Как сделать регулировку температуры паяльника: схемы и описание

Сейчас я для вас расскажу об очень полезной схеме, которая понадобится как в лаборатории, так и в хозяйстве. Устройство, о котором речь пойдет, именуется симисторный регулятор мощи. Регулятор можно применить для плавной регулировки яркостью освещения, температуры паяльничка, оборотами электродвигателя (переменного тока). Мой вариант внедрения регулятора интересней, я плавненько регулирую температуру нагрева тэна мощью 1кВт в самогонном аппарате. Да-да, я занимаюсь этим великодушным делом.

Схема имеет минимум частей и заводится сразу. Мощность нагрузки для симисторного регулятора определяется током симистора. Симистор BTA12-600 рассчитан на ток 12 Ампер и напряжение 600 Вольт. Симистор необходимо выбирать с припасом по току, я избрал двукратный припас. К примеру, симистор BTA12-600 с хорошим остыванием может в штатном режиме пропускать через себя ток 8 Ампер. Если нужен регулятор сильнее, используйте симистор BTA16-600 либо BTA24-600.

Рабочая температура кристалла симистора от -40 до +125 градусов Цельсия. Нужно сделать не плохое остывание. У меня нагрузка 1кВт, соответственно ток нагрузки около 5А, радиатор площадью 200см кв. нагревается от 85 до90 градусов Цельсия при долговременной работе (до 6ч). Планирую прирастить рабочую площадь радиатора, чтоб повысить надежность устройства.

Симистор имеет управляющий вывод и два вывода, через которые проходит ток нагрузки. Эти два вывода можно поменять местами ничего ужасного не случиться.

Для безопасности (чтоб не щелкнуло током), симистор нужно устанавливать на радиатор через диэлектрическую прокладку (полимерную либо слюдяную) и диэлектрическую втулку.

Составляющие.

Резистор 4.7кОм мощью 0,25Вт. Динистор с маркировкой DB3 , полярности не имеет, впаивать хоть какой стороной. Конденсатор пленочный на 100нФ 400В полярности не имеет.

Светодиод хоть какого цвета поперечником 3мм, оборотное напряжение 5В, ток 25мА. Короче хоть какой светодиод 3мм. Светодиод дает индикацию нагрузки, не пугайтесь, если при первом включении (естественно без нагрузки) он сиять не будет.

1-ое включение нужно создавать краткосрочно без нагрузки. Если все нормально, никакие элементы не нагреваются, ничего не щелкнуло, тогда включаем без нагрузки на 15 секунд. Дальше цепляем лампу напряжением 220В и мощью 60-200Вт, крутим ручку переменного резистора и наслаждаемся работой.

Для защиты я установил в разрыв сетевого провода (220В) предохранитель на 12А.

Пролог

Я уже описывал конструкцию Некие радиолюбители приспособили этот регулятор напряжения для управления яркостью осветительных ламп. При правильном подборе частей, регулятор позволяет управлять мощью ламп накаливания и даже оборотами асинхронных движков, но всё же не так отлично, вроде бы этого хотелось.

В связи с ремонтом схожих регуляторов, я испытал одну из схем, которая оказалось более помехоустойчивой и обычной в настройке, чем описанная ранее.

Но, расскажу обо всём по порядку.

Итак вот, пришлось мне чинить проводку вдалеке от родного дома. А конкретно, необходимо было поменять выключатели с регуляторами мощи, либо, как их там именуют, диммеры (Dimmer).

В магазине новые выключатели с индикацией и регулировкой мощи стоили очень недешево (45$ до налога). Так что, было решено временно поменять их более дешёвыми и наименее многофункциональными выключателями, а неисправные диммеры отремонтировать. Ну, а потому что на месте не было ни радиодеталей, ни нужного инструмента, пришлось привести их домой. Вот в связи с этими мытарствами и родилась статья.

Приехав домой, я сперва купил на местном радиорынке симисторы подходящей мощи BT139-800 всего по 0,65$ за штуку и вычертил электронную схему диммера.

Тиристорный регулятор напряжения своими руками

Нельзя сказать о том, что данная схема не обеспечит гальваническую развязку от источника питания, потому есть определённая опасность поражения электронными разрядами тока. Это будет означать то, что не надо касаться руками частей регулятора.

Следует спроектировать конструкцию вашего устройства таким образом, чтоб по способности вы смогли упрятать её в регулируемом устройстве, также отыскать более свободное место снутри корпуса. Если регулируемое устройство будет размещено на стационарном уровне, то имеет определённой смысл выполнить его подключение через выключатель с особенным регулятором уровня яркости света. Такое решение сумеет отчасти обезопасить человека от поражения током, также освободит его от необходимости поиска подходящего корпуса у устройства, обладает симпатичным наружным строением, также сотворено с внедрением промышленных технологий.

Ремонт симисторного регулятора – Dimmer-а

На чертеже изображена уникальная электронная схема промышленного диммера компании Leviton, созданного для работы в сети, напряжением 120 Вольт.

