트라이액 전원 조절기. 계획, 설명

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백열등 필라멘트의 밝기, 가정용 전기 히터의 전력 또는 AC 모터의 축 회전 속도를 매우 광범위하게 원활하게 변경할 수 있는 소형 전자 컨트롤러는 경험이 많지 않은 라디오에서도 만들 수 있습니다. 아마추어. 결국 제안된 장치는 이전 아날로그 출판물에서 많은 사람들에게 친숙한 기술 솔루션과 잘 입증된 기술 솔루션인 위상 펄스 방법을 사용하여 경제적으로 제어할 수 있는 트라이액을 기반으로 합니다. 또한 전기 회로 다이어그램은 설치 요소의 위치를 지정하는 철저하게 개발된 인쇄 회로 기판 토폴로지로 보완됩니다. 그리고 디자인에 사용되는 무선 구성 요소는 매우 일반적입니다.

장점 중에는 모든 모드에서 제어 시스템이 소비하는 전류를 최소 1,5mA로 줄여 네트워크에서 완전히 연결을 끊을 수 없는 CMOS 마이크로 회로를 사용한다는 점에도 주목해야 합니다. 그리고 표준 토글 스위치를 부하 근처에 LED 표시기와 함께 배치된 작은 크기의 버튼으로 교체하면 켜고 끄는 편의성이 높아집니다.

물론 아직은 이상적이지 않습니다. 마이크로 회로의 모든 논리적 요소가 작동에 관여하는 것은 아닙니다. 사용하지 않는 입력은 "공통" 와이어에 연결해야 합니다.

거의 전체 회로는 VD1-VD3, C2, C4 및 C5에 수집된 직류 소스에 의해 전원이 공급됩니다. 또한 커패시터 C2는 감쇠 리액턴스로 작용합니다. 다이오드 VD1, VD2는 전파 정류기를 형성하며, 그 전압은 제너 다이오드 VD10에 의해 3V로 유지되고 총 커패시턴스 C4 및 C5에 의해 평활화됩니다. 커패시터 C4는 주로 가정용 전기 네트워크에서 발생하는 고주파 잡음을 차단하지만 고유한 상당한 기생 인덕턴스로 인해 고용량 "전해질"에 의해 억제되지 않습니다.

이 전원 공급 장치의 다음 기능은 트라이액과 직접적인 관련이 있습니다. 결국, 이러한 특징적인 반도체 장치의 대부분은 음극에 대해 제어 전극에 공급되는 모든 극성의 펄스에 의해 (양극의 "양"전압에서) 열릴 수 있으며 "마이너스"Ua에서는 음의 펄스 만 열 수 있습니다 . 따라서 해당 전원의 양극 단자는 트라이 액의 음극에만 연결되고 양극의 모든 극성 전압에서 제어 전극에는 음극 펄스가 형성됩니다.

본질을 이해하려면 위상 펄스 방법을 사용하면 트라이악이 전류를 통과하는 동안 주 전압의 반주기 부분을 변경하여 부하의 전력을 조절할 수 있다는 점을 기억하는 것이 유용할 것입니다. 이는 장치가 올바르게 작동하려면 먼저 각 반주기(네트워크의 순간 전압에 해당하며 10과 같거나 50에 가까운)의 시작을 식별한 다음 XNUMXms( 주파수가 XNUMXHz인 네트워크 전압의 반주기 지속 시간)을 사용하여 펄스를 생성합니다. 그리고 트라이악을 빨리 열수록 부하에 더 많은 전력이 방출됩니다.

100Hz 주파수의 펄스 형성기는 VT1, VT2, R3, R4, R7 요소에 조립됩니다. 다이어그램에 따라 위쪽 네트워크 와이어에 양의 반주기가 나타나면 "개방" 극성의 전압이 트랜지스터 \/T1의 이미 터 접합에 적용됩니다. 실제로 반도체 3극관은 개방되어 Uk가 Ue에 가까워집니다. 저항 R1의 전압 강하는 트랜지스터 VT1의 개방형 이미터 접합의 2V에 접근하므로 트랜지스터 \/TXNUMX의 "역 바이어스" 이미터 접합은 돌파되지 않습니다. 음의 반주기로 반도체 삼극관의 역할이 변경됩니다.

