Тиристорный постоянного регулятор напряжения: симисторный и тиристорный, системы индикации и схемы
симисторный и тиристорный, системы индикации и схемы
Практически в любом радиоэлектронном устройстве в большинстве случаев присутствует регулировка по мощности. За примерами далеко ходить не надо: это электроплиты, кипятильники, паяльные станции, различные регуляторы вращения двигателей в устройствах.
Способов, по которым можно собрать регулятор напряжения своими руками 220 В, в Сети полно. В большинстве случаев это схемы на симисторах или тиристорах. Тиристор, в отличие от симистора, более распространённый радиоэлемент, и схемы на его основе встречаются гораздо чаще. Разберём разные варианты исполнения, основанные на обоих полупроводниковых элементах.
Регулятор мощности на симисторе
Симистор, по большому счету, — это частный случай тиристора, пропускающий ток в обе стороны, при условии, что он выше тока удержания. Один из его недостатков — это плохая работа на высоких частотах. Поэтому его часто используют в низкочастотных сетях. Для построения регулятора мощности на основе обычной сети 220 В, 50 Гц он вполне подходит.
Регулятор напряжения на симисторе используется в обычных бытовых приборах, где нужна регулировка. Схема регулятора мощности на симисторе выглядит следующим образом.
- Пр. 1 — предохранитель (выбирается в зависимости от требуемой мощности).
- R3 — токоограничительный резистор — служит для того чтобы при нулевом сопротивлении потенциометра остальные элементы не выгорели.
- R2 — потенциометр, подстроечный резистор, которым и осуществляется регулировка.
- C1 — основной конденсатор, заряд которого до определённого уровня отпирает динистор, вместе с R2 и R3 образует RC-цепь
- VD3 — динистор, открытие которого управляет симистором.
- VD4 — симистор — главный элемент, производящий коммутацию и, соответственно, регулировку.
Основная работа возложена на динистор и симистор. Сетевое напряжение подаётся на RC-цепочку, в которой установлен потенциометр, им в итоге и регулируется мощность. Производя регулировку сопротивления, мы меняем время зарядки конденсатора и тем самым порог включения динистора, который, в свою очередь, включает симистор. Демпферная RC-цепь, подключённая параллельно симистору, служит для сглаживания помех на выходе, а также при реактивной нагрузке (двигатель или индуктивность) предохраняет симистор от скачков высокого обратного напряжения.
Симистор включается, когда ток, проходящий через динистор, превышает ток удержания (справочный параметр). Отключается, соответственно, когда ток становится меньше тока удержания. Проводимость в обе стороны позволяет настроить более плавную регулировку, чем это возможно, например, на одном тиристоре, при этом используется минимум элементов.
Осциллограмма регулировки мощности представлена ниже. Из неё видно, что после включения симистора оставшаяся полуволна поступает на нагрузку и при достижении 0, когда ток удержания уменьшается до такой степени, что симистор отключается. Во втором «отрицательном» полупериоде происходит тот же процесс, т. к. симистор обладает проводимостью в обе стороны.
Напряжение на тиристоре
Для начала разберёмся, чем отличается тиристор от симистора. Тиристор содержит в себе 3 p-n перехода, а симистор — 5 p-n переходов. Не углубляясь в детали, если говорить простым языком, симистор обладает проводимостью в обоих направлениях, а тиристор — только в одном. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Из графики это хорошо видно.
Принцип работы абсолютно такой же. На чём и построена регулировка по мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько схем регулятора на тиристорах. Первая простейшая схема, которая в основе повторяет схему на симисторе, описанную выше. Вторая и третья — с применением логики, схемы, которые более качественно гасят помехи, создаваемые в сети переключением тиристоров.
Простая схема
Простая схема фазового регулирования на тиристоре представлена ниже.
Единственное её отличие от схемы на симисторе — это то, что регулировка происходит только положительной полуволны сетевого напряжения. Времязадающая RC-цепь путём регулирования величины сопротивления потенциометра регулирует величину отпирания, тем самым задавая выходную мощность, поступающую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит следующим образом.
Из осциллограммы видно, что регулировка мощности идёт путём ограничения напряжения поступающего на нагрузку. Образно говоря, регулировка заключается в ограничении поступления сетевого напряжения на выход. Регулируя время заряда конденсатора путём изменения переменного сопротивления (потенциометра). Чем выше сопротивление, тем дольше происходит заряд конденсатора и тем меньше мощности будет передано на нагрузку. Физика процесса подробно описана в предыдущей схеме. В этом случае она ничем особым не отличается.
С генератором на основе логики
Второй вариант более сложный. В связи с тем, что процессы коммутации на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это плохо влияет на элементы, установленные на нагрузке. Особенно если на нагрузке находится сложный прибор с тонкими настройками и большим количеством микросхем.
Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдёт для активных нагрузок, например, паяльник или любые устройства нагрева. На входе стоит выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Обратите внимание, что при такой схеме для питания микросхем понадобиться дополнительный источник постоянного напряжения +9 В. Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть следующим образом.
Обе полуволны теперь будут положительными из-за влияния выпрямительного моста. Если для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие разно полярных сигналов предпочтительно, то для активных — положительное значение мощности крайне важно. Отключение тиристора происходит также при приближении полуволны к нулю ток удержания подаёт до определённого значения и тиристор запирается.
На основе транзистора КТ117
Наличие дополнительного источника постоянного напряжение может вызвать затруднения, если его нет, и вовсе придётся городить дополнительную схему. Если дополнительного источника у вас нет, то можно воспользоваться следующей схемой, в ней генератор сигналов на управляющий вывод тиристора собран на обычном транзисторе. Есть схемы на основе генераторов, построенных на комплементарных парах, но они более сложные, и здесь мы их рассматривать не будем.
В данной схеме генератор построен на двухбазовом транзисторе КТ117, который при таком применении будет генерировать управляющие импульсы с периодичностью, задаваемой подстроечным резистором R6. На схеме ещё реализована система индикации на базе светодиода HL1.
- VD1-VD4 — диодный мост, выпрямляющий обе полуволны и позволяющий выполнять более плавную регулировку мощности.
- EL1 — лампа накаливания — представлена вроде нагрузки, но может быть любой другой прибор.
- FU1 — предохранитель, в этом случае стоит на 10 А.
- R3, R4 — токоограничительные резисторы — нужны, чтобы не сжечь схему управления.
