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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Chip KR1182PM1 - regulador de potencia de fase. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Los microcircuitos KR1182PM1 son otra solución al problema de regular la potencia de cargas de alto voltaje y alta potencia. Los microcircuitos se pueden utilizar para encender y apagar suavemente lámparas eléctricas incandescentes y cambiar el brillo del resplandor, para controlar dispositivos de conmutación de semiconductores más potentes y para regular la velocidad de rotación de los motores eléctricos. Los dispositivos se fabrican mediante tecnología epitaxial con aislamiento dieléctrico. Entre las características del regulador, cabe destacar su capacidad para limitar la potencia en la carga cuando se alcanza la temperatura máxima permitida del cuerpo del dispositivo. El regulador KR1182PM1 está alojado en una carcasa de plástico de diseño paneuropeo POWEP-DIP (12+4). Se trata de un paquete de dieciséis pines (Fig. 1) con paso de paso métrico, en el que los pines 4, 5 y 12, 13 quedan libres. Mecánica y eléctricamente, estos pines están combinados y están diseñados para conducir el calor lejos del cristal. Además de estos, tampoco se utilizan los terminales 1, 2, 7, 8. La masa del dispositivo no supera los 1,5 g.
En las primeras etapas de desarrollo del microcircuito en producción, se produjo en una versión de paquete abierto y en el paquete europeo DIP16, muy extendido. En la Fig. La figura 2 muestra un diagrama esquemático del regulador y un diagrama típico de su conexión. El microcircuito consta de dos tiristores, cada uno ensamblado según el circuito de un transistor analógico de un tiristor (VT1, VT2 y VT3, VT4) y conectados en paralelo espalda con espalda, y una unidad de control (VT5-VT17). La salida de la unidad de control se conecta a los terminales de control de los tiristores mediante diodos de aislamiento VD6, VD7.
La unidad de control está alimentada por un puente de diodos conectado mediante voltaje alterno a los pines de red 14, 15 y 10, 11 del microcircuito. La configuración del puente es algo diferente a la tradicional (Fig. 3). Las resistencias R3 y R6 desempeñan el papel de lastre.
Los condensadores externos C1, C2 proporcionan el retraso necesario para encender los tiristores en cada media onda de la tensión de red con respecto al momento de su transición por "cero". Estos condensadores también evitan que los tiristores se abran cuando se aplica la tensión de red. La unidad de control, a su vez, consta de una fuente de alimentación estabilizada sobre transistores VT7-VT9, un generador de corriente sobre transistores VT11, VT12, que carga un condensador de temporización externo C3, un convertidor de tensión-corriente sobre transistores VT13-VT15 y una "corriente". espejo” VT16-VT17 . Se ensambla un dispositivo de protección térmica para el microcircuito en el transistor VT10 y las resistencias R5, R7. En la Fig. La Figura 2 muestra, como ejemplo, un diagrama de un circuito de control externo (elementos C3, R1, SB1) para usar el regulador en un dispositivo para encender y apagar suavemente la lámpara de iluminación EL1. El regulador de potencia funciona de la siguiente manera. Cuando se aplica tensión de red, los tiristores VT1, VT2 y VT3, VT4 están cerrados. La unidad de control recibe una tensión de alimentación de 6,3 V de la fuente de alimentación y produce una determinada corriente de salida Iout (corriente de colector del transistor VT17). Supongamos que en el momento actual hay un voltaje de red positivo en los terminales combinados 14, 15 y uno negativo en 10, 11. La corriente de salida de la unidad de control del microcircuito cargará el condensador de retardo C7 a través del diodo VD2. Después de un tiempo, el voltaje en este condensador aumentará hasta un nivel en el que se abrirá el tiristor VT1, VT2. Desde este momento hasta el final del semiciclo, la corriente fluirá a través de la carga (lámpara EL1) y el puente rectificador que alimenta la unidad de control será desviado por un tiristor abierto. El condensador C1 permanece descargado. Después de cambiar la polaridad de la tensión de red, el condensador C1 comienza a cargarse y con el mismo retraso se abre el tiristor VT3, VT4. Durante este medio ciclo, el condensador C2 se descargará rápidamente a través de la resistencia R1 y el transistor VT5. En la Fig. La Figura 4 muestra diagramas de tiempo del voltaje en los capacitores C1 y C2. Las líneas continuas muestran los procesos descritos anteriormente, correspondientes a un cierto valor intermedio de la corriente de salida de la unidad de control. Se puede observar que la apertura de los tiristores se produce con un voltaje en los condensadores C1, C2 igual a 0,7 V. La forma del voltaje a través de la carga se muestra en la Fig. 4, g.
