К. Смолякову з Нижнього Новгорода, взявся за повторення регуляторів за наведені в [1], вдалося об'єднати в одному пристрої два і створити прилад, здатний регулювати подається в навантаження потужність як шляхом зміни числа "активних" напівперіодів мережевої напруги, так і фазоимпульсным методом.
В його регуляторі, зібраному за схемою на рис. 1, всього одна мікросхема DD1. Режим роботи змінюють перемикачем SA1 з трьома групами контактів (використаний перемикач діапазонів від портативного транзисторного приймача). Вузол живлення (діоди VD1, VD2, стабілітрон VD3), формувач "нульових" імпульсів (транзистори VT1, VT2), вихідний вузол (дифференцирующая ланцюг C6R6, елемент DD1.4, транзистор VT4, симистор VS1) залишилися такими ж, як у прототипі.
(натисніть для збільшення)
Розглянемо роботу пристрою в режимі регулювання потужності фазо-імпульсним методом (перемикач 5А1 показаний знаходяться саме в цьому положенні). Імпульси з виходу елемента DD1.1, збігаються з моментами переходу мережевого напруги через нуль, відкривають транзистор VT3, коли миттєве значення мережевої напруги близько до нуля. В результаті конденсатор С4 розряджається через транзистор і напруга на вході елемента DD1.2 стрибком зростає майже до напруги живлення, а на його виході зменшується майже до нуля (низького логічного рівня). Сімістор VS1 закритий, навантаження відключена від мережі.
Із зростанням миттєвого значення мережевої напруги до 30...50 за абсолютним значенням логічний рівень на виході елемента DD1.1 стає низьким і транзистор VT3 закривається, даючи можливість конденсатора С4 заряджати струмом, що протікає по ланцюзі: діод\/04 - ліва (за схемою) частину резистора R5 - вихід елемента DD1.2. Зарядка триває до порога перемикання елемента DDI.2, після чого рівень на виході цього елемента стає високим, а на виході елемента DD1.3 - низьким. У момент зміни рівнів відбувається зарядка конденсатора С6 струмом, що протікає через резистор R6, тому на виході елемента DD1.4 з'являється короткий імпульс, що відкриває транзистор VT4. На керуючий електрод симістора VS1 надходить відкриває імпульс. Його затримка щодо нульової фази напруги залежить від постійної часу зарядки конденсатора С4, яка залежить у свою чергу від положення движка змінного резистора R5. Із закінченням напівперіоду симистор закриється, а в наступному полупериоде процес повториться.
У другому режимі замкнувшимися контактами SA1.2 паралельно конденсатору С4 підключений С5 значно більшої ємності. Контактами SA1.1 з'єднані база і емітер транзистора VT3, в результаті транзистор постійно закритий і більше не впливає на роботу пристрою. Елемент DD1.2, резистор R5 з діодами VD4, VD5 і конденсатори С4, С5 утворюють генератор прямокутних імпульсів з частотою повторення приблизно 2 Гц.
З перемиканням контактів SA1.3 елемента DD1.3 повертається його вихідна логічна функція І-НЕ. На один із входів елемента надходять імпульси генератора, а на іншій - переходу мережевої напруги через нуль, тому на його виході утворюються пачки імпульсів, які збігаються за часом з "нулями" напруги, причому тривалість пачок і інтервалів між ними залежить від шпаруватості імпульсів генератора. Кожен з імпульсів пачки викликає появу відкриває імпульсу на керуючому електроді тиристора VS1 на самому початку відповідного напівперіоду. Отже, в циклі тривалістю 0,5 с число напівперіодів, у яких навантаження підключена до мережі, залежить від положення движка змінного резистора R5.
При непарному числі "робочих" або "холостих" напівперіодів в струмі, споживаної від мережі, утворюється помітна постійна складова, що може несприятливо позначитися не роботі підключених до тієї ж мережі електромагнітних приладів - електродвигунів, їх пускачів, трансформаторів. Втім, цей недолік притаманний і прототипом [1].