- VD5, VD6 — стабилитроны — выполняют роль стабилизации напряжения определённого уровня на эмиттере транзистора.
- VT1 — транзистор КТ117 — установлен должен быть именно с таким расположение базы №1 и базы №2, иначе схема будет не работоспособна.
- R6 — подстроечный резистор, определяющий момент, когда поступает импульс на управляющий вывод тиристора.
- VS1 — тиристор — элемент, обеспечивающий коммутацию.
- С2 — времязадающий конденсатор, определяющий период появления управляющего сигнала.
Остальные элементы играют незначительную роль и в основном служат для токоограничения и сглаживания импульсов. HL1 обеспечивает индикацию и сигнализирует только о том, что прибор подключён к сети и находится под напряжением.
Тиристорный регулятор ТРМ.
Производитель — ООО «Звезда-Электроника»
Метод пропуска периодов заключается в том, что тиристоры некоторое целое число периодов включены, а затем опять же на некоторое число периодов выключаются. При этом есть пауза в питании нагрузки, что не всегда бывает приемлимо. Однако, у этого способа есть очень положительная черта – тиристорный регулятор при этом практически не создает помех в сети, поскольку коммутация( включение) тиристоров осуществляется в момент перехода напряжения через ноль, то есть форма тока нагрузки не искажается и остается синусоидальной.
ООО «Звезда-Электроника»
О современных тиристорных регуляторах / Статьи и обзоры / Элек.ру
Регулирование мощности требуется в различных технологических процессах, главным образом для поддержания заданного температурного режима с помощью электронагревателей или печей.
Тиристорные схемы получили широкое распространение еще в 70-е годы прошлого века благодаря своей надежности и высокому КПД. Эти качества в сочетании с невысокой ценой делают тиристорный регулятор тока оптимальным решением для задач регулирования в современных системах промышленной автоматизации.
Тиристорный регулятор (далее по тексту — ТР) способен регулировать мощность в нагрузке двумя методами:
1) фазовый метод, при котором каждый полупериод сетевого напряжения силовые тиристоры отпираются с временной задержкой Тз. Форма выходного напряжения проиллюстрирована на рисунке 1. Серым цветом заштрихована область, соответствующая наличию напряжения на нагрузке. Чем больше временная задержка отпирания Тз, тем меньше напряжение на выходе.
Рисунок 1. Фазовый метод регулирования
Преимущества метода:
- непрерывность регулирования позволяет поддерживать температуру объекта с высокой точностью, что особенно важно для объектов регулирования с малой тепловой инерцией, для которых недопустимы даже незначительные перерывы в подаче напряжения, поскольку это ведет к колебаниям температуры, приводящим к браку технологического процесса;
- возможность осуществления плавного пуска для исключения больших пусковых токов.
Это очень важное свойство, поскольку распространенным случаем является пониженное сопротивление нагревательного элемента в холодном состоянии. Классический пример — лампа накаливания, через которую в момент включения протекают пусковой ток в 10 раз больше номинального, что приводит к ее преждевременному износу. Применение плавного пуска путем подачи пониженного напряжения и постепенное его увеличение по мере роста сопротивления нагревательного элемента многократно продлевает его срок службы.
Недостатки метода:
- внесение сильных импульсных помех в сеть и радиоэфир. Помехи создаются при коммутационных выбросах, возникающих при переключении тиристоров, и скачкообразном нарастании тока в нагрузке. Помехи могут влиять на работу чувствительной радиоэлектронной аппаратуры;
- внесение в сеть нелинейных искажений. Форму тока при регулировании фазовым методом часто называют «рубленой синусоидой». Кривая тока помимо основной гармоники содержит высшие гармонические составляющие, которые вызывают искажения кривой напряжения.
В ряде случаев искажения бывают настолько сильными, что форма сетевого напряжения лишь отдаленно напоминает синусоиду;
- потребление из сети реактивного тока даже при чисто активной нагрузке и, как следствие, понижение коэффициента мощности сети.
Импульсные помехи и нелинейные искажения можно свести к минимуму путем дополнительной установки сетевых фильтров. Как правило, такие фильтры состоят из двух частей: индуктивной, сглаживающей кривую тока, и емкостной, подавляющей высокочастотные помехи. В зависимости от требований по снижению уровня помех и нелинейных искажений, стоимость сетевых фильтров может варьироваться в широких пределах: от 20% до 100% и более стоимости самого тиристорного регулятора. Впрочем, довольно часто сетевые фильтры не устанавливаются вообще, поскольку, во-первых многие нагрузки имеют индуктивную составляющую (например, при питании нагревателей через развязывающий трансформатор), а во-вторых искажения и помехи частично подавляются собственной индуктивностью сети. Индуктивное сопротивление сети обусловлено индуктивностью вторичной обмотки трансформаторной подстанции, собственной индуктивности проводов и кабелей и индуктивностью петли «фаза-ноль».
2) метод пропуска числа периодов, при котором тиристоры включены и выключены в течение некоторого целого числа периодов (рис.2). Другие распространенные названия этого метода — числовой или волновой.
Рисунок 2. Метод регулирования пропуском периодов
Преимущества метода:
- не вносятся импульсные помехи в сеть. Поскольку включение тиристоров происходит в момент перехода сетевого напряжения через ноль, ток в нагрузке нарастает плавно, не вызывая электромагнитных помех.
- не вносятся в сеть нелинейные искажения, поскольку нагрузка питается синусоидальным напряжением;
- нет потребления реактивного тока при чисто активной нагрузке.
Недостатки метода:
- дискретность регулирования не дает возможность поддерживать температуру с высокой точностью;
- не годится для регулирования уровня освещенности;
- при определенных условиях возможно появление в сети субгармоник, то есть гармоник, частоты которых меньше частоты сети.
Российскими и иностранными фирмами выпускаются одно- и трехфазные модификации тиристорных регуляторов. Однофазный тиристорный регулятор может коммутировать на нагрузку как фазное, так и межфазное напряжение сети (см. рис.3).
Рисунок 3. Подключение нагрузки к однофазному ТР
Нагрузка к выходу трехфазного тиристорного регулятора подключается по одной из четырех схем:«звезда» с рабочим нулем (рис 4), «звезда» (рис. 5), «треугольник» (рис. 6), разомкнутый «треугольник»(рис. 7).
