У побутових переносних електроплитках і стаціонарних електроплитах для регулювання потужності використовують нагрівачі з кількома комутованими перемикачами спіралями. Такі нагрівачі та перемикачі часто виходять з ладу. Більш надійні односпиральные нагрівачі, але їх потужність регулюється такими ж ненадійними регуляторами з біметалічною пластиною. Щоб підвищити надійність електроплит, доцільно встановлювати в них односпиральные нагрівачі і симісторний регулятор потужності. Регулятор такого типу для електроплитки з двома конфорками або для двох окремих плиток описаний в даній статті.
Симисторннім і тринисторным регуляторів потужності, що працюють за принципом подачі на інерційну навантаження декількох напівперіодів мережевої напруги з наступною паузою, притаманні прикрі недоліки: при роботі з потужною навантаженням вони викликають миготіння освітлювальних ламп, включених в ту ж мережу. Це особливо помітно, якщо через такі регулятори одночасно живиться кілька потужних споживачів енергії. Знизити миготіння ламп можна максимальним підвищенням частоти комутації навантажень і зробивши їх включення по можливості противофазным.
Схема запропонованого регулятора потужності наведена на рис. 1. Він живиться від однопівперіодного випрямляча на діодах VD1. VD2. Функції гасить виконує конденсатор С1. а стабілізатора напруги - стабілітрон VD3. Последоватрльно з діодом VD2 включена ланцюжок світлодіодів, індиціюється роботу регулятора. Таке включення дозволяє отримати високу яскравість їх світіння практично без зниження максимального струму, що віддається вузлом живлення в навантаження.
(натисніть для збільшення)
Транзистори VT1 і VT2 і резистори R2 - R4 утворюють ланцюг формування імпульсів у моменти переходу мережевої напруги через нуль. Такого роду описано пристрій у статті Л. Тюшкевича "Симісторний комутатор" ("Радіо". 1994. № 9. с. 36.37) і в статті автора "Симісторні регулятори потужності" ("Радіо". 1996. № 1. с. 44-46). Опору резисторів R2, R3 вибрані таким чином, що тривалість цих імпульсів невелика, всього близько 70 мкс (рис. 2, діаграми напруг для наочності виконані не в масштабі). Сформовані імпульси надходять на вхід елемента DD1.1. На його виході вони мають позитивну полярність і заряджають конденсатор С5 практично до напруги живлення. Після закінчення імпульсу напруга на конденсаторі С5 зменшується за експоненціальним законом. Порогу виключення елементів DD1.3 і DD1.4 (І-НЕ) воно досягає приблизно через 450 мкс. Після закінчення імпульсу на виході елемента DD1.1 елемент DDI.2 перемикається ще на 50 мкс пізніше.
Якщо на другі входи елементів DD1.3. DDI.4 з перемикача SA2.2 і SA3.2 подана напруга високого логічного рівня, імпульси проходять через ці елементи і посилені по струму емітерний повторювачами на транзисторах VT3 і VT4 надходять далі на керуючі електроди сімісторов VS1 і VS2 і відкривають їх. Амплітуда струму керуючих імпульсів - більше 100 мА. повна тривалість - більше 500 мкс. вони починаються приблизно за 30...50 мкс до моменту проходження мережевого напруги через нуль. Такі параметри імпульсів забезпечують включення сімісторов серії КУ208 без необхідності їх підбору. Включення симістора відбувається в самому початку напівперіоду при спрямлении його вольт-амперної характеристики, завдяки чому перешкоди радіоприйому відсутні.
Проходження імпульсів через елементи DD1.3 і DDI.4 управляє вузол, що складається з лічильника-дешифратора DD2. діодів VD4 - VD19 і перемикача SA2 і SA3. Лічильник-дешифратор DD2 перемикається з частотою 100 Гц спадами імпульсів низької рівня, що посилають на нього з виходу елемента DDI.2. Це відбувається, як вказувалося вище, приблизно через 50 мкс після закінчення імпульсів на керуючих електродах сімісторов VS1 і VS2. Діоди VD4 - VD19 утворюють багатоступінчасті елементи АБО і формують такі послідовності напівперіодів включення навантажень, при яких частота їх комутації максимальна і вони працюють, по можливості, в різні напівперіоди напруги мережі.
В таблиці точками відзначені стану лічильника DD2 (умовні номери напівперіодів), у яких включені навантаження 1 і 2 залежно від положень перемикача SA2 і SA3.
В результаті робота навантажень максимально рознесена в часі, що кілька знижує втрати в підвідних проводах. Зменшено і так малопомітне з-за достатньо високої частоти комутації (12.5 Гц і більш) миготіння ламп, включених в ту ж освітлювальну мережу.