El retraso de encendido de los tiristores en segundos con respecto al inicio del semiciclo es igual a tset=0,7C2/Iout, donde 0,7 V es el voltaje umbral para abrir los tiristores; C2=C1 - capacitancia de los condensadores de retardo (en microfaradios); Iout: corriente de salida (en microamperios) de la unidad de control. Si cambia la corriente de salida de la unidad de control, cambiará el retardo de activación de los tiristores en cada medio ciclo de la tensión de red y, por tanto, la potencia liberada en la carga. En la Fig. 4 esto se ilustra con líneas discontinuas gruesas. Con un valor mínimo de la corriente de salida Iout min, el retraso debe exceder la mitad del período. En los primeros semiciclos después de aplicar la tensión de red al regulador (Fig. 2), el condensador de temporización C3 descargado cierra los pines 3 y 6 del microcircuito como un puente de cable, por lo que la corriente de salida Iout = Iout min. Sin embargo, dado que el generador de corriente en los transistores VT11, VT12, la resistencia R8 y el diodo VD8 proporciona una corriente estable que fluye a través del pin 6, el condensador C3 se carga suavemente. Esto conduce a un aumento de voltaje en la base del transistor VT14, por lo que el transistor VT15 comienza a abrirse. Como resultado, la corriente de salida de la unidad de control aumenta, el retraso de encendido de los SCR en cada medio ciclo posterior disminuye: el brillo de la lámpara EL1 aumenta gradualmente de cero al máximo. Si ahora cierra los contactos del interruptor SB1, el condensador C3 se descargará a través de la resistencia R1 y el brillo de la lámpara disminuirá hasta apagarse por completo. La corriente de descarga del condensador debe ser mayor que su corriente de carga desde el pin 6 del microcircuito. Principales características técnicas a Tacr.av=25°С
La ausencia de cierre activo de los tiristores del microcircuito permite su uso para regular la potencia de una carga inductiva, ya que después de que la fase de voltaje de la red pasa por cero, el tiristor correspondiente permanecerá abierto hasta que la corriente a través de la carga se detenga por completo. Para garantizar el funcionamiento normal del regulador de potencia, es necesario determinar la corriente de salida mínima y máxima de la unidad de control del microcircuito. Por lo tanto, para un retraso de 10 ms en la apertura de SCR con una capacitancia C1 = C2 = 1 μF y un voltaje de apertura umbral de 0,7 V, la fórmula mencionada da un valor mínimo de corriente de salida de aproximadamente 70 μA.
En la Fig. Las Figuras 5-9 muestran las principales dependencias gráficas de las características operativas de los microcircuitos de la serie KR1182PM1. La dependencia del voltaje de saturación de los microcircuitos SCR de la corriente de carga se muestra en la Fig. 5; En esta y otras figuras, el área de dispersión tecnológica está sombreada. En la Fig. Las figuras 6 y 7 muestran las dependencias de la corriente consumida y la corriente de control de los tiristores del voltaje en la entrada de control del microcircuito (pin 6).
El diagrama del circuito principal para encender el regulador KR1182PM1 se muestra en la Fig. 2. Cuando los contactos del interruptor SB1 están abiertos, la lámpara EL1 se enciende suavemente aplicando tensión de red y, después de abrirse, se apaga suavemente. Al cambiar la capacitancia del capacitor de sincronización C3 de 20 a 100 μF, puede cambiar el tiempo de encendido en décimas de segundo (visualmente la suavidad es invisible, pero el filamento de la lámpara estará protegido de una sobretensión excesivamente grande) a 1...2 s. El tiempo de apagado se establece seleccionando la resistencia R1 en el rango de 47 ohmios a varios kiloohmios. En la Fig. La Figura 10 muestra un diagrama de un regulador de potencia manual para una lámpara incandescente, un soldador eléctrico o la velocidad de rotación de un ventilador doméstico. Aquí, es aconsejable combinar el interruptor principal SA1 con el regulador de nivel de potencia - resistencia R1, y los contactos de SA1 deben abrirse después de colocar el control deslizante de la resistencia R1 en la posición de resistencia mínima, que corresponde a apagar la carga. En esta posición, el regulador debe estar conectado a la red. Los microcircuitos KR1182PM1 permiten la conexión en paralelo de dos o más dispositivos. Esto le permite aumentar la potencia de salida del regulador. Así, el dispositivo, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 11, puede funcionar con una carga Rн con una potencia de hasta 300 W. El número de accesorios cuando los microcircuitos se conectan en paralelo sigue siendo el mismo. Es fácil ver que los SCR de ambos reguladores DA1 y DA2 se abren por el voltaje generado por el chip DA2. Los pines de control 6 y 3 de todos los reguladores adicionales están cerrados. Con una potencia de carga significativa, puede resultar que el diseño del interruptor SA1, combinado con la resistencia de ajuste R1, no esté diseñado para una corriente tan alta. En este caso, tendrá que modificar ligeramente el circuito moviendo el interruptor regulador al circuito de control, como se muestra en la Fig. 11 líneas discontinuas.
Tenga en cuenta que en la nueva versión del circuito el regulador se apaga cuando los contactos SA1 están cerrados (y no abiertos, como en el original). Es necesario conectar dicho regulador a la red con los contactos SA1 cerrados y en la posición de resistencia mínima de la resistencia de ajuste R1. Antes de apagar la carga, es aconsejable reducir la potencia al mínimo colocando el control deslizante de la resistencia R1 en la posición superior del diagrama. Se puede lograr un aumento decisivo en la potencia de carga (hasta 1 kW) introduciendo un potente triac VS1 discreto en el regulador (Fig. 12).
A la hora de utilizar el regulador KR1182PM1 para controlar el brillo de lámparas incandescentes, hay que recordar que la resistencia de un filamento de lámpara fría es casi 10 veces menor que la de una lámpara caliente. Debido a esto, el valor de amplitud de la corriente en el momento de encender una lámpara de red de 150 W puede alcanzar los 10 A. El diseño del microcircuito permite que dicha corriente dure solo unos pocos microsegundos, mientras que el calentamiento de la bobina continúa durante varios semiciclos de la tensión de la red. Con las clasificaciones recomendadas del circuito de control incandescente externo para encender y apagar suavemente una lámpara incandescente (ver Fig. 2), la corriente a través de una lámpara de 150 W durante todo el proceso de encendido no supera los 2...2,5 A. . Autor: A. Nemich, Bryansk
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