Фазоимпульсное управление тиристором схема на транзисторах

Фазоимпульсное управление тиристором схема на транзисторах

Віримо в перемогу ЗСУ!
Працюємо з 09:00 до 18:00 Пн-Сб Працюємо з 09:00 до 19:00 Пн-Пт —> Магазин у відпустці до 19.08.2023 —>

• Ваша корзина пуста!

• Главная
• Статьи
• Управление тиристорами и симисторами

Самое простое включение тиристора и симистора

В различных электронных устройствах в цепях переменного тока в качестве силовых ключей широко применяют тринисторы и симисторы. Данная статья призвана помочь в выборе схемы управления подобными приборами.

Самый простой способ управления тиристорами — это подача на управляющий электрод прибора постоянного тока с величиной, необходимой для его включения (рис. 1). Ключ SA1 на рис. 1 и на последующих рисунках — это любой элемент, обеспечивающий замыкание цепи: транзистор, выходной каскад микросхемы, оптрон и др. Этот способ прост и удобен, но обладает существенным недостатком — требуется довольно большая мощность управляющего сигнала. В табл. 1 приведены наиболее важные параметры для обеспечения надежного управления некоторыми самыми распространенными тиристорами (три первых позиции занимают тринисторы, остальные — симисторы). При комнатной температуре для гарантированного включения перечисленных тиристоров требуется ток управляющего электрода Iу вкл равный 70–160 мА. Следовательно, при напряжении питания, типовом для собранных на микросхемах узлов управления (10–15 В), требуется постоянная мощность 0,7–2,4 Вт.

Отметим, что полярность управляющего напряжения для тринисторов положительная относительно катода, а для симисторов — или отрицательная для обоих полупериодов, или совпадающая с полярностью напряжения на аноде. Также можно добавить, что часто в соответствии с указаниями по применению требуется шунтирование управляющего перехода тринисторов сопротивлением 51 Ом (R2 на рис. 1) и не требуется никакого шунтирования для симисторов.

Реальные величины тока управляющего электрода, достаточного для включения тиристора, обычно меньше цифр, приведенных в табл. 1, поэтому нередко идут на его снижение относительно гарантированных значений: для тринисторов — до 7–40 мА, для симисторов — до 50–60 мА. Такое снижение часто приводит к ненадежной работе устройств, и необходимости предварительной проверки или же подбора тиристоров. Уменьшение управляющего тока также может приводить к возникновению помех радиоприему, поскольку включение тиристоров при малых токах управляющего электрода происходит при относительно большом напряжении на аноде — несколько десятков вольт, что приводит к броскам тока через нагрузку и, следовательно, к мощным помехам.

Недостатком управления тиристорами постоянным током является гальваническая связь источника управляющего сигнала и сети. Если в схеме с симистором (рис. 1, б) при соответствующем включении сетевых проводов источник управляющего сигнала можно соединить с нулевым проводом, то при использовании тринистора (рис 1, а) такая возможность возникает лишь при исключении выпрямительного моста VD1–VD4. Последнее приводит к однополупериодной подаче напряжения на нагрузку и двукратному уменьшению поступаемой в нее мощности.

В настоящее время в связи с большой потребляемой мощностью запуск тиристоров постоянным током при бестрансформаторном питании пусковых узлов (с гасящим резистором или конденсатором) практически не используется.

Одним из вариантов снижения потребляемой узлом управления мощности является использование вместо постоянного тока непрерывной последовательности импульсов с относительно большой скважностью. Поскольку время включения типовых тринисторов составляет 10 мкс и менее, можно подавать на их управляющий электрод импульсы такой же длительности со скважностью, например, 5–10–20, что соответствует частоте 20–10–5 кГц. В этом случае потребляемая мощность также уменьшается в 5–10–20 раз соответственно.

Однако при таком способе управления выявляются некоторые новые недостатки. Во-первых, теперь тиристор включается не в самом начале полупериода сетевого напряжения, а в произвольные моменты времени, отстоящие от начала полупериода на время, не превышающее периода запускающих импульсов, т. е. 50–100–200 мкс.

За это время напряжение сети может возрасти примерно до 5–10–20 В. Это приводит к возникновению помех радиоприему и к некоторому уменьшению выходного напряжения, впрочем, малозаметному.

