경제적인 트라이액 제어 장치. 계획, 설명

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경제적인 트라이악 제어 장치. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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이 장치는 작고 경제적인 가정용 자동화 제품용으로 설계되었습니다. 외부 논리 신호에 따라 하나 이상의 부하를 220V AC 전원 공급 장치에 독립적으로 연결하고 연결을 끊습니다. 이 경우 트라이악을 제어하는 펄스는 트라이악을 여는 데 충분한 최소 지속 시간으로 생성됩니다[1].

또한 부하를 켜는 타이밍은 주전원 전압이 XNUMX이 되는 순간과 연결되며 부하는 항상 정수 주기의 주전원 전압을 수신합니다. 이는 고전력 부하에 특히 중요한 스위칭 잡음 수준을 줄이고 부하 전류의 DC 구성 요소가 없음을 보장합니다.

경제적인 트라이악 제어 장치
쌀. 1 (확대하려면 클릭)

그림에서. 그림 1은 두 부하를 독립적으로 제어하는 장치의 다이어그램을 보여줍니다. 부하 1은 트라이액 VS2에 의해 전환됩니다. 요소 DD1.1, DA1, VD2, VD3, R7, R9, R11, R12에 의해 제어됩니다. 마찬가지로 부하 2는 요소 DD3, DA1.2, VD2, VD4, R5, R8, R10, R13에 의해 제어되는 트라이악 VS14에 의해 전환됩니다. 이 방법으로 C1, R1-R3은 모든 부하에 공통적으로 적용되는 부하 수에 관계없이 제어할 수 있습니다. 요소 R4-R6, C2-C4, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3은 전원 공급 장치를 형성하며 그 전압은 외부 제어 장치에도 공급됩니다. 최대 12mA의 부하 전류로 100V의 출력 전압을 제공합니다. 이 장치는 안정기 커패시터가 있는 전원 공급 장치와 제너 다이오드 및 사이리스터의 트랜지스터 아날로그를 사용하는 출력 전압 제한 장치의 기사 [2]에 설명된 원리에 따라 작동합니다. 그러나 아날로그 SCR 대신 그림 1과 같이 실제 장치 VS1이 사용됩니다. XNUMX.

이전 기사 [3]에서는 고정된 제어 펄스 지속 시간을 가진 KR1441VI1 타이머의 트라이악 제어 장치에 대해 설명하므로 유도성 구성 요소로 부하를 제어하는 경우 사용이 어렵습니다. 이 문서에서는 이러한 제한이 제거되었습니다. 부하는 전자식 안정기가 있는 소형 형광등(“에너지 절약”) 램프일 수 있습니다. 장치에 연결된 에너지 절약 램프가 꺼질 때 주기적으로 깜박이는 것으로 밝혀지면 누설 전류가 더 낮은 트라이 액을 선택해야하며 이것이 실패하면 저항이나 커패시터로 램프를 우회하십시오. 기사 [4]에서 권장됩니다.

DD1 마이크로 회로의 트리거는 트라이액이 켜지고 네트워크 전압이 XNUMX을 통해 전환되는 순간을 동기화하는 데 사용됩니다. 각 트리거의 입력 D는 제어입니다. 신호가 공급되어 해당 부하가 켜져 있는지 여부를 결정합니다.

분배기 R2R3은 네트워크의 순간 전압이 50 값을 통과하고 증가하는 순간(아래쪽을 기준으로 다이어그램의 위쪽 네트워크 와이어에서) 플립플롭의 입력 C에 클럭 펄스 공급을 보장합니다. 따라서 클록 펄스는 네트워크와 동기적으로 1Hz의 주파수를 따릅니다. 장치가 네트워크에 연결되는 순간 R1CXNUMX 회로를 통한 펄스는 모든 부하가 꺼지도록 장치를 설정합니다.

부하 1 전환의 예를 사용하여 장치의 작동을 고려해 보겠습니다. 전원을 켜면 트리거 DD1.1이 역 출력에서 하이 레벨로 설정되고 직접 출력에서 로우 레벨로 설정됩니다. 여기와 아래에서 논리 레벨은 -12V 전원 라인을 기준으로 표시됩니다. 이 트리거는 클럭 펄스가 입력 C( 핀 5). 다이오드 VD3 및 VD2이 열려 있습니다. 다이오드 VD3를 통해 하이 레벨이 타이머 DA2의 입력 E(시작 활성화 신호 - 핀 4)에 공급되고 입력 S는 로우 레벨로 설정됩니다. 결과적으로 타이머 DA1(연결된 핀 1과 3)의 출력은 하이 레벨로 설정됩니다. 트라이악 VS7의 제어 전극을 통해 전류가 흐르지 않고 트라이악이 닫히고 부하 2이 연결 해제됩니다.