Рисунок 4. Подключение нагрузки к ТР по схеме «звезда» с рабочей нейтралью
Рисунок 5. Подключение нагрузки к ТР по схеме «звезда»
Рисунок 6. Подключение нагрузки к ТР по схеме «треугольник»
Рисунок 7. Подключение нагрузки к ТР по схеме разомкнутый «треугольник»
Распространенным случаем является так называемое многозонное регулирование, когда сопротивления нагрузки разнесены пространственно и возникает задача раздельного регулирования мощности в каждом из сопротивлений. Здесь возможны варианты: либо использование нескольких однофазных регуляторов, либо применение тиристорного регулятора с функцией раздельного регулирования напряжения по каждой фазе. Отметим, что далеко не все тиристорные регуляторы поддерживают эту функцию. Раздельное регулирование возможно лишь при подключении нагрузки по схемам «звезда» с рабочей нейтралью или разомкнутый «треугольник».
При подключении нагрузки по схемам «звезда» или «треугольник» возможно лишь совместное управление фазами, поскольку в этом случае изменение напряжения на одном из сопротивлений нагрузки приводит к изменению напряжения на двух других сопротивлениях.
Системы управления современных тиристорных регуляторов строятся на основе микропроцессорной техники и представляют потребителю широкий набор сервисных функций. Рассмотрим наиболее важные из них.
А) Электронная защита от короткого замыкания
Цифровой сигнальный процессор системы управления осуществляет непрерывное аналого-цифровое преобразование и дальнейшую цифровую обработку сигналов, поступающих с датчиков тока. В качестве датчиков тока чаще используются трансформаторы тока или датчики на основе магниточувствительного элемента Холла; реже используются измерительные шунты, поскольку при их использовании усложняется система управления в связи с необходимостью обеспечения гальванической развязки измерительного сигнала с шунта от силовой сети. В случае регистрации многократного возрастания тока система управления блокирует выдачу управляющих импульсов на тиристоры, выдает предупредительное сообщение и запрещает подачу напряжения на нагрузку до устранения неисправности.
Некоторые модели тиристорных регуляторов не имеют электронной защиты и защищены от токов короткого замыкания специальными быстродействующими предохранителями. Такая защита имеет преимущество в простоте и вполне допустима, однако на практике существует проблема в том, что для импортных моделей тиристорных регуляторов требуются оригинальные «фирменные» предохранители, которые стоят недешево (20-50$), а срок их поставки может составлять до трех месяцев. Причем заменить отечественными предохранителями их не удается: во-первых, их быстродействие существенно ниже импортных, а во-вторых, они просто не подходят по посадочным местам. Поэтому зачастую на практике можно встретиться со случаем, когда у находящегося в эксплуатации импортного тиристорного регулятора в колодку предохранителя вставлен гвоздь, болт, шпилька или другой элемент строительного крепежа. Кроме того, применение электронной защиты на основе датчиков тока выгодно еще тем, что система управления в этом случае, как правило, отображает токи нагрузки на дисплее, а это очень удобно для наблюдения за технологическим процессом.
Б) Защита от потери фазы
Отсутствие одной из фаз в сети может вызвать «перекос» токов в сопротивлениях нагрузки, что в ряде случаев недопустимо. Система управления осуществляет постоянное слежение за наличием напряжения сети и немедленного отреагирует по запрограммированному алгоритму в случае потери фазы, „слипания“ фаз или выходе качественных параметров напряжения на недопустимо низкий уровень.
В) Защита от перегрева
В случае если тиристорный регулятор установлен в плохо вентилируемом месте, при длительной перегрузке или если затруднен отвод выделяющегося тепла (например, при отказе вентиляторов обдува) радиатор охлаждения может нагреться до высокой температуры 90..100 С. Дальнейшее нарастание температуры может привести к выходу тиристоров из строя и даже возгоранию. Для предотвращения этого на радиатор устанавливается датчик температуры, по сигналу с которого система управления обесточивает нагрузку.
Г) Контроль исправности тиристоров
Лучшие модели тиристорных регуляторов напряжения осуществляют диагностику исправности тиристоров. Эта функция очень важна не только по той причине, что позволяет вовремя обнаружить неисправное устройство, но и потому, что иногда она предотвращает еще большую аварию. Например, если нагрузка подключена через трансформатор, то при внутреннем обрыве или коротком замыкании одного из тиристоров происходит подача на трансформатор напряжения, имеющего постоянную составляющую, и как следствие, резко увеличивается ток намагничивания трансформатора, ведущий к интенсивному нагреву и выходу трансформатора из строя. Поэтому быстро обнаруженная неисправность тиристорного регулятора может предотвратить порчу дорогостоящего оборудования.
Д) Защита от несимметрии выходных токов
Несимметрия токов трехфазной нагрузки более 10-20% может быть обусловлена сильным дисбалансом сопротивлений и напряжений фаз, но чаще — повреждениями в нагрузке, обрывом нагрузочных проводов или неверным подключением нагрузки. Поэтому срабатывание этой защиты вовремя проинформирует оператора о возникшей аварийной ситуации.
Важным аспектом, влияющим на надежность устройства, является тип используемых вентиляторов охлаждения и способ управления ими. Вентиляторы подразделяются:
- по скорости вращения на низко-, средне- и высокоскоростные;
- по типу подшипника — подшипник скольжения и подшипник качения.
Наилучший вариант — высокоскоростной вентилятор с подшипником качения. Такой вентилятор обеспечивает максимальную скорость воздушных потоков, проходящих через ребра радиатора охлаждения, а его подшипник качения обеспечивает длительный ресурс эксплуатации (в 2-3 раза выше чем подшипник скольжения). Лучшим способом управления вентилятора нужно признать метод управления по датчику температуры, установленному на радиаторе; например, включение вентилятора производится при температуре радиатора 55 С, а отключение — при 45 С. Такой способ увеличивает ресурс вентилятора в 1,5-2 раза, поскольку вентилятор отключается при невысокой температуре окружающей среды или малой нагрузке.
Другим важным компонентом, влияющим на надежность тиристорного регулятора, является токоограничивающий реактор, применение которого позволяет продлить срок службы тиристоров в 1,5-2,5 раза. Реактор представляет собой катушку индуктивности, которая снижает скорость нарастания тока через тиристоры при их включении. Так же токоограничивающий реактор снижает уровень электромагнитных помех. Чаще всего реактор не входит в стандартный комплект поставки; большинство производителей поставляет его как дополнительный аксессуар.