Существует еще одна проблема. Если при включении в начале полупериода во время действия запускающего импульса ток через тиристор не достигнет тока удержания (Iуд, табл. 1), тиристор после окончания импульса выключится. Следующий импульс вновь включит тиристор, и он не выключится лишь в том случае, если к моменту окончания импульса ток через него будет больше тока удержания. Таким образом, ток через нагрузку сначала будет иметь вид нескольких коротких импульсов и лишь потом — синусоидальную форму.

Если же нагрузка имеет активноиндуктивный характер (например, электродвигатель), ток через нее за время действия короткого включающего импульса может не успеть достичь величины тока удержания, даже когда мгновенное напряжение в сети максимально. Тиристор после окончания каждого импульса будет выключаться. Этот недостаток ограничивает снизу длительность запускающих импульсов и может свести на нет уменьшение потребляемой мощности.

Схема включения тиристора и симистора с импульсным запуском

Применение импульсного запуска облегчает гальваническую развязку между узлом управления и сетью, ибо ее может обеспечить даже небольшой трансформатор с коэффициентом трансформации, близким к 1:1. Его обычно наматывают на ферритовом кольце диаметром 16–20 мм с тщательно выполненной изоляцией между обмотками. Следует предостеречь от применения малогабаритных импульсных трансформаторов промышленного изготовления. Как правило, они имеют низкое напряжение изоляции (около 50–100 В) и могут служить причиной поражения электрическим током, если при использовании прибора будет считаться, что цепь управления изолирована от сети.

Схема включения тиристора и симистора с импульсным запуском.

Снижение требуемой при импульсном управлении мощности и возможность введения гальванической развязки позволяют применить в узлах управления тиристорами бестрансформаторное питание.

Включение тиристора через ключ и ограничительный резистор

Третий широко распространенный способ включения тиристоров — подача на управляющий электрод сигнала с его анода через ключ и ограничительный резистор (рис. 2). В таком узле ток через ключ протекает в течение нескольких микросекунд, пока включается тиристор, если напряжение на аноде достаточно велико. В качестве ключей используют малошумящие электромагнитные реле, высоковольтные биполярные транзисторы, фотодинисторы или фотосимисторы (схемы на рис. 2 соответственно). Способ включения тиристора прост и удобен, не критичен к наличию у нагрузки индуктивной составляющей, но имеет недостаток, на который нередко не обращают внимания.

Недостаток связан с противоречивостью требований к ограничительному резистору R1. С одной стороны, его сопротивление должно быть как можно меньше, чтобы включение тиристора происходило как можно ближе к началу полупериода сетевого напряжения. С другой стороны, при первом открывании ключа, если оно не синхронизировано с моментом прохождения сетевого напряжения через нуль, напряжение на резисторе R1 может достигать амплитудного напряжения сети, т. е. составлять 310–350 В. Импульс тока через этот резистор не должен превышать допустимых значений для ключа и управляющего перехода тиристора. В табл. 2 приведены некоторые параметры наиболее часто применяемых отечественных фототиристоров (приборы серий АОУ103/3ОУ103 и АОУ115 — фотодинисторы, АОУ — фотосимисторы). Исходя из значений максимально допустимого импульсного тока управления (табл. 1) и максимального импульсного тока через ключ (табл. 2), можно для каждой конкретной пары приборов определить минимально допустимое сопротивление ограничительного резистора. Например, для пары КУ208Г (Iу, вкл макс = 1 А) и АОУ160А (Iмакс, имп = 2 А) можно выбрать R1 = 330 Ом. Если ток управляющего электрода, при котором происходит включение симистора, соответствует его максимальному значению 160 мА, симистор будет включаться при напряжении на аноде равном 0,16·330 = 53 В.

Как и в случае с подачей управляющих импульсов относительно большой скважности, это приводит к возникновению помех и к некоторому уменьшению выходного напряжения. Поскольку реальная чувствительность тиристоров по управляющему электроду обычно лучше, задержка открывания тиристора относительно начала полупериода меньше рассчитанной выше предельной величины.

Сопротивление ограничивающего резистора R1 может быть уменьшено на величину сопротивления нагрузки, поскольку в момент включения они включены последовательно.

Более того, если нагрузка имеет гарантированно индуктивно-резистивный характер, можно еще более уменьшить сопротивление указанного резистора. Однако если нагрузкой являются лампы накаливания, надо помнить, что их холодное сопротивление примерно в десять раз меньше рабочего.

Следует также иметь ввиду, что включающий ток симисторов имеет разную величину для положительной и отрицательной полуволн сетевого напряжения. Поэтому в выходном напряжении мо жет появиться небольшая постоянная составляющая.