저항 R4는 트랜지스터 베이스를 통과하는 전류를 제한합니다. 그리고 콜렉터 부하 \/T7 및 VT1인 R2은 논리 요소 DD1(폐쇄형 반도체 1.1극관 포함)의 입력 XNUMX에서 전위를 XNUMX으로 설정합니다.

집에서 만든 장치의 개략도(기호 "1"은 제안된 기술 솔루션에서 접지가 엄격히 금지된 "공통" 와이어를 상징하는 데 사용됨)(확대하려면 클릭)

트라이액 전원 컨트롤러
설치 중 인쇄 회로 기판(a)의 토폴로지 및 부품(b)의 위치

Unetwork가 3에 가까워지는 순간에는 저항 RXNUMX의 전압 강하가 잠금을 해제하기에 충분하지 않기 때문에 위에서 언급한 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않습니다. 이는 Uk가 전원의 음극 단자 전압과 동일하다는 것을 의미합니다. 결과적으로 네트워크의 각 반주기 시작에 해당하는 짧은 음의 펄스가 얻어집니다.

켜져 있으면 DD2의 입력 1.1에 높은 전압 레벨이 있습니다. 따라서 첫 번째 입력에 도달하는 음의 펄스는 논리 소자에 의해 반전되고 이미터 팔로워(트랜지스터 \/T5)를 통해 커패시터 C8을 거의 전원 전압까지 충전합니다.

체인 R8R9 및 \/T4를 통해 방전됩니다. 전압이 임계값까지 떨어지면 요소 DD1.2, DD1.3이 전환됩니다. 요소 DD1.3에서 발생하는 "감소"는 회로 C9R12에 의해 구별되며 약 12μs 지속 시간의 펄스 형태로 켜집니다(인버터 DD1.4 및 트랜지스터 \/T6을 통해 작동함). 전류 증폭기로서) 트라이악 VS1.

가변 저항 R9는 커패시터 C8의 방전 기간을 조절합니다. 즉, 트라이악이 켜지는 순간과 부하의 유효 전압이 변경됩니다. 커패시터 C9의 커패시턴스는 트라이악의 개방 펄스 지속 시간을 결정하고 저항 R12는 논리 요소 DD1.4의 입력에서 전위를 설정합니다. VD6 제너 다이오드는 장치의 안정적인 시작을 보장합니다.

인버터 DD2.1과 트리거 DD3.1은 레귤레이터를 켜고 끄는 스위칭 장치를 조립하는 데 사용됩니다. 동일한 노드에서 제어 신호는 회로의 다른 부분으로 이동합니다. 트랜지스터 VT4는 부하를 원활하게 켜는 역할을 하며 요소 DD2.2, DD2.3은 VT7 및 VD5와 함께 버튼 조명을 제공합니다.

장치가 처음 켜지거나 정전 후 C3R2 체인은 DD3.1 논리 요소의 R 입력에서 양의 펄스를 생성하여 부하가 꺼지는 3.1 상태로 설정합니다. T-트리거 기능을 수행하는 DDXNUMX은 입력 C의 양의 전압 강하에 민감합니다. 이러한 전압 강하가 발생할 때마다 이 논리 요소는 상태를 반대 방향으로 변경합니다.

R1C1 체인은 접점 바운스를 억제하고 여기에 포함된 저항 R1은 인버터 DD2.1의 입력에서 원하는 전위를 설정합니다. SB 버튼 중 하나를 누르면 이 요소의 출력에서 양의 전압 강하가 발생하여 DD3 트리거가 단일 상태로 전환됩니다. 결과적으로 높은 레벨의 신호는 DD1.1로 전달되어 작동이 가능해집니다. 이는 저항 R6을 통해 커패시터 C10을 6V로 충전하는 데 유리한 조건을 만듭니다. 트랜지스터 VT4 채널의 저항은 점차 감소하고 5-7초 후에 최소값에 도달합니다.

