Регулятор напряжения 220в на тиристоре т 25. трехфазный и однофазный тиристорный регулятор мощности

Схема тиристорного регулятора напряжения

Таблица номиналов элементов

• C1 – 0,33мкФ напряжение не ниже 16В;
• R1, R2 – 10 кОм 2Вт;
• R3 – 100 Ом;
• R4 – переменный резистор 33 кОм;
• R5 – 3,3 кОм;
• R6 – 4,3 кОм;
• R7 – 4,7 кОм;
• VD1 .. VD4 – Д246А;
• VD5 – Д814Д;
• VS1 – КУ202Н;
• VT1 – КТ361B;
• VT2 – КТ315B.

Схема построена на отечественной элементной базе, собрать её можно из тех деталей, которые провалялись у радиолюбителей 20-30 лет. Если тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 установить на соответствующие охладители, то тиристорный регулятор напряжения будет способен отдавать в нагрузку 10А, то есть при напряжении 220 В получаем возможность регулировать напряжение на нагрузке в 2,2 кВт.

В устройстве всего два силовых компонента диодный мост и тиристор . Они рассчитаны на напряжение 400В и ток 10А. Диодный мост превращает переменное напряжение в однополярное пульсирующее, а фазовое регулирование полупериодов осуществляет тиристор.

Параметрический стабилизатор из резисторов R1, R2 и стабилитрона VD5 ограничивает напряжение, которое подается на систему управления на уровне 15 В. Последовательное включение резисторов нужно для увеличения пробивного напряжения и увеличения рассеиваемой мощности.

В самом начале полупериода переменного напряжения С1 разряжен и в точке соединения R6 и R7 тоже нулевое напряжение. Постепенно напряжения в этих двух точках начинают расти и чем меньше сопротивление резистора R4, тем быстрее напряжение на эмиттере VT1 перегонит напряжение на его базе и откроет транзистор.
Транзисторы VT1, VT2 составляют маломощный тиристор. При появлении напряжения на база-эмиттерном переходе VT1 больше порогового, транзистор открывается и открывает VT2. А VT2 отпирает тиристор.

Представленная схема достаточно проста, её можно перевести на современною элементную базу. Также можно при минимальных переделках снизить мощность или напряжение работы.

1. Резистор 4.7кОм млт-0.5 (пойдет даже 0.25 ватт). 2. Перменный резистор 500кОм-1мОм, с 500ком будет регулировать довольно плавно, но только в диапазоне 220в-120в. С 1 мОм — будет регулировать более жестко, тоесть будет регулировать промежутком в 5-10вольт, но зато диапазон возрастет, возможно регулировать от 220 до 60 вольт! Резистор желательно ставить со встроеным выключателем (хотя можно обойтись и без него, просто поставив перемычку). 3. Динистор DB3. Взять такой можно из ЛСД экономичных ламп. (Можно заменить на отечественный KH102). 4. Диод FR104 или 1N4007, такие диоды встречаются практически в любой импортной радиотехнике. 5. Экономичные по току светодиоды. 6. Симистор BT136-600B или BT138-600. 7. Винтовые клемники. (обйтись можно и без них, просто припаяв провода к плате). 8. Небольшой радиатор (до 0,5кВт он не нужен). 9. Пленочный конденсатор на 400вольт, от 0.1 микрофарадп, до 0.47 микрофарад.

Схема регулятора переменного напряжения:

Приступим к сборке устройства. Для начало вытравим и пролудим плату. Печатная плата — её рисунок в LAY, находится в архиве. Более компактный вариант, представленный товарищем sergei
— .

Затем паяем конденастор. На фото конднесатор со стороны лужения, т.к у моего экземпляра конденсатора были слишком коротки ножки.

Паяем динистор. У динистора полярности нет, так-что вставляем его как вам угодно. Припаиваем диод, резистор, светодиод, перемычку и винтовой клемник. Выглядит оно примерно так:

И в конце концов последний этап — это ставим на симистор радиатор.

А вот фото готового устройства уже в корпусе.

