Променлив резистор за регулиране на напрежение 220V. Регулатор на AC напрежение

Друг регулатор на мощността

Когато за първи път не успях да запоя контакт с микросхема с прегрял поялник, разбрах, че няма да има щастие в живота без регулатор на мощността. И реших да си направя такова нещо, но да го направя по-просто и универсално (за различни видовенатоварване). Харесах схема на триак, която беше популярна в Интернет.

Този регулатор на мощността е предназначен да регулира мощността на натоварване до 500 W във вериги променлив токс напрежение 220 V. Такъв товар може да служи като електрическо отопление, осветителни устройства, асинхронни електродвигателипроменлив ток (вентилатор, електрическа шлайфмашина, електрическа бормашина и др.). Благодарение на широкия диапазон на регулиране и голяма мощРегулаторът ще намери широко приложение в ежедневието.

Регулаторът на мощността на триак използва принципа на фазово управление. Принципът на работа на такъв регулатор се основава на промяна на момента, в който триакът е включен спрямо прехода мрежово напрежениепрез нула.

В началото на положителния полупериод триакът е затворен. С увеличаване на мрежовото напрежение кондензаторът C1 се зарежда през разделителя R1, R2. Увеличаването на напрежението на кондензатор C1 изостава (измества във фаза) от мрежовото напрежение с количество, което зависи от общото съпротивление на делителя R1+R2 и капацитета C1. Кондензаторът продължава да се зарежда, докато напрежението в него достигне прага на "разрушаване" на динистора (около 32 V). Веднага след като динисторът се отвори (следователно, триакът също се отваря), ток, определен от общо съпротивлениеотворен триак и товар. Триакът остава отворен до края на полупериода. Резисторът R1 задава напрежението на отваряне на динистора и триака. Тези. Този резистор регулира мощността. Когато е изложен на отрицателна полувълна, принципът на работа е подобен. LEDпоказва режима на работа на регулатора на мощността. Триак е инсталиран на алуминиев радиаторразмер 40х25х3 мм.

Схемата не изисква никакви настройки. Ако всичко е инсталирано правилно, веднага започва да работи. По време на експерименти с лампа с нажежаема жичка от 100 W беше установено леко нагряване на тиристора (без радиатор). И визуалните резултати от експерименти, като готово устройство, можете да видите на снимките по-долу.

Триак регулаторите на мощност работят с помощта на контрол на фазите. Те могат да се използват за промяна на силата на различни електрически устройстваработа с променливо напрежение.

Устройствата могат да включват електрически лампилампи с нажежаема жичка, нагреватели, електродвигатели с променлив ток, трансформатор заварчици, и много други. Имат широк обхват на настройка, което им дава широко приложение, включително и в бита.

Описание и принцип на действие

Работата на устройството се основава на регулиране на забавянето на включване на триака, когато мрежовото напрежение премине нулата. Триакът е в затворено положение в началото на полупериода. След като напрежението на положителната полувълна се увеличи, кондензаторът се зарежда с фазово изместване от мрежовото напрежение.

Това изместване се определя от стойностите на съпротивлението на резисторите P1, R1, R2 и капацитета на кондензатора C1. Когато се достигне праговата стойност на кондензатора, триакът се включва. Той става проводим, позволявайки на напрежението да премине, като по този начин свързва веригата с резистори и кондензатори. Когато полупериодът премине през 0, триакът се изключва.

След това, когато кондензаторът се зареди, той отново се отваря с отрицателна вълна на напрежение. Такава работа на триак е възможна поради неговата структура. Има пет слоя полупроводници с управляващ електрод. Което му дава възможност да смени анода с катода. Казано по-просто, той може да бъде представен като два тиристора с гръб-към-гръб връзка.

Област на приложение

Регулаторите на мощността на триак са намерили своето приложение не само в ежедневието, но и в много индустрии. По-специално, те успешно заместват тромавите вериги за управление на релейни контакти. Те помагат да се настроят оптимални токове в автоматичните заваръчни линии и в много други индустрии.

Що се отнася до използването на тези устройства в ежедневието, използването им е много разнообразно. От регулиране на напрежението на лампите с нажежаема жичка до регулиране на скоростта на вентилатора. С две думи гамата е толкова разнообразна, че не е лесно да се опише.