Проверка неисправных диммеров показала, что не считая самого симистора в них ничего не пострадало. Некие симисторы были пробиты, а некие оборваны. Один из диммером вышел из строя прямо у меня на очах, когда снутри одной из ламп накаливания, вкрученной в люстру, вышло куцее замыкание.

И я бы не стал обрисовывать функцию подмены симистора в этом регуляторе, если б не «подводные камни», встретившиеся на этом пути.

Дело в том, что в ремонтируемых мною диммерах были установлены какие-то диковинные симисторы с надписью «68169». Мне не удалось отыскать на них даже даташита.

Не считая всего, у этих симисторов, размещённых в корпусе TO-220, контактная площадка оказалась изолированной от электродов симистора (триака). Хотя, видите ли, контактная площадка у этих симисторов выполнена из меди и совсем не покрыта пластиком, как это бывает у корпусов транзисторов. Доныне, я даже не знал, что есть симисторы в таком комфортном выполнении. Могу только представить, что компания, выпускающая диммеры, получает данные составляющие по персональному заказу, чтобы усложнить ремонт собственных необоснованно дорогих изделий.

Ещё одним «подарком» оказался способ крепления симисторов к радиатору при помощи пустотелых заклёпок. При использовании изолирующих прокладок, таковой метод крепления использовать не нужно. Ну и в плане ремонтопригодности он никуда не годится.

В общем, ремонт занял много времени конкретно из-за заморочек с установкой такового типа триаков, на которые диммер рассчитан не был.

Как работает такое устройство?

Описанные ниже свойства будет соответствовать большинству схем.

1. Тиристорный регулятор общей мощи, принцип и особенности работы которого будут основаны на фазовости управления величиной напряжения, изменяет и общую мощность в устройствах. Данная особенности заключена в том, что в обычных производственных критериях на нагрузку могут повлиять примерные характеристики напряжения бытовой сети, которая будет изменяться в согласовании с синусоидальным законом. Выше, при описании принципа функционирования работы тиристора было сказано о том, что хоть какой тиристор содержит в себе функционирование только в одном направлении, другими словами производит управление собственной полуволной от синусоидов. Что все-таки это может означать?
2. Если с помощью такового устройства, как тиристор с течением времени подключать нагрузку в строго определённое время, то показатель действующего напряжения будет достаточно низким, потому что половина от напряжения (действующее значение, которое и воспроизводит нагрузку) будет изрядно меньше, чем световое. Такое явление можно разглядеть на графиках движения.

При всем этом происходит определённая область, которая будет находиться под особенным напряжением. Когда воздействие положительной полуволны окончится и начнётся новый период движения с негативно полуволной, то один из таких тиристоров начнёт запираться, и в это время раскроется новый тиристор.

Заместо слов положительная и отрицательная волна стоит использовать 1-ая и 2-ая (полуволна).

В то время как на схему начинает своё воздействие 1-ая полуволна, происходит особенная зарядка ёмкости С1, также С2. Скорость их полной зарядки будет ограничена потенциометром R 5. Таковой элемент будет вполне переменным, и при его помощи будет задаваться выходное напряжение. Тогда, когда на поверхности конденсатора С1 появится необходимое для открытия диристора VS 3 напряжения, весь динистор раскроется, а через него начнёт проходить ток, с помощью которого раскроется тиристор VS 1.

Во время пробоя динистра и появляется точка на общем графике. После того как значение напряжение перейдёт нулевую отметку, и схема будет находиться под воздействием 2-ой полуволны, тиристор VS 1, закроется, а процесс будет повторяться, только уже для второго динистра, тиристора, также конденсатора. Резисторы R 3 и R 3 необходимы для ограничения общего тока управления, а R 1 и R 2 — для процесса термостабилизации всей схемы.

Принцип деяния 2-ой схемы будет вточности такой же, но в ней будет происходить управление только одной из полуволн переменного тока. После того, как юзер будет осознавать механизм работы устройства и его общую схему строение, он сумеет осознать как собрать либо же в случае необходимости починить тиристорный регулятор мощи без помощи других.

Замена симистора (Triac-а) в диммере

Пустотелые заклёпки можно удалить при помощи сверла, заточенного под углом 90°, либо при помощи кусачек-бокорезов. Но, чтоб не разрушить радиатор, делать это необходимо обязательно со стороны расположения триака.

Радиаторы, сделанные из очень мягенького алюминия, при клёпке были малость деформированы. Потому, пришлось ошкурить контактные поверхности наждачкой.

1. Винт М2,5х8.
2. Шайба пружинная (гровер) М2,5.
3. Шайба М2,5 – стеклотекстолит.
4. Корпус симистора.
5. Прокладка – фторопласт 0,1мм.
6. Гайка М2,5.
7. Шайба М2,5.
8. Трубка (кембрик) ?2,5х1,5мм.
9. Шайба М2,5.
10. Радиатор.