Регулятор тиристора

Важным элементом в системе тиристора является регулятор мощности. Именно его схему мы и рассмотрим:

Данная структура выглядит достаточно просто. Наш диммер (в вышепредставленной конструкции) питается и работает благодаря наличию переменного тока в электросети, напряжение которой составляет 220 Вольт.

Перейдем к составу, регулятор мощности в данном случае включает в себя:

1. Диод полупроводника “vd1”;
2. Резистор “r1” переменного назначения;
3. Резистор “r2” постоянного назначения;
4. Емкость малой проводимости “c1”;
5. Переключающий прибор Тиристор “vs1”.

Все величины, которые рекомендуется использовать для номинальной схемы, представлены на картинке. Кроме того, надо сказать, что в роли “vd1” (диода) можно применить либо элемент “KД-209”, либо “КУ-103В”, мощность которых больше 2-х Ватт, а напряжение не меньше 50-ти Вольт.

Данная структура управляет только одним полупериодом в сетевом процессе. В том случае, если исключить отсюда 4 элемента, кроме полупроводникового диода, тогда он сможет пропустить лишь половину волны с переменным током, а нагрузка, например, на устройства паяльника или лампы накаливания придет только около пятидесяти процентов всей силы выхода.

Способности тиристора

Тиристор способен пропустить условные, говоря простым языком, дополнительные блоки половинчатого периода, которые срезаны “vd1” элементом. Если происходит изменение местоположения резистора “r1” переменного назначения, то работа эффективности электрической системы тоже изменится (в большую или меньшую сторону, в зависимости от напряжения).

К электро-положительному выходу на конденсаторе подключен выводная управляющая трубка прибора. В том случае, когда происходит увеличение напряжения на конденсаторе, то есть величина его доходит определенного уровня, тогда он и начинает пропускать половинчатую часть “+”-го периода.

Резистор переменного назначения сможет определить скоростную способность зарядки устройства. Таким образом, чем раньше зарядка достигнет максимального значения, тем быстрее произойдет открытие тиристора и ему удастся пустить половину полупериода в полярной части.

Стоит сказать и о пассивном электронном компоненте, на который не попадает часть отрицательной полуволны, однако, это не опасно, ведь конденсатор имеет полярное свойство, что позволяет регулировать напряжение на концах элемента.

Итак, наша структура показывает следующее: диммер способен изменить значение мощности в диапазоне 50-ти и 100-та процентов (что является абсолютной нормой для “среднестатистического паяльника”).

Виды регуляторов мощности

Теперь предлагаю вам рассмотреть все виды регуляторов мощности, их достаточно много, но небольшие знания о них не помешают точно никому:

• Диммер. Тот самый инструмент , про который шла речь в нашей структуре. Чаще всего его используют в качестве управляющего элемента мощностной нагрузки, при этом, в цепь подключается последовательно. Если мы говорим о статистике, то диммер применяется ради поправки световой яркости в различных типах ламп;
• Автоматический регулятор мощности. Представляет из себя электронную структуру, которая позволяет изменить показания подводимой мощности (это происходит благодаря удержанию процесса включения прибора в работу на половинчатом периоде с переменным током);
• Регулятор “Симосторной” мощности. Аналог автоматического регулятора, также используется в электроцепях с переменным током (применяется для мгновенных изменений различных параметров цепи);
• Авто-электронный регулятор мощности. Это система, предназначенная для регулирования мощности хода и для управленческого процесса в оборотах электродвигателей;
• “Дуговой” диммер мощности. Это элемент, имеющий ту конструкцию, которая способна обеспечить поддержку на постоянной основе определенному значению дугового горения.

