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無線電子工学および電気工学の百科事典 大きな整流電流を調整するブロックです。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電流、電圧、電力のレギュレーター 強力な消費者の電流を調整するための実績のある回路は、セットアップが簡単で、動作の信頼性が高く、幅広い消費者向けの機能を備えています。 溶接モード制御、スターターや充電器、強力な自動化ユニットに最適です。 強力な負荷に直流を供給する場合、1つのパワーバルブを備えた整流回路がよく使用されます（図XNUMX）。
交流電圧は「ブリッジ」の一方の対角線に供給され、出力 DC (脈動) 電圧はもう一方の対角線から取得されます。 各半サイクルで、1 対のダイオード (VD4-VD2 または VD3-VDXNUMX) が動作します。 整流器「ブリッジ」のこの特性は重要です。整流された電流の総量は、各ダイオードの最大電流の XNUMX 倍に達する可能性があります。 ダイオードの制限電圧はピーク入力電圧を下回ってはなりません。 パワーバルブの電圧クラスは 1400 番目 (XNUMX V) に達するため、家庭用電気ネットワークでは問題ありません。 逆電圧に対する既存の予備により、小型ラジエーターを備えた、ある程度の過熱を伴うバルブの使用が可能になります (乱用しないでください)。 注意！ 「B」とマークされたパワー ダイオードは、「同様の」ダイオード D226 (フレキシブル出力から本体へ)、「VL」とマークされたダイオード - 本体からフレキシブル出力へ電流を流します。 異なる導電率のバルブを使用することで、XNUMX つのダブル ラジエーターのみに取り付けることができます。 ただし、「VL」バルブ（出力「マイナス」）の「ハウジング」がデバイスの本体に接続されている場合は、「B」とマークされたダイオードが取り付けられているラジエーターをXNUMXつだけ分離する必要があります。 このような回路は設置と「調整」が簡単ですが、負荷電流を調整する必要がある場合には困難が生じます。 溶接プロセスですべてが問題がない場合（「バラスト」を取り付ける）、始動装置に大きな問題があります。 エンジン始動後、大電流は不必要かつ有害であるため、遅れが生じるたびにバッテリーの寿命が短くなるため、すぐにエンジンを切る必要があります (バッテリーが爆発することは珍しいことではありません!)。 図2に示す回路は実際の実装に非常に便利で、サイリスタVS1、VS2が電流調整機能を実行し、パワーバルブVD1、VD2が同じ整流器ブリッジに含まれています。
「ダイオード - サイリスタ」の各ペアが独自のラジエーターに取り付けられているため、設置が容易になります。 ラジエーターは標準品（工業生産品）を使用できます。 別の方法は、厚さ10 mmを超える銅、アルミニウムからラジエーターを独自に製造することです。 ラジエーターのサイズを選択するには、デバイスのレイアウトを組み立て、ヘビーモードで「駆動」する必要があります。 15 分間の負荷の後、サイリスタとダイオードのケースが手を「火傷」させなければ、悪くはありません（この時点で電圧をオフにしてください！）。 デバイスの本体は、デバイスによって加熱された空気の良好な循環が確保されるように設計する必要があります。 空気を下から上に「送り出す」ファンを設置しても問題はありません。 コンピュータボードのあるラックまたは「ソビエト」ゲーム機に取り付けられたファンは便利です。 調整可能な整流器の回路全体をサイリスタ上で実行することが可能です (図 3)。 (スキームに従って) サイリスタの下部ペア VS3、VS4 は、制御ユニットからのパルスによってトリガーされます。
パルスは両方のサイリスタの制御電極に同時に到着します。 このような回路の構成は信頼性の原則に「不協和音」ですが、時間が経つにつれて回路の動作性が確認されました（サイリスタは1600 Aのパルス電流に耐えるため、家庭用電気ネットワークでは不可能です）。 サイリスタ VS1 (VS2) はダイオードとして接続されています。サイリスタのアノードに正の電圧がかかると、トリガ電流がダイオード VD1 (または VD2) と抵抗 R1 (または R2) を介してサイリスタの制御電極に印加されます。 ）。 すでに数ボルトの電圧がかかると、サイリスタが開き、電流の半波が終わるまで電流を流し続けます。 3 番目のサイリスタは、アノードに負の電圧がかかっているため、起動しません (これは必要ありません)。 電流パルスは制御回路からサイリスタ VS4 と VS1 に入力されます。 負荷の平均電流値はサイリスタの開放瞬間に依存します。開放パルスが早く到着するほど、対応するサイリスタが開放される期間の大部分が長くなります。 抵抗を介してサイリスタVS2、VS2を開くと、回路が多少「鈍くなり」ます。低い入力電圧では、サイリスタの開き角が小さくなることがわかり、ダイオードを使用した回路よりも負荷に流れる電流が著しく少なくなります(図XNUMX)。 したがって、この回路は、数ボルトの損失が重要でない場合、「二次」に従って溶接電流を調整し、主電源電圧を整流するのに非常に適しています。 図4に示す回路により、サイリスタブリッジを効果的に使用して、広範囲の電源電圧で電流を調整することができます。
