過負荷保護付きのトライアックレギュレータ。スキーム、説明

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過負荷保護機能付きトライアックレギュレーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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以前に公開されたトライアックコントローラーの XNUMX つを改良して、著者はその特性を改善し、過負荷保護ユニットを追加して、計算で技術的解決策を確認しました。

[1] の説明に従って組み立てられたトライアックコントローラーを構築する際、負荷で最大電力モードに移行できないことが判明しました。「犯人」は単接合トランジスタKT117Aをベースにした発電機であることが判明し、主電源電圧の各半サイクルでXNUMXつではなく複数のパルスを生成します。その結果、パルス増幅器の電源回路内のコンデンサは、次の半サイクルの開始までに充電する時間がなく、パルスエネルギーはトライアックを開くのに十分ではありませんでした。

改良されたレギュレータのスキームを図に示します。これは、上記の欠点を解消するだけでなく、負荷回路の許容電流値を超えることに対する保護装置を提供します。

（クリックして拡大）

プロトタイプとは異なり、ここでのパルス発生器は相補的なトランジスタのペア (VT1 KT361G、VT2 KT315G) で作られています。コンデンサ C3 が充電されるにつれて増加するトランジスタ VT1 のエミッタの電圧がベースの電圧を超えた瞬間に、ジェネレータは単一のパルスを生成します。両方のトランジスタが雪崩のように開き、コンデンサ C3 は主にトランジスタ VT3 のベース-エミッタセクションを通じて放電されます。このトランジスタが開き、コンデンサ C5 がパルストランス T2 の巻線 I を介して放電されます。パルストランスの巻線 II からのパルスはトライアック VS2 を開きます。

トランジスタ VT1 と VT2 は、主電源電圧がゼロを通過するまで、より正確には、電源バスの電圧が 4 ～ 6 V に低下するまで、開いたままになります。これらが閉じられると、発電機は別のパルスを出力する準備が整います。パルスを発行する瞬間は、コンデンサ C3 をトランジスタの開放電圧まで充電する期間によって決まり、定抵抗 R7 と変数 R6 の合計抵抗に依存します。

ジェネレータは各半サイクルで 5 つのパルスだけを生成するという事実により、放電されたコンデンサ C8 は、瞬時に電圧が印加される短い間隔を除いて、ほぼ半サイクル全体にわたって常に VD9 ダイオードを通じて充電されます。主電源電圧の値がゼロに近い。平均充電電流 izar.sr が約 1 mA (抵抗器 R2 と R5 の抵抗値によって異なります) の場合、コンデンサ C10 は半サイクル (22 ms) で最大 2 V まで充電する時間があります (ツェナーによって制限されます)。ダイオード VD3 および VDXNUMX)、その容量が以下の場合

このコンデンサの最小静電容量はいくらですか? トライアック VS2 (TC132-50-6、[2]) が開くには、その制御電極 Uy の電圧が少なくとも t on - 4 μs の間 12 V を超える必要があります。この電圧での制御電極電流 iy は 200 mA です。

制御電極回路の抵抗 Ry は、オームの法則を使用して推定できます。

変圧器T2の変圧比kを考慮して、その一次巻線に換算される電圧と抵抗値は次のとおりです。

方程式から

ここで、U0 \u22d 5 VはコンデンサCXNUMXの初期電圧です。

5μFに等しいコンデンサC1の静電容量を選択します。

過負荷保護装置はトリニスタ VS1 KU101G で作られています。過負荷センサー信号 (変流器 T1) の影響下で、トリニスターが開き、ダイオードブリッジ VD1 の出力電圧が約 4 V に低下します。これは、KS168A の安定化電圧 (VD7) よりも低くなります。 ) ツェナーダイオード。したがって、トランジスタ VT1 および VT2 のパルス発生器は動作を停止し、トライアック VS2 は開きません。保護の作動は、HL1 LED の点灯によって示されます。

コンデンサ C1 とダイオード VD6 のおかげで、トリニスタ VS1 を流れる電流は、主電源電圧がゼロを通過する瞬間に止まらず、トリニスタは開いたままになります。保護が作動したレギュレータを動作状態に戻すには、数秒間（コンデンサ C1 の放電に十分な時間）主電源から切り離す必要があります。

変圧器 T1 の二次巻線の電圧は、負荷回路に直列に接続された一次巻線に流れる電流に比例します。トリニスタ VS1 の制御電極は、ダイオード VD4 と VD5 によって整流された二次巻線の電圧の一部を受け取ります。トリマ抵抗 R4 を使用して、保護しきい値を調整します。コンデンサ C2 は、インパルスノイズによるトリガーを防止します。

過負荷センサーとしての変流器は、設定された保護しきい値を大幅に超える電流（負荷が短絡した場合など）でも、二次巻線の電圧はデバイスの他の要素に対して安全なままであるため便利です。これは磁気回路の飽和による変圧比の急激な低下によるものです。

レギュレータで使用される - 変流器 T1 は、加入者スピーカーからの変圧器 T-Sh-ZM で作られています。同様のことが一部の電話機にも見られます。 W 型磁気コアの断面は SM=64×10-6 m2、磁力線の平均長さは lM = 72×10-3 m、実験的に決定された比透磁率 μ=0,7×103 (非誘導時の比透磁率) 1T以上飽和は 1,6 ... 1,8 T の誘導で発生します。

変流器の計算を行います。

1.誘導B \u1d XNUMX Tを得るために必要な電界強度、

2.これに必要なアンペアターン

3. 最大電力 P=2500 W および電圧の実効値 U=220 V における負荷電流の振幅は、次と等しくなります。

4.一次（電流）巻線の巻数

w1=5 を受け入れます。

5. 一次巻線のインダクタンス

6. 主電源周波数 f=50 Hz における一次巻線の誘導性リアクタンス

7. 一次巻線の誘導性リアクタンスでの電圧降下

8. トリニスタ KU101 を確実に開くには、制御電極 [15] に少なくとも 2 V の電圧を印加する必要があります。これはまさに二次巻線 U2 の電圧振幅です。そのターン数

このデバイスは全波整流器 (ダイオード VD3、VD4) を使用しているため、変圧器の二次巻線は実際には 1500 倍の巻数 (中央からタップが付いた XNUMX 巻) で構成されている必要があります。この巻線を流れる電流は非常に小さいため、ワイヤの直径は機械的強度と磁気回路ウィンドウ内に必要な巻数を配置できるかどうかのみに基づいて選択されます。

一次巻線は、断面積が少なくとも 4 ... 5 mm2 の十分に絶縁された二次ワイヤ上に XNUMX 層で巻かれます。この部分のワイヤは巻き付けるのに非常に不便であるため、必要な総断面積と等しい多数の細いワイヤを束ねて使用することをお勧めします。束のワイヤは並列に接続されます。

レギュレータの設定は、トリミング抵抗 R4 による保護トリップ電流の設定と、電力制御間隔の上限 (通常 7 ～ 94%) が依存する抵抗 R97 の値の選択に帰着します。 R7 の値は、最大電力モードでトライアック VS2 が開いていないことによる半サイクルの「スキップ」が存在しないように選択されます。

コントローラによって発生する電波干渉を抑制するには、[1] で推奨されているフィルタを使用してください。

文学

ソロコウモフ S. パワーを高めたトライアックコントローラー。 - ラジオ、2000 年、第 7 号、41 ページ。
Zamyatin V. et al. 強力な半導体デバイス。サイリスタ (参考書)。 - M.: ラジオと通信、1987 年。

著者: B. Lavrov、サンクトペテルブルク

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