Параметры тиристора КУ 202

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202А	КУ202Б	КУ202В	КУ202Г
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	25	25	50	50
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	—	—	—	—
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	10	10	10	10
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202Д	КУ202Е	КУ202Ж	КУ202И
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	120	120	10	10
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	—	—	240	240
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	10	10	—	—
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Параметр	Обозначение	Еди- ница	Тип тиристора
КУ202К	КУ202Л	КУ202М	КУ202Н
Постоянный ток в закрытом состоянии	Iз. с	мА	10	10	10	10
Постоянный обратный ток при Uобр max	Iобр	мА	10	10	10	10
Отпирающий постоянный ток управления	Iу. от	мА	200	200	200	200
Отпирающее постоянное напряжение управления	Uу. от	В	7	7	7	7
Напряжение в открытом состоянии	Uос	В	1,5	1,5	1,5	1,5
Неотпирающее постоянное напряжение управления	Uу. нот	В	0,2	0,2	0,2	0,2
Время включения	tвкл	мкс	10	10	10	10
Время выключения	tвыкл	мкс	150	150	150	150
Предельно допустимые параметры
Постоянное напряжение в закрытом состоянии	Uз. с max	В	10	10	10	10
Постоянное обратное напряжение	Uобр max	В	360	360	480	480
Постоянное обратное напряжение управления	Uу. обр max	В	—	—	—	—
Минимальное прямое напряжение в закрытом состоянии	Uз. с min	В	—	—	—	—
Постоянный ток в открытом состоянии	Iос min	А	10	10	10	10
Импульсный ток в открытом состоянии	Iос. и min	А	50	50	50	50
Постоянный прямой ток управления	Iу max	А	—	—	—	—
Импульсная рассеиваемая мощность УЭ	Pу. и max	Вт	—	—	—	—
Средняя рассеиваемая мощность	Pср max	Вт	20	20	20	20
Максимальная температура окружающей среды	Tmax	°С	+85	+85	+85	+85
Минимальная температура окружающей среды	Tmin	°С	-60	-60	-60	-60

Регулятор для паяльника своими руками

Эта тема давно освоена радиолюбителями, которые как никто другой заинтересованы в качественном инструменте для паяния. Предлагаем вам несколько популярных решений с электросхемами и порядком сборки.

Двухступенчатый регулятор мощности

Такая схема работает на устройствах с питанием от сети переменного напряжения 220 вольт. В разрыв цепи одного из питающих проводников, параллельно друг другу подключается диод и выключатель. Когда контакты выключателя замкнуты – паяльник запитан в стандартном режиме.

При размыкании – ток проходит через диод. Ели вы знакомы с принципом протекания переменного тока – работа устройства будет понятно. Диод, пропуская ток лишь в одном направлении – отсекает каждый второй полупериод, понижая напряжение вдвое. Соответственно, в два раза снижается мощность паяльника.

В основном, такой режим питания используется при длительных паузах во время работы. Паяльник находится в дежурном режиме, и наконечник не сильно охлаждается. Для приведения температуры к 100% значению, включаем тумблер – и через несколько секунд можно продолжать пайку. При снижении нагрева меньше окисляется медное жало, продлевая срок службы прибора.

ВАЖНО! Проверка выполняется под нагрузкой, то есть с подключенным паяльником.

При вращении резистора R2 напряжение на входе в паяльник должно плавно изменяться. Схема помещается в корпусе накладной розетки, что делает конструкцию очень удобной.

ВАЖНО! Необходимо надежно изолировать компоненты термоусадочной трубкой, для предотвращения замыкания в корпусе – розетке.

Дно розетки закрывается подходящей крышкой. Идеальный вариант – не просто накладная, а герметичная уличная розетка. В данном случае выбран первый вариант.
Получается своеобразный удлинитель с регулятором мощности. Пользоваться им очень удобно, на паяльнике нет никаких лишних приспособлений, и ручка регулятора всегда под рукой.

Тиристор это один из мощнейших полупроводниковых приборов, именно поэтому он часто используется в мощных преобразователях энергии. Но он обладает своей спецификой управления: его можно открыть импульсом тока, а вот закроется он только когда ток опуститься почти до нуля (если быть точнее, то ниже тока удержания). Из этого тиристор в основном применяются для коммутирования переменного тока.