Потому что я использовал триак, не имеющий гальванической развязки меж электродами и контактной площадкой, то применил старенькый испытанный метод изоляции. На чертеже видно, как он реализуется.

А это те же детали гальванической развязки триака в натуральном виде.

Для предотвращения продавливания стены радиатора в месте крепления симистора, под головку винта была подложена шайба. А у самого винта была сточена большая часть шляпки, чтоб последняя не цеплялась за ручку потенциометра, регулятора мощи.

Вот так смотрится симистор, изолированный от радиатора. Для улучшения отвода тепла, использовалась термопроводящая паста КПТ-8.

Что находится под кожухом диммера.

Опять в строю.

Схема регулятора мощи для управления освещением

На базе схемы заводского регулятора мощи я собрал макет регулятора для напряжения нашей сети.

	C1-C4 = 47n	R4 = 100k	VD1-VD3 = DB3
	R1 = 30k	R5 = 100k	VS1 = BT139-800
	R2 = 68k	R6 = 1k
	R3 = 390k	L1 = 30µH

На чертеже изображена схема регулятора, приспособленная для работы в сети, напряжением 220 Вольт.

Фактически, эта схема отличается от уникальной только параметрами нескольких деталей. А именно, втрое был увеличен номинал резистора R1, приблизительно в два раза уменьшены номиналы R4 и R5, а 60-ти Вольтовый динистор был заменён 2-мя, включёнными поочередно, 30-ти Вольтовыми динисторами VD1, VD2.

Таким образом, если где-нибудь на одичавшем Западе разжиться неисправными диммерами, то можно не только лишь их отремонтировать, да и просто переработать под свои нужды.

Это работающий макет регулятора мощи. Не знаю, пригодится ли он мне в дальнейшем, потому что я уже издавна перешёл на люминесцентные лампы. Но, если вдруг пригодится, то я буду точно знать, какую схему следует собрать.

Эта схема не просит подбора деталей и работает сразу. Единственная регулировка, которая может потребоваться, осуществляется конфигурацией положения движка подстроечного резистора R4.

Поначалу необходимо установить движки потенциометров R4 и R5 в крайне-верхнее (по схеме) положение. Потом поменять положение движка R4 так, чтоб лампа загорелась с минимально-возможной яркостью, а позже чуток двинуть движок в оборотном направлении. На этом настройку можно считать законченной.

Нынешняя сеть электропитания устроена так, что в ней нередко происходят скачки напряжения. Конфигурации тока допустимо, но оно не должно превосходить 10% от принятых 220 вольт. Скачки плохо сказываются на работоспособности разных электроприборов, и очень нередко они начинают выходить их строя. Чтоб этого не случилось, мы стали использовать постоянные регуляторы мощи для выравнивания поступающего тока. При наличии определенной фантазии и способностей можно сделать разные виды стабилизационных устройств, и самым действенным остается стабилизатор симисторный.

На рынке такие приборы либо стоят недешево, либо часто они плохие. Понятно, что не достаточно кому захочется переплатить и получить неэффективный устройство. Вот в данном случае можно своими руками собрать его с нуля. Так появилась мысль сотворения регулятора мощи на базе диммера. Диммер, слава Богу, у меня имелся, но он был незначительно неработоспособным.

Починка симисторного регулятора – Dimmer-а

На данном изображении дана фабричная электронная схема диммера от конторы Leviton, которая работает от сети с напряжением 120 Вольт. Если осмотр неработающих диммеров показал, что сгорел только симистор, то можно заняться процедурой его подмены. Но тут вас могут подстерегать неожиданности. Дело в том, что встречаются такие диммеры, в каких установлены какие-то странноватые симисторы с разными номерами. Полностью может быть, что не получится отыскать информацию на них даже на даташите. Кроме этого, у таких симисторов, контактная площадка изолирована от электродов симистора (триака). Хотя, как видно, контактная площадка изготовлена из меди и даже не покрыта пластиком, как у корпусов транзисторов. Такие симисторы очень комфортны в ремонте.

Также направьте внимание на метод спайки симисторов к радиатору, он выполнен при помощи заклёпок, они пустотелые. При применении изолирующих прокладок, использовать таковой метод крепления не рекомендуется. Да такое крепление не очень — то и надежное. В общем, ремонт такового симистра займет много времени и вы потратите нервишки конкретно из-за установки данного типа триаков, диммер просто не рассчитан на такие размеры симистора (Triac-а) .

Заклепки пустотелые следует удалить с помощью сверла, который заточен под определенным углом, а конкретнее под углом 90°, можно также для этой работы использовать кусачки–бокорезки.

При неаккуратной работе есть возможность повреждения радиатора, чтоб этого обойти, вернее делать это только с той стороны, где размещен триак.

Радиаторы, выполненные из очень мягенького алюминия, при заклёпке незначительно могут быть деформированы. Потому, нужно ошкурить контактные поверхности при помощи наждачной бумаги.

Если вы используете триак, который не имеет гальванической развязки, которая делит электроды и контактную площадку, то нужно применить действенный способ изоляции.

