経済的なトライアック制御装置。スキーム、説明

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経済的なトライアック制御装置です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このデバイスは、コンパクトで経済的なホームオートメーション製品を対象としています。外部ロジック信号に応じて、220 つ以上の負荷を 1 V AC 電源に個別に接続および切断します。この場合、トライアックを制御するパルスは、トライアックを開くのに十分な最小限の持続時間で生成されます [XNUMX]。

さらに、負荷をオンにするタイミングは主電源電圧がゼロと交差する瞬間に関連付けられており、負荷は常に整数の主電源電圧の周期を受け取ります。これにより、スイッチングノイズのレベルが低減されます。これは高電力負荷にとって特に重要であり、負荷電流の DC 成分がないことも保証されます。

経済的なトライアック制御装置
米。 1（クリックで拡大）

図では、図 1 は、1 つの負荷を独立して制御するデバイスの図を示しています。負荷 2 はトライアック VS1.1 によって切り替えられます。これは要素 DD1、DA2、VD3、VD7、R9、R11、R12、R2 によって制御されます。同様に、負荷 3 はトライアック VS1.2 によって切り替えられ、要素 DD2、DA4、VD5、VD8、R10、R13、R14、R1 によって制御されます。このようにして、C1、R3 ～ R4 はすべてに共通ですが、任意の数の負荷を制御できます。要素 R6 ～ R2、C4 ～ C1、VD6、VD7、VD1、VS3、DA12 は電源を形成し、その電圧は外部制御デバイスにも供給されます。最大 100 mA の負荷電流で 2 V の出力電圧を提供します。このユニットは、記事[1]で説明されているバラストコンデンサを備えた電源と、ツェナーダイオードとサイリスタの類似トランジスタを使用した出力電圧制限ユニットを備えた原理に基づいて動作します。ただし、図に示すように、アナログ SCR の代わりに実際のデバイス VS1 が使用されます。 XNUMX.

前回の記事 [3] では、制御パルスの持続時間が固定された KR1441VI1 タイマー上のトライアック制御ユニットについて説明しました。そのため、誘導成分を含む負荷を制御する場合に使用するのは困難です。この記事では、この制限が解消されます。負荷には、電子安定器を備えたコンパクト蛍光灯 (「省エネ」) ランプを使用できます。デバイスに接続されている省エネランプがオフのときに定期的に点滅することが判明した場合は、漏れ電流が低いトライアックを選択する必要があります。これが失敗した場合は、次のようにランプを抵抗またはコンデンサでバイパスします。記事[4]で推奨されています。

DD1 マイクロ回路のトリガーは、トライアックがオンになる瞬間とネットワーク電圧がゼロを通過する瞬間を同期させるために使用されます。各トリガーの入力 D は制御です。信号が供給され、対応する負荷がオンかオフかを決定します。

分圧器 R2R3 は、ネットワーク内の瞬時電圧がゼロ値を通過して増加する瞬間に、フリップフロップの入力 C にクロックパルスを供給することを保証します (図の下側のネットワークワイヤに対して上側のネットワークワイヤ上)。したがって、クロックパルスはネットワークと同期して 50 Hz の周波数で続きます。デバイスがネットワークに接続された瞬間に、R1C1 回路を通るパルスがデバイスを設定し、すべての負荷がオフになります。

スイッチング負荷 1 を例に動作を考えてみましょう。電源投入後、トリガ DD1.1 が反転出力でハイレベル、正出力でローレベルに設定されます。ここと以下では、論理レベルは -12 V 電源ラインを基準にして示されています。このトリガーは、クロックパルスが入力 C に到着した後、入力 D (ピン 5) が負の電源ワイヤに接続されると同じ状態に設定されます (ピン3)。ダイオード VD2 と VD3 が開きます。タイマDA2の入力E(スタートイネーブル信号-4ピン)にはダイオードVD1を介してハイレベルが供給され、入力Sはローレベルに設定されます。その結果、タイマDA1の出力(3番ピンと7番ピンに接続)がハイレベルになります。トライアック VS2 の制御電極には電流が流れず、トライアックは閉じられ、負荷 1 は切断されます。