Видове триакови регулатори на мощността

Говорейки за тези устройства, трябва да се отбележи, че всички те работят на същия принцип. Основната им разлика е мощността, за която са предназначени. Втората разлика ще бъде схемата за управление. Някои видове триак може да изискват повече фина настройкауправляващи сигнали. Управлението може да бъде много разнообразно, от кондензатор и чифт резистори до модерен микроконтролер.

Схема

Регулаторите на мощността могат да използват много различни конструкции. Най-простата схема се счита за използването на променлив резистор, а най-сложната е модерен микроконтролер. Ако го използвате у дома, тогава можете да се спрете на най-простия.

Ще бъде достатъчно за повечето нужди. В допълнение към регулирането на светлината, контролерът често се използва за. Тези, които обичат да правят електротехника у дома, трябва да регулират температурата на поялника.

Неудобно е да се направи това с помощта на променливи резистори, освен това има големи загуби на електроенергия. Най-добрият изходще използва триак регулатор.

Как да сглобите регулатора

За да се съберем, нека вземем най-простия схематична диаграма. Тази схема използва триак VD2 - VTV 12-600V (600 - 800 V, 12 A), резистори: R1 -680 kOhm, R2 - 47 kOhm, R3 - 1,5 kOhm, R4 - 47 kOhm. Кондензатори: C1 – 0.01 mF, C2 – 0.039 mF.

За да съберете такава верига със собствените си ръце, ще трябва да направите определени действияв правилния ред:

1. Необходимо е да закупите всички части от списъка, представен по-горе.
2. Вторият етап ще бъде разработването на печатна платка.При разработването трябва да се има предвид, че някои от частите ще бъдат монтирани монтирани. И някои от частите ще бъдат инсталирани директно в дъската.
3. Създаването на дъска започва с рисуване на картина с местоположението на частите и контактните релси между частите. След това чертежът се прехвърля върху заготовката на дъската. Когато чертежът се прехвърли на дъската, тогава всичко протича по добре познат метод. Гравиране на дъската, пробиване на отвори за части, калайдисване на пистите на дъската. Много хора използват модерни, за да получат чертеж на дъска. компютърни програми, като например Sprint Layout, но ако ги нямате, няма проблем. IN в такъв случайимаме малка диаграма. Може да се направи ръчно.
4. Когато платката е готова, поставете необходимите радиокомпоненти в подготвените отвори, скъсете дължината на контактите с резачки за тел до необходимата дължина и започнете запояване. За да направите това, използвайте поялник, за да загреете контактната точка на платката, нанесете спойка върху нея, когато спойката се разпространи по повърхността на контактната точка, извадете поялника и оставете спойката да изстине. В този случай всички части трябва да останат на място и да не се движат. При запояване трябва да се спазват предпазните мерки. На първо място, трябва да се предпазите от изгаряния; те могат да бъдат причинени от контакт с поялник или пръски от горещ припой или флюс. Трябва да имате облекло, което осигурява максимална защита на всички части на тялото. И за да защитите очите си, трябва да носите предпазни очила. Мястото за запояване трябва да е във вентилирано помещение, тъй като по време на работа може да се появят корозивни газове.
5. Последният етап от сглобяването ще бъде поставянето на получената дъска в кутията.Коя кутия да изберете ще зависи пряко от вида на регулатора, който имате. В случая на нашата схема ще бъде достатъчна кутия с размер на пластмасова розетка. Малък брой части, най-голямата от тях променлив резистор, заемат малко място и се побират в малко пространство.
6. Последната стъпка ще бъде да проверите и конфигурирате устройството.За това ще ви трябва измервателен уредза контрол на напрежението и устройство за товара, в нашия случай поялник. Като завъртите копчето на регулатора, трябва да проверите колко плавно се променя изходното напрежение. Ако е необходимо, можете да поставите маркировки близо до резистора за настройка.

Цена

Пазарът е изобилен голяма сумаоферти с различни ценови нива. Цената на триак регулаторите на мощността се влияе основно от няколко параметъра:

1. Мощност на продукта от по-мощна сила, толкова по-скъпо ще бъде вашето устройство.
2. Сложността на веригата за управление, в най-простите схеми, основната цена се поема от триаци. IN сложни схемиуправление, където се използват микроконтролери, цената може да се увеличи заради тях. Те дават допълнителни функции, съответно за по-висока цена. Така че регулаторът е на резистор с напрежение 220 V, мощност 2500 W. струва 1200 рубли, а на микроконтролер със същите параметри 2450 рубли.
3. Марка на производителя. Понякога можете да платите 50% повече за добре популяризирана марка.

