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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 경제적인 트라이액 제어. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 라디오 아마추어 디자이너 가장 시급한 문제 중 하나는 트라이악 제어 전류의 평균값을 줄이는 문제입니다. 저자는 이 문제를 해결하기 위해 매우 흥미로운 접근 방식을 제시합니다. 연속적으로 병렬로 연결된 두 개의 사이리스터 대신 트라이액을 사용하는 것이 많은 경우에 더 정당합니다. 무엇보다도 장치의 크기와 비용을 줄일 수 있기 때문입니다. 그러나 트라이액은 상대적으로 더 큰 제어 전류를 필요로 하므로, 초과 전압을 흡수하는 안정기 요소를 통해 네트워크에서 직접 전력을 공급받는 단순한 무변압기 장치에서의 사용이 다소 제한됩니다. 알려진 무변압기 가정용 자동화 장치에서는 트라이액 전류를 줄이기 위해 광서리스터 또는 릴레이 중간 요소가 사용됩니다. 트라이악의 펄스 제어를 통해 평균 개방 전류를 크게 줄일 수 있습니다. 유사한 솔루션이 [1]에서 고려되었으며, 여기에는 주 전압의 각 반주기 시작 시 개방 펄스를 생성하는 제어 장치가 설명되어 있습니다. 이 장치는 능동 부하와 함께 성공적으로 작동하지만 능동 유도 부하(전기 모터 또는 변압기의 권선)에서는 작동이 만족스럽지 못하며 경우에 따라 주 전압과 주 전압 사이의 위상 변이로 인해 불가능합니다. 부하 회로의 전류 증가뿐만 아니라 부하 전류 증가율 제한(낮은 부하 효과)으로 인해 발생합니다. 주전원 전압이 아닌 부하 전류의 일시 정지와 장치를 동기화하면 문제가 해결될 수 있으며 트라이악 자체를 부하 전류 센서로 사용하는 것이 편리합니다. 결론은 트라이악의 주 단자 1과 2 사이에 낮은 전압이 있을 때, 즉 개방되면 전류가 흐르고, 이들 단자 사이에 양 또는 음의 전압이 있으면 일정한 개방보다 크다는 것입니다. 전압이 있으면 닫힙니다. 따라서 동기화 전압은 트라이악의 단자 1과 2 사이에 있어야 합니다. 동시에 "더 적은" 원리에 따라 개방 전류를 생성하는 기존 제어 장치와 달리 트라이악의 전압을 모니터링하면 트라이악이 개방된 후 자동으로 중지되므로 평균 제어 전류를 크게 줄일 수 있습니다. 그림에서. 그림 1은 설명된 방법을 구현하는 트라이악 제어 장치의 단순화된 다이어그램을 보여줍니다. [1]에 설명된 회로에 따라 트랜지스터 VT3~VT1과 저항기 R4, R5, R2에 조립된 트라이액 상태 센서는 트라이액 VS1이 열려 있는 경우 높은 출력 레벨을 생성합니다.
닫힌 트라이악의 단자 1과 2 사이의 전압이 12V를 초과하면 이 전압의 극성에 따라 트랜지스터 VT3 또는 VT1, VT2가 열립니다. 두 경우 모두 트랜지스터 VT4가 열리고 개방 전류가 트랜지스터 R6과 트라이악의 제어 전극을 통해 흐릅니다. 이 전류 값(약 0,15A)에 따라 저항 R6의 저항이 결정됩니다. 트라이악이 열리자마자 그 전압은 1 ... 1,5V로 감소하여 모든 트랜지스터가 닫히고 트라이악을 여는 전류가 종료됩니다. 유도성 부하 또는 작은 능동 부하의 경우와 같이 트라이악을 통과하는 전류가 유지 전류 제한에 도달하지 않으면 트라이악이 닫히고 트라이악이 안정적으로 열릴 때까지 프로세스가 반복됩니다. 능동 부하의 경우 일반적으로 하나의 개방 펄스로 충분하지만 능동-유도 부하의 경우 여러 개가 필요할 수 있습니다. 또한 능동 부하의 경우 장치는 약 0,3mA의 전류를 소비하고 유도 구성 요소가 있는 경우 최대 3mA를 소비합니다. 위에서부터 제어 장치는 부하 유형에 적응하고 트라이악을 여는 데 충분한 전류를 엄격하게 생성합니다. 그림에서. 그림 2는 트라이악 제어 장치의 실제 다이어그램을 보여줍니다. 노드는 RH 부하와 마찬가지로 AC 주 전원에서 직접 전원을 공급받습니다. 주전원 전압은 다이오드 VD5, VD6의 반파 정류기를 정류하고 제너 다이오드 VD15를 4V에서 안정화합니다. 과도한 주전원 전압은 커패시터 C3에 의해 소멸됩니다.