Лучшие модели тиристорных регуляторов мощности обладают возможностью работать в режиме ограничения или стабилизации тока. Назначение режима ограничения тока – не допустить превышения тока нагрузки сверх запрограммированной заранее величины. При этом в память микропроцессора вводится значение максимального выходного тока; система управления корректирует управляющее воздействие на тиристоры таким образом, чтобы ток нагрузки не превысил значение этой уставки. Использование этого режима позволяет точно ограничивать пусковые токи, избегая перегрузок и срабатывания защит. Так же ограничение выходного тока может быть полезно и по условиям технологического процесса. Дальнейшим развитием этого режима является режим стабилизации тока, при котором ток стабилизируется на заданном уровне и поддерживается вне зависимости от изменения напряжения сети и сопротивления нагрузки.
Как правило, управление тиристорным регулятором может осуществляться местно (кнопками, тумблерами, переменным резистором с панели управления) или дистанционно с помощью стандартных аналоговых интерфейсов 0-10 В, 0-20 мА, 4-20 мА, совместимых с любыми промышленными контроллерами.
Некоторые производители тиристорных регуляторов по согласованию с заказчиками комплектуют свои устройства ПИД-регуляторами температуры, сигнал с выхода которого задает выходное напряжение тиристорного регулятора. Это позволяет создать полноценную автоматическую систему управления температурой объекта с замкнутой обратной связью по температуре, для чего необходимо установить на объекте датчик температуры и подключить его к измерительному входу ПИД-регулятора. С помощью ПИД-регулятора можно задать желаемую температуру, темп нагрева и охлаждения, настроить срабатывание аварийной сигнализации при выходе температуры из допустимого диапазона. Управление ПИД-регулятором осуществляется кнопками с панели управления или удаленно по интерфейсному кабелю с персонального компьютера. В последнем случае становится возможным создание полноценной SCADA-системы с визуализацией технологического процесса и отображении на мнемосхеме контролируемых величин.
Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения.
При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.
Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения. Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже.
К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел.
В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств.
Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах.
Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку
В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер.
Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1.
Рис. 1.
Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке Uн выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке Uн, а выпрямление производится другими приборами.
Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные Uвыпр. Частота пульсаций fп на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой tз относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя Uвыпр становится равным нулю.
Рис. 2.
Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка tз превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение Uн на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке Uн сглаживаются конденсатором фильтра Cф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра Cф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Тп.
Теперь представим, что задержка момента включения тиристора tз равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум.
Рис. 3.
В этом случае напряжение на нагрузке Uн также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре).
Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда Uвыпр проходит через максимум, т. е. tз=Tп/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра Cф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. tз<Tп/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения tз, частота сети, а значит, частота и период Tп пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться. Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке Uн возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций.
Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки tз намного меньшее Тп/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра Cф (см. первый импульс на рис. 4).
Рис. 4.
Оказывается, что при малом времени задержки tз возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке Uн оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя Uвыпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см. второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением.
Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя.
Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5.
Рис. 5.
Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление Rп, а конденсатор фильтра Cф и нагрузка Rн подключены через пусковой диод VDп. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра Cф. После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление Rп и, затем, когда напряжение на Rп превысит напряжение на нагрузке Uн, открывается пусковой диод VDп и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра Cф. Сопротивление Rп выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса tз. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности.
Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VDп, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление Rп к отдельному выпрямителю. Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление Rп приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель.
Рис. 6.
Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором
Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым.
Рис. 7.
Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие:
1. Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF.
2. Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил.
3. В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817.
4. К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7).
5. В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления.
Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества.
Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8.
Рис. 8.
Рис. 9.
Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки.
Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10.
Рис. 10.
Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11.
Рис. 11.
Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям:
1. Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя.
2. Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор.
В фильтре использован серийный дроссель Д255В.
Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12.
Рис. 12.
Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов.
Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон.
Рис. 13.
Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов.
Рис. 14.
Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение.
Рис. 15.
Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания.
Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания.
Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний.
Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10.
Рис. 16.
Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т.к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе.
Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором
При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов. Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17.
Рис. 17.
Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора.
Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора.
С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5.
Семь тиристорных регуляторов напряжения С амплитуднофазовым управлением В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а другой — в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным
В течение отрицательного полупериода аналогично работает тринистор Д4.
И.ЧУШАНОК г. Гродно С фазоимпульсным управлением Регулятор, схема которого показана на рис. 2, управляется автоматически сигналом Uynp. В регуляторе использованы два тиристора — тринистор Д5 и динистор
Время задержки импульса, открывающего тринистор, относительно начала
Резистор R5 необходимо подобрать таким, чтобы при Uynp=0 тринистор открывался
Транзистор Т1. может быть любым из серий МП21, МП25, МП26. Динистор можно
По принципу работы регулятор с транзистором, работающим в лавинном режиме, не
В регуляторе (рис. 3) могут быть использованы и другие транзисторы, в том
Инж. Е. ФУРМАНСКИЙ Москва С аналогом однопереходного транзистора В регуляторе, схема которого показана на рис. 4, применен фазоимпульсный метод управления тринистором. В управляющем устройстве регулятора использован
Силовая цепь регулятора построена так же, как у регулятора, опубликованного в
По принципу работы управляющее устройство описываемого регулятора не
Тринистор ДЗ и диод Д1 установлены на общем радиаторе площадью 50-80 см2.
Инж. В. ПОПОВИЧ г. Ижевск. На симисторе Описываемый регулятор построен по схеме фазоимпульсного регулирования с
При включении регулятора (выключателем В1) транзисторы Т1 ч Т2 закрыты и
Импульсный трансформатор Тр1 намотан на кольце из феррита М2000НМ1-15
Максимально допустимый ток нагрузки регулятора 5 А. Пределы регулирования
Инж. В. ПОНОМАРЕНКО. инж. В. ФРОЛОВ г. Воронеж C улучшенной регулировочной характеристикой В тиристорных регуляторах с фазоимпульсным управлением напряжение на конденсаторе RС-цепи во время его заряда увеличивается по экспоненциальному закону. При синусоидальной форме сетевого напряжения регулировочная
Тиристорный регулятор, схема которого показана на рис. 6, в значительной
Сопротивление резистора R4 выбирают таким, чтобы при замкнутом накоротко
Со стабилизацией выходного напряжения Особенностью описываемого регулятора является способность стабилизировать напряжение на нагрузке при изменении напряжения питающей сети. Управляющее устройство построено на однопереходном транзисторе по схеме фазоимпульсного регулирования. Источник: shems.h2.ru
|
Лучший стабилизатор напряжения постоянного тока — Отличные предложения на стабилизатор напряжения постоянного тока от глобальных продавцов регуляторов постоянного тока
Отличные новости !!! Вы обратились по адресу, где приобрели стабилизатор постоянного напряжения. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях.Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший стабилизатор напряжения постоянного тока вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели стабилизатор постоянного напряжения на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в стабилизаторе напряжения постоянного тока и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. , а также ожидаемую экономию.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз.Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress.Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести стабилизатор напряжения постоянного тока по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
Монолитный импульсный регулятор мощностью 140 Вт упрощает регулирование постоянного тока / постоянного напряжения
LT3956 — это монолитный импульсный стабилизатор, который может генерировать выходы постоянного / постоянного напряжения в понижающей, повышающей или SEPIC топологиях в широком диапазоне входных и выходных напряжений . Благодаря входному и выходному напряжению до 80 В, прочному внутреннему переключателю на 84 В и высокой эффективности работы LT3956 может легко производить высокую мощность при небольших габаритах.