Из фотодинисторов серии АОУ103/3ОУ103 для управления тиристорами в сети 220 В по максимально допустимому напряжению подходят только 3ОУ103Г, однако неоднократно проверено, что и АОУ103Б и АОУ103В годятся для работы в этом режиме.

Различие между приборами с индексами Б и В заключается в том, что подача напряжения обратной полярности на АОУ103Б не допускается. Аналогично и различие между АОУ115Г и АОУ115Д: приборы с индексом Д допускают подачу обратного напряжения с индексом Г — нет.

Существенного сокращения потребляемой цепями управления мощности можно добиться, если включать ток управляющего электрода в момент включения тиристора. Два варианта схем узлов управления, обеспечивающих такой режим, приведены на рис. 3.

Включение тринистора в схеме на рис. 3, а происходит в момент замыкания контактов ключа SA1. После включения тринистора элемент DD1.1 выключается, и ток управляющего электрода прекращается, что существенно экономит потребление по цепи управления. Если напряжение на тринисторе в момент включения SA1 будет меньше порога переключения DD1.1, тринистор не включится, пока напряжение на нем не достигнет этого порога, т. е. не станет несколько более половины напряжения питания микросхемы. Регулировать пороговое напряжение можно подбором сопротивления нижнего плеча делителя резистора R6. Резистор R2 обеспечивает низкий логический уровень на входе 1 элемента DD1.1 при закрывании тринистора VS1 и диодного моста VD2.

Для аналогичного включения симистора необходим узел двуполярного управления элементом совпадения DD1.1 (рис. 3, б). Этот узел собран на транзисторах VT1, VT2 и резисторах R2–R4. Транзистор VT1 включен по схеме с общей базой, и напряжение на его коллекторе становится по модулю меньше порога переключения элемента DD1.1, когда напряжение на аноде симистора VS1 положительно относительно катода и превышает его примерно на 7 В. Аналогично транзистор VT2 входит в насыщение, когда отрица тельное напряжение на аноде становится по модулю больше –6 В.

Такой узел выделения момента прохождения напряжения через нуль широко применяется в различных разработках. При всей кажущейся привлекательности узлы, выполненные по схемам, приведенным на рис. 3, и им аналогичные, обладают существенным недостатком: если по какойлибо причине тиристор не включится, ток через его управляющий электрод будет идти неопределенно долго. Поэтому необходимо предпринимать специальные меры по ограничению длительности импульса или рассчитывать источник питания на полный ток, т. е. на такую же мощность, как и для узлов по схеме на рис. 1.

Наиболее экономичные схемы управления используют формирование одиночного включающего импульса вблизи перехода сетевого напряжения через нуль. Две несложных схемы таких формирователей приведены на рис. 4, а временные диаграммы их работы — на рис. 5 (а и б соответственно). Недостатком, впрочем совершенно несущественным в большинстве случаев, является то, что первое включение происходит не в самом начале полупериода сетевого напряжения, а в самом конце того, во время которого был замкнут ключ SA1.

Двойная длительность включающего импульса 2Т0 определяется порогом переключения элемента ИЛИ НЕ с учетом делителя R2R3 (рис. 4, а) или порогом формирователя на VT1, VT2 (рис. 4, б), и рассчитывается по формуле

13.jpg (613 bytes)

Скорость изменения сетевого напряжения при переходе через нуль

14.jpg (926 bytes)

и при Uпор = 50 В двойная длительность составит 2Т0 = 1 мс. Скважность импульсов равна 10, и средний потребляемый ток в 10 раз меньше амплитудного значения, необходимого для надежного включения тиристора.

Минимальная длительность включающего импульса определяется тем, что он должен оканчиваться не ранее, чем ток через нагрузки достигнет тока удержания тиристора. Например, если нагрузка имеет мощность 200 Вт (Rн = 2202/200 = 242 Ом), а ток удержания симистора КУ208 — 150 мА, то этот ток достигается при мгновенном напряжении в сети 242·0, 15 = 36 В, т. е. при скорости нарастания 100 В/мс окончание импульса запуска должно быть не ранее, чем через 360 мкс от момента перехода напряжения через нуль. Снизить потребляемую мощность еще примерно в десять раз можно за счет подачи на третий вход элементов ИЛИ — НЕ схем на рис. 4 непрерывной последовательности импульсов (показано штриховыми линиями), как это было упомянуто в начале статьи применительно к узлам по схемам на рис. 1. При этом проявляются те же недостатки, что и при непрерывной подаче импульсов на управляющий электрод.