저항 R12는 장치가 켜질 때 정류기 다이오드를 통과하는 펄스 전류를 제한하고, 저항 R11은 장치가 꺼진 후 커패시터 C3을 방전시킵니다. 커패시터 C1은 정류된 전압의 파동을 완화합니다. 단자 A와 D에서 제거된 15V의 안정화된 전압도 전체 장치의 목적을 결정하는 기능 장치에 전원을 공급합니다. 기능 장치는 능동 부하의 경우 7mA 이하, cosΦ>5인 능동 유도 부하의 경우 0,7mA 이하의 전류를 소비해야 합니다. 트라이악 VS1의 제어 회로는 커패시터 C2, 저항 R10 및 트랜지스터 VT5로 구성됩니다. 이 커패시터에 축적된 전압은 저항 R1과 트랜지스터 VT10를 통해 트라이악 VS5의 제어 전극에 인가됩니다. 저항기는 개방 전류를 0,15A로 제한합니다. 개방 펄스 사이의 일시 정지에서 커패시터 C2는 안정화된 전압에서 저항 R9를 통해 충전됩니다. 동시에 이 저항은 커패시터 C1과 함께 임펄스 노이즈가 트라이악 제어 회로에서 기능 및 제어 장치의 전원 회로로 전달되는 것을 허용하지 않는 RC 필터를 형성합니다. 트랜지스터 VT5는 트랜지스터 VT2 및 다이오드 VD1 - VD3에 조립된 논리 요소 ZILI - NOT에 의해 제어됩니다. 논리 요소의 출력에서 제어가 활성화된 하이 레벨은 먼저 기능 노드의 로우 레벨이 제어 노드의 핀 B에 도달하고, 두 번째로 트라이악 VS1의 전압이 12V에 도달하고, 세 번째로 커패시터에 도달할 때입니다. C2는 트라이악을 열기에 충분한 전압 10V로 충전됩니다. 트라이악의 전압은 트랜지스터 VT3, VT4, VT6 및 저항 R6, R8, R13 및 R14에 조립된 상태 센서에 의해 모니터링되며 그 작동은 위에 설명되어 있습니다. 기능 노드의 출력에서 활성 로우 레벨 신호가 핀 B에 공급된 다음 아래 설명된 위상 제어 노드의 입력과 ZILI - NOT 논리 요소의 입력 중 하나에 공급됩니다. 커패시터 C2의 전압은 트랜지스터 VT1과 저항 R3-R5에 조립된 장치에 의해 모니터링됩니다. 커패시터 C2가 10V의 전압으로 충전되면 트랜지스터 VT1 콜렉터의 낮은 활성 레벨이 ZILI - NOT 요소의 입력 중 하나에 공급됩니다. 설명된 트라이악 제어 장치에 완전한 장치(열 안정기, 조광기 등)를 얻으려면 장치의 특정 기능을 결정하는 하나 또는 다른 기능 장치를 연결해야 합니다. 그림에서. 그림 3은 설명된 트라이악 제어 장치를 기반으로 인큐베이터용 1위치 열 안정 장치를 구축할 수 있는 기능 장치의 다이어그램을 보여줍니다. 온도 센서는 단일접합 트랜지스터 VTXNUMX입니다. 이 모드에서 이 트랜지스터를 작동하는 장기간의 경험을 통해 이 트랜지스터는 우수한 감도와 시간적 안정성을 가지며 이 역할에 완벽하게 적합한 것으로 나타났습니다.
트랜지스터 VT1의 베이스 간 저항은 스위치 SA1의 위치에 따라 저항 R3 - R4과 튜닝 저항 R5 또는 R1로 구성된 측정 브리지의 암에 포함됩니다. 브리지의 출력 전압은 연산 증폭기 DA1에 조립된 비교기의 입력에 공급됩니다. 저항 R6은 약 ±0,25°C의 온도 "히스테리시스"를 제공합니다. 문자 인덱스가 다른 KT117 트랜지스터를 사용하는 경우 먼저 저항 R3을 선택하여 대략적으로 브리지 균형을 맞춘 다음 온도 +4°C에서 저항 R40, +5°C에서 저항 R38를 사용하여 정확하게 브리지 균형을 맞춰야 합니다. 측정 브리지와 연산 증폭기는 VD1R7 파라메트릭 안정기에 의해 구동됩니다. 트라이 액의 위상 제어를 구현할 수있는 기능 장치의 구성표가 그림 4에 나와 있습니다. 넷.
장치의 작동 원리는 제어 노드(핀 B)에서 동기화 신호를 제거하고 이를 조정 가능한 지연과 함께 논리 요소 3OR - NOT 노드의 입력 중 하나(핀 B)로 전송하는 것을 기반으로 합니다. 조정 가능한 지연은 XNUMX개의 인버터에 조립된 장치로 구성됩니다. 인버터 DD1.1은 다이오드 VD1과 저항 R1로 구성된 직렬 회로를 통해 트라이액에 전압이 없는 동안(즉, 트라이액이 열려 있는 동안) 커패시터 C1을 방전 상태로 유지합니다. 트라이악에 12V의 전압이 나타나는 순간 요소 DD1.1의 높은 음수 레벨이 다이오드 VD1을 닫고 커패시터 C1의 충전이 저항 R2, R3을 통해 시작됩니다. 커패시터 C1의 전압이 인버터 DD1.3, DD1.4 및 저항 R4, R5에 조립된 슈미트 트리거의 트리거링 임계값에 도달하자마자 전환됩니다. 트리거의 높은 출력 레벨은 요소 DD1.2를 반전시킨 후 낮은 레벨이 트라이악 제어 장치의 입력(핀 B)으로 이동합니다. 저항 R1은 커패시터 C1의 방전을 느리게 하여 활성 유도 부하의 경우 일련의 개방 펄스를 형성할 수 있습니다. 제어 장치는 트라이액 TS2 - 10, TS2 - 16, TS2 - 25, TS112 - 10, TS112 - 16, TS122 - 25로 테스트되었습니다. 사전 선택 없이 모두 안정적으로 작동했습니다. 다른 트라이액을 사용하는 경우 참고 문헌에서 권장하는 필요한 개방 제어 전류를 얻기 위해 저항 R10을 선택하는 것이 좋습니다. 제어 장치의 인쇄 회로 기판 도면이 그림 5에 나와 있습니다. XNUMX.
두께 1,5mm의 단면 호일 유리 섬유 라미네이트로 만들어졌습니다. 문학
저자: V.Volodin, 오데사, 우크라이나
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