А. БУТОВ з с. Курба Ярославської області пропонує вдосконалений варіант свого сенсорного регулятора потужності [2] з вузлом управління на мікросхемі К145АП2, опис якої можна знайти в [3]. На відміну від прототипу новий регулятор можна включати в розрив будь-якого з проводів мережі, що важливо, якщо їм замінюють звичайний контактний вимикач освітлення
Схема приладу показана на рис. 2. Алгоритм управління колишній: короткочасне дотик пальцем сенсора Е1 включає або вимикає лампу EL1, а при тривалому торканні яскравість світіння змінюється циклічно (від мінімальної до максимальної і назад приблизно за 5 с) Регулятор запам'ятовує своє стан - лампа завжди включається до встановленої перед вимиканням яскравістю Як і раніше, регулятором можна керувати, не тільки торкаючись до сенсору, але і натискаючи кнопку SB1, яка діє аналогічним чином.
(натисніть для збільшення)
Некритичності регулятора до фазіровке мережевих проводів вдалося досягти введенням підсилювача сигналу сенсора Е1 на складеному транзисторі VT1, VT2. Випрямленої діодами VD4. VD5 напруги, що досягає при дотику рукою до сенсора -5...-9, тепер достатньо для управління мікросхемою DA1 в будь-якому випадку. Конденсатор С2, усуваючи ООС по змінному напрузі, збільшує коефіцієнт посилення каскаду. Конденсатор C3 призначений для придушення високочастотних перешкод.
Вузол живлення регулятора складається з гасить конденсатора С1 з обмежувальним резистором R1, випрямляча (діоди VD1, VD2), стабілізатора напруги {стабілітрон VD3) і конденсаторів фільтра С5, С6. Резистор R1 бажано встановити Р1-7 або аналогічний імпортний розривною Інші постійні резистори регулятора - С1-4, С2-23, МЛТ відповідної потужності Оксидний конденсатор С6 використаний малогабаритний. фірми Rubycon, конденсатори CI, С11 - К73-17, К73-24в або К73-50 на напругу не нижче 400 В або імпортні, призначені для роботи в ланцюгах змінного струму, наприклад, CPF 250V Х2. Інші конденсатори - керамічні або плівкові К10-17, КМ-5, К73-17в. Конденсатори К10-7 небажані з причини їх низької надійності.
Діоди КД522А (VD4, VD5) можна замінити на КД503, КД521, КД103 з будь-яким буквеним індексом або імпортними 1N4148. Діоди КД243Д (VD1 VD2) замінюють на КД243Е-КД243Ж, КД105Б-КД105П КД209А-КД209В, 1 N4004-1 N4007, стабілітрон Д814Г (VD3) - КС211Ж, КС508А, 1N6001B, 1 N4741 А. Транзистором VT3 можуть служити КТ645А, КТ645Б, КТ6114, SS8050, SS9013, 2SC1009, 2SC2331, 2SD1616 з будь-яким буквеним індексом Транзистори VT1 і VT2 можуть бути будь-якими з серій КТ3107, КТ6112, SS9015, 2SA733, 2SA910, 2SA992
Сімістор КУ208Г (VS1) можна замінити на ТС112-10, ТС112-16, ТС106-10 класу напругою не нижче 4 або імпортними МАС12, МАС15. Сімістор встановлюють на П-подібний тепловідвід розмірами 110 25 мм з алюмінієвого листа товщиною 1,5...2 мм. При цьому допустима потужність навантаження регулятора - 350 Вт.