Днес можете да намерите регулатори на мощността, сглобени според различни схеми. Всеки от тях ще има свой собствен положителни странии недостатъци. Съвременни регулаторисе делят на два вида микропроцесорни и аналогови. Аналоговите регулатори могат да бъдат класифицирани като системи от икономичен клас. Те са известни още от времето на СССР, лесни за изпълнение и евтини. Най-важният им недостатък е постоянният контрол на собственика или оператора.

Нека дадем прост пример: трябва да имате напрежение от 170 V на изхода, когато зададете това напрежение, захранващото напрежение е 225 V, а сега си представете, че входното напрежение се е променило с 10 V, а изходното напрежение ще бъде. променете съответно.

Ако изходното напрежение повлияе на процеса, може да възникнат проблеми. В допълнение към спада на захранващото напрежение, изходното напрежение може да бъде повлияно от параметрите на самия регулатор. Тъй като капацитетът на кондензатора се променя с времето, променливият резистор може да бъде повлиян от влажността заобикаляща среда, невъзможно е да се постигне стабилна работа.

Микропроцесорните регулатори нямат този проблем. Те изпълняват Обратна връзка, което ви позволява бързо да регулирате управляващия сигнал.

Един от важни точкиДългосрочната експлоатация ще изисква ремонт и обслужване. Микропроцесорните регулатори са сложни продукти; сервизни центрове. Аналоговите регулатори са по-лесни за ремонт. Всеки радиолюбител може да го направи у дома.

Направи окончателен изборот триак регулатормощност е възможно след проучване на условията за нейната работа. Когато не се нуждаете от по-голяма точност на изхода, е разумно да дадете предпочитание на аналогово устройство, като същевременно спестите пари. Когато се изисква точност на изхода, не пестете, купете микропроцесорно устройство.

Тиристорът е един от най-мощните полупроводникови устройства, поради което често се използва в преобразуватели на енергия с голяма мощност. Но има свой собствен специфичен контрол: може да се отвори с токов импулс, но ще се затвори само когато токът падне почти до нула (по-точно, под задържащия ток). От това тиристорите се използват главно за превключване на променлив ток.

Регулиране на фазовото напрежение

Има няколко начина за регулиране AC напрежениетиристори: можете да пропускате или спирате цели полупериоди (или периоди) на променливо напрежение от изхода на регулатора. И можете да го включите не в началото на полупериода на мрежовото напрежение, а с известно забавяне - "a". През това време напрежението на изхода на регулатора ще бъде нула и към изхода няма да се прехвърля мощност. През втората част от полупериода тиристорът ще провежда ток и входното напрежение ще се появи на изхода на регулатора.

Времето на забавяне също често се нарича ъгъл на отваряне на тиристора и така при нулев ъгъл почти цялото напрежение от входа ще отиде към изхода, само спадът през отворения тиристор ще бъде загубен. С увеличаване на ъгъла тиристорният регулатор на напрежението ще намали изходното напрежение.

Регулиращата характеристика на тиристорен преобразувател при работа на активен товар е показана на следващата фигура. При ъгъл от 90 електрически градуса изходът ще бъде наполовина входен волтаж, и на ъгъл 180ел. изходните градуси ще бъдат нула.

Въз основа на принципите на регулиране на фазовото напрежение е възможно да се конструира регулиране, стабилизиране и също плавен старт. За плавен старт напрежението трябва да се увеличава постепенно от нула до максимална стойност. По този начин ъгълът на отваряне на тиристора трябва да варира от максималната стойност до нула.

Схема на тиристорен регулатор на напрежението

Таблица с рейтинг на елементите

• C1 – 0,33 µF напрежение не по-ниско от 16V;
• R1, R2 – 10 kOhm 2W;
• R3 – 100 ома;
• R4 – променлив резистор 33 kOhm;
• R5 – 3,3 kOhm;
• R6 – 4,3 kOhm;
• R7 – 4,7 kOhm;
• VD1 .. VD4 – D246A;
• VD5 – D814D;
• VS1 – KU202N;
• VT1 – KT361B;
• VT2 – KT315B.

Веригата е изградена на домашна елементна база; тя може да бъде сглобена от тези части, които радиолюбителите имат от 20-30 години. Ако тиристорът VS1 и диодите VD1-VD4 са инсталирани на съответните охладители, тогава тиристорният регулатор на напрежението ще може да достави 10A към товара, т.е. с напрежение 220 V можем да регулираме напрежението на натоварване от 2,2 kW.