このデバイスは、次の XNUMX つのブロックで構成されています。
電力 1 W の変圧器 T20 は、サイリスタ VS3 および VS4 の制御ユニットに電力を供給し、「ダイオード」VS1 および VS2 を開きます。 外部電源を使用してサイリスタを開くことは、電源回路の低電圧（車載）時や誘導負荷に電力を供給する場合に効果的です。 変圧器の 5 ボルト巻線からの開放電流パルスは、逆位相で制御電極 VS1、VS2 に供給されます。 ダイオード VD1、VD2 は、正の半波の電流のみを制御電極に流します。 開放パルスの位相が「適切」であれば、サイリスタ整流器ブリッジは動作します。そうでない場合は、負荷に電流が流れません。 この回路の欠点は簡単に解消できます。電源プラグT1を反対方向に回すだけで十分です（そして、デバイスのプラグと端子をAC主電源に接続する方法をペイントでマークします）。 この回路をスターターチャージャーに使用すると、図 3 の回路と比較して出力電流の増加が顕著になります。 低電流回路 (ネットワークトランス T1) の存在は非常に有利です。 スイッチ S1 で電流を遮断すると、負荷は完全に遮断されます。 したがって、始動電流の遮断は、小型リミットスイッチ、サーキットブレーカー、または低電流リレー (自動トリップユニットを追加することにより) で行うことができます。 電流を流すために良好な接触が必要な大電流回路を遮断することははるかに困難であるため、これは非常に重要な点です。 私たちが T1 変圧器の位相を覚えていたのは偶然ではありませんでした。 電流レギュレータが充電器スタータまたは溶接機の回路に「組み込まれている」場合、位相の問題は主装置のセットアップ時に解決されます。 当社の装置は特別に作られたワイドプロファイルです（始動装置の使用は季節によって決定されるため、溶接作業は不定期に実行する必要があります）。 強力な電気ドリルと電力ニクロムヒーターの動作モードを制御する必要があります。 図 5 にサイリスタ制御ユニットの図を示します。 整流器ブリッジ VD1 は、回路に 0 ～ 20 V の脈動電圧を供給します。
この電圧はダイオード VD2 を介してコンデンサ C1 に供給され、VT2、VT3 上の強力なトランジスタ「キー」に一定の電源電圧が供給されます。 抵抗Ｒ１を介した脈流電圧は、並列接続された抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＶＤ６に供給される。 抵抗器は点「A」(図1)の電位をゼロに「結合」し、ツェナーダイオードはパルスのピークを安定化閾値のレベルに制限します。 制限された電圧パルスがコンデンサ C2 を充電して、DD6 チップに電力を供給します。 同じ電圧パルスが論理要素の入力に作用します。 特定の電圧しきい値で、論理要素が切り替わります。 論理要素の出力 (点「B」) での信号の反転を考慮すると、電圧パルスは入力電圧がゼロになる瞬間近くで短期間になります。
次の論理要素は電圧「B」を反転するため、電圧パルス「C」の持続時間ははるかに長くなります。 電圧パルス「C」がアクティブである間、コンデンサ C3 は抵抗 R4 および R3 を介して充電されます。 論理閾値を通過する瞬間に、点「E」で指数関数的に増加する電圧により、論理要素が「切り替わります」。 XNUMX 番目の論理要素によって反転された後、点「E」の高入力電圧は点「F」の高論理電圧に対応します。 4 つの異なる抵抗値 RXNUMX は、点「E」における XNUMX つのオシログラムに対応します。
また、「B」信号によるトランジスタ VT1 のベースの電源にも注意する必要があります。入力電圧がゼロに低下すると、トランジスタ VT1 が飽和状態まで開き、トランジスタのコレクタ接合がコンデンサ C3 を放電します（そこにあります）。次の半サイクル電圧での充電の準備です)。 したがって、抵抗 R4 に応じて、遅かれ早かれ論理 High レベルがポイント「F」に現れます。
トランジスタ VT2 および VT3 の増幅器は、論理信号点「G」を「繰り返し」ます。 この時点のオシログラムは F1 と F2 を繰り返しますが、電圧は 20 V に達します。分離ダイオード VD4、VD5 と制限抵抗 R9 R10 を介して、電流パルスがサイリスター VS3 VS4 の制御電極に作用します (図 4)。 サイリスタの 4 つが開き、整流された電圧パルスがブロックの出力に渡されます。 抵抗 R1 の値が小さいほど、正弦波の半サイクル H2 の大部分に対応し、抵抗 R4 の値が大きいほど、正弦波の半サイクル HXNUMX の小さい部分に対応します (図 XNUMX)。 半サイクルの終わりに、電流は停止し、すべてのサイリスタが閉じます。 