LT3956 объединяет ключевые блоки усилителя и компаратора с импульсным стабилизатором высокого тока / высокого напряжения в крошечном корпусе размером 5 мм × 6 мм. На рисунке 1 показан пример того, как мало места на плате необходимо для создания полной схемы повышения постоянного тока с постоянным напряжением, идеально подходящей для управления светодиодами, зарядки суперконденсатора или других приложений с большой мощностью, которые требуют дополнительной защиты ограничения входного или выходного тока.
Рис. 1. Полная схема повышения мощности, постоянного тока и постоянного напряжения
Самым большим двигателем в LT3956 является переключатель N-MOSFET с номинальным напряжением 84 В и сопротивлением 90 мОм с внутренне запрограммированным ограничением тока 3.9А (тип). Импульсный стабилизатор может питаться от источника питания до 80 В, поскольку драйвер переключателя N-MOSFET, драйвер вывода PWMOUT и большинство внутренних нагрузок питаются от внутреннего линейного стабилизатора LDO, который преобразует V IN в 7.15V при условии, что Подача V IN достаточно высока. Рабочий цикл переключателя и ток регулируются широтно-импульсным модулятором токового режима — архитектурой, которая обеспечивает быструю переходную характеристику, работу с фиксированной частотой переключения и легко стабилизируемый контур обратной связи на переменных входах и выходах.Частоту переключения можно запрограммировать от 100 кГц до 1 МГц с помощью внешнего резистора, что позволяет разработчикам оптимизировать размер компонентов и параметры производительности, такие как минимальный / максимальный рабочий цикл и эффективность.
В основе LT3956 лежит усилитель крутизны с двойной входной обратной связью (g m ), который сочетает в себе дифференциальное измерение постоянного тока со стандартной обратной связью по низкому напряжению. Переключение между этими двумя петлями происходит незаметно и предсказуемо. Контур обратной связи, работающий ближе всего к заданному значению, автоматически выбирается как контур, управляющий потоком заряда в цепи компенсации R-C, подключенной к выводу V C .Уровень напряжения на выводе V C , в свою очередь, управляет током и продолжительностью включения переключателя. Более подробное описание работы можно найти в техническом описании LT3956.
На рис. 2 показан повышающий драйвер светодиода мощностью 50 Вт, который работает от входа 24 В, демонстрируя некоторые уникальные возможности этого продукта при использовании в качестве драйвера светодиода. Эта повышающая схема допускает широкий входной диапазон — от 6 В до 60 В. На нижнем пределе этого диапазона V IN цепь не может работать слишком близко к пределу тока переключения за счет уменьшения запрограммированного тока светодиода по мере уменьшения V IN — устанавливается резисторным делителем (R5 и R6) на Контакт CTRL.На рисунке 3 показаны КПД и ток светодиода в сравнении с V IN . Высокая эффективность (94%) означает, что пассивное охлаждение регулятора подходит для всех, кроме самых экстремальных условий окружающей среды.
Рис. 2. Этот повышающий драйвер светодиодов мощностью 50 Вт обеспечивает широкий диапазон входных сигналов, ШИМ-регулировку яркости, защиту светодиодов и создание отчетов.
Рисунок 3. Высокий КПД 94% означает, что в преобразователе, показанном на Рисунке 2, рассеивается менее 3 Вт.
LT3956 предлагает два высокопроизводительных метода регулирования яркости: аналоговое регулирование яркости через вывод CTRL и входы считывания тока ISP / ISN и регулирование яркости ШИМ через вход ШИМ и выход ШИМ.
Аналоговое затемнение
Аналоговое регулирование яркости достигается за счет напряжения на выводе CTRL. Когда на выводе CTRL ниже 1,2 В, он программирует порог считывания тока от нуля до 250 мВ (тип.) С гарантированной точностью ± 3,5% при 100 мВ. Когда CTRL выше 1,2 В, порог измерения тока фиксируется на 250 мВ. При CTRL = 100 мВ (тип.) Текущий порог чувствительности устанавливается на ноль. Это встроенное смещение важно для функции, если вывод CTRL управляется резистивным делителем — нулевой запрограммированный ток может быть достигнут с ненулевым напряжением CTRL.Вывод CTRL имеет высокий импеданс, поэтому его можно использовать в самых разных конфигурациях.
PWM Затемнение
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) тока светодиода является предпочтительным методом для достижения широкого диапазона диммирования светового потока. На рис. 2 показан транзистор Q1 сдвига уровня, управляющий размыкающим P-MOSFET M1 на стороне высокого напряжения. Эта конфигурация позволяет регулировать яркость с помощью ШИМ с помощью однопроводного решения для светильника — ток катода светодиода может возвращаться на общий заземляющий провод. Фотография осциллографа формы сигнала ШИМ-регулирования яркости (рис. 4) показывает резкое время нарастания и спада, менее 200 нс, и быструю стабилизацию тока.Хотя отключение N-MOSFET на нижней стороне на катоде является более простой и очевидной (и немного более быстрой) реализацией для этой конкретной схемы повышения с использованием LT3956, использование отключения PWM на стороне высокого напряжения важно для обсуждаемой стратегии защиты от повышения напряжения. ниже.
Рис. 4. Формы сигналов затемнения с усилением ШИМ для 60 В светодиодов показывают время нарастания и спада в микросекундах, а также отличное регулирование постоянного тока даже на коротких интервалах.