Світлодіоди HL1 і HL3 индицируют включення відповідних навантажень. Якщо ні одна з навантажень не включена, світлий світлодіод HL2, нагадуючи про включення регулятора в мережу.
У регуляторі потужності використані перемикачі ПГ2-9-6П2Н (SA2 і SA3), підійдуть і будь-які інші з аналогічними контактними групами і габаритами. Мікросхема К561Тл1 замінима на КР1561ТЛ1, К561ТМ2 - на КР1561ТМ2. Замість К561ИЕ9 можна застосувати К561ИЕ8, але при такій заміні вихід 8 (висновок 9) нової мікросхеми слід з'єднати з її входом R (висновок 15). відключивши його від висновку 8, для забезпечення коефіцієнта перерахунку 8.
Всі елементи регулятора, крім сімісторов VS1, VS2. вихідних гнізд XI. Х2 і вимикача SA1. змонтовані на друкованій платі розмірами 50x120 мм (рис. 3). Плата розрахована на установку резисторів МЛТ, конденсатора К73 - 16 (С1), імпортного аналога конденсатора К50-35 (С4) і конденсаторів КМ-5 (C2, C3, С5). Діоди VD1. VD2 - будь-які кремнієві імпульсні або випрямні, стабілітрон VD3 - на напругу стабілізації 13... 15 Ст. Транзистори VT1 і VT2 можуть бути будь-якими кремнієвими малопотужними структури p-n-p. транзистори VT3 і VT4 - середньої або великої потужності тієї ж структури з допустимим колекторним струмом 150 мА.
(натисніть для збільшення)
Світлодіоди можна використовувати будь-які, в тому числі і різнокольорові. Слід звернути увагу на їх установку - вони повинні бути максимально (наскільки це дозволяють висновки) винесені за межі плати і спрямовані в ту ж сторону, що і осі перемикачів.
Сімістори КУ208Г (або КУ208В) встановлені на ребристі радіатори розмірами 25x50x60 мм.
Плата, радіатори з симістора. дві пари гнізд і вимикач SA". (ТБ 1-2) розміщені в пластмасовій коробці розмірами 70x95x150 мм. При цьому плата розташована максимально близько до нижньої стінці коробки, радіатори - до верхньої (це стінки 70x150 мм). У нижній і верхній стінках просвердлено отвори по 42 діаметром 6 мм з кроком 10 мм Світлодіоди і осі перемикачів виведені через отвори в передній стінці коробки. Осі і кріпильні гвинти пластмасових ручок перемикачів не повинні бути доступні для випадкового дотику.
При використанні справних радіоелементів і відсутності помилок в монтажі регулятор налагодження не вимагає. Якщо ж він не запрацює одразу, можна рекомендувати наступний порядок пошуку несправності. Відключити сімістори і замкнути накоротко висновки резистора R2. Між плюсовим висновком конденсатора С4 і правими за схемою висновками резисторів R7 і R8 включити будь-якого типу світлодіоду (плюсом - до С4). Нічого не відключаючи від елемента DD1.1, перетворити його в генератор імпульсів частотою близько 1 Гц. підпаяти між висновками 9 і 10 резистор опором 100 кОм, а між виводами 7 і 8 - оксидний конденсатор ємністю 10 мкФ на напругу не менше 16 (плюсовим висновком до висновку 8). Замкнути висновки конденсатора С1 і через резистор опором 510 Ом (0.25 Вт) підключити до мережевих входів регулятора (рис. 1) джерело живлення постійного струму напругою 22...24 В. При цьому плюсової висновок джерела живлення повинен бути підключений до верхнього за схемою дроту. Далі варто переконатися в правильності включення світлодіодів HL1 - HL3 при різних положеннях перемикача SA2 і SA3.
За допомогою вольтметра або індикатора логічних рівнів перевірити наявність імпульсів на виходах лічильника DD2 і на движках перемикача SA2.2 і SA3.2, а проходження імпульсів через елементи DD1.3, DDI.4 емітерний повторювачі на транзисторах VT3 і VT4 на включені додатково світлодіоди відповідно з таблицею.
При наявності осцилографа частоту генератора краще встановити рівною приблизно 1000 Гц, підпаяти до елемента DD1.1 конденсатор ємністю не 10, а 0,01 мкФ, але додаткові світлодіоди в цьому випадку потрібно підключити послідовно з резисторами опором 2.2 кОм.
Якщо після такої перевірки та відновлення схеми пристрою воно все ж не запрацює, значить несправні або ланцюг формування імпульсів VT1, VT2, R2, R3, або сімістори.
Автор: С. Бірюков, р. Москва