DD1.1 トリガの入力 D が正の電源線に接続されている場合、クロックパルスが入力 C に到着した後、トリガは直接出力でハイレベルに、反転出力でローレベルに設定されます。ダイオード VD2 と VD3 が閉じます。タイマー DA1 の状態は、タイマーの入力 E および S に接続されている分圧器 R11R7R9 の出力の電圧値によって決まります。この分圧器の抵抗器の抵抗値は、トライアック VS2 の電極 2 と 2 の間の電圧 U1-i の絶対値が 9,8 V を超えたときに電流がトライアック VSXNUMX の制御電極を流れるように選択されます。

タイマ入力 E は S よりも優先され、S は R よりも優先されます。タイマ入力 R は電源のプラスに接続されます。したがって、E 入力と S 入力の信号によって妨げられない限り、タイマーの出力は Low 状態になり、電圧 U2-1 の絶対値が 9,8 V 未満である限り、E 入力は High レベルになります。入力により S 入力での設定が可能入力 S の低レベル電圧によりタイマーが高出力状態に設定されます。制御電極トライアック VS2 には電流が流れず、負荷 1 は切断されます。

電圧 U2-i が +9,8 V より大きい場合、S 入力の電圧はスイッチングしきい値を超えるため、R 入力からの信号によりタイマーは低出力状態になります。電流はトライアック VS2 の制御電極から電流制限抵抗 R12 を通ってタイマーの出力に流れます。トライアック VS2 が開き、負荷 1 をネットワークに接続します。

U2-1 が -9,8 V 未満の場合、入力 E と S は両方とも Low に駆動され、入力 E が Low になるとタイマー出力 Low 状態がトリガーされます。電流はトライアック VS2 の制御電極から電流制限抵抗 R12 を通ってタイマーの出力に流れます。トライアック VS2 が開き、負荷 1 をネットワークに接続します。

トライアック VS2 を開いた後、その両端の電圧はほぼゼロに低下します。その結果、前述したようにタイマー DA1 が出力でハイレベル状態になり、トライアック VS2 の制御電極を流れる電流が停止し、経済的になります。トライアックの制御。

トリガー DD1 の入力 D を負の電源線に接続した後、負荷 1.1 をオンにし、正の線でオフにする必要がある場合は、入力 S と R の接続と、入力 S と R の接続を交換します。このトリガーの出力。

抵抗 R12 と R14 はトライアックの制御電極の電流を設定します。図に示されている 100 オームの抵抗では 100 mA に達します。この電流は、ほとんどのトライアック KU208G とすべての TS106-10-4 を開くのに十分です。使用するトライアックが 50 mA の電流で開くように選択されている場合、または 16 mA の電流で開くことが保証されている外国のトライアック MAC216D または VTA500-50V が取り付けられている場合、抵抗 R12 および R14 の抵抗を増やすことができます。 200オームまで。

トライアックは、共通線に接続された電極１に対して制御電極上の負極性の電圧によって制御されるため、デバイスに電力を供給するには負極性の電圧が必要である。

提案されたデバイスは、極性を観察しながら、出力がコンデンサ C4 に接続されている制御デバイスの電源から電力を供給することもできます。この場合、要素 R4 ～ R6、C2、C3、VD1、VD6、VD7、VS1、DA3 はインストールされません。負荷に目立った誘導成分がない場合、デバイスは負荷あたり約 200 ～ 300 μA の電流を消費します。ただし、信頼性の高い起動のために、電源は少なくとも 6 mA の出力電流を負荷に供給する必要があります。

ネットワークへのガルバニック接続を覚えておいて、予防措置を講じる必要があります。デバイスは隔離されたエンクロージャに配置する必要があり、接続されているデバイス以外の他のデバイスに直接接続しないでください。電気的安全性を高めるために、図に示すように、共通のネットワーク線を「ゼロ」に接続し、もう一方のネットワーク線を「位相」に接続することをお勧めします。