Светодиодные системы
часто требуют обнаружения неисправности нагрузки.Ограничение выходного напряжения в случае разомкнутой цепочки светодиодов всегда было основным требованием и достигается за счет резистивного делителя (R3 и R4) на входе FB. Если цепочка разомкнута, импульсный регулятор устанавливает напряжение V FB на постоянное значение 1,25 В (тип.). В дополнение к усилителю g m , который обеспечивает это постоянное регулирование напряжения, вход FB также имеет два связанных с ним компаратора фиксированной уставки. Компаратор нижнего заданного значения активирует понижение уровня открытого коллектора VMODE, когда FB превышает 1.20В (тип.). После отключения светодиода и потери сигнала регулирования тока выход повышается до тех пор, пока не достигнет уставки регулирования постоянного напряжения. Во время этого нарастания напряжения вывод VMODE фиксируется и удерживается, указывая, что нагрузка светодиода разомкнута. Этот сигнал сохраняет свое состояние, когда ШИМ переходит в низкий уровень и регулятор прекращает переключение, учитывая вероятность того, что выходное напряжение может упасть ниже порогового значения без периодического обновления, обеспечиваемого переключением. Вывод VMODE быстро обновляется, когда ШИМ становится высоким.Сигнал VMODE также может указывать на то, что режим регулирования переходит от постоянного тока к постоянному напряжению, что является подходящей функцией для приложений с ограничением по току постоянного напряжения, таких как зарядные устройства аккумуляторов.
Схема повышения на рис. 2 использует вход обратной связи по напряжению (FB) уникальным образом — защищая узел LED + от неисправности на GND, сохраняя при этом все другие желательные атрибуты драйвера светодиода. Стандартная схема повышения напряжения имеет прямой путь от источника питания к выходу и, следовательно, не может пережить сбой заземления на выходе, если ток питания не ограничен.Существует ряд ситуаций, в которых может возникнуть желание защитить импульсный стабилизатор от короткого замыкания на GND анода светодиода — возможно, светильник отделен от схемы драйвера коннектором или длинным проводом, а входной источник питания является высоким. емкость аккумулятора.
LT3956 имеет функцию, обеспечивающую такую защиту. Компаратор перенапряжения FB (OVFB) — это второй компаратор на входе FB с уставкой выше, чем напряжение регулирования V FB . Это приводит к тому, что вывод PWMOUT переходит в низкий уровень и немедленно останавливается, когда вход FB превышает 1.31В (тип.).
Компаратор OVFB может использоваться в схеме защиты выходного заземления от неисправности (патент заявлен) для повышения. Ключевыми элементами являются P-MOSFET (M1) отключения светодиода на верхней стороне и поддерживающая его схема возбуждения, реагирующая на сигнал PWMOUT, а также цепь обнаружения неисправности выходного заземления, состоящая из D2, Q2 и двух резисторов, которые подают сигнал на узел FB. Схема работает, считывая ток, протекающий в D2, когда выход закорочен, и тем самым запускает компаратор OVFB.В ответ на работу компаратора OVFB переключатель M1 стороны высокого давления поддерживается в выключенном состоянии, и переключение останавливается до тех пор, пока не будет устранено состояние отказа. На рис. 5 показана форма кривой тока в переключателе M1 во время короткого замыкания и на выходе.
Рис. 5. Новая схема предотвращает повреждение коммутационных компонентов между клеммой повышающего напряжения LED + на GND.
Дополнительные рекомендации по защите светодиода
Некоторые суровые условия эксплуатации вызывают переходные процессы на входном источнике питания, которые могут перегрузить усиленный выход, хотя бы на короткое время, и потенциально повредить светодиоды чрезмерным током.Чтобы прервать переключение и отключить светодиоды во время такого переходного процесса, простая дополнительная схема для входа ШИМ, показанная как разрыв на рисунке 6, отключает цепочку светодиодов и переводит коммутатор в режим ожидания, когда напряжение V IN превышает 50 В. Схема работает путем подачи тока на вход ШИМ LT3956 от коллектора Q1, когда V IN достаточно низкое, но отключает этот ток, когда база Q1 (установите y резисторный делитель из V IN ) превышает 6,5 В (INTV CC минус V BE ).Когда PWM падает ниже своего порога, PWMOUT также становится низким. Гистерезис ~ 2В обеспечивается PWMOUT. Из-за высокого порога ШИМ (минимум 0,85 В перегрева) можно добавить блокирующий диод D1, чтобы сохранить возможность регулирования яркости ШИМ.
Рисунок 6. Цепь повышенного напряжения VIN останавливает переключение и отключает нагрузку во время переходных процессов высокого входного напряжения.
LT3956 обеспечивает решение проблем рассеивания тепла, возникающих при работе светодиодов. Высокая мощность приводит к сокращению срока службы светодиода из-за непрерывной работы при высоких температурах.Все большее число применений светодиодных модулей реализует тепловое зондирование для светодиода, обычно с использованием резистора NTC, соединенного с радиатором светодиода с термопастой. Простая схема, использующая контакты CTRL и V REF LT3956 и резистор NTC, измеряющий температуру светодиода, создает кривую теплового снижения мощности для тока светодиода, как показано на рисунке 7.
Рис. 7. Контакты CTRL и V REF обеспечивают снижение тепловых характеристик для повышения надежности светодиодов.
Driving LEDs отлично использует возможности LT3956, но это не единственное приложение, которое требует постоянного напряжения при постоянном токе.Его можно использовать для зарядки аккумуляторов и суперконденсаторов или для управления нагрузкой источника тока, например термоэлектрическим охладителем, и это лишь несколько примеров. Его можно использовать как регулятор напряжения с ограничением тока на входе или выходе или как регулятор тока с зажимом напряжения.
Следуя этой мысли, на рис. 8 показано зарядное устройство с суперконденсатором SEPIC, которое питается от фиксированного входа 24 В и имеет ограничение входного тока 1,2 А. Архитектура SEPIC выбрана по нескольким причинам: она может выполнять как повышение, так и понижение, и ей присуща внутренняя изоляция входа от выхода.Связанная катушка индуктивности выбрана по сравнению с подходом с двумя катушками индуктивности из-за меньшей и недорогой схемы. Эффект магнитной связи позволяет использовать один конденсатор связи, а уровни коммутируемого тока LT3956 позволяют стратегически использовать легко доступные предложения со спаренными индукторами от основных производителей магнитных устройств.3
Рисунок 8. Зарядное устройство суперконденсатора с ограниченным по току входом обеспечивает контролируемый зарядный ток в широком диапазоне выходных сигналов.
