과부하 보호 기능이 있는 트라이악 레귤레이터. 계획, 설명

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과부하 보호 기능이 있는 트라이액 조정기. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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저자는 이전에 발표된 트라이액 조정기 중 하나를 개선하여 특성을 개선하고 과부하 보호 장치를 추가했으며 계산을 통해 기술 솔루션을 확인했습니다.

[1]의 설명에 따라 조립된 트라이액 조정기를 설정할 때 부하에서 최대 전력 모드로 들어갈 수 없다는 것이 발견되었습니다. "범인"은 주전원 전압의 각 반주기마다 하나가 아닌 여러 펄스를 생성하는 단일 접합 트랜지스터 KT117A를 기반으로 한 생성기로 밝혀졌습니다. 결과적으로 펄스 증폭기의 전원 회로에 있는 커패시터는 다음 반주기가 시작될 때까지 충전할 시간이 없었고 펄스 에너지가 트라이악을 열 만큼 충분하지 않았습니다.

개선된 레귤레이터의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 이는 위에서 설명한 단점을 제거할 뿐만 아니라 부하 회로의 허용 전류 값을 초과하지 않도록 보호 장치를 제공합니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

프로토타입과 달리 여기의 펄스 발생기는 보완적인 트랜지스터 쌍(VT1 KT361G, VT2 KT315G)으로 만들어졌습니다. 커패시터 C3이 충전됨에 따라 증가하는 트랜지스터 VT1의 이미 터 전압이베이스 전압을 초과하는 순간 발생기는 단일 펄스를 생성합니다. 두 트랜지스터 모두 눈사태처럼 열리고 커패시터 C3은 주로 트랜지스터 VT3의 베이스 이미터 섹션을 통해 방전됩니다. 이 트랜지스터는 열리고 커패시터 C5는 펄스 변압기 T2의 권선 I을 통해 방전됩니다. 펄스 변압기 권선 II의 펄스는 트라이악 VS2를 엽니다.

트랜지스터 VT1 및 VT2는 주전원 전압이 4이 될 때까지, 더 정확하게는 공급 버스의 전압이 6~3V로 떨어질 때까지 열린 상태로 유지됩니다. 트랜지스터가 닫힌 후 발전기는 다음 펄스를 발행할 준비가 됩니다. 펄스가 발행되는 순간은 커패시터 C7을 트랜지스터의 개방 전압으로 충전하는 지속 시간에 의해 결정되며 일정한 저항 R6과 변수 RXNUMX의 총 저항에 따라 달라집니다.

각 반주기마다 발전기가 단 하나의 펄스만 생성하기 때문에 방전된 커패시터 C5는 순간 값이 짧은 간격을 제외하고 항상 거의 전체 반주기 동안 다이오드 VD8을 통해 충전할 수 있는 기회를 갖습니다. 주전원 전압이 9에 가깝습니다. 평균 충전 전류 icharge.sr이 약 1mA(저항 R2 및 R5의 저항에 따라 다름)인 경우 커패시터 C10는 반주기(22ms) 동안 최대 2V를 충전할 수 있는 시간을 갖습니다(제너 다이오드에 의해 제한됨). VD3 및 VDXNUMX), 용량이 더 이상 없는 경우

이 커패시터의 최소 정전 용량은 얼마입니까? 트라이액 VS2(TS132-50-6, [2])가 열리려면 제어 전극 Uy의 전압이 최소 톤 - 4μs 동안 12V를 초과해야 합니다. 이 전압에서 제어 전극 전류는 200mA입니다.

제어 전극 회로 Ry의 저항은 옴의 법칙을 사용하여 추정할 수 있습니다.

변압기 T2의 변환비 k를 고려하면 XNUMX차 권선으로 감소되는 전압 및 저항 값은 다음과 같습니다.

방정식에서

여기서 U0 \u22d 5V는 커패시터 CXNUMX의 초기 전압이며,

5μF와 동일한 커패시터 C1의 커패시턴스를 선택합니다.

과부하 보호 장치는 VS1 KU101G 사이리스터에서 만들어집니다. 과부하 센서(전류 변환기 T1)의 신호 영향으로 사이리스터가 열리고 이로 인해 다이오드 브리지 VD1의 출력 전압이 약 4V로 감소합니다. 이는 제너의 안정화 전압보다 작습니다. 다이오드 KS168A (VD7). 따라서 트랜지스터 VT1 및 VT2의 펄스 발생기가 작동을 멈추고 트라이악 VS2가 더 이상 열리지 않습니다. 보호 활성화는 HL1 LED 점등으로 표시됩니다.