На изображении показано, как это делается. Чтоб случаем не продавить стены радиатора, в том месте, где идет крепление симистора, нужно сточить у винта огромную часть шляпки, для того, чтоб обойти ее зацепку за поручень потенциометра либо стабилизатора мощи, а потом под головку винта нужно подсунуть шайбу.

Так должен смотреться симистор, после изоляции от радиатора. Для лучшего отвода тепла, нужно приобрести специальную пасту термопроводящую КПТ-8.

На рисунке изображено то, что находиться под кожухом радиатора

Сейчас все должно работать

Схема промышленного регулятора мощи

На базе схемы промышленного регулятора мощи можно собрать макет регулятора для напряжения вашей сети.

Тут дана схема регулятора, который приспособлен к работе в сети со статичным напряжением в 220 Вольт. Эта схема отличается от уникальной только несколькими деталями, а конкретно, при ремонте была в несколько раза увеличена мощность резистора R1, в 2 уменьшены номиналы R4 и R5, а динистор 60-ти. в вольтовый поменяли на два, которые включёны поочередно, 30-ти Вольтовыми динисторами VD1, VD2. Как видно, своими руками можно не только лишь отремонтировать неисправные диммера, да и просто подстроить под свои потребности.

Это исправный макет регулятора мощи. Сейчас вы точно понимаете, какая схема у вас получится при правильном ремонте. Данная схема не просит подбора доп деталей и сразу готова к работе.. Может быть, нужно будет отрегулировать положения движка подстрочного резистора R4. Для этих целей движки потенциометров R4 и R5 инсталлируются в последнее верхнее положение, а позже меняют положение движка R4, после этого лампа зажгется с самой малой яркостью, а позже следует немного подвинуть движок в обратном направлении. На этом процесс опции закончен! Но необходимо отметить, что данный регулятор мощи работают только с нагревательными устройствами и лампами накаливания, а с движками либо сильными аппаратами результаты могут быть не непредсказуемы. Для начинающих мастеров- любителей с малым опытом такие работы самое то.

В ближайшее время в нашем быту все почаще используются электрические устройства для плавной регулировки сетевого напряжения. При помощи таких устройств управляют яркостью свечения ламп, температурой электронагревательных устройств, частотой вращения электродвигателей.

Подавляющее большая часть регуляторов напряжения, собранных на тиристорах, владеют существенными недочетами, ограничивающими их способности. Во-1-х, они заносят достаточно приметные помехи в электронную сеть, что часто негативно сказывается на работе телевизоров, радиоприемников, магнитофонов. Во-2-х, их можно использовать только для управления нагрузкой с активным сопротивлением — электролампой либо нагревательным элементом, и нельзя использовать вместе с нагрузкой индуктивного нрава — электродвигателем, трансформатором.

Меж тем все эти проблемы просто решить, собрав электрическое устройство, в каком роль регулирующего элемента делал бы не тиристор, а мощнейший транзистор.

Схемы на тиристорах

Регулировать общую мощность паяльничка можно достаточно легко, если использовать для этого аналоговые либо же цифровые паяльные станции. Последние достаточно дорогие совершать внедрение, и собрать их, не имея особенного опыта, достаточно трудно. В то время как аналоговые приборы (числятся по собственной сущности регуляторами общей мощи) не составит труда сделать без помощи других.

Достаточно обычная схема устройства, которая поможет регулировать показатель мощи на паяльничке.

1. VD — КД209 (либо близкие по его общим чертам).
2. R 1 — сопротивление с особенным номиналом в 15 кОм.
3. R 2 — это резистор, который обладает особенным показателем переменного тока около 30 кОм.
4. Rn — это общая нагрузка (в данном случае заместо неё будет применен особенный маятник).

Такое устройство для регуляции может держать под контролем не только лишь положительный полупериод, по этой причине мощность паяльничка будет в пару раз меньше номинальной. Управляется таковой тиристор при помощи специальной цепи, которая несёт внутри себя два сопротивления, также ёмкость. Время зарядки конденсата (оно будет регулироваться особенным сопротивлением R2) оказывает влияние на продолжительность открытия такового тиристора.

Принципная схема

Транзисторный регулятор напряжения (рис. 9.6) содержит минимум радиоэлементов, не заносит помех в электронную сеть и работает на нагрузку как с активным, так и индуктивным сопротивлением. Его можно использовать для регулировки яркости свечения люстры либо настольной лампы, температуры нагрева паяльничка либо электроплитки, скорости вращения электродвигателя вентилятора либо дрели, напряжения на обмотке трансформатора. Устройство имеет последующие характеристики: спектр регулировки напряжения — от 0 до 218 В; наибольшая мощность нагрузки при использовании в регулирующей цепи 1-го транзистора — менее 100 Вт.

