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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo económico de control triac. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación El dispositivo está diseñado para productos domóticos compactos y económicos. Conecta y desconecta de forma independiente una o más cargas a la red de 220 V CA, en función de una señal lógica externa. En este caso, el pulso que controla el triac se forma con una duración mínima suficiente para abrirlo [1]. Además, se proporciona la unión de los momentos de encendido de la carga a los momentos en que la tensión de la red pasa por cero, y la carga siempre recibe un número entero de períodos de la tensión de la red. Esto reduce el nivel de interferencia de conmutación, que es especialmente importante para cargas de alta potencia, y también garantiza la ausencia de un componente directo de la corriente de carga.
En la fig. 1 muestra un diagrama de un dispositivo para el control independiente de dos cargas. La carga 1 es conmutada por triac VS2. Está controlado por los elementos DD1.1, DA1, VD2, VD3, R7, R9, R11, R12. De manera similar, la carga 2 es conmutada por el triac VS3, que está controlado por los elementos DD1.2, DA2, VD4, VD5, R8, R10, R13, R14. Por lo tanto, puede controlar cualquier cantidad de cargas, mientras que C1, R1-R3 son comunes para todos. Los elementos R4-R6, C2-C4, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3 forman una fuente de alimentación, cuyo voltaje también se suministra a un dispositivo de control externo. Proporciona una tensión de salida de 12 V a una corriente de carga de hasta 100 mA. El bloque funciona según el principio de la fuente de alimentación descrita en el artículo [2] con un condensador de balasto y una unidad limitadora de voltaje de salida en un diodo zener y un transistor análogo a un trinistor. Pero en lugar de un análogo del trinistor, se usa un dispositivo real VS1, como se muestra en la Fig. 1. En mi artículo anterior [3], se describe una unidad de control triac en el temporizador KR1441VI1 con una duración fija de pulsos de control y, por lo tanto, su uso en el caso de control de carga con un componente inductivo es difícil. Este artículo elimina esta limitación. Las cargas pueden ser lámparas fluorescentes compactas ("ahorro de energía") con balasto electrónico. Si resulta que la lámpara de ahorro de energía conectada al dispositivo parpadea periódicamente en estado apagado, debe intentar seleccionar un triac con una corriente de fuga más baja y, si esto falla, desvíe la lámpara con una resistencia o un condensador, como recomendado en el artículo [4]. Los disparadores del chip DD1 se utilizan para sincronizar los momentos en que los triac se encienden con las transiciones de voltaje de la red a través de cero. La entrada D de cada disparador es control: se le aplica una señal que determina si la carga correspondiente se enciende o apaga. El divisor R2R3 proporciona la recepción de pulsos de reloj a las entradas C de los disparadores en los momentos en que el voltaje instantáneo en la red pasa por cero y crece (en el cable de red superior en relación con el inferior). Así, los pulsos del reloj siguen a una frecuencia de 50 Hz en sincronismo con la red. En el momento en que el dispositivo está conectado a la red, un impulso a través del circuito R1C1 configura el dispositivo para que todas las cargas estén desconectadas. Consideremos la operación del dispositivo usando el ejemplo de cambiar la carga 1. Después de encender la alimentación, el disparador DD1.1 se establece en un estado de alto nivel en la salida inversa y un nivel bajo en la salida directa. Aquí y más abajo, los niveles lógicos se indican en relación con la línea de alimentación de -12 V. Este activador se establece en el mismo estado cuando su entrada D (pin 5) se conecta al cable de alimentación negativo después de que llega un pulso de reloj a la entrada C ( clavija 3). Diodos VD2 y VD3 abiertos. Se alimenta un nivel alto a través del diodo VD2 a la entrada E (señal de habilitación de inicio - pin 4) del temporizador DA1, y se establece un nivel bajo en su entrada S. Como resultado, la salida del temporizador DA1 (pines 3 y 7 conectados) se establece en un nivel alto. No fluye corriente a través del electrodo de control del triac VS2, el triac está cerrado, la