Цепь зарядки для конденсатора большой емкости (1Ф или более) может быть найдена в системе резервного питания без батарей.Эти зарядные устройства будут получать питание от некоторого индуктивного источника постоянного тока, который работает с перебоями, но доступная мощность может быть ограничена в зависимости от общего бюджета системы. Скорость зарядки на выходе схемы на Рисунке 8 основана не на каком-либо таймере, а скорее на уровне выходного напряжения, измеряемом контактом CTRL. Ниже определенного выходного напряжения, в данном случае 22 В, входной ток ограничен, так что импульсный регулятор поддерживается в пределах своего собственного предела тока. При более высоких выходных напряжениях порог определения внутреннего тока по умолчанию 250 мВ (тип.) Устанавливает, что входной ток не может превышать 1.2А, и выходной ток падает. При очень низких выходных напряжениях, менее 1,5 В, сеть, управляющая выводом SS LT3956, снижает частоту переключения и предел тока, чтобы поддерживать хороший контроль зарядного тока. Когда нагрузка находится в пределах 5% от целевого напряжения, вывод VMODE переключается, указывая на окончание режима постоянного тока и переход в режим стабилизации постоянного напряжения.
Эта схема предназначена для ситуации, когда V IN не претерпевает значительных изменений во время нормальной работы.Процедура проектирования для схемы этого типа начинается с установки максимального предела входного тока со значением R SENSE и пороговым значением 250 мВ по умолчанию. Следующим этапом проектирования является определение уровня V OUT , ниже которого ток V IN должен быть уменьшен с помощью CTRL, чтобы поддерживать средний ток переключения менее 2,5 А. Предполагая, что КПД чуть меньше 90%, установите резисторный делитель R5 и R6 так, чтобы CTRL = 1,1 В при
Значения R5 и R6 должны быть на порядок выше, чем у резистора R7.Резисторный делитель R7 и R8 настроен на обеспечение минимального напряжения на CTRL, более 125 мВ, которое необходимо для установки ненулевого значения входного тока.
LT3956 упрощает приложения для преобразования мощности, требующие регулирования как постоянного тока, так и постоянного напряжения, особенно если они ограничены площадью платы и / или длиной ведомости материалов. Его функции выбраны так, чтобы минимизировать количество внешних аналоговых блоков для этих типов приложений при сохранении гибкости.Тщательная интеграция этих компонентов в импульсный стабилизатор позволяет легко создавать приложения, которые в противном случае потребовали бы громоздкой комбинации множества внешних компонентов.
LM317 / LM338 / LM350 Калькулятор и схемы регулятора тока
Калькулятор регулятора тока LM317 / LM338 / LM350
Вы можете использовать этот калькулятор регулятора тока, чтобы изменить значение программного резистора (R 1 ) и рассчитать выходной ток из семейства LM317 / LM338 / LM350, состоящего из трех клеммных регулируемых стабилизаторов.Этот калькулятор регулятора тока будет работать со всеми регулируемыми стабилизаторами интегральных схем с опорным напряжением (В REF ) 1,25. Дополнительные сведения об этих регуляторах напряжения см. На странице «Калькулятор регуляторов напряжения LM317 / LM338 / LM350», «Информация и схемы».
Рисунок 2: Схема калькулятора регулятора тока LM317 / LM338 / LM350
Калькулятор регулятора тока LM317 / LM338 / LM350
Чтобы определить выходной ток регулятора, введите значение программного резистора (R 1 ) в омах и нажмите кнопку «Рассчитать».Это позволит рассчитать выходной ток в амперах и количество мощности, рассеиваемой через R 1 в ваттах.
ПРИМЕЧАНИЕ: для этого онлайн-калькулятора текущего регулятора требуется, чтобы в вашем браузере был включен JavaScript.
Калькулятор регулятора тока LM317 / LM338 / LM350
ОБНОВЛЕНИЕ — калькулятор регулятора напряжения LM317 / LM338 / LM350 перемещен на свою страницу, калькулятор регулятора напряжения LM317 / LM338 / LM350. Пожалуйста, обновите свои закладки.
Лист данных — 3-контактный регулируемый регулятор LM317 / LM338 / LM350
Цепи регулятора тока LM317 / LM338 / LM350
Следующие схемы показывают некоторые из основных применений регуляторов напряжения серии LM317 / LM338 / LM350, когда они сконфигурированы как регулятор тока или источник постоянного тока (CCS).
Рисунок 2: Схема регулятора тока 1 А для LM317 / LM338 / LM350
Рисунок 3: Схема прецизионного ограничителя тока для LM317 / LM338 / LM350
Рисунок 4: Схема зарядного устройства постоянного тока 50 мА для LM317
Ссылки регулятора напряжения
Как пройти настройку регулятора постоянного напряжения? —
Подстанция
- ДОМ
-
ТОВАРЫ
-
Автоматический регулятор напряжения переменного тока (АРН)
- Тип реле AVR
- Тип серводвигателя AVR
- 3-фазный стабилизатор
-
Источник бесперебойного питания (ИБП)
- Линейно-интерактивный ИБП
-
Автоматический регулятор напряжения переменного тока (АРН)
РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА INDUPERM ТИП CCR 951.Стандартное описание РЕГУЛЯТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА ТИПА CCR Скачать PDF бесплатно
Реле измерения тока и напряжения
Реле измерения тока и напряжения RXIK 1, RXEEB 1 и Страница 1 Выпущено в июне 1999 г. Изменено с июля 1998 г. Данные могут быть изменены без предварительного уведомления RXIK 1 RXEEB 1 (SE980082) (SE980081) (SE970869) Функции Применение
Дополнительная информация
Бесперебойный источник питания
96-01101 / ред.2e / 2-2-12 Источник бесперебойного питания ИСКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА И ЗАЩИТА Источник бесперебойного питания с энергосберегающим дизайном, оптимизированный для удовлетворения потребностей аудио / видео систем Характеристики
Дополнительная информация
Источники питания низкого и высокого напряжения
Источники питания низкого и высокого напряжения Мы работаем в соответствии с ISO 9001: 2008 С 1994 года Fug работает в соответствии с системой обеспечения качества ISO 9001.Все отгруженные устройства проверены и задокументированы в нашем тестировании
.