Регулирующий элемент устройства — транзистор VT1. Диодный мост VD1…VD4 выпрямляет сетевое напряжение так, что к коллектору VT1 всегда приложено положительное напряжение. Трансформатор Т1 понижает напряжение 220 В до 5…8 В, которое выпрямляется диодным блоком VD6 и сглаживается конденсатором С1.

Рис. Принципная схема массивного регулятора сетевого напряжения 220В.

Переменный резистор R1 служит для регулировки величины управляющего напряжения, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора. Диодик VD5 защищает VT1 от попадания на его базу напряжения отрицательной полярности. Устройство подсоединяется к сети вилкой ХР1. Розетка XS1 служит для подключения нагрузки.

Регулятор действует последующим образом. После включения питания переключателем S1 сетевое напряжение поступает сразу на диоды VD1, VD2 и первичную обмотку трансформатора Т1.

При всем этом выпрямитель, состоящий из диодного моста VD6, конденсатора С1 и переменного резистора R1, сформировывает управляющее напряжение, которое поступает на базу транзистора и открывает его. Если в момент включения регулятора в сети оказалось напряжение отрицательной полярности, ток нагрузки протекает по цепи VD2 — эмиттер-коллектор VT1, VD3. Если полярность сетевого напряжения положительная, ток протекает по цепи VD1 — коллектор-эмиттер VT1, VD4.

Значение тока нагрузки находится в зависимости от величины управляющего напряжения на базе VT1. Вращая движок R1 и изменяя значение управляющего напряжения, управляют величиной тока коллектора VT1. Этот ток, а как следует, и ток, протекающий в нагрузке, будет тем больше, чем выше уровень управляющего напряжения, и напротив.

При последнем правом по схеме положении движка переменного резистора транзистор окажется вполне открыт и «доза» электроэнергии, потребляемая нагрузкой, будет соответствовать номинальной величине. Если движок R1 переместить в последнее левое положение, VT1 окажется запертым и ток через нагрузку не потечет.

Управляя транзистором, мы практически регулируем амплитуду переменного напряжения и тока, действующих в нагрузке. Транзистор при всем этом работает в непрерывном режиме, по этому таковой регулятор лишен недочетов, характерных тирис-торным устройствам.

Обычной регулятор напряжения на симисторе

Пожалуй, самая обычная схема управления напряжением нагрузки для повторения, с хорошими чертами.

Схема обычного регулятора напряжения на симисторе

Схема маленькая и уместится даже в небольшой в корпус зарядки от телефона. По таковой схеме собраны регуляторы оборотов пылесосов, к примеру. Разве что динистор быть может заменён оптопарой.

Аналогичную сборку имеют и диммеры на АлиЭкспресс. В продаже имеются как с радиатором, так и без. Без радиатора допускается нагрузка до 60 Вт.

Диммер для паяльничка

Конструкция и детали

Сейчас перейдем к конструкции устройства. Диодные мостики, конденсатор, резистор R2 и диодик VD6 инсталлируются на монтажной плате размером 55?35 мм, выполненной из фольгированного ге-тинакса либо текстолита шириной 1…2 мм (рис. 9.7).

В устройстве можно использовать последующие детали. Транзистор — КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ828А(Б), КТ834А(Б,В), КТ840А(Б), КТ847А либо КТ856А. Диодные мосты: VD1…VD4 — КЦ410В либо КЦ412В, VD6 — КЦ405 либо КЦ407 с хоть каким буквенным индексом; диодик VD5 — серии Д7, Д226 либо Д237.

Переменный резистор — типа СП, СПО, ППБ мощью более 2 Вт, неизменный — ВС, MJIT, ОМЛТ, С2-23. Оксидный конденсатор — К50-6, К50-16. Сетевой трансформатор — ТВЗ-1-6 от ламповых телевизоров, ТС-25, ТС-27 — от телека «Юность» либо хоть какой другой маломощный с напряжением вторичной обмотки 5…8 В.

Предохранитель рассчитан на наибольший ток 1 А. Переключатель — ТЗ-С либо хоть какой другой сетевой. ХР1 — стандартная сетевая вилка, XS1 — розетка.

Все элементы регулятора располагаются в пластмассовом корпусе с габаритами 150x100x80 мм. На верхней панели корпуса инсталлируются переключатель и переменный резистор, снабженный декоративной ручкой. Розетка для подключения нагрузки и гнездо предохранителя крепятся на одной из боковых стен корпуса.

С той же стороны изготовлено отверстие для сетевого шнура. На деньке корпуса установлены транзистор, трансформатор и монтажная плата. Транзистор нужно обеспечить радиатором с площадью рассеяния более 200 см2 и шириной 3…5 мм.

Рис. Печаная плата массивного регулятора сетевого напряжения 220В.

Регулятор не нуждается в налаживании. При правильном монтаже и исправных деталях он начинает работать сразу после включения в сеть.

Сейчас несколько советов тем, кто захотит усовершенствовать устройство. Конфигурации в главном касаются роста выходной мощи регулятора. Так, к примеру, при использовании транзистора КТ856 мощность, потребляемая нагрузкой от сети, может составлять 150 Вт, для КТ834 — 200 Вт, а для КТ847 — 250 Вт.

