パルス位相調整付きトライアック調光スイッチ。スキーム、説明

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位相パルス制御を備えたトライアック調光器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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アマチュア無線家は何十年にもわたって、サイリスタ電力調整器のさまざまなバージョンを収集してきました。このユニットは、220 V AC ネットワークと負荷の間に接続されており、負荷に放出される電力を一定の制限内で変更できます。負荷が家庭用照明器具の場合は調光器と呼ばれ、はんだごての場合は先端温度調整器と呼ばれます。現在、これらのデバイスの新しい名前である調光器が海外から来ただけでなく、それら自体が販売されています。以下に掲載された記事の著者によると、これらの調光器は完璧とは程遠いそうです。

調光器は、特に家庭用電気照明装置 (シャンデリア、燭台、フロアランプなど) の白熱灯の明るさを調整するために設計されたサイリスタ電力レギュレータです。住宅地の壁スイッチに組み込むことができます。

工業的に生産された調光器（主に中国製）の回路を分析したところ、その調光器内の移相回路が不安定な電圧で電力を供給されていることがわかりました。これは、各半サイクルにおけるダイニスターの開放モーメント、したがってトライアックが主電源電圧に依存するという事実につながり、その結果、主電源電圧が変動すると調光器の負荷電力に顕著な差が生じます。これにより、そのようなデバイスの適用範囲が制限されます。

電力レギュレータ [1] の説明が Radio 誌に掲載され、この欠点が克服されました。しかし、残念なことに、このレギュレータは、電力が 100 W を超えない負荷で動作するように設計されています。 SCR VS1 とダイオード VD2 [2] を交換して、より強力なランプで動作するように調整する試みは失敗しました。最小の明るさでは、VD2 ダイオードによる主電源電圧の半波整流によりランプが不快にちらつきます。

この状況では、レギュレータの入力に接続されたダイオードブリッジが役立つ可能性があります(VD2ダイオードを取り外す必要があります)が、標準的なスイッチニッチに強力なダイオードブリッジとサイリスタを配置することには問題があり、言うまでもなく、活発な空気対流が存在しないことになります。設置エリアにあります。負荷回路に XNUMX つの要素が存在しても、デバイスの信頼性は向上しません。

さらに、照明器具のランプが切れると、短期間ではあるがスイッチング素子を無効にするのに十分な回路閉鎖を引き起こすことがよくあります。この要素と整流器ブリッジを交換するたびに、人件費と金銭的コストの両方で非常に費用がかかります。

米。 1（クリックで拡大）

スイッチング素子として強力なトライアックを備えた位相パルス電力調整器は、効率が高く、負荷回路の素子数が少ないという特徴がありますが、制御機能のせいで、これらのデバイスは回路が非常に複雑になることがよくあります[3]。前述の回路ソリューションの利点を組み合わせようとする試みにより、図に回路を示すデバイスが生まれました。 1. [4] で説明されているものとは異なり、パルス変圧器を使用する必要がありません。

ダイニスタの類似物はトランジスタ VT1 と VT2 に組み込まれており、そこにダイオード VD1 が導入されています。これにより、トライアック VS2 の制御電極回路に接続された低電力整流器ブリッジ VD3 ～ VD6 の対角接触器としてトランジスタ VT1 を使用できるようになりました。

ネットワーク電圧の半サイクルの開始時に、両方のトランジスタ、ダイオード VD1 とトライアックが閉じ、コンデンサ C1 が放電されます。電圧が増加すると、抵抗 R9、R8、ブリッジダイオード、抵抗 R7、ツェナーダイオード VD2 を流れる電流が発生します。抵抗 R9 の両端の電圧降下は、トライアックを開くにはまだ十分ではありません。バラスト抵抗 R2 と直列に接続されたツェナーダイオード VD7 は、点 A と B の間の電圧を 12 V に制限します。

抵抗 R3、R4 を介して、コンデンサ C1 が充電を開始します。その両端の電圧が抵抗R6の両端の電圧を超えるとすぐに、トランジスタVT1が開き始めます。抵抗器 R2 の両端の電圧降下により、トランジスタ VT2 がわずかに開き、そのコレクタの電圧が低下し始めます。

この結果、抵抗 R6 の両端の電圧が減少し始めます。正のフィードバックループが発生し、その作用により、ディニスターアナログの両方のトランジスタが雪崩のように開きます。トランジスタ VT2 の両端の電圧降下が抵抗 R6 の両端の電圧降下より小さくなるとすぐに、ダイオード VD1 が開き、ディニスタアナログの開きがさらに加速され、それによってトランジスタ VT2 によって消費される電力が減少します。両方のトランジスタはプロセスの最後に飽和状態になります。