したがって、抵抗R4の異なる値は、負荷にわたる正弦波電圧の「セグメント」の異なる持続時間に対応します。 出力電力は実質的に 0 ～ 100% まで調整できます。 デバイスの安定性は「ロジック」の使用によって決まります。つまり、要素のスイッチングしきい値が安定しています。 インストールにエラーがなければ、デバイスは安定して動作します。 コンデンサ C3 を交換する場合、抵抗 R3 および R4 の選択が必要になります。 電源ユニットのサイリスタを交換するには、R9、R10 の選択が必要になる場合があります (同じタイプのパワー サイリスタでもターンオン電流が大幅に異なることが起こります。感度の低い方を拒否する必要があります)。 「適切な」電圧計を使用して、負荷の電圧を毎回測定できます。 制御装置の機動性と汎用性を考慮し、自動二限界電圧計を採用しました（図7）。
最大 30 V の電圧測定は、抵抗 R1 を追加した M269 タイプの PV2 ヘッドによって実行されます (フルスケール偏差は 30 V 入力電圧で調整可能)。 コンデンサ C1 は、電圧計に供給される電圧を平滑化するために必要です。 回路の残りの部分は、スケールを 10 倍に「粗く」する役割を果たします。 白熱灯 (バレッタ) HL3 とトリマー抵抗器 R3 を介して、フォトカプラ U1 の白熱灯に電力が供給され、ツェナー ダイオード VD1 がフォトカプラの入力を保護します。 入力電圧が大きいと、フォトカプラ抵抗器の抵抗がメガオームからキロオームに減少し、トランジスタ VT1 が開き、リレー K1 が作動します。 この場合、リレー接点は 1 つの機能を実行します。調整抵抗 R2 を開き、電圧計回路が高電圧制限に切り替わります。 緑色の LED HL1 の代わりに、赤色の LED HLXNUMX が点灯します。 より見やすい色である赤は、高電圧スケール用に特別に選択されています。 注意！ R1 の調整 (スケール 0...300) は、R2 の調整後に行われます。 電圧計回路への電源はサイリスタ制御ユニットから供給されます。 測定電圧からのデカップリングは、フォトカプラを使用して実行されます。 フォトカプラのスイッチングしきい値は 30 V よりわずかに高く設定できるため、スケールの調整が容易になります。 ダイオード VD2 は、リレーの電源が切られた瞬間の電圧サージからトランジスタを保護するために必要です。 さまざまな負荷に電力を供給するためにユニットを使用する場合、電圧計スケールの自動切り替えが正当化されます。 フォトカプラ ピンの番号は指定されていません。テスターを使用すると、入力ピンと出力ピンを簡単に区別できます。 フォトカプラ ランプの抵抗は数百オーム、フォトレジスタはメガオームです (測定時、ランプには電力が供給されていません)。 図 8 は、デバイスの上面図 (カバーを取り外した状態) を示します。 VS1 と VS2 は共通のヒートシンクに取り付けられ、VS3 と VS4 は別のヒートシンクに取り付けられます。 サイリスタ用にラジエーターのネジ山を切る必要がありました。 パワーサイリスタのフレキシブル出力は遮断され、取り付けは細いワイヤで実行されます。
図 9 は、デバイスの前面パネルのビューを示しています。
左側は負荷電流制御ノブ、右側は電圧計の目盛です。 LED はスケールの近くに固定されており、上の LED (赤色) は「300 V」の刻印の近くにあります。 この装置の端子は、モードを維持する精度が非常に重要である薄い部品の溶接に使用されるため、あまり強力ではありません。 エンジンの始動時間が短いため、ターミナル接続のリソースは十分です。 空気循環を良くするために、上部カバーは数センチの隙間をあけて下部に取り付けられています。 デバイスは簡単にアップグレードできます。 したがって、自動車のエンジン始動モードを自動化するために、追加の詳細は必要ありません (図 10)。
制御ユニットの点「D」と「E」の間に、1 限界電圧計の回路からのリレー KXNUMX の常閉接点グループを含める必要があります。 R3の再構築によって電圧計のスイッチングしきい値を12 ... 13 Vにできない場合は、HL3ランプをより強力なものに交換する必要があります（10の代わりに15 Wを取り付けます）。 工業生産の始動装置は、スイッチングしきい値が 9 V になるように調整されています。 スターターがオンになる前でもバッテリーには少量の電流 (スイッチングレベルまで) が供給されるため、デバイスのスイッチングしきい値をより高い電圧に設定することをお勧めします。 現在は、わずかに「充電された」バッテリーと自動始動装置を使用して始動が行われます。 オンボード電圧が上昇すると、自動化により始動装置からの電流供給が「閉じ」られ、適切なタイミングで始動を繰り返すと、再充電が再開されます。 デバイスで使用可能な電流レギュレータ (整流パルスのデューティ サイクル) を使用すると、突入電流の量を制限できます。 著者: N.P. ゴレイコ、V.S. ストーブペット
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