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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 큰 정류 전류를 조절하기 위한 블록. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전류, 전압, 전력 레귤레이터 강력한 소비자의 전류를 조절하기 위해 오랜 시간 테스트를 거친 회로는 설정이 쉽고 작동이 안정적이며 광범위한 소비자 기능을 갖추고 있습니다. 용접 모드 제어, 스타터 및 충전기, 강력한 자동화 장치에 매우 적합합니다. 직류로 강력한 부하를 공급할 때 1개의 파워 밸브가 있는 정류기 회로가 자주 사용됩니다(그림 XNUMX).
교류 전압은 "브리지"의 한 대각선에 공급되고 출력 DC(맥동) 전압은 다른 대각선에서 가져옵니다. 각 반주기에서 한 쌍의 다이오드(VD1-VD4 또는 VD2-VD3)가 작동합니다. 정류기 "브리지"의 이러한 속성은 중요합니다. 정류된 전류의 총량은 각 다이오드의 최대 전류의 두 배에 도달할 수 있습니다. 다이오드의 제한 전압은 피크 입력 전압보다 낮지 않아야 합니다. 파워 밸브의 전압 등급은 1400번째(XNUMXV)에 도달하기 때문에 가정용 전기 네트워크에는 문제가 없습니다. 역 전압에 대한 기존 예비는 작은 라디에이터와 함께 약간의 과열이 있는 밸브를 사용할 수 있게 합니다(남용하지 마십시오!). 주목! "B"로 표시된 전원 다이오드는 다이오드 D226(플렉시블 출력에서 본체로)과 "유사", "VL"로 표시된 다이오드는 본체에서 플렉시블 출력으로 전류를 전도합니다. 전도도가 다른 밸브를 사용하면 두 개의 이중 라디에이터에만 설치할 수 있습니다. 그러나 "VL"밸브의 "하우징"(출력 "마이너스")이 장치 본체에 연결되어 있으면 "B"라고 표시된 다이오드가 설치된 하나의 라디에이터 만 격리됩니다. 이러한 회로는 설치 및 "조정"이 쉽지만 부하 전류를 조절해야 하는 경우 어려움이 발생합니다. 용접 과정에서 모든 것이 명확하면 ( "밸러스트"부착) 시동 장치에 큰 문제가 있습니다. 엔진 시동 후 엄청난 전류는 불필요하고 유해하므로 각 지연으로 인해 배터리 수명이 단축되기 때문에 신속하게 꺼야 합니다(배터리가 폭발하는 것은 드문 일이 아닙니다!). 그림 2에 표시된 회로는 사이리스터 VS1, VS2가 전류 조정 기능을 수행하고 파워 밸브 VD1, VD2가 동일한 정류기 브리지에 포함되는 실제 구현에 매우 편리합니다.
각 쌍의 "다이오드-사이리스터"가 자체 라디에이터에 장착되어 설치가 용이합니다. 라디에이터는 표준으로 사용할 수 있습니다(산업 생산). 또 다른 방법은 두께가 10mm 이상인 구리, 알루미늄으로 라디에이터를 독립적으로 제조하는 것입니다. 라디에이터의 크기를 선택하려면 장치 레이아웃을 조립하고 헤비 모드에서 "구동"해야 합니다. 15 분 부하 후 사이리스터와 다이오드 케이스가 손을 "타지"않는다면 나쁘지 않습니다 (이 순간 전압을 끄십시오!). 장치 본체는 장치에 의해 가열된 공기의 원활한 순환이 보장되는 방식으로 설계되어야 합니다. 아래에서 위로 공기를 구동하는 "도움이 되는" 팬을 설치해도 문제가 되지 않습니다. 컴퓨터 보드가 있는 랙이나 "소비에트" 게임기에 설치된 팬은 편리합니다. 사이리스터에서 조정 가능한 정류기의 회로를 완전히 수행하는 것이 가능합니다(그림 3). (계획에 따라) 사이리스터 VS3, VS4의 하위 쌍은 제어 장치의 펄스에 의해 트리거됩니다.