Если нужно еще более прирастить выходную мощность устройства, в качестве регулирующего элемента можно применить несколько параллельно включенных транзисторов, соединив их надлежащие выводы.

Возможно, в данном случае регулятор придется обеспечить маленьким вентилятором для более насыщенного воздушного остывания полупроводниковых устройств. Не считая того, диодный мост VD1…VD4 будет нужно поменять на четыре более массивных диодика, рассчитанных на рабочее напряжение более 600 В и величину тока в согласовании с потребляемой нагрузкой.

Для этой цели подходят приборы серий Д231…Д234, Д242, Д243, Д245 ..Д248. Нужно будет также поменять VD5 на более мощнейший диодик, рассчитанный на ток до I А. Также больший ток должен выдерживать предохранитель.

Симисторные регуляторы мощи работают, используя фазовое управление. Они могут применяться, для конфигурации мощи разных электронных устройств работающих используя переменное напряжение.

Посреди устройств могут быть электронные лампы накалывания, нагревательные приборы, электродвигатели переменного тока, трансформаторные сварочные аппараты, и многие другие. Они имеют большой спектр регулировки, что дает им большой спектр внедрения, в том числе и в быту.

Описание и механизм работы

Работа устройства базирована на регулировании задержки включения симистора, когда происходит переход сетевого напряжения через ноль. Симистор сначала полупериода пребывает в положении закрыто. После того как растет напряжение положительной полуволны конденсатор заряжается со сдвигом по фазе от напряжения сети.

Этот сдвиг определяют значения сопротивления резисторов P1, R1, R2, и емкости конденсатора C1. При достижении на конденсаторе пороговой величины, врубается симистор. Он становится проводящим, пропуская напряжения, этим он шунтирует цепь с резисторами и конденсаторами. Когда полупериод проходит через 0, симистор закрывается.

Потом, когда конденсатор зарядится, вновь при отрицательной волне напряжения раскрывается. Такая работа симистора вероятна благодаря его структуре. Он имеет 5 слоев полупроводников с управляющим электродом. Что дает ему возможность поменять местами анод с катодом. Говоря проще, его можно представить в виде 2-ух тиристоров с встречно-параллельным подключением.

Область внедрения

Симисторные регуляторы мощи отыскали свое применение не только лишь в быту, да и в почти всех отраслях индустрии. А именно они удачно подменяют массивные релейно-контактные схемы управления. Помогают устанавливать рациональные токи в автоматических сварных линиях, и в почти всех других отраслях.

Что все-таки касается использования этих устройств в быту, то его внедрение самое различное. От регулирования напряжение на лампы накалывания, до регулирования скорости вращения вентилятора. В 2-ух словах спектр как различный, что его тяжело обрисовать.

Как совершает свою работу тиристор?

Тиристор — это управляемый полупроводниковый устройство, который способен стремительно провести ток в одну сторону. Слово управляемый обозначает тиристор не просто так, потому что с его помощью, в отличие от диодика, который также проводит общий ток только к одному полюсу, можно выбирать отдельный момент, когда тиристор начнёт процесс проведения тока.

Тиристор обладает сразу 3-мя выводами тока:

1. Катод.
2. Анод.
3. Управляемый электрод.

Чтоб выполнить течение тока через таковой тиристор, стоит выполнить последующие условия: деталь должна в неотклонимом порядке размещена на самой цепи, которая будет находиться под общим напряжением, на управляющую часть электрода должен быть подан подходящий краткосрочный импульс. В отличие от транзистора, управление таким тиристор не будет добиваться от юзера удержания управляющего сигнала.

Но в этом все трудности использования такового устройства заканчиваться не будут: тиристор можно просто закрыть, если оборвать поступление в него тока по цепи, либо создав оборотное напряжение анод — катод. Это будет значить то, что применение тиристора в цепях неизменного тока считается достаточно специфическим и почти всегда вполне неблагоразумно, а в цепях переменного, например, в таком устройстве как тиристорный регулятор, схема сотворена таким способом, чтоб было вполне обеспечено условие для закрытия устройства. Неважно какая данная полуволна будет стопроцентно закрывать соответственный отдел тиристора.

Для вас, вероятнее всего, трудно осознать схему его строения. Но, не надо расстраиваться — ниже будет поподробнее описан процесс функционирования такового устройства.

Схема

В регуляторах мощи может применяться много разных схем. Самой обычной схемой считается применение переменного резистора, а самой сложной нынешнего микроконтроллера. Если его использовать в домашних критериях, то можно тормознуть на самой обычной.

Её будет достаточно для большинства потребностей. Не считая регулировки освещенности, нередко регулятор используют для . Те, кто любит заниматься дома электротехникой, имеют необходимость регулировать температуру паяльничка.

Делать это при помощи переменных резисторов неловко, плюс к этому идут огромные утраты электроэнергии. Наилучшим выходом будет внедрение симисторного регулятора.