—>Автозапчасти и СТО —>

Предлагаю вашему вниманию простое зарядное устройство с использованием тиристора, которое под силам собрать своими рукамидаже начинающему радиолюбителю. Его можно использовать как самостоятельное устройство, так и в дополнение к существующему зарядному устройству, так как в схеме реализовано несколько типов защит. Имеется защита от короткого замыкания, так как без подключённого аккумулятора на выходе отсутствует выходное напряжение. Так же устройство не выйдет из строя при неправильном подключении батареи, транзистор откроет тиристор только при правильном подключенииаккумулятора. Трансформатор берём готовый или мотаем сами, мощностью 150-200 ватт, вторичная обмотка с напряжением 16-19 вольт. Вместо указанных на схеме тиристора и транзистора можно поставить соответственно КУ202 с любым буквенным индексом и КТ815. Резистором R4 подбирают минимальное напряжение включения зарядки, схема рассчитана на аккумуляторную батарею 12 вольт. Перед включением обязательно проверить правильность монтажа. Рекомендую, отличная вещь против ошибок.

По желанию, на выходе схемы к АКБ, можно добавить вольтметр и амперметр. Вольтметр подключается параллельно нагрузке, а амперметр последовательно, через линию «+».

Диодный мост рекомендую выполнить на диодах Д242

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Аналоги транзистора КТ815

Транзистор КТ 815 возможно заменить на отечественный аналог: КТ8272, КТ961, либо на его зарубежный аналог: BD135, BD137, BD139, TIP29A

Основные технические характеристики диодов Д242, Д242А, Д242Б:

Диод	Uпр/Iпр	Ioбр	t вос обр	Uобр max	Uобр имп max	Iпр max	Iпр имп max	Cд	fд max	Т
В/А	мА	мкс	В	В	А	А	пФ	кГц	°C
Д242	1,25/10	3	—	—	100	10	—	—	1,1	-60. +130
Д242А	1,0/10	3	—	—	100	10	—	—	1,1	-60. +130
Д242Б	1,5/5	3	—	—	100	5	—	—	1,1	-60. +130

Аналоги тиристора КУ 202

Зарубежными аналогами тиристора КУ202Н являются ВТХ32S100, H20T15CN, 1N4202. Зарубежные производители не выпускают устройств таких же геометрических размеров, что и КУ202Н, поэтому нужно будет изменить место под монтаж устройства. Следует также учитывать, что их параметры могут незначительно отличаться от рассматриваемого тиристора, например, средний ток может быть равен 7,5 А.

Кроме иностранных устройств можно использовать российский аналог — Т112-10. Как и КУ202Н он имеет металлический корпус и анодный выход под резьбу. Однако его размеры меньше, поэтому монтажное место все равно придется изменить.

Фазовое регулирование напряжения

Существует несколько способов регулирования переменного напряжения тиристорами: можно пропускать или запрещать на выход регулятора целые полупериоды (или периоды) переменного напряжения. А можно включать не в начале полупериода сетевого напряжения, а с некоторой задержкой — ‘a’. В течении этого времени напряжение на выходе регулятора будет равно нулю, а мощность не будет передаваться на выход. Вторую часть полупериода тиристор будет проводить ток и на выходе регулятора появиться входное напряжение.

Время задержки ещё часто называют углом открывания тиристора, так вот при нулевом угле практически всё напряжение со входа будет попадать на выход, только падение на открытом тиристоре будет теряться. При увеличении угла тиристорный регулятор напряжения будет снижать выходное напряжение.

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя при работе на активную нагрузку приведена на следующем рисунке. При угле равном 90 электрических градусов на выходе будет половина входного напряжения, а при угле 180 эл. градусов на выходе будет ноль.

На основе принципов фазового регулирования напряжения можно построить схемы регулирования, стабилизации, а также плавного пуска. Для плавного пуска напряжение нужно повышать постепенно от нуля до максимального значения. Таким образом угол открывания тиристора должен изменяться от максимального значения до нуля.

Схема регулятора мощности для управления освещением

На основе схемы фабричного регулятора мощности я собрал макет регулятора для напряжения нашей сети.