그러나 트랜지스터 VT4의 채널은 커패시터 C9의 방전 회로에서 저항 R8와 직렬로 연결되며 VT4 게이트의 전압이 증가하면 부하의 전력은 저항 R9에 의해 설정된 수준으로 원활하게 증가합니다.

저항 R10은 저항 R9의 저항이 7일 때 조정기를 완전히 끄기 위해 최소 네거티브 게이트 바이어스를 생성합니다. 이러한 바이어스 전압이 필요한 이유는 장치를 켠 후에도 부하에 전원이 끊긴 상태에서 비상 상황이 발생할 때까지 남은 시간이 없어야 하고 커패시터 C10이 저항기에 대한 교류 전압 션트 역할을 하기 때문입니다. R8은 위에서 언급한 CXNUMX의 방전 회로에서 제외됩니다.

트리거의 역 출력으로 인한 낮은 레벨은 VT3을 닫고 인버터 DD2.2, DD2.3의 전환을 금지합니다. 트랜지스터 VT7의 레벨은 높게 유지되고 LED VD5는 켜지지 않습니다.

다음에 SB 버튼 중 하나를 다시 누르면 트리거가 0 상태로 전환됩니다. 트리거 출력 13의 논리 "1.1"은 DD6 요소의 스위칭을 금지하고 해당 출력은 하이 레벨로 설정됩니다. 결과적으로 트랜지스터 VT8은 계속 열려 있고 커패시터 C12은 충전되며 부하 자체(예: 전기 램프)의 전원이 차단됩니다. 전류 제한 저항 R6을 통해 트리거 출력 3에서 나오는 논리 장치는 트랜지스터 VT6을 열고 이를 통해 커패시터 CXNUMX이 빠르게 방전되며 이를 통해 장치가 새로운 턴온을 준비할 수 있습니다.

논리 요소 DD13, DD9의 입력 2.2 및 2.3에서 하이 레벨을 사용하면 트랜지스터 VT1, VT2에서 음의 펄스를 전달할 수 있습니다. 이 펄스는 짧은 시간 동안 트랜지스터 VT7을 열고 LED가 켜집니다. 저항 R13은 VD5를 통한 평균 전류를 제한합니다(전원 공급 장치에 과부하가 걸리지 않도록 하기 위해 그렇지 않으면 생성되는 전압이 떨어지기 시작합니다).

거의 모든 자체 조정기(커넥터, 퓨즈, 트라이액 및 LED 제외)는 단면 호일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다.

트랜지스터 VT1, VT2, VT7은 저전력 실리콘일 수 있지만 전류 전달 계수가 100보다 큰 pnp 구조를 가져야 합니다. 구조 자체를 제외하면 VT3, VT6 선택에 대한 요구 사항이 거의 동일합니다. 그녀는 여기 p-pn입니다. KT5 시리즈의 반도체 201극관(끝에 문자 인덱스 포함)은 VT4로 허용됩니다. np-p 구조의 실리콘 저전력 트랜지스터를 사용하여 VD5를 켜서 이러한 대체품을 확보할 수도 있습니다(그림에서 점선으로 강조 표시되어 있음). 다이오드는 VT4 트랜지스터가 꺼진 후에 나타나는 역전압으로 인해 이미터 접합이 파손되지 않도록 보호합니다. VT305 대신 KPXNUMX 시리즈의 모든 전계 효과 트랜지스터가 동일하게 잘 작동합니다.