ダイオードブリッジ VD3-VD6 の出力対角線が閉じていることが判明し、抵抗 R8 と R9 を流れる電流が増加し、トライアック VS1 が開き、半サイクルの残りの間、負荷がネットワークに接続されます。コンデンサ C1 の充電速度、したがってトランジスタ VT1 が開く瞬間は、負荷に放出される電力を調整する可変抵抗器 R4 の位置に依存します。

R3R4 回路の抵抗が非常に大きく、コンデンサがダイニスタアナログを開くのに必要な電圧まで充電する時間がない場合、コンデンサは閉じたままになります。しかし、半サイクルの終わりには、この瞬間までに抵抗器R1の電圧がゼロに減少するため、コンデンサC1は依然としてトランジスタVT6によって放電されます。

コンデンサ C1 の充電開始と半サイクルの開始をこのようにリンクさせることは、抵抗 R4 で電力を調整するときに発生する可能性のある「ヒステリシス」効果を排除するために必要です。この効果は、制御特性の「引き締め」として現れます。レギュレーターノブを最小出力位置から小さな角度に回すと、負荷の出力が急激に増加します。

抵抗 R1 は放電電流をトランジスタにとって安全なレベルに制限し、放電パルスを時間の経過とともに延長してトライアックをより確実に開くことができます。また、R8 は制御電極を流れる電流を制限します。抵抗 R2 は、ウォームアップ時のトランジスタ VT2 のコレクタ電流の増加によるダイニスタアナログの自発的動作を防止します。抵抗 R9 は、主電源電圧のピーク時にトライアックを閉じた状態に保ちます (まだ開いていない場合)。

トライアックとトランジスタ VT2 の効果的な冷却を確保しながらのレギュレータの最大負荷電力は 1 kW です。

パルス位相調整付きトライアック調光スイッチ
図。 2

デバイス部品のほとんどは、厚さ 1 mm のフォイルグラスファイバーラミネートで作られたプリント基板に取り付けられています。基板図を図に示します。 2. R4 を除くすべての抵抗は新品です。 R4 - 割り当てられたスペースに収まる小型のもの。レギュレータのすべての部分は主電源電圧下にあるため、設置および使用する際にはこの状況を考慮する必要があります。特に可変抵抗器 R4 のハンドルは絶縁体で作る必要があります。

抵抗 R8、R9 は基板の外側に設置されたトライアックの端子にはんだ付けされています。負荷電力が 600 W を超える場合、トライアックには 20x20x1 mm の銅板の形のヒートシンクを装備する必要があります。コンデンサ C1 - KM-6、K73-17 または K73-9

KD105V ダイオードは、逆電圧が少なくとも 105 V の KD400G または他のダイオードに置き換えることができます。KT361V トランジスタはこのシリーズのいずれか (係数 h2ie > 50) に置き換えることができ、KT538A は KT6135A に置き換えることができ、極端な場合には、 KT940A は、供給コレクタ - エミッタ電圧が制限されています (h21E>20)。コネクタ X1 - 主電源電圧用に設計された、XNUMX つの接点を備えた任意の小型サイズ。単ピンのものをXNUMXつ使用できます。ネジ接続端子も適しています。

レギュレーターを調整する必要はありませんが、抵抗 R3 スライダーの (図によると) 一番左の位置にあるランプの最大輝度を達成するには、抵抗 R4 をより正確に選択することをお勧めします。

組み立てられたボードは、以前に解体された壁スイッチの隙間に設置されます。外側から見ると、ニッチは装飾的なフロントパネルで覆われており、その上に可変抵抗器R4が取り付けられており、照明スイッチと明るさ制御の両方として機能します。このデバイスは、フロアランプやテーブルランプのスタンドに取り付けることもできます。

文学

Nechaev I. ネットワークはんだごての先端用の温度調節器。 - ラジオ、1992 年、No. 2、3、p. 22-24。
Nechaev I. ネットワークはんだごての先端用の温度調節器 (弊社相談)。 - ラジオ、1993 年、No. 1、p. 45.
ビリュコフ S. トライアックパワーレギュレーター。 - ラジオ、1996 年、No. 1、p. 44-46。
ソロコウモフ V. パワーを高めたトライアックレギュレーター。 - ラジオ、2000 年、第 7 号、p. 41.

著者：A。ジャナエフ

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