C1-C4 = 47n	R4 = 100k	VD1-VD3 = DB3
R1 = 30k	R5 = 100k	VS1 = BT139-800
R2 = 68k	R6 = 1k
R3 = 390k	L1 = 30µH

На чертеже изображена схема регулятора, адаптированная для работы в сети, напряжением 220 Вольт.

Собственно, эта схема отличается от оригинальной только параметрами нескольких деталей. В частности, в три раза был увеличен номинал резистора R1, примерно вдвое уменьшены номиналы R4 и R5, а 60-ти Вольтовый динистор был заменён двумя, включёнными последовательно, 30-ти Вольтовыми динисторами VD1, VD2.

Таким образом, если где-нибудь на диком Западе разжиться неисправными диммерами, то можно не только их отремонтировать, но и легко переделать под свои нужды.

Это работающий макет регулятора мощности. Не знаю, понадобится ли он мне в будущем, так как я уже давно перешёл на люминесцентные лампы. Но, если вдруг понадобится, то я буду точно знать, какую схему следует собрать.

Эта схема не требует подбора деталей и работает сразу. Единственная регулировка, которая может потребоваться, осуществляется изменением положения движка подстроечного резистора R4.

Сначала нужно установить движки потенциометров R4 и R5 в крайне-верхнее (по схеме) положение. Затем изменить положение движка R4 так, чтобы лампа загорелась с минимально-возможной яркостью, а потом чуть сдвинуть движок в обратном направлении. На этом настройку можно считать законченной.

Тиристорные регуляторы мощности применяются как в быту (в аналоговых паяльных станциях, электронагревательных приборах и т.д.), так и на производстве (например, для запуска мощных силовых установок). В бытовых приборах, как правило, устанавливаются однофазные регуляторы, в промышленных установках чаще применяются трехфазные.

Эти устройства представляют собой электронную схему, работающую по принципу фазового регулирования, для управления мощностью в нагрузке (подробнее об этом методе будет рассказано ниже).

Пролог

Я уже описывал конструкцию Некоторые радиолюбители приспособили этот регулятор напряжения для управления яркостью осветительных ламп. При правильном подборе элементов, регулятор позволяет управлять мощностью ламп накаливания и даже оборотами асинхронных двигателей, но всё же не так хорошо, как бы этого хотелось.

В связи с ремонтом подобных регуляторов, я испытал одну из схем, которая оказалось более помехоустойчивой и простой в настройке, чем описанная ранее.

Но, расскажу обо всём по порядку.

Так вот, пришлось мне ремонтировать электропроводку вдали от родного дома. А именно, нужно было поменять выключатели с регуляторами мощности, или, как их там называют, диммеры (Dimmer).

В магазине новые выключатели с индикацией и регулировкой мощности стоили слишком дорого (45$ до налога). Так что, было решено временно заменить их более дешёвыми и менее функциональными выключателями, а неисправные диммеры отремонтировать. Ну, а так как на месте не было ни радиодеталей, ни необходимого инструмента, пришлось привести их домой. Вот в связи с этими мытарствами и родилась статья.

Приехав домой, я первым делом купил на местном радиорынке симисторы подходящей мощности BT139-800 всего по 0,65$ за штуку и вычертил электрическую схему диммера.

Основные параметры тиристоров Т122-20, Т122-25, Т122-32, Т222-20, Т222-25:

Тип прибора	Uобр.п Uобр.max, В	Uзс.п Uзс.max, В	Iос.п, А	Iос.ср, А	Uос.и Uос, В	Uу.нот, В	Iзс.и Iзс, мА
Т122-20	100-1200	100-1200	31	20	1,75	0,3	3
Т122-25	100-1200	100-1200	39	25	1,75	0,35	3
Т122-32	100-1200	100-1200	50	32	1,8	0,45	3
Т222-20	100-1300	100-1300	31	20	1,75	0,3	3
Т222-25	100-1300	100-1300	39	25	1,75	0,35	3