carga 1 está apagada. Al conectar la entrada D del disparador DD1.1 con un cable de alimentación positivo después de que llega un pulso de reloj a la entrada C, el disparador se establece en un estado de nivel alto en la salida directa y en un nivel bajo en la salida invertida. Los diodos VD2 y VD3 están cerrados. El estado del temporizador DA1 está determinado por los valores de voltaje en las salidas del divisor R11R7R9, que están conectadas a las entradas E y S del temporizador. Las resistencias de las resistencias de este divisor se seleccionan de modo que una corriente fluya a través del electrodo de control del triac VS2 cuando el valor absoluto de la tensión U2-i entre sus electrodos 2 y 1 supere los 9,8 V. La entrada E del temporizador tiene mayor prioridad que S, y S tiene mayor prioridad que R. La entrada R del temporizador está conectada al polo positivo de su fuente de alimentación. Por lo tanto, el temporizador está en un estado bajo en la salida, si las señales en las entradas E y S no lo impiden. Siempre que el valor absoluto de la tensión U2-1 sea inferior a 9,8 V, un nivel alto en la entrada E habilita la configuración de la entrada S. La tensión de entrada de bajo nivel S establece el temporizador en un estado de salida alta. No fluye corriente a través del electrosimistor de control VS2, la carga 1 está deshabilitada. Si el voltaje U2-i es mayor que +9,8 V, entonces el voltaje en la entrada S excede el umbral de conmutación, por lo que la señal de la entrada R cambia el temporizador a un estado bajo en la salida. La corriente fluye desde el electrodo de control del triac VS2 a través de la resistencia limitadora de corriente R12 hasta la salida del temporizador. Triac VS2 se abre y conecta la carga 1 a la red. Si U2-1 es inferior a -9,8 V, se reducen tanto E como S. Una entrada E baja cambia la salida del temporizador a nivel bajo. La corriente fluye desde el electrodo de control del triac VS2 a través de la resistencia limitadora de corriente R12 hasta la salida del temporizador. Triac VS2 se abre y conecta la carga 1 a la red. Después de abrir el triac VS2, el voltaje en él cae casi a cero, como resultado, el temporizador DA1, como se describe anteriormente, entra en un estado alto en la salida, la corriente a través del electrodo de control del triac VS2 se detiene, lo que resulta en el control económico del triac. Si es necesario que la carga 1 se encienda después de que la entrada D del disparador DD1.1 se conecte al cable de alimentación negativo y se apague, al positivo, la conexión de las entradas S y R, así como las salidas de este disparador, se invierte. Las resistencias R12 y R14 configuran la corriente de los electrodos de control de los triacs, que llega a 100 mA para la resistencia de 100 Ohm indicada en el diagrama. Esta corriente es suficiente para abrir la mayoría de los triacs KU208G y todos los TS106-10-4. Si los triacs utilizados se seleccionan para que se abran con una corriente de 50 mA o se instalan triacs externos MAC16D o BTA216-500V, que están garantizados para abrir con una corriente de 50 mA, entonces se puede aumentar la resistencia de las resistencias R12 y R14 a 200 ohmios. Dado que el triac está controlado por un voltaje de polaridad negativa en el electrodo de control en relación con su electrodo 1 conectado a un cable común, se requiere un voltaje de polaridad negativa para alimentar el dispositivo. El dispositivo propuesto también puede alimentarse desde la fuente de alimentación del dispositivo de control, cuya salida está conectada al condensador C4, observando la polaridad. En este caso no se instalan los elementos R4-R6, C2, C3, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3. En ausencia de un componente inductivo notable en la carga, el dispositivo consume una corriente de aproximadamente 200 ... 300 μA por carga. Sin embargo, para un arranque confiable, la fuente de alimentación debe proporcionar al menos una corriente de salida de 6 mA a la carga. Sea consciente de la conexión galvánica a la red y tome precauciones. El dispositivo debe colocarse en una caja aislada y no conectarse directamente a otros dispositivos, excepto a los que conmuta. Para mejorar la seguridad eléctrica, se recomienda conectar el cable de red, que es común, a "cero", el otro cable de red a la "fase", como se muestra en el diagrama.
