargando el capacitor C1 debido al hecho de que el voltaje a través de la resistencia R6 disminuirá a cero en este momento. Tal enlace del momento del inicio de la carga del condensador C1 al comienzo del semiciclo es necesario para eliminar el efecto de "histéresis" que puede ocurrir cuando la resistencia R4 controla la potencia. Este efecto se manifiesta en el "apriete" de la característica de control: cuando la perilla de control se gira desde la posición de potencia mínima a un ángulo pequeño, la potencia en la carga aumenta abruptamente. La resistencia R1 limita la corriente de descarga a un nivel seguro para los transistores, estirando el pulso de descarga a tiempo para una apertura más segura del triac. un R8 limita la corriente a través de su electrodo de puerta. La resistencia R2 evita el funcionamiento espontáneo del análogo del dinistor debido a un aumento en la corriente del colector del transistor VT2 cuando se calienta. La resistencia R9 mantiene el triac cerrado (si aún no se ha abierto) en los picos de tensión de red. La potencia de carga máxima del regulador mientras se asegura un enfriamiento eficiente del triac y el transistor VT2 es de 1 kW La mayoría de las partes del dispositivo están montadas en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio con un espesor de 1 mm. El dibujo del tablero se muestra en la fig. 2.
Todas las resistencias, excepto R4 - MLT, R4 - cualquiera de tamaño pequeño que quepa en el espacio asignado. Dado que todas las partes del regulador están bajo tensión de red, es necesario tener en cuenta esta circunstancia a la hora de instalarlo y utilizarlo. En particular, el mango de la resistencia variable R4 debe estar hecho de material aislante. Las resistencias R8, R9 están soldadas en los terminales de un triac instalado fuera de la placa. Si la potencia de carga supera los 600 W, el triac debe estar equipado con un disipador de calor en forma de placa de cobre de 20x20x1 mm de tamaño. Condensador C1 - KM-6, K73-17 o K73-9 Los diodos KD105V se pueden sustituir por KD105G u otros con tensión inversa de al menos 400 V. Sustituiremos el transistor KT361V por cualquiera de esta serie y el KT538A por el KT6135A o, en casos extremos, por el KT940A, que tiene un colector-emisor limitado. margen de voltaje Conector X1: cualquier tamaño pequeño, con dos contactos, diseñado para voltaje de red; se pueden utilizar dos contactos individuales. Los terminales de tornillo también son adecuados. El regulador no requiere ajuste, pero puede ser recomendable seleccionar la resistencia R3 con mayor precisión para lograr el máximo brillo de las lámparas en la posición más a la izquierda (según el diagrama) del motor de resistencia R4. La placa ensamblada se instala en el nicho del interruptor de pared previamente desmantelado. En el exterior, el nicho se cierra con un panel frontal decorativo, en el que se fija una resistencia variable R4, que servirá como interruptor de luz y atenuador. El dispositivo también se puede montar en el soporte de una lámpara de pie o de mesa. Autor: A. Dzanaev, Oremburgo
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