Для уменьшения потерь мощности можно сформированный в узлах по схемам на рис. 4 импульс, продифференцировать его, и продифференцированный задний фронт использовать как запускающий для тиристора (рис. 6). Параметры этого запускающего импульса Ти следует выбирать так. Он должен начинаться как можно раньше после прохождения сетевого напряжения через нуль, чтобы бросок тока через нагрузку в момент включения в начале каждого полупериода был бы минимальным и минимальными были бы помехи и потери мощности. Здесь ширина импульса, формируемого в момент прохождения напряжения сети через нуль, ограничена снизу только временем перезаряда дифференцирующей цепи C1R7 и может быть достаточно малой, но конечной. Оканчиваться импульс должен, как и для предыдущего варианта, не ранее, чем когда ток через нагрузку достигнет тока удержания тиристора.

При работе узлов по схемам на рис. 7 и 8 подача на управляющий электрод импульса включения спрямляет выходную характеристику тиристора в момент прохождения сетевого напряжения через нуль и при правильно выбранной длительности импульса удерживает тиристор во включенном состоянии до момента достижения тока удержания даже при наличии небольшой индуктивной составляющей нагрузки. Источник питания таких узлов может быть собран по бестрансформаторной схеме с гасящим резистором или, что еще лучше, конденсатором. Помех радиоприему такое включение тиристоров не создает и может быть рекомендовано для всех случаев управления нагрузками с малой индуктивной составляющей.

Если же нагрузка имеет выраженный индуктивный характер, можно рекомендовать схемы управления, приведенные на рис. 2. Для уменьшения помех радиоприему необходимо включение в сетевые провода помехоподавляющих фильтров, а если провода от регулятора до нагрузки имеют заметную длину, то и в эти провода тоже.

Выше были рассмотрены варианты управления тиристорами при их использовании в качестве ключей. При фазоимпульсном управлении мощностью нагрузок можно использовать описанные выше схемотехнические решения по формированию импульсов в моменты перехода сетевого напряжения через нуль для запуска времязадающего узла запуска тиристора. Отметим, что такой узел должен давать стабильную задержку включения тиристора, не зависящую от напряжения сети и температуры, а длительность формируемого импульса должна обеспечить достижение тока удержания независимо от момента включения нагрузки в пределах полупериода.

Способы и схемы управления тиристором или симистором

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Содержание статьи

• Тиристор и симистор
• Основные характеристики
• Принцип работы тиристора и симистора
• Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Определение

Тиристор (тринистор) — это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор — двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

• Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).
• Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).
• Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).
• Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.
• Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.
• Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.
• Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).
• Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).
• Ток управления (IGT).
• Максимальный ток управления электрода IGM.
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания — это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора — он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения — на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление — тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

Полезная электроника своими руками, электронные самоделки в Telegram : Практическая электроника на каждый день

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами — схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

• Чем отличается блок питания для светодиодных ламп и электронный трансформатор для галогенных ламп
• Что такое шим контроллер, как он устроен и работает, виды и схемы
• Как сделать выпрямитель и простейший блок питания

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Устройство для фазоимпульсного управления тиристором (его варианты)