펄스는 두 사이리스터의 제어 전극에 동시에 도달합니다. 이러한 회로 구성은 신뢰성 원칙과 "불협화음"이지만 시간이 회로의 작동 가능성을 확인했습니다 (가정용 전기 네트워크 사이리스터는 1600A의 펄스 전류를 견딜 수 없기 때문에 "화상"할 수 없습니다). 사이리스터 VS1 (VS2)는 다이오드로 연결됩니다. 사이리스터의 양극에 양의 전압이 있으면 트리거 전류가 다이오드 VD1 (또는 VD2)과 저항 R1 (또는 R2)을 통해 사이리스터의 제어 전극에 적용됩니다. ). 이미 몇 볼트의 전압에서 사이리스터가 열리고 현재 반파가 끝날 때까지 전류를 전도합니다. 음의 전압이 있는 양극의 두 번째 사이리스터는 시작되지 않습니다(필요하지 않음). 전류 펄스는 제어 회로에서 사이리스터 VS3 및 VS4로 전달됩니다. 부하의 평균 전류 값은 사이리스터의 개방 순간에 따라 달라집니다. 개방 펄스가 일찍 도착할수록 해당 사이리스터가 열리는 기간의 대부분이 열립니다. 저항을 통해 사이리스터 VS1, VS2를 열면 회로가 다소 "무디게" 됩니다. 낮은 입력 전압에서 사이리스터 개방각은 작아집니다. 다이오드가 있는 회로보다 부하로 흐르는 전류가 눈에 띄게 적습니다(그림 2). 따라서이 방식은 "XNUMX 차"에 따라 용접 전류를 조정하고 몇 볼트의 손실이 미미한 주전원 전압을 정류하는 데 매우 적합합니다. 그림 4에 표시된 회로는 사이리스터 브리지를 효과적으로 사용하여 광범위한 공급 전압에서 전류를 조절하는 것을 가능하게 합니다.
이 장치는 세 가지 블록으로 구성됩니다.
1W 전력의 변압기 T20은 사이리스터 VS3 및 VS4의 제어 장치에 전원을 공급하고 "다이오드"VS1 및 VS2를 엽니다. 외부 전원 공급 장치로 사이리스터를 여는 것은 유도 부하에 전원을 공급할 때뿐만 아니라 전원 회로의 낮은 (자동차) 전압에서도 효과적입니다. 변압기의 5V 권선에서 나오는 개방 전류 펄스는 제어 전극 VS1, VS2에 역상으로 공급됩니다. 다이오드 VD1, VD2는 양의 반파 전류만 제어 전극에 전달합니다. 개방 펄스의 위상이 "적절"하면 사이리스터 정류기 브리지가 작동하고 그렇지 않으면 부하에 전류가 흐르지 않습니다. 회로의 이러한 단점은 쉽게 제거할 수 있습니다. 전원 플러그 T1을 반대 방향으로 돌리는 것으로 충분합니다(그리고 장치의 플러그와 단자를 AC 주전원에 연결하는 방법을 페인트로 표시). 스타터-차저에서 회로를 사용할 때 그림 3의 회로에 비해 출력 전류의 증가가 눈에 띕니다. 저전류 회로(네트워크 변압기 T1)의 존재는 매우 유리합니다. 스위치 S1로 전류를 차단하면 부하의 전원이 완전히 차단됩니다. 따라서 소형 리미트 스위치, 회로 차단기 또는 저전류 계전기(자동 트립 장치 추가)를 사용하여 시동 전류를 차단할 수 있습니다. 전류 통과를 위해 양호한 접촉이 필요한 고전류 회로를 차단하는 것이 훨씬 더 어렵기 때문에 이것은 매우 중요한 포인트입니다. T1 변압기의 페이징을 기억한 것은 우연이 아닙니다. 전류 조정기가 충전기 스타터 또는 용접기 회로에 "내장"되어 있으면 기본 장치를 설정할 때 위상 문제가 해결됩니다. 우리 장치는 특별히 와이드 프로파일로 제작되었습니다 (시동 장치의 사용은 계절에 따라 결정되므로 용접 작업이 불규칙적으로 수행되어야 함). 강력한 전기 드릴과 파워 니크롬 히터의 작동 모드를 제어해야 합니다. 그림 5는 사이리스터 제어 장치의 다이어그램을 보여줍니다. 정류기 브리지 VD1은 회로에 0 ~ 20V의 맥동 전압을 공급합니다.