Устройството има само два захранващи компонента: диоден мост и тиристор. Предназначени са за напрежение 400V и ток 10A. Диодният мост преобразува променливото напрежение в еднополярно пулсиращо, а фазовото регулиране на полупериодите се осъществява от тиристора.

Параметричен стабилизатор, състоящ се от резистори R1, R2 и ценеров диод VD5, ограничава напрежението, подадено към системата за управление при 15 V. Серийна връзкарезистори са необходими за увеличаване на пробивното напрежение и увеличаване на разсейването на мощността.

В самото начало на полупериода на променливото напрежение C1 се разрежда и в точката на свързване R6 и R7 също има нулево напрежение. Постепенно напреженията в тези две точки започват да се увеличават и колкото по-ниско е съпротивлението на резистора R4, толкова по-бързо напрежението на емитера на VT1 ще надмине напрежението в основата му и ще отвори транзистора.
Транзисторите VT1, VT2 съставляват тиристор с ниска мощност. Когато напрежението се появи на кръстовището VT1 база-емитер, по-голямо от прага, транзисторът се отваря и отваря VT2. И VT2 отпушва тиристора.

Представената схема е доста проста, може да бъде прехвърлена към модерна елементна база. Също така е възможно да се намали мощността или работното напрежение с минимални модификации.

Регулаторите на напрежение намират широко приложение в бита и промишлеността. Много хора познават такова устройство като димер, което ви позволява непрекъснато да регулирате яркостта на лампите. Това е отличен пример за регулатор на напрежение 220V. Съвсем лесно е да сглобите такова устройство със собствените си ръце. Разбира се, може да се закупи в магазин, но цената на домашен продукт ще бъде много по-ниска.

Цел и принцип на действие

Използвайки регулатори на напрежението, можете да промените не само яркостта на лампите с нажежаема жичка, но също и скоростта на въртене на електродвигателите, температурата на върха на поялникаи така нататък. Тези устройства често се наричат ​​регулатори на мощността, което не е съвсем правилно. Устройствата, предназначени за регулиране на мощността, са базирани на ШИМ ( широчинно импулсна модулация) диаграми.

Това ви позволява да получите различни честоти на повторение на импулса на изхода, чиято амплитуда остава непроменена. Въпреки това, ако волтметър е свързан паралелно на товара в такава верига, напрежението също ще се промени. Факт е, че устройството просто няма време за точно измерване на амплитудата на импулсите.

Стабилизаторите на напрежение най-често се правят на базата на полупроводникови части - тиристори и триаци. С тяхна помощ се променя продължителността на преминаване на вълна от напрежение от мрежата към товара.

Трябва да се отбележи, че регулаторите на напрежението ще бъдат най-ефективни при работа с резистивни товари, като лампи с нажежаема жичка. Но ги използвайте, за да се свържете индуктивен товарнеподходящо. Факт е, че индуктивният ток е много по-малък в сравнение с резистивния ток.

Сглобяването на домашен димер е доста просто. Това ще изисква основни познанияв електрониката и няколко части.

Базиран на триак

Такова устройство работи на принципа на фазово изместване на отварянето на ключа. По-долу е най-простата схемадимер на базата на триак:

Структурно устройството може да бъде разделено на два блока:

• Превключвател на захранването, в ролята на който се използва триак.
• Блок за създаване на управляващи импулси на базата на симетричен динистор.

Създава се делител на напрежение с помощта на резистори R1-R2. Трябва да се отбележи, че съпротивлението R1 е променливо. Това ви позволява да промените напрежението в линията R2-C1. Между тези елементи е свързан динистор DB3. Веднага след като индикаторът за напрежение на кондензатор C1 достигне прага на отваряне на динистора, към превключвателя се прилага управляващ импулс (триак VS1).

В резултат на това превключвателят на захранването се включва и електрическият ток започва да тече през него към товара. Позицията на регулатора определя в коя част от фазата на вълната трябва да работи превключвателят на мощността.

Базиран на тиристор

Тези раздели също са доста ефектни, а моделите им не са много сложни. Ролята на ключа в такова устройство се изпълнява от тиристор. Ако внимателно проучите електрическата схема на устройството, веднага ще забележите основната разлика между тази схема и предишната - за всяка половин вълна се използва собствен ключс контролен динистор.