Дополнительная информация
Регуляторы ступенчатого напряжения
Ступенчатые регуляторы напряжения Дон Уэрхэм, инженер по эксплуатации на местах Сегодняшняя повестка дня Введение Теория регулятора напряжения Рекомендации по применению регулятора напряжения Установка и надлежащий байпас Заключение / вопросы
Дополнительная информация
X8 Option 2 — Технология
moog AC DC AC от 4 до 450 A от 4 до 210 A Компактный сервопривод MSD TTL на входе Технические характеристики X8 Вариант 2 — Технология имитации TTL-кодера / TTL-главный кодировщик Спецификация moog Вариант 2 — Технология TTL-кодировщик
Дополнительная информация
Руководство пользователя V1.0 2014 SDM220MODBUS. Однофазные двухмодульные счетчики на DIN-рейку
SDM220MODBUS Однофазные двухмодульные счетчики на DIN-рейке Измеряет кВтч, кварч, кВт, квар, кВА, PF, Гц, dmd, V, A и т. Д. Двунаправленное измерение IMP и EXP Два импульсных выхода RS485 Modbus Крепление на DIN-рейку 36 мм
Дополнительная информация
Комплект 106. Усилитель звука мощностью 50 Вт
Комплект 106 Аудиоусилитель мощностью 50 Вт Этот комплект основан на потрясающем модуле усилителя IC от ST Electronics, TDA7294. Он предназначен для использования в качестве высококачественного усилителя аудио класса AB в hi-fi приложениях
Дополнительная информация
ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАТЧИК HDO700 P
Тимо Рантанен 18.1.2011 1 (5) HDO700 P ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕДАТЧИК HDO700 P — это высокопроизводительный, чрезвычайно линейный передатчик 1550 нм с внешней модуляцией для волоконно-оптического канала кабельного телевидения HDO. Этот передатчик типа
Дополнительная информация
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНВЕРТОРА TIG
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНВЕРТОРА TIG Содержание Предупреждение Общее описание Блок-схема Основные параметры Принципиальная схема Установка и эксплуатация Предостережение Техническое обслуживание Список запасных частей Устранение неисправностей 3 4 4
Дополнительная информация
7-41 КОРРЕКЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
ПИТАНИЕ ИЛИ КОРРЕКЦИЯ ВВЕДЕНИЕ Современное электронное оборудование может создавать шум, который вызовет проблемы с другим оборудованием в той же системе питания.Следовательно, для уменьшения сбоев в системе необходимо
Дополнительная информация
ACS-30-EU-EMDR-10-MOD
Многофункциональный обогреватель Контроль и мониторинг в коммерческих и жилых зданиях Модуль датчика защиты от обледенения крыш и водостоков Техническая информация Сертификаты Модуль Класс защиты IP Рабочая температура окружающей среды
Дополнительная информация
Батарейный блок нагрузки TORKEL 820
TORKEL 820 Легкая расширяемая система Прочная и надежная для использования в полевых условиях Испытание без отсоединения батареи от оборудования, которое она обслуживает Описание Во время отключения электроэнергии критически важна связь
Дополнительная информация
Электронное реле давления EDS 300
Электронное реле давления EDS 300 Руководство пользователя Стр. 2 из 16 Содержание 1.Функции EDS 300 … 3 2. Монтаж … 3 3. Кнопки управления на мембранной клавиатуре … 4 4. Цифровой дисплей … 4 5. Функция выхода … 5
Дополнительная информация
3FBD DC Motor Drive Руководство пользователя
3FBD Двигатель постоянного тока Руководство пользователя Via I. Alpi 6 — промышленная зона — Лонато (BS) Тел. +39 30 9913491 r.a. Факс. +39 30 9913504 http://www.re-elettronica.it info@re-elettronica.it Стр. 1 Указатель Указатель … стр.1
Дополнительная информация
Измеритель мощности серии 700
Блоки контроля мощности PowerLogic Power Meter Series 700 Технический паспорт 2007 Функции и характеристики E90463 PowerLogic Power Meter Series 700 предлагает все необходимые измерительные возможности
Дополнительная информация
Инвертор мощности MAJORSINE
Инвертор мощности MAJORSINE Характеристики продукта: 24, 48, 130 В 1 кВА / 800 Вт Выходная мощность 2 кВА / 1600 Вт Выходная мощность 100-120 В переменного тока Диапазон 208-240 В переменного тока Стандартный диапазон 19/23, Чистая синусоида на выходе Высокая Низкая Излучение EMI / RFI
Дополнительная информация
Регулятор напряжения
| Определение, типы и факты
Регулятор напряжения , любое электрическое или электронное устройство, которое поддерживает напряжение источника питания в допустимых пределах.Стабилизатор напряжения необходим для поддержания напряжения в предписанном диапазоне, который может выдерживать электрическое оборудование, использующее это напряжение. Такое устройство широко используется в автомобилях всех типов для согласования выходного напряжения генератора с электрической нагрузкой и требованиями к зарядке аккумулятора. Стабилизаторы напряжения также используются в электронном оборудовании, в котором чрезмерные колебания напряжения могут быть вредными.
Британская викторина
Гаджеты и технологии: факт или вымысел?
Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? В этой викторине вы узнаете о гаджетах и технологиях — от компьютерных клавиатур до флэш-памяти.
В автомобилях регуляторы напряжения быстро переключаются с одного на другое из трех состояний цепи с помощью подпружиненного двухполюсного переключателя. На низких скоростях некоторый ток от генератора используется для усиления магнитного поля генератора, тем самым увеличивая выходное напряжение. На более высоких скоростях в цепь генератора поля вводится сопротивление, так что его напряжение и ток уменьшаются. На еще более высоких скоростях цепь отключается, уменьшая магнитное поле.Частота переключения регулятора обычно составляет от 50 до 200 раз в секунду.
В электронных регуляторах напряжения используются твердотельные полупроводниковые устройства для сглаживания колебаний тока. В большинстве случаев они работают как переменные сопротивления; то есть сопротивление уменьшается, когда электрическая нагрузка большая, и увеличивается, когда нагрузка меньше.
Регуляторы напряжения выполняют те же функции в крупных системах распределения электроэнергии, что и в автомобилях и других машинах; они минимизируют колебания напряжения, чтобы защитить оборудование, использующее электричество.В системах распределения электроэнергии регуляторы находятся либо на подстанциях, либо на самих фидерных линиях.
Добавить комментарий