다른 무선 부품을 선택하는 기준도 그다지 엄격하지 않습니다. VT3 제너 다이오드도 예외는 아닙니다. 안정화 전압이 10V인 모든 다이오드는 KD509, KD510, KD522 시리즈의 다이오드입니다. 커패시터: C5 유형 K50 - 24, K50 - 29; C6, C7 - K53; C3 - 모든 산화물; C4, C9 - 실리콘; C1, C2, C8 - 금속 필름 유형 K70 - K78(C2의 정격 작동 전압은 최소 250V). 가변 저항 - 모든 유형; 본체는 차폐 목적으로 전원 회로의 "양극" 와이어에 연결됩니다. 고정 저항기 - 유형 C2 - 33N, MLT. 퓨즈 FU1은 물론 특정 부하의 전류와 일치해야 합니다.

장치 디버깅은 다음 방법(간단히 설명)을 사용하여 저항 R10을 선택하는 것으로 요약됩니다.

DD2 요소의 핀 1.1는 일시적으로 회로에서 분리되고 핀 1에 연결됩니다. R10 대신 100kOhm 가변 저항을 설치하여 저항을 2으로 줄입니다. 트라이액 조정기를 네트워크에 연결하고 전해 콘덴서 C10가 '저용량' C5를 통해 정격 전압 XNUMXV까지 충전될 때까지 XNUMX~XNUMX분 정도 기다립니다.

오실로스코프를 사용하여 부하의 펄스 모양을 모니터링하여 트라이악이 열리지 않을 때까지 가변 저항(교체 R10)의 저항을 높입니다. 그런 다음 사용 가능한 제어 요소를 사용하여 부하를 여러 번 켜고 꺼서 트랜지스터 \/T4가 제대로 트리거되면 VS1을 안정적으로 잠그는지 확인합니다. 그런 다음 가변 저항이 상수 저항으로 교체되고 다이어그램에 따라 DD2의 핀 1.1에 대한 연결이 복원됩니다.

실습 결과: 저항 R11을 설치하고 선택하면 가변 저항으로 작동하는 저항 R9의 최대 저항이 부하의 3 전압에 해당하도록 달성할 수 있습니다. 그리고 부하가 완전히 켜졌을 때 트라이액 전체의 전압 강하를 최소화하려면 반주기가 시작된 후 가능한 한 빨리 트라이액을 열어야 합니다. 이는 주전원 전압의 영점 교차를 위한 펄스 발생기가 매우 짧은 펄스를 생성해야 함을 의미합니다. 이를 최소화하려면 저항 R7의 저항을 높이고 R4을 선택해야 합니다. RXNUMX 등급을 낮추는 경로를 따르는 것은 바람직하지 않습니다. 이는 에너지 낭비입니다.

그리고 더. 트라이액 조정기를 설정하고 실제로 사용할 때 장치가 네트워크에 연결되면 가변 저항기를 포함한 모든 것이 고전압에 노출된다는 점을 잊지 말아야 합니다. 그리고 집에서 만든 전자 장치의 본체가 고품질 절연 재료로 만들어지더라도 220V 교류는 농담이 아닙니다.

저자: A.Rudenko

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천왕성은 해왕성보다 태양에 더 가깝지만 평균 온도가 해왕성보다 약간 낮은 195개 행성 중 가장 춥습니다(태양계는 항상 논리를 따르지는 않습니다). 천왕성의 평균 기온은 영하 14°C인 반면 지구는 XNUMX°C입니다.

그러나 우주 공간은 다소 넓은 공간이므로 천왕성이 태양계에서 가장 차가운 물체가 아니라고 가정하는 것은 매우 논리적입니다.

실제로, 꿰뚫을 정도로 차가운 얼음 거인은 태양계에서 가장 친절하지 않은 장소 중 하나입니다. 천왕성이 헬륨, 수소 및 메탄으로 구성된 대기를 가지고 있다는 사실과 결합된 그러한 온도는 천왕성이 그곳에서 생존할 수 없음을 의미합니다. 그러나 우리 달의 온도가 훨씬 더 낮은 지역이 있을 수 있습니다.

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