이 전압은 다이오드 VD2를 통해 커패시터 C1에 공급되고 VT2, VT3의 강력한 트랜지스터 "키"에 일정한 공급 전압이 제공됩니다. 저항 R1을 통한 맥동 전압은 병렬 연결된 저항 R2와 제너 다이오드 VD6에 공급됩니다. 저항은 지점 "A"(그림 6)의 전위를 2으로 "바인딩"하고 제너 다이오드는 안정화 임계 값 수준에서 펄스의 피크를 제한합니다. 제한된 전압 펄스는 커패시터 C1를 충전하여 DDXNUMX 칩에 전원을 공급합니다. 동일한 전압 펄스가 논리 요소의 입력에 작용합니다. 특정 전압 임계값에서 논리 요소가 전환됩니다. 논리 요소의 출력(지점 "B")에서 신호의 반전을 고려하면 전압 펄스는 입력 전압이 XNUMX이 되는 순간 근처에서 단기적입니다.
다음 로직 요소는 전압 "B"를 반전하므로 전압 펄스 "C"는 훨씬 더 긴 지속 시간을 갖습니다. 전압 펄스 "C"가 활성화되는 동안 커패시터 C3는 저항 R4 및 R3를 통해 충전됩니다. 논리 임계값을 통과하는 순간 "E" 지점에서 기하급수적으로 증가하는 전압은 논리 요소를 "전환"합니다. 두 번째 논리 소자에 의해 반전된 후 "E" 지점의 높은 입력 전압은 "F" 지점의 높은 논리 전압에 해당합니다. 저항 R4의 두 가지 다른 값은 "E"지점에서 두 개의 오실로그램에 해당합니다.
"B"신호로 트랜지스터 VT1의베이스 전원 공급 장치에주의를 기울여야합니다. 입력 전압이 1으로 떨어지고 트랜지스터 VT3이 포화 상태로 열리고 트랜지스터의 컬렉터 접합이 커패시터 CXNUMX을 방전합니다 (거기 다음 반주기 전압에서 충전을 위한 준비). 따라서 저항 R4에 따라 조만간 "F"지점에 논리적 하이 레벨이 나타납니다.
트랜지스터 VT2 및 VT3의 증폭기는 논리 신호 지점 "G"를 "반복"합니다. 이 시점의 오실로그램은 F1과 F2를 반복하지만 전압은 20V에 도달합니다. 분리 다이오드 VD4, VD5 및 제한 저항 R9 R10을 통해 전류 펄스가 사이리스터 VS3 VS4의 제어 전극에 작용합니다 (그림 4). 사이리스터 중 하나가 열리고 정류된 전압 펄스가 블록의 출력으로 전달됩니다. 저항 R4의 값이 작을수록 정현파 H1의 더 큰 부분에 해당하고 더 큰 값은 정현파 H2의 더 작은 부분에 해당합니다(그림 4). 반주기가 끝나면 전류가 멈추고 모든 사이리스터가 닫힙니다. 따라서 저항 R4의 다른 값은 부하에 걸리는 정현파 전압의 "세그먼트"의 다른 지속 시간에 해당합니다. 출력 전력은 실질적으로 0에서 100%까지 조정할 수 있습니다. 장치의 안정성은 "로직"의 사용에 의해 결정됩니다. 요소의 스위칭 임계값은 안정적입니다. 설치에 오류가 없으면 장치가 안정적으로 작동합니다. 커패시터 C3을 교체할 때 저항 R3 및 R4를 선택해야 합니다. 전원 장치의 사이리스터를 교체하려면 R9, R10을 선택해야 할 수 있습니다. "적절한" 전압계를 사용하여 매번 부하의 전압을 측정할 수 있습니다. 제어 장치의 이동성과 다용성을 기반으로 자동 7-리미트 전압계를 사용했습니다(그림 XNUMX).