DD1.1 트리거의 입력 D가 양극 전원 와이어에 연결되면 클럭 펄스가 입력 C에 도달한 후 트리거가 직접 출력에서 하이 레벨로 설정되고 역 출력에서 로우 레벨로 설정됩니다. 다이오드 VD2 및 VD3이 닫힙니다. 타이머 DA1의 상태는 타이머의 입력 E 및 S에 연결된 분배기 R11R7R9 출력의 전압 값에 의해 결정됩니다. 이 분배기의 저항기 저항은 전극 2와 2 사이의 전압 U2-i의 절대값이 1V를 초과할 때 트라이악 VS9,8의 제어 전극을 통해 전류가 흐르도록 선택됩니다.

타이머 입력 E는 S보다 우선 순위가 높고 S는 R보다 우선 순위가 높습니다. 타이머 입력 R은 전원 공급 장치의 플러스에 연결됩니다. 따라서 E 및 S 입력의 신호가 이를 방지하지 않는 한 타이머는 출력에서 로우 상태입니다. 전압 U2-1의 절대값이 9,8V 미만인 한 E 입력에서 하이 레벨입니다. S 입력에서 설정이 가능합니다. 입력 S의 낮은 레벨 전압은 타이머를 높은 출력 상태로 설정합니다. 제어 전극 트라이악 VS2를 통해 전류가 흐르지 않고 부하 1이 연결 해제됩니다.

전압 U2-i가 +9,8V보다 크면 S 입력의 전압이 스위칭 임계값을 초과하므로 R 입력의 신호에 따라 타이머는 낮은 출력 상태로 전환됩니다. 전류는 트라이액 VS2의 제어 전극에서 전류 제한 저항 R12를 통해 타이머 출력으로 흐릅니다. Triac VS2가 열리고 부하 1이 네트워크에 연결됩니다.

U2-1이 -9,8V 미만인 경우 입력 E와 S는 모두 로우로 구동됩니다.낮은 입력 E는 타이머 출력 로우 상태를 트리거합니다. 전류는 트라이액 VS2의 제어 전극에서 전류 제한 저항 R12를 통해 타이머 출력으로 흐릅니다. Triac VS2가 열리고 부하 1이 네트워크에 연결됩니다.

트라이악 VS2를 연 후 그 양단의 전압은 거의 1으로 떨어지며 그 결과 위에서 설명한 대로 타이머 DA2이 출력에서 하이 레벨 상태가 되고 트라이악 VSXNUMX의 제어 전극을 통과하는 전류가 중지되어 경제적입니다. 트라이액 제어.

트리거 DD1의 입력 D를 음극 전원선에 연결한 후 부하 1.1을 켜고 양극선으로 꺼야 하는 경우 입력 S와 R의 연결과 출력을 서로 바꿉니다. 이 트리거의.

저항 R12 및 R14는 다이어그램에 표시된 100 Ohm 저항에 대해 100 mA에 도달하는 트라이 액의 제어 전극 전류를 설정합니다. 이 전류는 대부분의 트라이액 KU208G 및 모든 TS106-10-4를 여는 데 충분합니다. 사용된 트라이액이 50mA의 전류로 열리도록 선택되거나 16mA의 전류로 열림이 보장되는 외국 트라이액 MAC216D 또는 VTA500-50V가 설치된 경우 저항 R12 및 R14의 저항을 증가시킬 수 있습니다. 200옴까지.

트라이액은 공통 와이어에 연결된 전극(1)에 대해 제어 전극의 음극 전압에 의해 제어되므로 장치에 전원을 공급하려면 음극 전압이 필요합니다.

제안된 장치는 극성을 관찰하면서 출력이 커패시터 C4에 연결된 제어 장치의 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받을 수도 있습니다. 이 경우 R4-R6, C2, C3, VD1, VD6, VD7, VS1, DA3 요소가 설치되지 않습니다. 부하에 눈에 띄는 유도성 구성 요소가 없는 경우 장치는 부하당 약 200~300μA의 전류를 소비합니다. 그러나 안정적인 스타트업을 위해서는 전원 공급 장치가 부하에 최소 6mA의 출력 전류를 제공해야 합니다.

네트워크에 대한 전기적 연결을 기억하고 예방 조치를 취해야 합니다. 장치는 격리된 인클로저에 배치되어야 하며 연결된 장치 이외의 다른 장치에 직접 연결되어서는 안 됩니다. 전기 안전성을 높이려면 다이어그램에 표시된 것처럼 공통 네트워크 와이어를 "XNUMX"에 연결하고 다른 네트워크 와이어를 "위상"에 연결하는 것이 좋습니다.