Как собрать регулятор

Для сборки возьмем простейшую принципную схему. В этой схеме употребляется симистор VD2 – ВТВ 12-600В (600 – 800 В, 12 А), резисторы: R1 -680 кОм, R2 – 47 кОм, R3 – 1.5 кОм, R4 – 47 кОм. Конденсаторы: С1 – 0,01 мФ, С2 – 0,039 мФ.

Чтоб собрать такую схему своими руками, для вас пригодится делать определенные деяния в правильном порядке:

1. Нужно приобрести все детали с списка представленного выше.
2. Вторым шагом будет разработка печатной платы. При разработке следует учитывать, что часть деталей будет выполнена навесным монтажом. А часть деталей установится конкретно в плату.
3. Создание платы начинается с прорисовки рисунка с расположением деталей и контактных дорожек меж деталями. Потом набросок переносят на заготовку платы. Когда набросок перенесен на плату, то дальше все идет по известной методике. Травление платы, сверление отверстий под детали, лужение дорожек на плате. Многие используют для получения рисунка платы нынешними компьютерными программками, такими как Sprint Layout, но если у вас их нет ничего ужасного. В этом случае мы имеем маленькую схему. Её можно сделать вручную.
4. Когда плата готова, вставляем в приготовленные отверстия нужные радиодетали детали, укорачиваем кусачками длину контактов до нужной и начинаем пайку. Для этого прогреваем паяльничком место контакта на плате, подносим к нему припой, когда припой расплывётся по поверхности в точке контакта, убираем паяльничек, даем охладиться припою. При всем этом все детали должны оставаться на местах, не двигаться. При пайке следует соблюдать меры безопасности. Сначала нужно беречься от ожогов, их может причинить контакт с паяльничком, либо брызги раскаленного припоя либо флюса. Следует иметь одежку, очень защищающую все участки тела. А для защиты глаз, нужно надеть защитные очки. Место пайки должно быть в открытом помещении, так как в процессе работы могут появляться едкие газы.
5. Заключительным шагом сборки будет размещения приобретенной платы в коробку. Какую выбрать коробку, это будет впрямую зависеть от типа вашего регулятора. В случае с нашей схемой будет достаточно коробки размером с пластмассовую розетку. Маленькое количество деталей, наибольшая из них переменный резистор, занимают не много места, и помещаются в малюсенькое место.
6. Последним шагом будет проверка и настройка устройства. Для этого пригодится измерительный устройство для контроля напряжения, и устройство для нагрузки, в нашем случае паяльничек. Вращая ручку регулятора, нужно изучить, как плавненько изменяется напряжения на выходе. По мере надобности можно нанести метки около резистора регулировки.

Регулятор для индуктивной нагрузки

Часто в хозяйстве нужно выполнить сварочные работы. Если есть готовый инверторный сварочного аппарата, то сварка не представляет особенных проблем, так как в аппарате находится регулировка тока. У большинства людей нет такового сварочного и приходится воспользоваться обыденным трансформаторным сварочным, в каком регулировка тока осуществляется методом смены сопротивления, что достаточно неловко.

Тех, кто пробовал использовать в качестве регулятора симистор, ожидает разочарование. Он не будет регулировать мощность. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время недлинного импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.

Но существует выход из этой ситуации. Следует подать на управляющий электрод однотипный импульс либо подавать на УЭ (управляющий электрод) неизменный сигнал, пока не будет проход через ноль. Схема регулятора смотрится последующим образом:

Естественно, схема достаточно непростая в сборке, но таковой вариант решит все проблемы с регулировкой. Сейчас не надо будет воспользоваться массивным сопротивлением, к тому же очень плавной регулировки не получится. В случае с симистором вероятна достаточно плавная регулировка.

Если есть неизменные перепады напряжения, также пониженное либо завышенное напряжение, рекомендуется приобрести симисторный регулятор либо по способности сделать регулятор своими руками. Регулятор защитит домашнюю технику, также предупредит ее порчу.

Стоимость

Рынок изобилует огромным количеством предложений, с разным уровнем цен. На стоимость симисторных регуляторов мощи сначала оказывают влияние несколько характеристик:

1. Мощность изделия, чем сильнее мощность, тем будет дороже ваш устройство.
2. Сложность схемы управления, в самых обычных схемах, главную цена ложится симисторы. В сложных схемах управления, где использованы микроконтроллеры стоимость может вырасти из-за них. Они дают доп способности, соответственно за огромную стоимость. Так регулятор на резисторе с показателями напряжения 220 В, мощность 2500 Вт. стоит 1200 рублей, а на микроконтроллере с такими же параметрами 2450 руб.
3. Бренд производителя. Время от времени за раскрученный бренд можно дать на 50 % больше.