(19) (1 ) 5)5 Н 02 М 1/ ЗОБРЕТЕНИЯ ИСА АТЕНТ 1(71) Научно-производственное объединение по технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОИМПУ НОГО УПРАВЛЕНИЯ .ТИРИСТОРОМ РИАНТЫ)(57) Цель из вы абильности ф им осправочник .: Энергия,ЛЬС(ВАобретения — поазы выходного шение ст пульса, П ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ставленная цель достигается тем, что введен биполярный транзистор, ток эмиттера которого определяется напряжением стабилизации стабилитрона 2 и величиной сопротивления управляющего переменного резистора 6, Конденсатор 8 релаксационного генератора заряжается постоянным коллекторным током транзистора 7 до достижения напряжением на нем порогового напряжения элемента 9, импульс с выходного вывода которого используется для отпирания тиристора. Стабильность работы повышается за счет постоянной крутизны кривой напряжения на конденсаторе 8, не зависящей ни от величины напряжения на нем, ни от колебаний напряжения на выводах питающей сети. 2 с.и 3 з,п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для стабилизации выходного напряжения регуляторов при колебаниях напряжения питающей сети,Цель изобретения — повышение стабильности фазы выходного импульса устройства путем обеспечения заряда конденсатора постоянным управляемым током, практически не зависящим от изменения напряжения питающеЙ сети, и быстродействующая компенсация этих измерений с сохранением простоты уст ройстВа,Схемы Вариантов устройства показаны на фиг.1 — 5,Устройство для фазоимпульсного управления тиристором по первому Варианту (фиг.1) содержит последовательную цегючку из резистора 1, стабилитрона 2 и резистора3, подключенную к Выводам 4 и 5 источникапитающего пульсирующего напряжения,причем напра,кение нл Вцводе 4 илреет по.,ЛОжительную полярность, а также перемен»ный резистор б, биполярный транзистор 7 25р-п-р-.гипа, конденсатор 8 и пороговый элемент 9 ,например., динистор), импульс с выходного вывода 10 которого используетсядля Отпирания управляемого тиристора, Кобщему выводу резистора 1 и катода стабилитрона 2 подсоединен первый вывод переменного резистора б, второй вывод .,последнего соединен с эмиттером транзистора 7, база этого транзистора подключенак Общей то.ке соединения анода стабилитрона 2 и второго резистора 3, Оставшийся.Вы ВОД резистора 3 соеДинен с ВЫВОДОМ сети5 и первым Выводом конденсатора 8, а Второй вывод конденсатора 8 соединен с коллектором транзистора 7 и Входным выводом «0порогового элемента 9,Усгройотво работает следующим Образом, Часть пульсирующего питающего напряжения, подаваемого напоследовательнуо цепочку из резистора 1, 45стабилитрона 2 и резистора 3, создает настабилитроне 2 импульс напряжения практически прямоугольной формы, что определяет постоянную Величину тока эмиттератранзистора 7 Все Время, пока на стабилитроне 2 есть напряжение, Транзистор 7 включен по схеме с общей базой и поэтому егоколлекторный ток не зависит От напряженияна резисторе 3 и близок к току эмиттера.Ввидуэтого заряд конденсатора 8 происходит практИчески постоянным. измеряемымВеличиной сопротивления резистора б, током, и напряжение на конденсаторе 8 — линейное пилообразное, Такой зарядкоденсатора 8 происходит до достижеи напряжением на нем порогового напряжения элемента 9, после чего конденсатор разряжается через элемент 9 и импульс на его выходном выводе 10 используется для отпирания тиристора.Стабильность фазы импульсного управления тиристором повышена за счет постоянной крутизны кривой напряжения на конденсаторе 8, не зависящей от величины напряжения на конденсаторе 8 и колебаний напряжения на выводах питающей сети 4 и 5.На фиг, 24 представлены схемы первого варианта устройства, в которых в качестве порогового элемента использован однопереходный транзистор (ОПТ) 11 с резистором 12, соединенным первым выводом со второй базой ОПТ, Схемы различаются точкой подсоединения свободного вывода резистора 12 к схеме устройства. Во всех случаях при изменении напряжения сети изменяется напряжение на второй базе ОПТ 11, пороговое напряжение.ОПТ и фаза импульса на выходе 10 ОПТ также изменяется, причем таким образом, что напряжение на нагрузке будет изменяться В меньшей степени, чем напряжение сети, т.е, схемы имеют обратную связь (о.с.) по напряжению,Свободный Вывод резистора 12 подключен к схеме фиг,2 к катоду стабилитрона 2, в схеме фиг. 3 — к аноду стабилитрона 2 и в схеме фиг, 4 — к эмиттеру транзистора 7, Степень влияния о,с. по напряжению наименьшая в схеме фиг, 2, т,к. на вторую базу ОПТ 11 подается через резистор 12 сумма двух напряжений; постоянного — на стабилитроне 2 и пропорционального мгновенному значению напряжения питающей сети — на резисторе 3. Наибольшая степень влияния О,с, — в схеме фиг. 3, т,к. напряжение на Второй базе ОПТ пропорционально только мгновенному значению напряжения питающей сети, Изменить степень влияния о.с. прежде Всего можно, соответственно выбирая пороговое напряжение стабилитрона 2 (в схеме фиг,2) или сопротивление резисто. ра 12 (В схеме фиг,3). Промежуточное положение между. схемами фиг,2 и 3 по влиянию на фазу выходного импульса устройства занимает схема фиг, 4, в которой напряжение на эмиттере транзистора 7 примерно пропорционально мгновенному значению напряжения сети, но часть тока, ограниченного резистором б, отводится к второй базе ОПТ 11, и эта часть тем больше, чем выше питающее напряжение и меньше сопротивление резистора 12,На фиг, 5 представлена схема второго варианта устройства, в котором, в отличиеот схем фиг, 24. переменный резистор 13 выполнен с тремя выводами, причем неподвижные его контакты подсоединены соответственно к катоду стабилитрона 2 и эмиттеру транзистора 7, а подвижный контакт — к общему выводу первого резистора 1 и третьего резистора 12, 8 этом случае степень влияния о.