Тип прибора	Iу.от Iу.з.и, мА	Uу.от Uу.от.н, В	dUзс/dt, В/мкс	tвкл, мкс	tвыкл, мкс
Т122-20	130	3	50-1000	10	63-100
Т122-25	130	3	50-1000	10	63-100
Т122-32	130	3	50-1000	10	63-100
Т222-20	130	3	50-1000	10	63-100
Т222-50	130	3	50-1000	10	63-100

■ Uобр. постоянное обратное напряжение — наибольшее напряжение, которое может быть приложено к прибору в обратном направлении;

■ Uобр. п. повторяющееся импульсное напряжение — наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, прикладываемого к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения;

■ Uзс. п. повторяющиеся импульсное напряжение в закрытом состоянии — наибольшее мгновенное значение напряжения в закрытом состоянии, прикладываемого к тиристору, включая только повторяющиеся переходные напряжения;

■ Iос. постоянный ток в открытом состоянии — наибольшее значение тока в открытом состоянии;

■ Iос. п. повторяющийся импульсный ток в открытом состоянии — наибольшее мгновенное значение тока в открытом состоянии, включая все повторяющиеся переходные токи;

■ Iос. ср. средний ток в открытом состоянии — среднее за период значение тока в открытом состоянии;

■ Uос. и. импульсное напряжение в открытом состоянии — наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения;

■ Uос. напряжение в открытом состоянии — падение напряжения на тиристоре в открытом состоянии;

■ Uу. нот. неотпирающее постоянное напряжение управления — наибольшее постоянное напряжение на управляющем электроде, вызывающее переключение тиристора из закрытого состояния в открытое;

■ Iзс. и. повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии — импульсный ток в закрытом состоянии, обусловленный повторяющимся импульсным напряжением в закрытом состоянии;

■ Iзс. постоянный ток в закрытом состоянии — ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении;

■ Iобр. п. повторяющийся импульсный обратный ток — обратный ток, обусловленный повторяющимся импульсным обратным напряжением;

■ Iобр. постоянный обратный ток — обратный анодный ток при определенном значении обратного напряжения;

■ Iу. от. отпирающий постоянный ток управления — наименьший постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора (из закрытого состояния в открытое);

■ Iу. от. и. отпирающий ток управления — наименьший импульсный ток управления, необходимый для включения тиристора;

■ Uу. от. постоянное отпирающее напряжение управления — напряжение между управляющим электродом и катодом тиристора, соответствующее отпирающему постоянному току управления;

■ Uу. от. и. импульсное отпирающее напряжение управления — импульсное напряжение на управляющем электроде, соответствующее импульсному отпирающему току управления;

■ Uзс /dt критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии — наибольшее значение скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, которое не вызывает переключение тиристора из закрытого состояния в открытое;

■ t вкл. время включения тиристора — интервал времени, в течение которого тиристор включается отпирающим током управления или переключается из закрытого состояния в открытое импульсным отпирающим током;

■ t выкл. время выключения — наименьший интервал времени между моментом, когда основной ток тиристора после внешнего переключения основных цепей понизится до нуля, и моментом, в который определенное основное напряжение проходит через нулевое значение без переключения тиристора.

Устройство тиристора

Фиксирование устойчивого состояния прибора возможно благодаря наличию ряду особенностей во внутреннем строении устройства. На представленной ниже схеме можно в этом убедиться:

На этой структуре становится очевидным тот факт, что тиристор представлен в виде 2-х простых электронных транзисторов, которые не похожи по своей структуре, однако связаны между собой. Кроме того, ключевую роль в составе полупроводникового электроприбора играют три следующих звена:

• Катод;
• Анод;
• Электрод управления.

Из-за того, что тиристор имеет четыре последовательно-соединенных диода, его переходный слой имеет такую форму: (р) — (п) — (р) — (п). Этот факт объясняет пропускную способность I, который течет лишь в единственной направленности направлении: от плюса к минусу.

Говоря и описывая внешний вид тиристоров, надо сказать, что они производятся из разных корпусов, поэтому исключен вариант с простым отводом тепла, однако, из-за наличия массивного металлического корпуса, способны выдерживать большие токи.