Дросель L1 містить 135 витків дроту ПЕВ-2 0,51 мм або намотаний на кільцевому магнітопроводі К32х20х6 з фериту М2500НМС1. Перед намотуванням ребра кільця притупляють і обмотують його шаром плівки з ізоляційного матеріалу. Готову обмотку просочують ізоляційним лаком. Опір постійному струму дроселя - приблизно 0,3 Ом. Замість кільця допустимо застосувати відрізок феритового стрижня 400НН діаметром 8-10 мм і довжиною 60 мм
Мінімальна потужність лампи EL1 - 25 Вт. Повністю вимкнути лампу меншою потужності не вдасться через розігрівання її нитки струмом, що протікає через конденсатор С1
Каскад на транзисторах VT1, VT2 необхідно розміщувати якомога далі від симістора VS1 і дроселя L1. Якщо сенсор Е1 з'єднаний з проводом регулятором довжиною більше 50 мм, останній також слід екранувати. Для зменшення наведень на сенсор симистор VS1 бажано електрично ізолювати від тепловідведення.
Ще одна конструкція А. БУТОВА - симісторний фазовий регулятор з зменшеним рівнем перешкод. У більшості відомих конструкцій при максимальній потужності навантаженні симистор не відкривається, поки напруга на ньому не досягне 30...80 Ст. Це призводить не тільки до "недобору" навантаженням приблизно 4 % потужності, але і до значного зростання рівня створюються у цьому режимі радіоперешкод. Якщо змусити симистор відкриватися при можливо меншій напрузі, ці недоліки будуть усунуті або ослаблені.
В регуляторі, зібраному за схемою, показаної на рис. 3, на елементах VT1, VS1, R2, R3, С2 зібраний аналог динистора, включений через діодний міст VD1 в ланцюг керуючого електрода симістора VS2. Як тільки напруга, прикладена до эмиттерному переходу транзистора VT1, що працює в нашому випадку подібно стабилитрону, перевищить приблизно 8... 10 В, відбудеться оборотний лавинний пробій цієї ділянки і тріністор VS1 буде відкрито. Імпульс струму розрядки конденсатора 1 відкриє симистор VS2. Подається в навантаження потужність регулюють, змінюючи змінним резистором R4 постійну часу зарядки конденсатора С .
Деталі регулятора можуть бути змонтовані на друкованій платі, показаної на рис. 4. Змінний резистор R4 - СП-1, СПЗ-ЗОа, СПЗ-35 або СПЗ-33. На його вісь обов'язково надягають ручку з ізоляційного матеріалу. Постійні резистори - МЛТ, С2-23, С2-ЗЗН, С1-4. Конденсатор С1 - К73-50, К73-24В, К73-17. К73-16; С2 - К10-17, КМ-6. Діодний міст - будь-який з серій DB101-DB107 [4], КЦ422, КЦ407. Можна скласти міст і з чотирьох дискретних діодів серій КД105, КД209, КД221, КД243, 1 N4001 - 1 N4007. Сімістор КУ208Г можна замінити іншим середньої потужності, наприклад, ТС106-10, ТС112-16, ТС112-10, ТС122-25. Краще четвертої та більш високих груп по напрузі.
Практика показала, що наскільки б слабкострумової не була навантаження, симистору VS2 необхідний тепловідвід. Пояснюється це великим некерованим зворотним струмом симістора, якого вистачає для його саморазогрева і подальшого довільного відкривання. При виборі розмірів і форми тепловідведення слід прагнути до того, щоб його температура при тривалій роботі на максимальній потужності не перевищувала 60 °С. Місце для тепловідведення симістора VS2 на платі передбачено.
Налагодження регулятора зводиться до добірці конденсатора С1 такої ємності, щоб при переміщенні движка резистора R4 від одного крайнього положення в інше був перекрито весь необхідний інтервал подається в навантаження потужності.
Будь симісторний регулятор створює радіоперешкоди, тому його слід добре екранувати і підключати до мережі і навантаження через фільтр. Такий, наприклад, як на рис. 3 у статті С. Сорокоумова "підігрівники підвищеної потужності" ("Радіо" 2000, № 7, с 41).
Література