経済的なトライアック制御装置
図。 2

制御装置が共通線に対して正極性の論理信号を生成する場合、それらは整合装置を介して供給されます。その図を図に示します。 2. 抵抗器 R1 の抵抗値 (キロオーム単位) は、式 R1 = (U×x1-0,7 V) / 0,1 mA を使用して計算されます。ここで、UBX1 は正極性のハイレベル信号の電圧 (ボルト単位) です。式の分母は、この抵抗を流れる最大計算電流 0,1 mA です。図に示されています。 2 その抵抗は高い TTL 信号レベルに対応します。

経済的なトライアック制御装置
図。 3

制御装置に独自の電源がない場合は、バラストコンデンサを備えたバイポーラ電源から電力を供給できます。その回路を図に示します。 3. 各電圧で最大 100mA の出力電流を定格とします。制御装置は正の電圧から電力を供給され、提案されたものは負の電圧から電力を供給されます。

HEF4013BP チップのカウント入力にはシュミットトリガが装備されているため、HEF4013BP チップをアナログに置き換えることはお勧めできません。ただし、561B シリーズの他の外部マイクロ回路を使用することは可能です。最後の手段として、K2TM3 を使用することもできますが、ピン 11、7 とピン 923 の間にショットキーダイオード KD922A、KD922A、KD1B または 17N1-19N7 (アノードをピン 561) に接続する必要があります。これにより、内部保護回路を流れる電流が防止されます。ダイオード。この電流は K10 シリーズの許容値 XNUMX mA を超えませんが、マイクロ回路の誤動作につながります。

KR1441VI1 タイマーは、同様の輸入タイマー ICM7555IPA、ILC555N、GLC555 と置き換えることができます。 GLC556、ICM7556IPDなどのデュアルタイマーの使用も可能です。

出力電圧 -12 V の統合スタビライザー (図 3 の DA1 および図 2 の DA3) は、KR1168EN12、KR1199EN12 シリーズ、または輸入タイプ 79L12 から入手できます。 KR1170EN5 マイクロ回路 (図 1 の DA3) は、アナログ 2931AZ-5 に置き換えることができます。

トランジスタ VT1 (図 2 を参照) - KT3107 シリーズのいずれか。 MAS97A4 トライアック (図 1 の VS3) は、MAS97A6、MAS97A8、および VT131 シリーズのいずれかと置き換えることができます。 SCR VS1 (図 1 を参照) - KU251、MCR100、VT149 シリーズのいずれか。

図 1 のダイオード VD7、VD1 および図 3 の VD4、VD3 は、KD105、2D212、KD212 (KD212B および KD212G を除く)、D237 (D237V、D237G および D237L を除く)、KD243、1N4001 ～ 1 N4007 シリーズのものです。 KD521A ダイオードは、他の低電力シリコン製ダイオードと置き換えることができます。ツェナーダイオード

KS216Zh (図 6 の VD1) は、2S216ZH、KS508V、1 N4703、BZX55-C16 に置き換えることができます。使用するツェナーダイオードの安定化電圧は、15,5 mA の電流で 16,5 ～ 2 V の範囲内である必要があります。

定格電圧 3,3 V の容量 400 μF のコンデンサ (図 2 の C1 および図 1 の C3) は、交流回路に組み込むことを目的として「AC」とマークされて輸入されています。

文学

Volodin V. トライアックの経済的な制御。 - ラジオ、2003 年、第 6 号、p. 27、28。
Tsesaruk N. コンデンサ電源のスイッチングスタビライザー。 - ラジオ、1999 年、第 11 号、p. 39.
Gavrilov K. KR1441VI1 マイクロ回路の応用。 - ラジオ、2011 年、第 6 号、p. 34-36。
Moroz K. 省エネ蛍光灯の点滅をなくします。 - ラジオ、2012 年、第 4 号、p. 41.

著者：K。ガブリロフ

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