Si el dispositivo de control genera señales lógicas de polaridad positiva en relación con el cable común, se alimentan a través de un dispositivo de adaptación, cuyo circuito se muestra en la fig. 2. La resistencia de la resistencia R1 (en kiloohmios) se calcula mediante la fórmula R1 = (Uvx1-0,7 V) / 0,1 mA, donde UBX1 es el voltaje de la señal de alto nivel de polaridad positiva (en voltios). En el denominador de la fórmula, la corriente nominal máxima a través de esta resistencia es de 0,1 mA. Indicado en la fig. 2, su resistencia corresponde al alto nivel de la señal TTL.
Si el dispositivo de control no tiene su propia fuente de alimentación, puede alimentarse desde una fuente de alimentación bipolar con un condensador de balasto, cuyo circuito se muestra en la fig. 3. Está clasificado para una corriente de salida de hasta 100 mA por voltaje. El dispositivo de control se alimenta del voltaje positivo y el propuesto se alimenta del voltaje negativo. No es deseable reemplazar el chip HEF4013BP con análogos, ya que sus entradas de conteo están equipadas con disparadores Schmitt. Sin embargo, es posible utilizar otros microcircuitos extranjeros de la serie 4013B. En casos extremos, también se puede usar K561TM2, pero luego se debe conectar un diodo Schottky KD3A, KD11A, KD7B o 923N922-922N1 (ánodo al pin 17) entre los pines 1, 19 y el pin 7, lo que evita que la corriente fluya a través de la protección interna. diodos Si bien esta corriente no supera el valor de 561 mA permitido para la serie K10, provoca un funcionamiento incorrecto del microcircuito. Los temporizadores KR1441VI1 se pueden reemplazar con ICM7555IPA, ILC555N, GLC555 importados similares. También es posible utilizar temporizadores duales, como GLC556, ICM7556IPD. Un estabilizador integrado con un voltaje de salida de -12 V (DA3 en la Fig. 1 y DA2 en la Fig. 3) puede ser de la serie KR1168EN12, KR1199EN12 o tipo 79L12 importado. El chip KR1170EN5 (DA1 en la Fig. 3) es intercambiable con un 2931AZ-5 analógico. Transistor VT1 (ver Fig. 2): cualquiera de la serie KT3107. El triac MAC97A4 (VS1 en la Fig. 3) puede ser reemplazado por el MAC97A6, MAC97A8, así como por cualquiera de la serie VT131. Trinistor VS1 (ver Fig. 1) - cualquiera de las series KU251, MCR100, VT149. Los diodos VD1, VD7 en la Fig. 1 y VD3, VD4 en la Fig. 3 son de las series KD105, 2D212, KD212 (excepto KD212B y KD212G), D237 (excepto D237V, D237G y D237L), KD243, 1N4001 - 1 N4007 . Los diodos KD521A se pueden sustituir por otros de silicio de bajo consumo. diodo Zener KS216Zh (VD6 en la Fig. 1) se puede reemplazar por 2S216Zh, KS508V, 1 N4703, BZX55-C16. El voltaje de estabilización del diodo zener utilizado debe estar en el rango de 15,5 ... 16,5 V a una corriente de 2 mA. Se importan capacitores con una capacidad de 3,3 microfaradios con un voltaje nominal de 400 V (C2 en la Fig. 1 y C1 en la Fig. 3), marcados como "AC", destinados a ser incluidos en un circuito de corriente alterna. Literatura
Autor: K. Gavrilov
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