커패시터 C1과 다이오드 VD6 덕분에 사이리스터 VS1을 통과하는 전류는 주전원 전압이 1을 통과하고 사이리스터가 열린 상태로 유지될 때 멈추지 않습니다. 보호 기능이 트리거된 조정기를 작동 상태로 되돌리려면 몇 초 동안(커패시터 CXNUMX을 방전하기에 충분한 시간) 네트워크에서 조정기를 분리해야 합니다.

변압기 T1의 1차 권선 전압은 부하 회로에 직렬로 연결된 4차 권선에 흐르는 전류에 비례합니다. 사이리스터 VS5의 제어 전극은 다이오드 VD4 및 VD2에 의해 정류된 XNUMX차 권선 전압의 일부를 수신합니다. 튜닝 저항 RXNUMX를 사용하여 보호 임계값이 조정됩니다. 커패시터 CXNUMX는 임펄스 노이즈로 인한 트리거를 방지합니다.

과부하 센서로서의 변류기는 설정된 보호 임계값보다 훨씬 높은 전류(예: 부하 단락 중)에서도 XNUMX차 권선의 전압이 장치의 다른 요소에 대해 안전하게 유지된다는 점에서 편리합니다. 이는 자기 회로의 포화로 인한 변환 비율의 급격한 감소로 인해 발생합니다.

조정기에 사용되는 변류기 T1은 가입자 확성기의 T-Sh-ZM 변압기로 만들어집니다. 일부 전화기에서도 비슷한 것을 찾을 수 있습니다. W자형 자기회로의 단면적은 SM = 64·10-6m2, 자력선의 평균길이는 72M = 10·3-0,7m이고, 실험적으로 결정된 비투자율은 μ = 103·1이다. 1,6T 이하의 유도에서. 포화는 유도 1,8...XNUMX T에서 발생합니다.

우리는 변류기의 계산을 제공합니다.

1. 유도 B \u1d XNUMX T를 얻는 데 필요한 전계 강도,

2. 이에 필요한 암페어 회전수

3. 최대 전력 P = 2500W 및 유효 전압 값 U = 220V에서의 부하 전류 진폭은 다음과 같습니다.

4. XNUMX차(전류) 권선의 권수

우리는 w1=5를 받아들입니다.

5. XNUMX차 권선의 인덕턴스

6. 주전원 주파수 f=50Hz에서 XNUMX차 권선의 유도 리액턴스

7. XNUMX차 권선의 유도 리액턴스에 걸친 전압 강하

8. KU101 사이리스터를 안정적으로 열려면 제어 전극 [15]에 최소 2V의 전압을 적용해야 합니다. 이는 정확히 2차 권선 UXNUMX의 전압 진폭이 되어야 합니다. 턴 수

장치는 전파 정류기(다이오드 VD3, VD4)를 사용하므로 변압기의 1500차 권선은 실제로 두 배의 권선(중간 탭 포함)으로 구성되어야 합니다. 이 권선을 통해 흐르는 전류는 매우 작기 때문에 와이어의 직경은 기계적 강도와 자기 회로 창에 필요한 회전 수를 배치할 수 있는 가능성만을 기준으로 선택됩니다.

4차 권선은 단면적이 최소 5~2mmXNUMX인 잘 절연된 XNUMX차 권선 위에 한 층으로 감겨 있습니다. 이 단면의 와이어는 감는 것이 매우 불편하므로 필요한 단면적과 동일한 총 단면적을 가진 많은 수의 얇은 와이어 묶음을 사용하는 것이 좋습니다. 하네스의 전선은 병렬로 연결됩니다.

조정기 설정은 트리밍 저항 R4를 사용하여 보호 응답 전류를 설정하고 저항 R7의 값을 선택하는 것으로 요약됩니다. 이 값은 전력 제어 간격의 상한(보통 94~97%)에 따라 달라집니다. R7의 값은 최대 전력 모드에서 트라이악 VS2가 열리지 않아 반주기가 "건너뛰는" 일이 없도록 선택됩니다.

컨트롤러에서 발생하는 무선 간섭을 억제하려면 [1]에서 권장하는 필터를 사용하십시오.

문학

Sorokoumov S. 고전력 트라이악 레귤레이터. - 라디오, 2000, 7호, 41페이지.
Zamyatin V. 외 전력 반도체 장치. 사이리스터 (핸드북). - M.: 라디오 및 통신, 1987.

저자: B. Lavrov, 상트페테르부르크

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