추가 저항 R30가 있는 M1 유형의 PV269 헤드에서 최대 2V의 전압 측정을 수행합니다(전체 범위 편차는 30V 입력 전압에서 조정 가능). 커패시터 C1은 전압계에 공급되는 전압을 평활화하는 데 필요합니다. 나머지 회로는 척도를 10배로 "거칠게" 하는 역할을 합니다. 백열 램프 (barretter) HL3 및 트리머 저항 R3을 통해 광 커플러 U1의 백열 램프에 전원이 공급되고 제너 다이오드 VD1이 광 커플러의 입력을 보호합니다. 입력 전압이 크면 옵토 커플러 저항의 저항이 메가옴에서 킬로옴으로 감소하고 트랜지스터 VT1이 열리고 릴레이 K1이 활성화됩니다. 이 경우 릴레이 접점은 두 가지 기능을 수행합니다. 튜닝 저항 R1을 엽니 다 - 전압계 회로가 고전압 제한으로 전환됩니다. 녹색 LED HL2 대신 빨간색 LED HL1이 켜집니다. 더 눈에 잘 띄는 색상인 빨간색은 고전압 스케일에 특별히 선택되었습니다. 주목! R1의 조정(스케일 0...300)은 R2의 조정 후에 수행됩니다. 전압계 회로의 전원 공급 장치는 사이리스터 제어 장치에서 가져옵니다. 측정된 전압에서 디커플링은 옵토커플러를 사용하여 수행됩니다. 옵토커플러의 스위칭 임계값은 30V보다 약간 높게 설정할 수 있으므로 눈금을 더 쉽게 조정할 수 있습니다. 릴레이의 전원이 꺼지는 순간 전압 서지로부터 트랜지스터를 보호하려면 다이오드 VD2가 필요합니다. 장치를 사용하여 다양한 부하에 전력을 공급할 때 전압계 스케일의 자동 전환이 정당화됩니다. 옵토커플러 핀의 번호는 지정되어 있지 않습니다. 테스터를 사용하면 입력 핀과 출력 핀을 쉽게 구별할 수 있습니다. 광 커플러 램프의 저항은 수백 옴이고 포토 레지스터는 메가 옴입니다 (측정시 램프에 전원이 공급되지 않음). 그림 8은 장치의 평면도를 보여줍니다(덮개가 제거됨). VS1과 VS2는 공통 방열판에 설치되고 VS3와 VS4는 별도의 방열판에 설치됩니다. 사이리스터를 위해 라디에이터의 나사산을 잘라야 했습니다. 전원 사이리스터의 유연한 출력이 차단되고 더 얇은 와이어로 설치가 수행됩니다.
그림 9는 장치의 전면 패널을 보여줍니다.
왼쪽에는 부하 전류 제어 노브가 있고 오른쪽에는 전압계 눈금이 있습니다. LED는 저울 근처에 고정되어 있고 위쪽 LED(빨간색)는 "300V"라는 문구 근처에 있습니다. 장치의 단자는 모드 유지의 정확성이 매우 중요한 얇은 부품을 용접하는 데 사용되므로 그다지 강력하지 않습니다. 엔진 시동 시간이 짧기 때문에 터미널 연결 리소스가 충분합니다. 상단 덮개는 더 나은 공기 순환을 위해 몇 센티미터의 간격으로 바닥에 부착됩니다. 이 장치는 업그레이드하기 쉽습니다. 따라서 자동차 엔진 시동 모드를 자동화하기 위해 추가 세부 정보가 필요하지 않습니다(그림 10).
제어 장치의 지점 "D"와 "E" 사이에는 1-리미트 전압계 회로에서 릴레이 KXNUMX의 상시 폐쇄 접점 그룹을 포함해야 합니다. R3의 구조 조정으로 전압계의 스위칭 임계값을 12 ... 13 V로 가져오지 못하면 HL3 램프를 더 강력한 램프로 교체해야 합니다(10 대신 15 W 설치). 산업 생산의 시작 장치는 심지어 9V의 스위칭 임계값으로 조정됩니다. 스타터가 켜지기 전에도 배터리에 약간의 전류(스위칭 레벨까지)가 공급되기 때문에 장치의 스위칭 임계값을 더 높은 전압으로 설정하는 것이 좋습니다. 이제 자동 시작 장치와 함께 약간 "충전된" 배터리로 시작합니다. 온보드 전압이 증가함에 따라 자동화는 시작 장치의 전류 공급을 "닫고"적절한 순간에 시작을 반복하여 재충전을 재개합니다. 장치에서 사용할 수 있는 전류 조정기(정류 펄스의 듀티 사이클)를 사용하면 돌입 전류의 양을 제한할 수 있습니다. 저자: N.P. 고레이코, V.S. 스토브
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