с. изменяется от положения подвижного контакта резистора 13. При положении его вблизи неподвижного кон 10 такта, соединенного с катодом стабилитрона 2 (малый ток заряда конденсатора 8), влияние о.с, минимально, а при положении подвижного контакта резистора 13 вблизи неподвижного контакта, соединенного с эмиттером транзистора 7 (большой ток за- .ряда конденсатора 8), влияние о.с. максимально,В общем, при заданном диапазоне регулирования фазы выходного импульса устройства, применение одной из простых схем фиг.15 позволяет получить стабильность выходного пульсирующего напряжения на нагрузке порядка несколькихпроцентов и выше при стандартныхиэмене ниях величины напряжения питающей сетипеременного тока. Формула изобретения30 1. Устройство для фаэоимдульсного управления тиристором, питающееся пульсирующим напряжением, содержащее для подкл.ючения источника питающего напряжения, а второй вывод первого реэистора соединен с первым вы водом переменного резистора, конденсатор, первый вывод которого подключен к второму 40 выйоду для подключения источника питающего напряжения, а второй вывод конденсатора соединен с входом порогового элемента; выход которого использован в качестве выхода устройства, и второй резистор, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что рведейбиполярный транзистор р-п-р-типа, причем; катод стабилитрона соединен с общей точ.кой первого и переменного резисторов,анод стабилитрона соединен с базой биполярного транзистора и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом конденсатора,эмиттер биполярного транзистора подсоединен к второму выводу переменного резистора, а коллектор биполярного транзистора соединен с общей точкой конденсатора и порогового элемента. 2, Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пороговый элемент выполнен стабилвтрон, первый резистор, первый вы- .вод которого подключен к первому выводу 35 в виде однопереходного транзистора и ре эистора, причем коллектор биполярноготранзистора подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, использованному вкачестве входа порогового элемента. первая база однопереходного транзистора использована в качестве, выхода порогового элемента, вторая база однопереходноготранзистора через резистор подключена ккатоду стабилитрона.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пороговый элемент выполнен в виде однопереходного транзистора и резистора, причем коллектор биполярноготранзистора подключен к змиттеру однопереходнаго транзистора, использованному в качестве входа порогового элемента, первая:база однопереходного транзистора использована в качестве выхода пороговогоэлемента, вторая база однопереходноготранзистора через резистор подключена к аноду стабилитрона4. Устройство по п,1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, чтопороговый элемент выполнен в виде однопереходного транзистора и резистора, причем коллектор биполярного транзистора подключен к эмиттеруоднопереходного транзистора, использованному в качестве входа порогового элементаа, и ервая база однопе реходно готранзистора использована в качестве выхода порогового элемента, а вторая база одно- переходного транзистора через резистор подключена к эмиттеру биполярного транзистора.5. Устройство для фазоимпульсного управления тиристором, питающееся пульсирующим напряжением, содержащее стабилитрон., первый резистор, первый вывод которого подключен к первому выводу для подключения источника питающего напряжения, переменный резистор, второй резистор, конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выводу для подключения источника питающего напряжения, а второй вывод конденсатора соединен с эмиттером однопереходного транзистора, первая база использована в качестве выхода устройства, вторая база которого через третий резистор подключена к второму выводу первого резистора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что введен. биполярный транзистор р-п-р-типа, причем коллектор биполярного транзистора соединен с эмиттером однопереходного транзистора, первый вывод второго резистора подключен к первому выводу конденсатора, а второй вывод подключен к базе биполярного транзистора и аноду стабилитрона, катод которого через переменный резистор подключен к1820983 эмиттеру биполярного транзистора, а подвижный контакт переменного резистора.Валуе гентал тров эктор орректо Заказ 2044 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород. ул.Гагарина, 1 оставител ехред М.М подключен к общей точке первого и третьего резисторов.

Заявка

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ ТРАКТОРНОГО И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ВАЛУЕВ АНАТОЛИЙ ФЕДОРОВИЧ

Схема на тиристорах, помогите разобраться.

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

• IPS Theme by IPSFocus
• Политика конфиденциальности
• Обратная связь

• Уже зарегистрированы? Войти
• Регистрация

Главная

Активность

• Создать.

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.