경제적인 트라이악 제어 장치
그림. 2

제어 장치가 공통 와이어에 대해 양극성의 논리 신호를 생성하면 정합 장치를 통해 공급되며 그 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. 1. 저항 R1의 저항(킬로옴 단위)은 R1 = (Uвx0,7-0,1V) / 1mA 공식을 사용하여 계산됩니다. 여기서 UBX0,1은 양극성 높은 레벨 신호의 전압(볼트 단위)입니다. 공식의 분모는 이 저항 2mA를 통해 계산된 최대 전류입니다. 그림에 표시되어 있습니다. XNUMX 저항은 높은 TTL 신호 레벨에 해당합니다.

경제적인 트라이악 제어 장치
그림. 3

제어 장치에 자체 전원 공급 장치가 없으면 안정기 커패시터가 있는 양극 전원 공급 장치에서 전원을 공급받을 수 있으며 그 회로는 그림 3에 나와 있습니다. 100. 각 전압에서 최대 XNUMXmA의 전류를 출력할 수 있는 정격입니다. 제어 장치는 양의 전압으로부터 전력을 공급받고, 제안된 장치는 음의 전압으로부터 전력을 공급받는다.

계산 입력에 슈미트 트리거가 장착되어 있으므로 HEF4013BP 칩을 아날로그로 교체하는 것은 바람직하지 않습니다. 그러나 4013B 시리즈의 다른 외국 미세 회로를 사용할 수 있습니다. 최후의 수단으로 K561TM2를 사용할 수 있지만 핀 3, 11 및 핀 7 사이에 쇼트키 다이오드 KD923A, KD922A, KD922B 또는 1N17-1N19(애노드에서 핀 7까지)를 연결해야 내부 보호 장치를 통한 전류 흐름을 방지할 수 있습니다. 다이오드. 이 전류는 K561 시리즈의 허용 값인 10mA를 초과하지 않지만 미세 회로의 잘못된 작동으로 이어집니다.

KR1441VI1 타이머는 유사한 수입 타이머인 ICM7555IPA, ILC555N, GLC555로 교체할 수 있습니다. GLC556, ICM7556IPD와 같은 듀얼 타이머를 사용하는 것도 가능합니다.

출력 전압이 -12V(그림 3의 DA1, 그림 2의 DA3)인 통합 안정기는 KR1168EN12, KR1199EN12 시리즈 또는 수입 유형 79L12에서 나올 수 있습니다. KR1170EN5 마이크로 회로(그림 1의 DA3)는 아날로그 2931AZ-5로 교체 가능합니다.

트랜지스터 VT1(그림 2 참조) - KT3107 시리즈 중 하나입니다. MAS97A4 트라이악(그림 1의 VS3)은 MAS97A6, MAS97A8 및 VT131 시리즈로 대체될 수 있습니다. SCR VS1(그림 1 참조) - KU251, MCR100, VT149 시리즈 중 하나입니다.

그림 1의 다이오드 VD7, VD1 및 그림 3의 VD4, VD3는 KD105, 2D212, KD212(KD212B 및 KD212G 제외), D237(D237V, D237G 및 D237L 제외), KD243, 1N4001 - 1 N4007 시리즈에 속합니다. KD521A 다이오드는 다른 저전력 실리콘 다이오드로 교체할 수 있습니다. 제너다이오드

KS216Zh(그림 6의 VD1)는 2S216ZH, KS508V, 1 N4703, BZX55-C16으로 교체할 수 있습니다. 사용되는 제너 다이오드의 안정화 전압은 15,5mA 전류에서 16,5~2V 범위에 있어야 합니다.

정격 전압이 3,3V인 400μF 용량의 커패시터(그림 2의 C1 및 그림 1의 C3)는 교류 회로에 포함되도록 "AC"로 표시된 수입품입니다.

문학

Volodin V. 트라이악의 경제적 제어. - 라디오, 2003, No. 6, p. 27, 28.
Tsesaruk N. 커패시터 전원 공급 장치의 스위칭 안정기. - 라디오, 1999, No. 11, p. 39.
Gavrilov K. KR1441VI1 마이크로 회로의 응용. - 라디오, 2011, No. 6, p. 34-36.
Moroz K. 형광등 에너지 절약 램프의 깜박임을 제거합니다. - 라디오, 2012, No. 4, p. 41.

저자: K. 가브릴로프

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