Замена симистора (Triac-а) в диммере

Пустотелые заклёпки можно удалить с помощью сверла, заточенного под углом 90°, или с помощью кусачек-бокорезов. Но, чтобы не повредить радиатор, делать это нужно непременно со стороны расположения триака.

Радиаторы, изготовленные из очень мягкого алюминия, при клёпке были немного деформированы. Поэтому, пришлось ошкурить контактные поверхности наждачной бумагой.

1. Винт М2,5х8.
2. Шайба пружинная (гровер) М2,5.
3. Шайба М2,5 – стеклотекстолит.
4. Корпус симистора.
5. Прокладка – фторопласт 0,1мм.
6. Гайка М2,5.
7. Шайба М2,5.
8. Трубка (кембрик) Ø2,5х1,5мм.
9. Шайба М2,5.
10. Радиатор.

Так как я использовал триак, не имеющий гальванической развязки между электродами и контактной площадкой, то применил старый проверенный способ изоляции. На чертеже видно, как он реализуется.

А это те же детали гальванической развязки триака в натуральном виде.

Для предотвращения продавливания стенки радиатора в месте крепления симистора, под головку винта была подложена шайба. А у самого винта была сточена большая часть шляпки, чтобы последняя не цеплялась за ручку потенциометра, регулятора мощности.

Вот так выглядит симистор, изолированный от радиатора. Для улучшения теплоотвода, использовалась термопроводящая паста КПТ-8.

Что находится под кожухом диммера.

Снова в строю.

Регулятор работающий без помех

Ниже представлена схема регулятора мощности, не создающего помехи, поскольку он не «обрезает» полуволны, а «отрезает» их определенное количество. Принцип работы такого устройства мы рассматривали в разделе «Принцип работы фазового регулирования», а именно, переключение тиристора через ноль.

Также как и в предыдущей схеме, регулировка мощности происходит в диапазоне от 50 процентов до величины близкой к максимальной.

Перечень используемых в приборе радиоэлементов, а также варианты их замены:

Тиристор VS – КУ103В;

Диоды:

VD 1 -VD 4 – КД209 (в принципе можно использовать любые аналоги, которые допускают величину обратного напряжения более 300В, а ток свыше 0,5А); VD 5 и VD 7 – КД521 (допускается ставить любой диод импульсного типа); VD 6 – KC191 (можно использовать аналог с напряжением стабилизации равным 9В)

Конденсаторы:

С 1 – электролитического типа с емкостью 100мкФ, рассчитанный на напряжение не менее 16В; С 2 – 33Н; С 3 – 1мкФ.

Резисторы:

R 1 и R 5 – 120кОм; R 2 -R 4 – 12кОм; R 6 – 1кОм.

Микросхемы:

DD1 – K176 ЛЕ5 (или ЛА7); DD2 –K176TM2. В качестве альтернативы можно использовать логику серии 561;

R n – паяльник, подключенный в качестве нагрузки.

Если при сборке тиристорного регулятора мощности не было допущено ошибок, то устройство начинает работать сразу после включения, настройка для него не требуется. Имея возможность измерить температуру жала паяльника, можно сделать градацию шкалы для резистора R 5 .

В том случае, когда устройство не заработало, рекомендуем проверить правильность распайки радиоэлементов (не забудьте перед этим отключить его от сети).

Температура жала паяльника зависит от многих факторов.

• Входного напряжения сети, которое не всегда стабильно;
• Рассеивания тепла в массивных проводах или контактах, на которых производится пайка;
• Температуры окружающего воздуха.

Для качественной работы требуется поддерживать тепловую мощность паяльника на определенном уровне. В продаже есть большой выбор электроприборов с регулятором температуры, однако стоимость таких устройств достаточно высокая.

Еще более продвинутыми являются паяльные станции. В таких комплексах расположен мощный блок питания, при помощи которого можно контролировать температуру и мощность в широких пределах.