Принцип на действие тиристорно устройствоследващия:

• Когато положителна полувълна преминава през линията R5-R4-R3, кондензаторът C1 се зарежда.
• След достигане на прага на превключване на динистора V3, той се задейства и електрическият ток протича към превключвателя V1.
• Когато преминава отрицателна полувълна, подобна ситуация се наблюдава за линията R1-R2-R5, контролния динистор V4 и ключа V2.

С помощта на фазови регулатори можете да контролирате не само яркостта на лампите с нажежаема жичка, но и други видове товари, например броя на оборотите на бормашина. Трябва обаче да се помни, че устройство, базирано на тиристор, не може да се използва за работа с LED и флуоресцентни крушки.

Кондензаторните регулатори се използват и в ежедневието. Въпреки това, за разлика от полупроводниковите устройства, те не позволяват плавни промени в напрежението. По този начин, за ръчно правенонай-доброто нещо Тиристорни и триак вериги са подходящи.

Намирането на всички части, необходими за направата на регулатора, не е трудно. Не е нужно обаче да ги купувате, но можете да ги премахнете от стар телевизор или друго радио оборудване. Ако желаете, въз основа на избраната схема, можете да направите печатна електронна платка, и след това запоете всички елементи в него. Частите могат да бъдат свързани и с помощта на обикновени проводници. Домашният майстор може да избере метода, който му се струва най-привлекателен.

И двете обсъдени устройства са доста лесни за сглобяване и не е необходимо да имате сериозни познания в областта на електрониката, за да завършите цялата работа. Дори начинаещ радиолюбител може да направи схема на 220V регулатор на напрежение със собствените си ръце. При ниска цена, те практически не са по-ниски от фабричните си колеги.

Температурата на върха на поялника зависи от много фактори.

• Входно мрежово напрежение, което не винаги е стабилно;
• Разсейване на топлината в масивни проводници или контакти, върху които се извършва запояване;
• Температури на околния въздух.

За качествена работанеобходимо е да се поддържа топлинната мощност на поялника на определено ниво. Предлага се за продажба голям изборелектрически уреди с регулатор на температурата, но цената на такива устройства е доста висока.

Още по-напреднали са станции за запояване. В такива комплекси има мощен блокзахранване, с което можете да контролирате температурата и мощността в широк диапазон.

Цената отговаря на функционалността.
Какво трябва да направите, ако вече имате поялник и не искате да купувате нов с регулатор? Отговорът е прост - ако знаете как да използвате поялник, можете да направите допълнение към него.

Направи си сам регулатор за поялник

Тази тема отдавна е овладяна от радиолюбители, които се интересуват повече от висококачествен инструмент за запояване, отколкото всеки друг. Предлагаме ви няколко популярни решения с електрически схеми и процедури за сглобяване.

Двустепенен регулатор на мощността

Тази схема работи на устройства, захранвани от мрежа с променливо напрежение от 220 волта. Диод и ключ са свързани паралелно един към друг в отворената верига на един от захранващите проводници. Когато контактите на превключвателя са затворени, поялникът се захранва в стандартен режим.

Когато се отвори, през диода протича ток. Ако сте запознати с принципа на протичане на променлив ток, работата на устройството ще бъде ясна. Диодът, пропускащ ток само в една посока, прекъсва всеки втори полупериод, намалявайки напрежението наполовина. Съответно мощността на поялника се намалява наполовина.

По принцип този режим на мощност се използва при дълги паузи по време на работа. Поялникът е в режим на готовност и върхът не е много готин. За да доведете температурата до 100%, включете превключвателя - и след няколко секунди можете да продължите да запоявате. Когато нагряването намалява, медният връх се окислява по-малко, което удължава експлоатационния живот на устройството.

ВАЖНО! Тестът се извършва под товар, тоест с включен поялник.

При въртене на резистора R2 напрежението на входа на поялника трябва да се променя плавно. Веригата е поставена в тялото на горния контакт, което прави дизайна много удобен.

ВАЖНО! Необходимо е надеждно изолиране на компонентите с термосвиваеми тръби за предотвратяване на късо съединение в корпуса - гнездо.

Дъното на гнездото е покрито с подходящ капак. Перфектен вариант- не просто контакт над главата, а запечатан уличен контакт. В случая е избран първият вариант.
Оказва се един вид удължителен кабел с регулатор на мощността. Той е много удобен за използване, няма ненужни устройства на поялника, а копчето за управление е винаги под ръка.