На данный момент можно повстречать регуляторы мощи собранные по разным схемам. У каждой из них будут свои положительные стороны и недочеты. Нынешние регуляторы делятся на два типа, микропроцессорные и аналоговые. Аналоговые регуляторы можно отнести к системам экономичного класса. Они известны со времен СССР, ординарны в выполнении и дешевенькие. Самым основным их недочетом есть неизменный контроль владельца, либо оператора.

Приведем обычной пример, для вас нужно на выходе иметь напряжения 170 В., Когда вы выставляли это напряжения, подающее напряжение было 225 В, а сейчас представим, что входящее напряжение поменялось на 10 В, соответственно поменяться напряжение на выходе.

Если величина выходного напряжения оказывает влияние на процесс, то могут появиться проблемы. Не считая перепада подающего напряжения, на выходное могут оказывать влияние характеристики самого регулятора. Потому что с течением времени изменяться емкость конденсатора, на переменный резистор может оказывать влияние влажность среды, достигнуть размеренной его работы нереально.

В регуляторах на процессорах таковой проблемы нет. В них реализована оборотная связь, позволяющая оперативно регулировать управляющий сигнал.

Одним из принципиальных моментов долговременной эксплуатации будет ремонт и сервис. Микропроцессорные регуляторы представляют собой сложное изделия, для его ремонта потребуются спец сервисные центры. Аналоговые регуляторы легче поддаются ремонту. Его в состоянии сделать хоть какой радиолюбитель в домашних критериях.

Делать окончательный выбор по симисторному регулятору мощи можно после изучений критерий для его работы. Когда для вас не нужна большая точность на выходе, то резонно дать предпочтения аналоговому устройству, сберегая при всем этом средства. Когда на выходе нужна точность, не сберегайте, покупайте микропроцессорный устройство.

Этот стабилизатор обладает хорошими чертами, имеет плавную регулировку тока и напряжения, неплохую стабилизацию, без заморочек терпит недлинные замыкания, относительно обычный и не просит огромных денежных издержек. Он обладает высочайшим кпд за счет импульсного механизма работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что дозволит выстроить массивное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения. При желании можно прирастить выходной ток до 20-и и поболее ампер.

В вебе схожих устройств, каждое имеет свои плюсы и недочеты, но механизм работы у них однообразный. Предлагаемый вариант — это попытка сотворения обычного и достаточно массивного стабилизатора.

За счет внедрения полевых ключей удалось существенно прирастить нагрузочную способность источника и понизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе до 4-х ампер транзисторы и силовой диодик можно не устанавливать на радиаторы.

Номиналы некоторых компонент на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для собственных нужд.

Спектр регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае наибольшее напряжение 22 вольта, т.к. я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе расслабленно можно получить до 28-и Вольт. Спектр регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, находится в зависимости от сопротивления сенсора тока и силовых частей схемы.

Устройство не опасается маленьких замыканий, просто сработает ограничение тока.

Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494, выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.

Желаю направить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.

Нагрузочный резистор на выходе использован для резвого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к. при уменьшении выходного напряжения конденсаторам необходимо время, для разрядки, а этот резистор стремительно их разрядит. Сопротивление этого резистора необходимо перечесть, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт. Резистор 2-ух ваттный, рассчитан с припасом по мощи, в процессе работы может нагреваться, это нормально.

Как это работает:

ШИМ контроллер сформировывает управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор, и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым характерно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции. Когда транзистор запирается скопленный в дросселе заряд через диодик шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диодик в этом случае раскроется, т.к. напряжение с дросселя имеет оборотную полярность. Этот процесс будет повторяться 10-ки тыщ раз за секунду, зависимо от рабочей частоты микросхемы ШИМ. По факту ШИМ контроллер всегда выслеживает напряжение на выходном конденсаторе.

Стабилизация выходного напряжения происходит последующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое находится на инверсном входе усилителя ошибки. При понижении выходного напряжения будет понижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет наращивать продолжительности импульсов, как следует транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет оборотное — микросхема уменьшит продолжительность управляющих импульсов. Обозначенным делителем можно принудительно поменять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая либо понижая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для более четкой регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обыденный.

Малое выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается обозначенным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения применимых вам значений, не советуется снижать малое напряжение ниже 1 вольта.

Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован 2-ой усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494. Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, снова сравнивается с опорным, а далее происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения. Обозначенным резистором можно регулировать выходной ток.

Токовый шунт сделан из 2-ух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.

Накопительный дроссель намотан на желто белоснежном кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.

Потому что схема планировалась на достаточно большой входной ток, целенаправлено использовать два сложенных вкупе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков намотанных 2-мя жилами провода поперечником 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.

Диодик лучше использовать с барьером Шоттки и оборотным напряжением 100-200 вольт, в моем случае использована мощная диодная сборка MBR4060 на 60 вольт 40 Ампер.

Силовые ключи вкупе с диодиком устанавливают на общий радиатор, притом изолировать подложки компонент от радиатора не надо, т.к. они общие.

Подробное описание и тесты блока можно поглядеть в видео

Интегральная схема здесь

Источник: vsamodelino.ru