Цена соответствует функциональности.
А что делать, если паяльник уже имеется, и покупать новый с регулятором не хочется? Ответ простой – если вы умеете пользоваться паяльником, сможете изготовить и дополнение к нему.

Ремонт симисторного регулятора – Dimmer-а

На чертеже изображена оригинальная электрическая схема промышленного диммера фирмы Leviton, предназначенного для работы в сети, напряжением 120 Вольт.

Проверка неисправных диммеров показала, что кроме самого симистора в них ничего не пострадало. Некоторые симисторы были пробиты, а некоторые оборваны. Один из диммером вышел из строя прямо у меня на глазах, когда внутри одной из ламп накаливания, вкрученной в люстру, произошло короткое замыкание.

И я бы не стал описывать процедуру замены симистора в этом регуляторе, если бы не «подводные камни», встретившиеся на этом пути.

Дело в том, что в ремонтируемых мною диммерах были установлены какие-то диковинные симисторы с надписью «68169». Мне не удалось найти на них даже даташита.

Кроме всего, у этих симисторов, размещённых в корпусе TO-220, контактная площадка оказалась изолированной от электродов симистора (триака). Хотя, как видите, контактная площадка у этих симисторов выполнена из меди и вовсе не покрыта пластиком, как это бывает у корпусов транзисторов. Доселе, я даже не знал, что существуют симисторы в таком удобном исполнении. Могу только предположить, что компания, выпускающая диммеры, получает данные компоненты по индивидуальному заказу, дабы усложнить ремонт своих неоправданно дорогих изделий.

Ещё одним «подарком» оказался метод крепления симисторов к радиатору с помощью пустотелых заклёпок. При использовании изолирующих прокладок, такой способ крепления применять нежелательно. Да и в плане ремонтопригодности он никуда не годится.

В общем, ремонт занял немало времени именно из-за проблем с установкой такого типа триаков, на которые диммер рассчитан не был.

Схема простого регулятора мощности

Регулировать мощность паяльника можно используя для этой цели аналоговые или цифровые паяльные станции. Последние стоят достаточно дорого, и собрать их, не имея опыта, не просто. В то время как аналоговые устройства (являющиеся по сути регуляторами мощности) не составит труда сделать своими руками.

Приведем несложную схему прибора на тиристорах, благодаря которому можно регулировать мощность паяльника.

Радиоэлементы, обозначенные на схеме:

• VD – КД209 (или близкий ему по характеристикам)
• VS- KУ203В или его аналог;
• R 1 – сопротивление с номиналом 15кОм;
• R 2 – резистор переменного типа 30кОм;
• С –емкость электролитического типа ч номиналом 4,7мкФ и напряжением от 50В;
• R n – нагрузка (в нашем случае в качестве нее выступает паяльник).

Данное устройство регулирует только положительный полупериод, поэтому минимальная мощность паяльника будет вполовину меньше номинальной. Управляется тиристор через цепь, включающую в себя два сопротивления и емкость. Время зарядки конденсатора (оно регулируется сопротивлением R 2) влияет на длительность «открытия» тиристора. Ниже показан график работы устройства.

Пояснение к рисунку:

• график A – показывает синусоиду переменного напряжения, поступающего на нагрузку Rn (паяльник) при сопротивлении R2 близком к 0 кОм;
• график B – отображает амплитуду синусоиды поступающего на паяльник напряжения при сопротивлении R2 равном 15 кОм;
• график C, как видно из него, при максимальном сопротивлении R2 (30 кОм) время работы тиристора (t 2) становится минимальным, то есть паяльник работает с мощностью примерно около 50% от номинальной.

Схема устройства довольно простая, поэтому собрать ее самостоятельно смогут даже те, кто не очень хорошо разбирается в схемотехнике. Необходимо предупредить, что при работе данного прибора в его цепи присутствует опасное для жизни человека напряжение, поэтому все его элементы должны быть надежно заизолированы.

Как уже описывалось выше, устройства, работающие по принципу фазового регулирования, являются источником сильных помех в электросети. Существует два варианта выхода из подобной ситуации: