توضح المقالة كيفية عمل منظم طاقة الثايرستور، والذي سيتم عرض الرسم التخطيطي له أدناه

في الحياة اليومية، في كثير من الأحيان تكون هناك حاجة لتنظيم قوة الأجهزة المنزلية، مثل المواقد الكهربائية ومكاوي اللحام والغلايات وعناصر التسخين، في النقل - سرعة المحرك، إلخ. يأتي أبسط تصميم لراديو الهواة للإنقاذ - منظم الطاقة على الثايرستور. لن يكون تجميع مثل هذا الجهاز أمرًا صعبًا؛ فقد يصبح أول جهاز محلي الصنع يؤدي وظيفة ضبط درجة حرارة طرف مكواة اللحام لهواة الراديو المبتدئين. تجدر الإشارة إلى أن محطات اللحام الجاهزة مع التحكم في درجة الحرارة والوظائف اللطيفة الأخرى هي أغلى بكثير من مكواة اللحام البسيطة. تسمح لك مجموعة صغيرة من الأجزاء بتجميع منظم طاقة الثايرستور البسيط للتركيب على الحائط.

لمعلوماتك، يعد التثبيت السطحي طريقة لتجميع المكونات الإلكترونية الراديوية دون استخدام لوحة دوائر مطبوعة، وبمهارة جيدة يسمح لك بتجميع الأجهزة الإلكترونية ذات التعقيد المتوسط ​​بسرعة.

يمكنك أيضًا طلب منظم الثايرستور، ولأولئك الذين يرغبون في معرفة ذلك بأنفسهم، سيتم تقديم مخطط أدناه وسيتم شرح مبدأ التشغيل.

بالمناسبة، هذا منظم طاقة الثايرستور أحادي الطور. يمكن استخدام مثل هذا الجهاز للتحكم في الطاقة أو السرعة. ومع ذلك، نحتاج أولاً إلى فهم هذا، لأن هذا سيسمح لنا بفهم الحمل الأفضل لاستخدام مثل هذا المنظم.

كيف يعمل الثايرستور؟

الثايرستور هو جهاز شبه موصل يمكن التحكم فيه وقادر على توصيل التيار في اتجاه واحد. تم استخدام كلمة "التحكم" لسبب ما، لأنه بمساعدتها، على عكس الصمام الثنائي، الذي يوصل التيار أيضًا إلى قطب واحد فقط، يمكنك تحديد اللحظة التي يبدأ فيها الثايرستور في توصيل التيار. الثايرستور لديه ثلاثة مخرجات:

• الأنود.
• الكاثود.
• قطب التحكم.

لكي يبدأ التيار بالتدفق عبر الثايرستور، يجب استيفاء الشروط التالية: يجب أن يكون الجزء في دائرة يتم تنشيطها، ويجب تطبيق نبض قصير المدى على قطب التحكم. على عكس الترانزستور، التحكم في الثايرستور لا يتطلب الاحتفاظ بإشارة التحكم. لا تنتهي الفروق الدقيقة عند هذا الحد: لا يمكن إغلاق الثايرستور إلا عن طريق مقاطعة التيار في الدائرة، أو عن طريق توليد جهد الأنود والكاثود العكسي. وهذا يعني أن استخدام الثايرستور في دوائر التيار المستمر هو أمر محدد للغاية وغالبًا ما يكون غير حكيم، ولكن في دوائر التيار المتردد، على سبيل المثال في جهاز مثل منظم طاقة الثايرستور، يتم إنشاء الدائرة بطريقة يتم ضمان شرط الإغلاق فيها . كل نصف موجة سوف تغلق الثايرستور المقابل.

على الأرجح أنك لا تفهم كل شيء؟ لا تيأس - أدناه سيتم وصف عملية تشغيل الجهاز النهائي بالتفصيل.

نطاق تطبيق منظمات الثايرستور

في أي دوائر يكون استخدام منظم طاقة الثايرستور فعالاً؟ تتيح لك الدائرة تنظيم قوة أجهزة التدفئة بشكل مثالي، أي التأثير على الحمل النشط. عند العمل مع حمل حثي للغاية، قد لا يغلق الثايرستور ببساطة، مما قد يؤدي إلى فشل المنظم.

هل من الممكن أن يكون لديك محرك؟

أعتقد أن العديد من القراء قد شاهدوا أو استخدموا المثاقب والمطاحن الزاوية، والتي يطلق عليها شعبيًا "المطاحن"، وأدوات كهربائية أخرى. ربما لاحظت أن عدد الثورات يعتمد على عمق الضغط على زر التشغيل الخاص بالجهاز. في هذا العنصر تم بناء منظم طاقة الثايرستور (يظهر الرسم التخطيطي أدناه) والذي يتم من خلاله تغيير عدد الثورات.

ملحوظة! لا يستطيع منظم الثايرستور تغيير سرعة المحركات غير المتزامنة. وبالتالي، يتم تنظيم الجهد على محركات المبدل المجهزة بمجموعة فرشاة.

مخطط واحد واثنين من الثايرستور

يظهر الشكل أدناه دائرة نموذجية لتجميع منظم طاقة الثايرستور بيديك.

يتراوح جهد الخرج لهذه الدائرة من 15 إلى 215 فولت؛ وفي حالة استخدام الثايرستور المشار إليه والمثبت على المشتتات الحرارية، تبلغ الطاقة حوالي 1 كيلو واط. بالمناسبة، يتم إجراء التبديل مع التحكم في سطوع الضوء وفقا لمخطط مماثل.

إذا لم تكن بحاجة إلى تنظيم الجهد بشكل كامل وتريد فقط إخراج 110 إلى 220 فولت، استخدم هذا الرسم البياني، الذي يوضح منظم طاقة الثايرستور نصف الموجة.

كيف تعمل؟

المعلومات الموضحة أدناه صالحة لمعظم المخططات. سيتم أخذ تسميات الحروف وفقًا للدائرة الأولى لمنظم الثايرستور

منظم الطاقة الثايرستور، الذي يعتمد مبدأ تشغيله على التحكم في الطور لقيمة الجهد، يغير الطاقة أيضًا. يكمن هذا المبدأ في حقيقة أنه في الظروف العادية يتأثر الحمل بالجهد المتردد للشبكة المنزلية، ويتغير وفقًا لقانون الجيوب الأنفية. أعلاه، عند وصف مبدأ تشغيل الثايرستور، قيل أن كل ثايرستور يعمل في اتجاه واحد، أي أنه يتحكم في نصف الموجة الخاصة به من موجة جيبية. ماذا يعني ذلك؟

إذا قمت بتوصيل الحمل بشكل دوري باستخدام الثايرستور في لحظة محددة بدقة، فإن قيمة الجهد الفعال ستكون أقل، لأن جزء من الجهد (القيمة الفعالة التي "تسقط" على الحمل) ستكون أقل من جهد التيار الكهربائي. يتم توضيح هذه الظاهرة في الرسم البياني.

المنطقة المظللة هي منطقة الضغط التي تتعرض للحمل. يشير الحرف "a" الموجود على المحور الأفقي إلى لحظة فتح الثايرستور. عندما تنتهي نصف الموجة الموجبة وتبدأ الفترة مع نصف الموجة السالبة، ينغلق أحد الثايرستور، وفي نفس اللحظة ينفتح الثايرستور الثاني.

دعونا نتعرف على كيفية عمل منظم الطاقة الخاص بالثايرستور

المخطط الأول

ولنشترط مسبقًا أنه بدلاً من كلمتي "إيجابي" و"سلبي"، سيتم استخدام "الأول" و"الثاني" (نصف الموجة).

لذلك، عندما يبدأ نصف الموجة الأول في التأثير على دائرتنا، يبدأ شحن المكثفات C1 وC2. سرعة الشحن الخاصة بهم محدودة بمقياس الجهد R5. هذا العنصر متغير، وبمساعدته يتم ضبط جهد الخرج. عندما يظهر الجهد اللازم لفتح الدينستور VS3 على المكثف C1، ينفتح الدينستور ويتدفق التيار من خلاله، والذي سيتم من خلاله فتح الثايرستور VS1. لحظة انهيار الدينستور هي النقطة "أ" على الرسم البياني الموضح في القسم السابق من المقالة. عندما تمر قيمة الجهد بالصفر وتكون الدائرة تحت نصف الموجة الثانية، يغلق الثايرستور VS1، وتتكرر العملية مرة أخرى، فقط للدينستور الثاني والثايرستور والمكثف. يتم استخدام المقاومات R3 و R3 للتحكم، وتستخدم R1 و R2 لتحقيق الاستقرار الحراري للدائرة.

مبدأ تشغيل الدائرة الثانية مشابه، لكنه يتحكم في واحدة فقط من أنصاف موجات الجهد المتردد. الآن، بعد معرفة مبدأ التشغيل والدائرة، يمكنك تجميع أو إصلاح منظم طاقة الثايرستور بيديك.

استخدام المنظم في الحياة اليومية واحتياطات السلامة

ويجب القول أن هذه الدائرة لا توفر عزلاً كلفانيًا عن الشبكة، لذلك هناك خطر حدوث صدمة كهربائية. هذا يعني أنه لا ينبغي عليك لمس عناصر المنظم بيديك. يجب استخدام السكن المعزول. يجب عليك تصميم تصميم جهازك بحيث يمكنك، إن أمكن، إخفاؤه في جهاز قابل للتعديل وإيجاد مساحة خالية في العلبة. إذا كان الجهاز القابل للتعديل موجودًا بشكل دائم، فمن المنطقي بشكل عام توصيله من خلال مفتاح مع باهتة. سيحمي هذا الحل جزئيًا من الصدمات الكهربائية، ويلغي الحاجة إلى العثور على مسكن مناسب، وله مظهر جذاب ويتم تصنيعه بطريقة صناعية.

تم تصميم الجهاز الموضح في الشكل 1 للتنظيم السلس في الأحمال منخفضة الطاقة. وبمساعدتها، يمكنك تشغيل جهاز راديو إضافي ثانٍ من مصدر طاقة واحد يحتوي على احتياطيات طاقة. على سبيل المثال، يقوم مصدر طاقة 15...20 فولت بتزويد الدائرة المطلوبة بالطاقة، لكنك تحتاج أيضًا إلى تزويد مستقبل ترانزستور بالطاقة منه، والذي يتمتع بجهد إمداد أقل (3...9 فولت). مخططتم تصنيعه على ترانزستور مستو فوقي ذو تأثير ميداني مع تقاطع p-n وقناة n KP903. عند تشغيل الجهاز، يتم استخدام خاصية خصائص الجهد الحالي لهذا الترانزستور عند الفولتية المختلفة بين البوابة والمصدر. تم تقديم مجموعة الخصائص KP903A...B في. جهد إمداد الدخل لهذا الجهاز هو 15...20 فولت. المقاوم R2 من النوع PPB-ZA بقيمة اسمية 150 أوم. بمساعدتها يمكنك ضبط الجهد المطلوب في الحمل. عيب منظمهي الزيادة في المقاومة الداخلية للجهاز عندما ينخفض ​​جهد التشغيل. يوضح الشكل 2 دائرة منظم التيار T160 مخططمؤشر الجهد االكهربىتم تجميع المنظم الموصوف أعلاه على ترانزستور التأثير الميداني KP103. الجهاز مصمم للتحكم الجهد االكهربىتحت الحمل. توصيل هذا المؤشر بالجهاز منظميتم تنفيذه وفقا للرسم البياني المحدد. اعتمادًا على مؤشر الحروف KP103 للمؤشر المثبت في الدائرة (الشكل 2)، سوف نسجل (بحلول اللحظة التي يضيء فيها مصباح LED HL1 عندما يزيد جهد الخرج) جهد التشغيل في الحمل. يتم الحصول على تأثير تثبيت الفولتية المختلفة في الحمل نتيجة لحقيقة أن ترانزستورات القناة KP103 لها اختلافات الجهد االكهربىيعتمد القطع على مؤشر الحروف، على سبيل المثال، بالنسبة للترانزستور KP103E هو 0.4-1.5 فولت، للترانزستور KP103Zh - 0.5-2.2 فولت، للترانزستور KP103I - 0.8-3 فولت، إلخ. بعد تثبيت الترانزستور...

لدائرة "منظم الطاقة البسيط".

يمكن أن يشمل حمل هذه الطاقة البسيطة المصابيح المتوهجة، وأجهزة التدفئة بأنواعها المختلفة، وما إلى ذلك، وهي الطاقة المقابلة للثايرستور المستخدم. طريقة إعداد المنظم موجودة في اختيار مقاوم التحكم المتغير. ومع ذلك، فمن الأفضل اختيار مقياس الجهد هذا على التوالي مع مقاومة ثابتة بحيث يتغير الجهد عند خرج الطاقة ضمن أوسع نطاق ممكن. أ. أندرينكو، كوستروما....

لدائرة "إمدادات الطاقة ذات الجهد المنخفض العالمي".

في الممارسة العملية، في كثير من الأحيان تكون هناك حاجة إلى 3 إلى 12 فولت لتشغيل الأجهزة المختلفة. يتيح لك مصدر الطاقة الموصوف الحصول على السلسلة التالية: 3؛ 4.5(5); 9؛ 12 فولت عند تيار حمل يصل إلى 300 مللي أمبير. من الممكن تغيير قطبية جهد الخرج بسرعة. ...

لدائرة "محول الجهد".

محول الطاقة S. Sych225876، منطقة بريست، منطقة كوبرين، قرية أوريكوفسكي، شارع لينين، 17 - 1. أقترح دائرة تحويل بسيطة وموثوقة الجهد االكهربىلإدارة المتغيرات في تصميمات مختلفة، والتي تنتج 20 فولت عند إمدادها من 9 فولت. تم اختيار خيار المحول مع مضاعف الجهد، لأنه يعتبر الأكثر اقتصادا. بالإضافة إلى ذلك، فهو لا يتداخل مع استقبال الراديو. يتم تجميع مولد نبض قريب من المستطيل على الترانزستورات VT1 و VT2. يتم تجميع مضاعف الجهد باستخدام الثنائيات VD1...VD4 والمكثفات C2...C5. يشكل المقاوم R5 وثنائيات الزينر VD5 و VD6 مثبتًا للجهد البارامتري. المكثف C6 عند الخرج هو مرشح تمرير عالي. يعتمد الاستهلاك الحالي للمحول على الجهد االكهربىمصدر الطاقة وعدد الدوالي ونوعها. يُنصح بإحاطة الجهاز بشاشة لتقليل التداخل من المولد. يعمل الجهاز الذي تم تجميعه بشكل صحيح على الفور وليس مهمًا لتصنيفات الأجزاء....

للدائرة "محول الجهد 5 -> 230 فولت"

محول مصدر الطاقة 5 -> 230 فولت الرقائق: DD1 - K155LA3 DD2 - K1554TM2 الترانزستورات: VT1 - VT3 - KT698G، VT2 - VT4 - KT827B، VT5 - KT863 المقاومات: R1 - 910، R2 - 1k، R3 - 1k، R4 -120 0.25 واط، R5 - 120 0.25 واط، R6 - 500 0.25 واط، R7 - R8 - 56 أوم 2 واط، R9 - 1.5 كيلو أوم 2 واط ديود VD5 - KC620A اثنين من المكثفات المتسلسلة: C1 - 10H5 C2 - 22 μF x450V المحول: T1 - لفان من اللفات 10 فولت سلسلة متصلة 16A؛ ملف واحد عند 220 فولت تيار 1A، تردد 25 كيلو هرتز = محول الجهد االكهربى 5 - 230 فولت...

للحصول على الرسم التخطيطي "إصلاح شاحن مشغل MPEG4"

بعد شهرين من الاستخدام، فشل الشاحن "غير المسمى" لمشغل MPEG4/MP3/WMA في الجيب. بالطبع، لم يكن هناك مخطط لذلك، لذلك كان علي أن أرسمه من لوحة الدائرة. ترقيم العناصر النشطة الموجودة عليه (الشكل 1) مشروط، والباقي يتوافق مع النقوش الموجودة على مجموعة المحولات الجهد االكهربىتم تنفيذه على ترانزستور منخفض الطاقة عالي الجهد من النوع VT1 MJE13001 ، وحدة تثبيت الإخراج الجهد االكهربىأنتجت على الترانزستور VT2 و optocoupler VU1. بالإضافة إلى ذلك، يحمي الترانزستور VT2 VT1 من التحميل الزائد. يهدف الترانزستور VT3 إلى الإشارة إلى نهاية شحن البطارية. عند فحص المنتج، اتضح أن الترانزستور VT1 "توقف"، وتم كسر VT2. كما احترق المقاوم R1. لم يستغرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها أكثر من 15 دقيقة. ولكن مع الإصلاح المناسب لأي منتج راديو إلكتروني، لا يكفي عادة مجرد القضاء على الأعطال؛ بل تحتاج أيضًا إلى معرفة أسباب حدوثها حتى لا يحدث هذا مرة أخرى. دوائر Radomkrofon كما اتضح فيما بعد، خلال ساعة تشغيل الشاحن، علاوة على ذلك، مع إيقاف تشغيل الحمل وفتح العلبة، يتم تسخين الترانزستور VT1، المصنوع في علبة TO-92، إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 90 درجة مئوية. نظرًا لعدم وجود ترانزستورات أكثر قوة في مكان قريب يمكن أن تحل محل MJE13001، فقد قررت لصق مشتت حراري صغير به. تظهر صورة الشاحن في الشكل 2. يتم لصق مشعاع دورالومين بأبعاد 37 × 15 × 1 مم على جسم الترانزستور باستخدام غراء موصل عن بعد شعاعي. يمكن استخدام نفس الغراء للصق المبرد بلوحة الدائرة. ومع المبدد الحراري، انخفضت درجة حرارة جسم الترانزستور إلى 45...50 درجة مئوية. سبب التسخين القوي في البداية للترانزستور VT1. ربما يكمن الأمر في "التبسيط" عند تجميع دائرة المخمدات الخاصة بها. إن تصميم وطوبولوجيا لوحة الدوائر المطبوعة يعطي سببًا للاعتقاد بأن...

للحصول على مخطط "منظم الطاقة على ثلاثة أجزاء"

في الآونة الأخيرة، شهدت منظمات الطاقة المقاومة والترانزستور نهضة حقيقية. هم الأكثر اقتصادية. يمكنك زيادة الكفاءة بنفس طريقة تشغيل الصمام الثنائي (انظر الشكل). في هذه الحالة، يتم تحقيق حد تحكم أكثر ملاءمة (50-100٪). يمكن وضع أجهزة أشباه الموصلات على غرفة تبريد واحدة. Yu.I.Borodaty، منطقة ايفانو فرانكيفسك. الأدب 1. دانيلتشوك أ. منظم الطاقة لمكواة اللحام / /راديوماتور-كهربائي. -2000. -رقم 9. -ص23. 2.Rishtun منظم التوتر على ستة أجزاء // Radioamator الكهربائية. -2000. -رقم 11. -ص15....

للدائرة "محول تيار مستمر 12 فولت إلى تيار متردد 220 فولت"

مزود الطاقة: محول تيار مستمر 12 فولت إلى تيار متردد 220 فولت متوفر من أنطون ستويلوف مخططمحول العاصمة الجهد االكهربى 12 فولت تيار متردد 220 فولت، والذي عند توصيله ببطارية سيارة 44 أمبير/ساعة يمكنه تشغيل حمولة 100 واط لمدة 2-3 ساعات. وهو يتألف من مذبذب رئيسي على هزاز متعدد متماثل VT1، VT2، محمل على مفاتيح الطور القوية VT3-VT8، والتي تقوم بتبديل التيار في اللف الأساسي لتلفزيون المحولات التصاعدية. يحمي VD3 وVD4 الترانزستورات القوية VT7 وVT8 من الجهد الزائد عند التشغيل بدون تحميل. يتكون المحول على قلب مغناطيسي Ш36x36، واللفات W1 وW1" تحتوي كل منها على 28 دورة من PEL 2.1، وW2 - 600 دورة من PEL 0.59، ويتم لف W2 أولاً، ويتم لف W1 فوقها بسلك مزدوج. (بهدف تحقيق التماثل بين اللفات النصفية). عند الضبط باستخدام أداة التشذيب RP1، يتم تحقيق الحد الأدنى من التشوه في شكل الإخراج الجهد االكهربى"إلكترونيات الراديو والتلفزيون" N6/98، ص. 12,13....

لدائرة "مؤشر الجهد LED".

في ممارسة أحد هواة الراديو، غالبًا ما ينشأ موقف عندما يكون من الضروري مراقبة قراءات هذه المعلمة أو تلك. أقترح رسمًا تخطيطيًا لمؤشر LED "مسطرة". اعتمادًا على الإدخال، يتم إضاءة عدد أكبر أو أقل من مصابيح LED، مرتبة في خط (واحد تلو الآخر). الجهد االكهربى- 4...12 فولت، أي. عند جهد إدخال يبلغ 4 فولت، سوف يتوهج مصباح LED واحد (أول)، وعند 12 فولت، سوف يتوهج الخط بأكمله، ويمكن توسيع إمكانيات الدائرة بسهولة. لمراقبة الجهد المتردد، يكفي تثبيت جسر ديود من الثنائيات منخفضة الطاقة قبل المقاوم R1. يمكن أن يختلف جهد الإمداد من 5 إلى 15 فولت عن طريق اختيار المقاومات R2...R8 وفقًا لذلك. يعتمد سطوع مصابيح LED بشكل أساسي على مصدر الطاقة للدائرة، في حين أن خصائص الإدخال للدائرة لا تتغير عمليا. لكي يكون سطوع مصابيح LED هو نفسه، يجب تحديد المقاومات على النحو التالي: حيث Iк max هو تيار المجمع VT1، mA؛ R3=2R2; R4=3R2; R5=4R2; R6=5R2; R7=6R2; R8 = 7R2 وهكذا، عند استخدام الترانزستور KT312A (lK كحد أقصى = 30 مللي أمبير) R2 = 33 أوم. يتم تضمين المقاوم R1 في المقسم الجهد االكهربىوينظم وضع التشغيل للترانزستور VT1. يمكن استبدال الثنائيات VD1...VD7 بـ KD103A، KD105، D220، LEDs HL1...HL8 - بـ AL102. يحد المقاوم R9 من التيار الأساسي للترانزستور VT1 ويمنع الأخير من الفشل عند تطبيق الجهد العالي على دخل الدائرة.

للحصول على مخطط "منظم الجهد العالمي وشاحن الشاحن"

في كثير من الأحيان، في ممارسة راديو الهواة، تكون هناك حاجة لضبط التيار المتردد ضمن 0...220 فولت. وتُستخدم المحولات الذاتية (LATRs) على نطاق واسع لهذا الغرض. لكن عصرهم قد مر بالفعل وتم استبدال هذه الأجهزة الضخمة بمنظمات الثايرستور الحديثة، والتي لها عيب واحد: يتم تنظيم الجهد في مثل هذه الأجهزة عن طريق تغيير مدة نبضات الجهد المتناوب. ولهذا السبب، من المستحيل توصيل حمل حثي للغاية بهم (على سبيل المثال، محول أو مغو، بالإضافة إلى أي جهاز راديو آخر يحتوي على العناصر المذكورة أعلاه). منظم الجهد الموضح في الشكل خالي من هذا العيب . فهو يجمع بين: جهاز حماية التيار الزائد، منظم الثايرستور الجهد االكهربىمع منظم الجسر، كفاءة عالية (92...98%). بالإضافة إلى ذلك، فإن المنظم عبارة عن منظم حرارة بسيط يعتمد على الترياك ويعمل جنبًا إلى جنب مع محول ومقوم قوي، ويمكن استخدامه لشحن بطاريات السيارات وكجهاز بدء عند تفريغ البطارية منظمالجهد الكهربي: جهد الإمداد المقدر، فولت 220 ± 10%؛ جهد خرج التيار المتردد، V 0...215؛ الكفاءة، لا تقل، في المئة (النسب) 92؛ الحد الأقصى لطاقة الحمل، كيلوواط 2. المعلمات الرئيسية لجهاز الشحن وبدء التشغيل: جهد خرج التيار المستمر، V 0...40؛ التيار المباشر الذي يستهلكه الحمل، A 0...20؛ تيار البدء (مع مدة البدء 10 ثوانٍ)، A 100. التبديل...

عند تطوير مصدر طاقة قابل للتعديل بدون محول عالي التردد، يواجه المطور مشكلة أنه مع الحد الأدنى من جهد الخرج وتيار الحمل الكبير، يبدد المثبت الكثير من الطاقة على العنصر المنظم. حتى الآن، في معظم الحالات، تم حل هذه المشكلة بهذه الطريقة: قاموا بعدة نقرات على اللف الثانوي لمحول الطاقة وقسموا نطاق ضبط جهد الخرج بالكامل إلى عدة نطاقات فرعية. يتم استخدام هذا المبدأ في العديد من مصادر الطاقة التسلسلية، على سبيل المثال، UIP-2 وأكثر حداثة. من الواضح أن استخدام مصدر طاقة مع عدة نطاقات فرعية يصبح أكثر تعقيدًا، كما يصبح التحكم عن بعد بمصدر الطاقة هذا، على سبيل المثال، من جهاز كمبيوتر، أكثر تعقيدًا.

بدا لي أن الحل هو استخدام مقوم متحكم فيه على الثايرستور، حيث أصبح من الممكن إنشاء مصدر طاقة يتم التحكم فيه بواسطة مقبض واحد لضبط جهد الخرج أو بواسطة إشارة تحكم واحدة مع نطاق ضبط جهد الخرج من الصفر (أو تقريبًا من الصفر) إلى القيمة القصوى. يمكن تصنيع مصدر الطاقة هذا من الأجزاء المتاحة تجاريًا.

حتى الآن، تم وصف المقومات التي يتم التحكم فيها باستخدام الثايرستور بتفصيل كبير في كتب مصادر الطاقة، ولكن في الممارسة العملية نادرًا ما يتم استخدامها في إمدادات الطاقة في المختبرات. ونادرًا ما توجد أيضًا في تصميمات الهواة (باستثناء أجهزة شحن بطاريات السيارات بالطبع). آمل أن يساعد هذا العمل في تغيير هذا الوضع.

من حيث المبدأ، يمكن استخدام الدوائر الموضحة هنا لتثبيت جهد الدخل لمحول عالي التردد، على سبيل المثال، كما هو الحال في أجهزة التلفاز "Electronics Ts432". يمكن أيضًا استخدام الدوائر الموضحة هنا في تصنيع مصادر الطاقة أو أجهزة الشحن في المختبر.

أقدم وصفًا لعملي ليس بالترتيب الذي نفذته به، ولكن بطريقة منظمة إلى حد ما. دعونا ننظر إلى القضايا العامة أولاً، ثم التصميمات "ذات الجهد المنخفض" مثل مصادر الطاقة لدوائر الترانزستور أو شحن البطاريات، ثم مقومات "الجهد العالي" لتشغيل دوائر الأنابيب المفرغة.

تشغيل مقوم الثايرستور بحمل سعوي

تصف الأدبيات عددًا كبيرًا من منظمات الطاقة الثايرستور التي تعمل على تيار متردد أو نابض بحمل مقاوم (على سبيل المثال، المصابيح المتوهجة) أو حمل حثي (على سبيل المثال، محرك كهربائي). عادة ما يكون حمل المقوم عبارة عن مرشح يتم فيه استخدام المكثفات لتنعيم التموجات، لذلك يمكن أن يكون حمل المقوم سعويًا بطبيعته.

دعونا نفكر في تشغيل المقوم بمنظم الثايرستور لحمل مقاوم بالسعة. يظهر الرسم التخطيطي لمثل هذا المنظم في الشكل. 1.

أرز. 1.

هنا، على سبيل المثال، يتم عرض مقوم موجة كاملة بنقطة وسط، ولكن يمكن أيضًا صنعه باستخدام دائرة أخرى، على سبيل المثال، جسر. في بعض الأحيان الثايرستور، بالإضافة إلى تنظيم الجهد عند الحملش ن كما أنها تؤدي وظيفة عناصر المقوم (الصمامات)، ومع ذلك، فإن هذا الوضع غير مسموح به لجميع الثايرستور (الثايرستور KU202 مع بعض الحروف يسمح بالعمل كصمامات). من أجل وضوح العرض، نفترض أن الثايرستور يستخدم فقط لتنظيم الجهد عبر الحملش ن ، ويتم إجراء الاستقامة بواسطة أجهزة أخرى.

تم توضيح مبدأ تشغيل منظم الجهد الثايرستور في الشكل. 2. عند خرج المقوم (نقطة اتصال كاثودات الثنائيات في الشكل 1) يتم الحصول على نبضات الجهد (يتم "رفع" النصف السفلي من الموجة الجيبية للأعلى)، المعينةش مستقيم . تردد تموجو ص عند خرج مقوم الموجة الكاملة يساوي ضعف تردد الشبكة، أي 100هرتز عند تشغيله من التيار الكهربائي 50هرتز . توفر دائرة التحكم نبضات التيار (أو الضوء في حالة استخدام الثايرستور البصري) مع تأخير معين إلى قطب التحكم الثايرستورر ض نسبة إلى بداية فترة النبض، أي اللحظة التي يكون فيها جهد المقومش مستقيم يصبح مساوياً للصفر.

أرز. 2.

الشكل 2 هو للحالة التي يكون فيها التأخيرر ض يتجاوز نصف فترة النبض. في هذه الحالة، تعمل الدائرة على الجزء الساقط من الموجة الجيبية. كلما زاد التأخير عند تشغيل الثايرستور، انخفض الجهد المصحح.ش ن على التحميل. تحميل تموج الجهدش ن ممهدة بواسطة مكثف مرشحج و . هنا وأدناه، يتم إجراء بعض التبسيط عند النظر في تشغيل الدوائر: تعتبر مقاومة الخرج لمحول الطاقة مساوية للصفر، ولا يؤخذ في الاعتبار انخفاض الجهد عبر الثنائيات المعدل، ووقت تشغيل الثايرستور هو لا تؤخذ في الاعتبار. وتبين أن إعادة شحن قدرة الفلترج و يحدث كما لو كان على الفور. في الواقع، بعد تطبيق نبض الزناد على قطب التحكم في الثايرستور، يستغرق شحن مكثف المرشح بعض الوقت، والذي عادة ما يكون أقل بكثير من فترة النبض T p.

الآن تخيل أن التأخير في تشغيل الثايرستورر ض يساوي نصف فترة النبض (انظر الشكل 3). بعد ذلك سيتم تشغيل الثايرستور عندما يمر الجهد عند خرج المقوم عبر الحد الأقصى.

أرز. 3.

في هذه الحالة، الجهد الحملش ن سيكون أيضًا الأكبر ، تقريبًا كما لو لم يكن هناك منظم الثايرستور في الدائرة (نحن نهمل انخفاض الجهد عبر الثايرستور المفتوح).

هذا هو المكان الذي نواجه فيه مشكلة. لنفترض أننا نريد تنظيم جهد الحمل من الصفر تقريبًا إلى أعلى قيمة يمكن الحصول عليها من محول الطاقة الموجود. للقيام بذلك، مع الأخذ في الاعتبار الافتراضات التي تم تقديمها سابقًا، سيكون من الضروري تطبيق نبضات الزناد على الثايرستور بالضبط في اللحظة التيش مستقيم يمر عبر الحد الأقصى، أي.ر ض = ت ص /2. مع الأخذ في الاعتبار أن الثايرستور لا يفتح على الفور، بل يعيد شحن مكثف المرشحج و يتطلب أيضًا بعض الوقت، فيجب تقديم النبض المحفز في وقت أبكر إلى حد ما من نصف فترة النبض، أي.ر ض< T п /2. تكمن المشكلة في أنه، أولاً، من الصعب تحديد المدة السابقة، نظرًا لأن ذلك يعتمد على عوامل يصعب أخذها في الاعتبار بدقة عند الحساب، على سبيل المثال، وقت تشغيل مثيل الثايرستور المحدد أو الإجمالي (مع الأخذ في الاعتبار في الاعتبار الحث) مقاومة الخرج لمحول الطاقة. ثانيًا، حتى لو تم حساب الدائرة وتعديلها بدقة تامة، فإن وقت تأخير التشغيلر ض ، تردد الشبكة، وبالتالي التردد والفترةت ص قد تتغير التموجات ووقت تشغيل الثايرستور والمعلمات الأخرى بمرور الوقت. ولذلك، من أجل الحصول على أعلى الجهد عند الحملش ن هناك رغبة في تشغيل الثايرستور في وقت أبكر بكثير من نصف فترة النبض.

لنفترض أننا فعلنا ذلك بالضبط، أي أننا قمنا بتعيين وقت التأخيرر ض أقل بكثير T ع /2. تظهر الرسوم البيانية التي تميز تشغيل الدائرة في هذه الحالة في الشكل. 4. لاحظ أنه إذا فتح الثايرستور قبل نصف نصف الدورة فإنه سيبقى في حالة الفتح حتى تكتمل عملية شحن مكثف الفلترج و (انظر النبضة الأولى في الشكل 4).

أرز. 4.

اتضح أنه لفترة تأخير قصيرةر ض قد تحدث تقلبات في جهد الخرج للمنظم. تحدث إذا تم تطبيق نبض الزناد على الثايرستور في الوقت الحالي، والجهد على الحملش ن هناك المزيد من الجهد عند خرج المقومش مستقيم . في هذه الحالة، يكون الثايرستور تحت جهد عكسي ولا يمكن فتحه تحت تأثير نبض الزناد. قد يتم تفويت واحدة أو أكثر من نبضات الزناد (انظر النبضة الثانية في الشكل 4). سيحدث الدوران التالي للثايرستور عندما يتم تفريغ مكثف المرشح وفي لحظة تطبيق نبض التحكم، سيكون الثايرستور تحت الجهد المباشر.

ربما تكون الحالة الأكثر خطورة هي عندما يتم تفويت كل نبضة ثانية. في هذه الحالة، سوف يمر تيار مباشر من خلال لف محول الطاقة، تحت تأثيره قد يفشل المحول.

من أجل تجنب ظهور عملية تذبذبية في دائرة منظم الثايرستور، ربما يكون من الممكن التخلي عن التحكم في نبض الثايرستور، ولكن في هذه الحالة تصبح دائرة التحكم أكثر تعقيدًا أو تصبح غير اقتصادية. ولذلك، قام المؤلف بتطوير دائرة تنظيم الثايرستور حيث يتم تشغيل الثايرستور عادة عن طريق نبضات التحكم ولا تحدث أي عملية تذبذبية. يظهر مثل هذا المخطط في الشكل. 5.

أرز. 5.

هنا يتم تحميل الثايرستور على مقاومة البدايةص ص ، ومكثف المرشحج ص ن متصلة عبر الصمام الثنائي البدايةفي دي ص . في مثل هذه الدائرة، يبدأ الثايرستور في العمل بغض النظر عن الجهد الموجود على مكثف المرشحج و بعد تطبيق نبض الزناد على الثايرستور، يبدأ تيار الأنود الخاص به أولاً بالمرور عبر مقاومة الزنادص ص ثم عندما يكون الجهد قيد التشغيلص ص سوف يتجاوز جهد الحملش ن ، يفتح الصمام الثنائي البدايةفي دي ص ويقوم تيار الأنود الخاص بالثايرستور بإعادة شحن مكثف المرشحج و . المقاومة ص يتم تحديد هذه القيمة لضمان بدء التشغيل المستقر للثايرستور مع الحد الأدنى من وقت تأخير نبض الزنادر ض . من الواضح أن بعض القوة تُفقد بلا فائدة عند مقاومة البداية. لذلك، في الدائرة المذكورة أعلاه، من الأفضل استخدام الثايرستور مع تيار احتجاز منخفض، ثم سيكون من الممكن استخدام مقاومة بدء كبيرة وتقليل فقد الطاقة.

المخطط في الشكل. 5 له عيب أن تيار الحمل يمر عبر صمام ثنائي إضافيفي دي ص ، حيث يتم فقدان جزء من الجهد المصحح بلا فائدة. يمكن التخلص من هذا العيب عن طريق توصيل مقاوم البدايةص ص إلى مقوم منفصل. دائرة تحتوي على مقوم تحكم منفصل، يتم من خلاله تغذية دائرة البداية ومقاومة البدايةص ص يظهر في الشكل. 6. في هذه الدائرة، يمكن أن تكون ثنائيات مقوم التحكم منخفضة الطاقة حيث أن تيار الحمل يتدفق فقط من خلال مقوم الطاقة.

أرز. 6.

إمدادات الطاقة ذات الجهد المنخفض مع منظم الثايرستور

يوجد أدناه وصف للعديد من تصميمات مقومات الجهد المنخفض المزودة بمنظم الثايرستور. في تصنيعها، أخذت دائرة منظم الثايرستور المستخدمة في أجهزة شحن بطاريات السيارات كأساس (انظر الشكل 7). تم استخدام هذا المخطط بنجاح من قبل رفيقي الراحل أ.جي.سبيريدونوف.

أرز. 7.

تم تثبيت العناصر المحاطة بدائرة في المخطط (الشكل 7) على لوحة دوائر مطبوعة صغيرة. تم وصف العديد من المخططات المماثلة في الأدبيات، والاختلافات بينها ضئيلة، خاصة في أنواع الأجزاء وتصنيفاتها. الاختلافات الرئيسية هي:

1. يتم استخدام مكثفات توقيت بسعات مختلفة، أي بدلا من 0.5مف ضع 1 م F ، وبالتالي مقاومة متغيرة بقيمة مختلفة. لتشغيل الثايرستور بشكل موثوق في دوائري، استخدمت مكثفًا واحدًام F.

2. بالتوازي مع مكثف التوقيت، لا تحتاج إلى تثبيت مقاومة (3ك دبليوفي التين. 7). من الواضح أنه في هذه الحالة قد لا تكون هناك حاجة لمقاومة متغيرة بمقدار 15ك دبليو، وبحجم مختلف. لم أكتشف بعد تأثير المقاومة الموازية لمكثف التوقيت على استقرار الدائرة.

3. تستخدم معظم الدوائر الموصوفة في الأدبيات ترانزستورات من النوعين KT315 وKT361. في بعض الأحيان يفشلون، لذلك استخدمت في دوائري ترانزستورات أكثر قوة من النوعين KT816 وKT817.

4. إلى نقطة الاتصال الأساسيةجامع pnp و npn الترانزستورات، يمكن توصيل مقسم للمقاومات ذات قيمة مختلفة (10ك دبليوو 12 ك دبليوفي التين. 7).

5. يمكن تركيب صمام ثنائي في دائرة قطب التحكم الثايرستور (انظر المخططات أدناه). هذا الصمام الثنائي يلغي تأثير الثايرستور على دائرة التحكم.

يتم تقديم الرسم التخطيطي (الشكل 7) كمثال؛ ويمكن العثور على العديد من الرسوم البيانية المشابهة مع الأوصاف في كتاب "الشواحن وشواحن البدء: مراجعة المعلومات لعشاق السيارات / شركات. إيه جي خوداسيفيتش، تي آي خوداسيفيتش -م: إن تي برس، 2005." يتكون الكتاب من ثلاثة أجزاء، ويحتوي تقريبًا على جميع الشواحن في تاريخ البشرية.

تظهر أبسط دائرة مقوم مع منظم جهد الثايرستور في الشكل. 8.

أرز. 8.

تستخدم هذه الدائرة مقومًا للنقطة المتوسطة للموجة الكاملة لأنه يحتوي على عدد أقل من الثنائيات، لذلك هناك حاجة إلى عدد أقل من المبددات الحرارية وكفاءة أعلى. يحتوي محول الطاقة على ملفين ثانويين للجهد المتردد 15الخامس . تتكون دائرة التحكم بالثايرستور هنا من مكثف C1، مقاومات R 1- R 6، الترانزستورات VT 1 و VT 2، الصمام الثنائي VD 3.

دعونا ننظر في تشغيل الدائرة. يتم شحن المكثف C1 من خلال مقاومة متغيرة R 2 وثابت R 1. عندما يكون الجهد على المكثفج 1 سوف يتجاوز الجهد عند نقطة اتصال المقاومةر 4 و ر 5- يفتح الترانزستور VT 1. تيار جامع الترانزستوريفتح VT 1 VT 2. بدوره تيار المجمعيفتح VT 2 VT 1. وهكذا تنفتح الترانزستورات مثل الانهيار الجليدي ويفرغ المكثفج 1 فولت قطب التحكم الثايرستورضد 1. هذا يخلق دافعًا مثيرًا. التغيير عن طريق المقاومة المتغيرةر 2 وقت تأخير نبض الزناد، يمكن تعديل جهد الخرج للدائرة. كلما زادت هذه المقاومة، كلما كان شحن المكثف أبطأ.ج 1، وقت تأخير نبض الزناد أطول والجهد الناتج عند الحمل أقل.

المقاومة المستمرةر 1، متصلة على التوالي مع متغيرر 2 يحد من الحد الأدنى لوقت تأخير النبض. إذا تم تقليله بشكل كبير، فعند أدنى موضع للمقاومة المتغيرةر 2 سوف يختفي جهد الخرج فجأة. لهذار يتم اختيار الرقم 1 بحيث تعمل الدائرة بثباتر 2 في موضع المقاومة الأدنى (يتوافق مع أعلى جهد للإخراج).

تستخدم الدائرة المقاومة R5 قوة 1 وات فقط لأنه وصل إلى متناول اليد. ربما سيكون كافيا للتثبيت R5 قوة 0.5 واط.

المقاومة ر 3 تم تركيبه للتخلص من تأثير التداخل على تشغيل دائرة التحكم. بدونها، تعمل الدائرة، ولكنها حساسة، على سبيل المثال، للمس أطراف الترانزستورات.

ديود VD 3 يلغي تأثير الثايرستور على دائرة التحكم. لقد اختبرته من خلال التجربة وكنت مقتنعًا بأن الدائرة تعمل بشكل أكثر استقرارًا مع الصمام الثنائي. باختصار، ليست هناك حاجة للتبخير، فمن الأسهل تثبيت D226، الذي توجد به احتياطيات لا تنضب، وإنشاء جهاز يعمل بشكل موثوق.

المقاومة ر 6 في دائرة قطب التحكم الثايرستورضد 1 يزيد من موثوقية عملها. في بعض الأحيان يتم ضبط هذه المقاومة على قيمة أكبر أو لا يتم ضبطها على الإطلاق. تعمل الدائرة عادةً بدونه، ولكن يمكن أن يفتح الثايرستور تلقائيًا بسبب التداخل والتسريبات في دائرة قطب التحكم. لقد ركبتر6 مقاس 51 دبليوعلى النحو الموصى به في البيانات المرجعية للثايرستور KU202.

المقاومة R 7 والصمام الثنائي VD 4 يوفر بداية موثوقة للثايرستور مع وقت تأخير قصير لنبض الزناد (انظر الشكل 5 والشروحات المتعلقة به).

مكثف ج 2 يعمل على تنعيم تموجات الجهد عند خرج الدائرة.

تم استخدام مصباح من المصباح الأمامي للسيارة كحمل أثناء التجارب مع المنظم.

يظهر في الشكل دائرة بها مقوم منفصل لتشغيل دوائر التحكم وبدء تشغيل الثايرستور. 9.

أرز. 9.

تتمثل ميزة هذا المخطط في العدد الأصغر من ثنائيات الطاقة التي تتطلب التثبيت على المشعات. لاحظ أن الثنائيات D242 الخاصة بمقوم الطاقة متصلة بواسطة كاثودات ويمكن تركيبها على مشعاع مشترك. أنود الثايرستور المتصل بجسمه متصل بـ "ناقص" الحمل.

يظهر مخطط الأسلاك لهذا الإصدار من المقوم المتحكم فيه في الشكل. 10.

أرز. 10.

يمكن استخدامه لتنعيم تموجات جهد الخرجإل سي. -منقي. يظهر الشكل التخطيطي للمقوم المتحكم به مع هذا المرشح. أحد عشر.

أرز. أحد عشر.

لقد تقدمت بطلب بالضبطإل سي. -التصفية للأسباب التالية:

1. إنه أكثر مقاومة للأحمال الزائدة. لقد كنت أقوم بتطوير دائرة لمصدر الطاقة في المختبر، لذا فإن التحميل الزائد أمر ممكن تمامًا. وألاحظ أنه حتى لو قمت بإنشاء نوع من دائرة الحماية، فسيكون لها بعض وقت الاستجابة. خلال هذا الوقت، يجب ألا يفشل مصدر الطاقة.

2. إذا قمت بتصنيع مرشح ترانزستور، فبالتأكيد سينخفض ​​بعض الجهد عبر الترانزستور، وبالتالي ستكون الكفاءة منخفضة، وقد يتطلب الترانزستور مبددًا حراريًا.

يستخدم المرشح خنقًا تسلسليًا D255V.

دعونا نفكر في التعديلات المحتملة على دائرة التحكم بالثايرستور. يظهر أولهم في الشكل. 12.

أرز. 12.

عادة، تتكون دائرة التوقيت لمنظم الثايرستور من مكثف توقيت ومقاومة متغيرة متصلة على التوالي. في بعض الأحيان يكون من المناسب بناء دائرة بحيث يتم توصيل أحد أطراف المقاومة المتغيرة بـ "ناقص" المقوم. ومن ثم يمكنك تشغيل مقاومة متغيرة على التوازي مع المكثف، كما هو موضح في الشكل 12. عندما يكون المحرك في الموضع الأدنى وفقًا للدائرة، يمر الجزء الرئيسي من التيار عبر المقاومة 1.1ك دبليويدخل مكثف التوقيت 1مF ويشحنه بسرعة. في هذه الحالة، يبدأ الثايرستور عند "قمم" نبضات الجهد المصححة أو قبل ذلك بقليل ويكون جهد الخرج للمنظم هو الأعلى. إذا كان المحرك في الموضع العلوي وفقًا للدائرة، فإن مكثف التوقيت يكون قصير الدائرة ولن يفتح الجهد الموجود عليه الترانزستورات أبدًا. في هذه الحالة، سيكون جهد الخرج صفراً. من خلال تغيير موضع محرك المقاومة المتغيرة، يمكنك تغيير قوة التيار الذي يشحن مكثف التوقيت، وبالتالي وقت تأخير نبضات الزناد.

في بعض الأحيان يكون من الضروري التحكم في منظم الثايرستور ليس باستخدام مقاومة متغيرة، ولكن من دائرة أخرى (جهاز التحكم عن بعد، التحكم من الكمبيوتر). يحدث أن تكون أجزاء منظم الثايرستور تحت الجهد العالي وأن الاتصال المباشر بها أمر خطير. في هذه الحالات، يمكن استخدام optocoupler بدلاً من المقاومة المتغيرة.

أرز. 13.

يظهر في الشكل مثال لتوصيل optocoupler بدائرة منظم الثايرستور. 13. يتم هنا استخدام optocoupler الترانزستور من النوع 4ن 35. يتم توصيل قاعدة الترانزستور الضوئي (دبوس 6) من خلال مقاومة للباعث (دبوس 4). تحدد هذه المقاومة معامل نقل optocoupler وسرعته ومقاومته للتغيرات في درجات الحرارة. اختبر المؤلف المنظم بمقاومة 100 موضحة في الرسم التخطيطيك دبليو، في حين تبين أن اعتماد جهد الخرج على درجة الحرارة كان سلبيًا، أي عندما تم تسخين جهاز optocoupler بشدة (ذاب عزل كلوريد البوليفينيل للأسلاك)، انخفض جهد الخرج. من المحتمل أن يكون هذا بسبب انخفاض إخراج LED عند تسخينه. يشكر المؤلف S. Balashov للحصول على المشورة بشأن استخدام Opticouplers الترانزستور.

أرز. 14.

عند ضبط دائرة التحكم الثايرستور، يكون من المفيد أحيانًا ضبط حد التشغيل للترانزستورات. يظهر مثال على هذا التعديل في الشكل. 14.

لنفكر أيضًا في مثال لدائرة بها منظم الثايرستور لجهد أعلى (انظر الشكل 15). يتم تشغيل الدائرة من الملف الثانوي لمحول الطاقة TSA-270-1، مما يوفر جهدًا متناوبًا يبلغ 32الخامس . يتم تحديد تقييمات الأجزاء المشار إليها في الرسم البياني لهذا الجهد.

أرز. 15.

المخطط في الشكل. 15 يسمح لك بضبط جهد الخرج بسلاسة من 5الخامس إلى 40 فولت وهي كافية لمعظم أجهزة أشباه الموصلات، لذلك يمكن استخدام هذه الدائرة كأساس لتصنيع مصدر طاقة للمختبر.

عيب هذه الدائرة هو الحاجة إلى تبديد قدر كبير جدًا من الطاقة عند مقاومة البدايةر 7. من الواضح أنه كلما انخفض تيار الثايرستور، زادت القيمة وانخفضت قوة مقاومة البدايةر 7. لذلك يفضل هنا استخدام الثايرستور ذو التيار المنخفض.

بالإضافة إلى الثايرستور التقليدي، يمكن استخدام الثايرستور البصري في دائرة منظم الثايرستور. في التين. 16. يُظهر رسمًا تخطيطيًا باستخدام جهاز optothyristor TO125-10.

أرز. 16.

هنا يتم تشغيل optothyristor ببساطة بدلاً من المعتاد، ولكن منذ ذلك الحين قد يكون الثايرستور الضوئي وLED معزولين عن بعضهما البعض؛ وقد تكون الدوائر المستخدمة في منظمات الثايرستور مختلفة. لاحظ أنه بسبب انخفاض تيار الثايرستور TO125، فإن مقاومة البدايةر 7 يتطلب طاقة أقل مما هو عليه في الدائرة في الشكل. 15. نظرًا لأن المؤلف كان خائفًا من إتلاف مصباح LED الضوئي مع تيارات نبضية كبيرة، فقد تم تضمين المقاومة R6 في الدائرة. وكما تبين فإن الدائرة تعمل بدون هذه المقاومة، وبدونها تعمل الدائرة بشكل أفضل عند الفولتية المنخفضة.

إمدادات الطاقة ذات الجهد العالي مع منظم الثايرستور

عند تطوير مصادر الطاقة ذات الجهد العالي باستخدام منظم الثايرستور، تم تطوير وإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة بواسطة V.P. Burenkov (PRZ) لآلات اللحام. يعرب المؤلف عن امتنانه لـ V.P Burenkov لعينة من هذه اللوحة. يظهر الشكل التخطيطي لأحد النماذج الأولية للمقوم القابل للتعديل باستخدام لوحة صممها Burenkov. 17.

أرز. 17.

الأجزاء المثبتة على لوحة الدوائر المطبوعة محاطة بدائرة في الرسم التخطيطي بخط منقط. كما يظهر في الشكل. 16، يتم تثبيت مقاومات التخميد على اللوحةر1 و ر 2، جسر المعدل VD 1 وثنائيات زينر VD 2 وVD 3. تم تصميم هذه الأجزاء لإمدادات الطاقة 220 فولتالخامس . لاختبار دائرة منظم الثايرستور دون تعديلات في لوحة الدوائر المطبوعة، تم استخدام محول طاقة TBS3-0.25U3، والذي يتم توصيل الملف الثانوي منه بطريقة تتم إزالة الجهد المتردد 200 منهالخامس ، أي قريب من جهد الإمداد الطبيعي للوحة. تعمل دائرة التحكم بشكل مشابه لتلك الموصوفة أعلاه، أي يتم شحن المكثف C1 من خلال مقاومة القطعر 5 ومقاومة متغيرة (مثبتة خارج اللوحة) حتى يتجاوز الجهد عبرها الجهد عند قاعدة الترانزستور VT 2، وبعد ذلك الترانزستورات VT 1 و VT2 مفتوحان ويتم تفريغ المكثف C1 من خلال الترانزستورات المفتوحة ومصباح LED للثايرستور optocoupler.

ميزة هذه الدائرة هي القدرة على ضبط الجهد الذي تفتح عنده الترانزستورات (باستخدامر 4) وكذلك الحد الأدنى من المقاومة في دائرة التوقيت (باستخدامر 5). وكما تبين الممارسة، فإن القدرة على إجراء مثل هذه التعديلات أمر مفيد للغاية، خاصة إذا تم تجميع الدائرة بطريقة غير احترافية من أجزاء عشوائية. باستخدام أدوات التشذيب R4 وR5، يمكنك تحقيق تنظيم الجهد ضمن نطاق واسع وتشغيل مستقر للمنظم.

لقد بدأت عملي في مجال البحث والتطوير على تطوير منظم الثايرستور باستخدام هذه الدائرة. تم اكتشاف نبضات الزناد المفقودة عندما كان الثايرستور يعمل بحمل سعوي (انظر الشكل 4). أدت الرغبة في زيادة استقرار المنظم إلى ظهور الدائرة في الشكل. 18. في ذلك، اختبر المؤلف تشغيل الثايرستور بمقاومة البداية (انظر الشكل 5.

أرز. 18.

في الرسم البياني للشكل. 18. يتم استخدام نفس اللوحة كما في الدائرة في الشكل. 17، تم إزالة جسر الدايود منه فقط، لأنه هنا، يتم استخدام مقوم واحد مشترك لدائرة الحمل والتحكم. لاحظ أنه في الرسم البياني في الشكل. تم اختيار مقاومة البداية 17 من عدة مقاومة متصلة بالتوازي لتحديد أقصى قيمة ممكنة لهذه المقاومة والتي تبدأ عندها الدائرة في العمل بثبات. يتم توصيل سلك مقاومة 10 بين الكاثود البصري ومكثف المرشحدبليو. هناك حاجة للحد من الزيادات الحالية من خلال optoristor. حتى يتم إنشاء هذه المقاومة، بعد إدارة مقبض المقاومة المتغيرة، يمرر الثايرستور الضوئي واحدة أو أكثر من نصف موجة كاملة من الجهد المصحح إلى الحمل.

بناءً على التجارب التي تم إجراؤها، تم تطوير دائرة مقوم بمنظم الثايرستور، وهي مناسبة للاستخدام العملي. موضح في الشكل. 19.

أرز. 19.

أرز. 20.

ثنائي الفينيل متعدد الكلور SCR 1 م تم تصميم الشكل 0 (الشكل 20) لتركيب مكثفات إلكتروليتية حديثة صغيرة الحجم ومقاومات سلكية في أغلفة خزفية من النوع S.Q.P. . يعرب المؤلف عن امتنانه لـ R. Peplov لمساعدته في تصنيع واختبار لوحة الدوائر المطبوعة هذه.

منذ أن قام المؤلف بتطوير مقوم بأعلى جهد خرج يبلغ 500الخامس كان من الضروري وجود بعض الاحتياطي في جهد الخرج في حالة انخفاض جهد الشبكة. اتضح أنه من الممكن زيادة جهد الخرج عن طريق إعادة توصيل ملفات محول الطاقة، كما هو موضح في الشكل. 21.

أرز. 21.

وألاحظ أيضًا أن الرسم البياني في الشكل. 19 واللوحة الشكل. تم تصميم 20 منها مع الأخذ في الاعتبار إمكانية تطويرها بشكل أكبر. للقيام بذلك على السبورةسي سي آر 1 م 0 هناك خيوط إضافية من السلك المشتركجي إن دي 1 و جي إن دي 2، من المعدلالعاصمة 1

تطوير وتركيب مقوم مع منظم الثايرستورسي سي آر 1 م 0 تم إجراؤها بالاشتراك مع الطالب ر. بيلوف في جامعة ولاية أريزونا.ج وبمساعدته تم التقاط صور للوحدةسي سي آر 1 م 0 والذبذبات.

أرز. 22. عرض لوحدة SCR 1 M 0 من ناحية الأجزاء

أرز. 23. عرض الوحدةسي سي آر 1 م 0 الجانب اللحام

أرز. 24. عرض الوحدة SCR 1 م 0 الجانب

الجدول 1. مخططات الذبذبات عند الجهد المنخفض

لا.	الحد الأدنى لموضع منظم الجهد	وفقا للمخطط	ملحوظات
		عند الكاثود VD5	5 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		على مكثف C1	2 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		أي الاتصالات R2 و R3	2 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند أنود الثايرستور	100 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند كاثود الثايرستور	50 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/دي

الجدول 2. مخططات الذبذبات عند الجهد المتوسط

لا.	الموضع الأوسط لمنظم الجهد	وفقا للمخطط	ملحوظات
		عند الكاثود VD5	5 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		على مكثف C1	2 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		أي الاتصالات R2 و R3	2 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند أنود الثايرستور	100 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند كاثود الثايرستور	100 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة

الجدول 3. مخططات الذبذبات عند أقصى جهد

لا.	الحد الأقصى لموضع منظم الجهد	وفقا للمخطط	ملحوظات
		عند الكاثود VD5	5 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		على مكثف C1	1 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		أي الاتصالات R2 و R3	2 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند أنود الثايرستور	100 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة
		عند كاثود الثايرستور	100 فولت/شعبة 2 مللي ثانية/شعبة

وللتخلص من هذا العيب تم تغيير دائرة المنظم. تم تركيب اثنين من الثايرستور - كل منهما لنصف دورة خاصة به. ومع هذه التغييرات تم اختبار الدائرة لعدة ساعات ولم يتم ملاحظة أي "انبعاثات".

أرز. 25. دائرة SCR 1 M 0 مع التعديلات

مقال عن الطرق المختلفة لتوصيل الحمل بوحدة التحكم في المتحكم الدقيق باستخدام المرحلات والثايرستور.

جميع المعدات الحديثة، الصناعية والمنزلية، تعمل بالكهرباء. في الوقت نفسه، يمكن تقسيم دائرتها الكهربائية بأكملها إلى جزأين كبيرين: أجهزة التحكم (وحدات التحكم من الكلمة الإنجليزية CONTROL - للتحكم) والمحركات.

منذ حوالي عشرين عامًا، تم تصنيع وحدات التحكم على دوائر دقيقة بدرجة تكامل منخفضة ومتوسطة. كانت هذه سلسلة من الدوائر الدقيقة K155، K561، K133، K176 وما شابه ذلك. يتم تسميتها لأنها تقوم بعمليات منطقية على الإشارات، والإشارات نفسها رقمية (منفصلة).

تمامًا مثل جهات الاتصال العادية: "مغلق - مفتوح". فقط في هذه الحالة، تسمى هذه الحالات "الواحد المنطقي" و"الصفر المنطقي" على التوالي. يتراوح الجهد المنطقي عند خرج الدوائر الدقيقة من نصف جهد الإمداد إلى قيمته الكاملة، ويكون الجهد الصفري المنطقي لهذه الدوائر الدقيقة عادة 0...0.4 فولت.

تم تنفيذ خوارزمية تشغيل وحدات التحكم هذه من خلال التوصيل المناسب للدوائر الدقيقة، وكان عددها كبيرًا جدًا.

حاليًا، يتم تطوير جميع وحدات التحكم على أساس . في هذه الحالة، لا يتم وضع خوارزمية التشغيل من خلال توصيل الدائرة للعناصر الفردية، ولكن من خلال برنامج "مُدمج" في وحدة التحكم الدقيقة.

في هذا الصدد، بدلا من عدة عشرات أو حتى مئات من الدوائر الدقيقة، تحتوي وحدة التحكم على متحكم دقيق وعدد من الدوائر الدقيقة للتفاعل مع "العالم الخارجي". ولكن على الرغم من هذا التحسن، فإن إشارات وحدة التحكم في المتحكم الدقيق لا تزال هي نفسها الرقمية مثل إشارات الدوائر الدقيقة القديمة.

من الواضح أن قوة هذه الإشارات ليست كافية لتشغيل مصباح قوي أو محرك أو حتى مجرد مرحل. في هذا المقال سوف ننظر، ما هي الطرق التي يمكنك من خلالها توصيل الأحمال القوية بالدوائر الدقيقة؟.

أكثر. في الشكل 1، يتم تشغيل التتابع باستخدام الترانزستور VT1، ولهذا يتم تطبيق وحدة منطقية على قاعدته من خلال المقاوم R1 من الدائرة الدقيقة، ويفتح الترانزستور ويقوم بتشغيل المرحل الذي يقوم بتشغيل الحمل مع جهات الاتصال الخاصة به (وليس مبين في الشكل).

يعمل Cascade الموضح في الشكل 2 بشكل مختلف: لتشغيل المرحل، يجب أن يظهر 0 منطقي عند إخراج الدائرة الدقيقة، التي تغلق الترانزستور VT3. في هذه الحالة، سيتم فتح الترانزستور VT4 وتشغيل التتابع. باستخدام زر SB3 يمكنك تشغيل المرحل يدويًا.

في كلا الشكلين يمكنك أن ترى أن الثنائيات متصلة بالتوازي مع ملفات التتابع، وفيما يتعلق بجهد الإمداد في الاتجاه المعاكس (غير الموصل). والغرض منها هو إطفاء EMF ذاتي الحث (يمكن أن يكون عشرة أضعاف جهد الإمداد أو أكثر) عند إيقاف تشغيل المرحل ولحماية عناصر الدائرة.

إذا كانت الدائرة لا تحتوي على مرحل واحد أو اثنين، بل أكثر من ذلك بكثير، فعندئذ لتوصيلهم أ شريحة متخصصة ULN2003A، مما يسمح بتوصيل ما يصل إلى سبعة مرحلات. يظهر مخطط الاتصال هذا في الشكل 3، وفي الشكل 4 مظهر مرحل حديث صغير الحجم.

يوضح الشكل 5 (بدلاً من ذلك، دون تغيير أي شيء في الدائرة، يمكنك توصيل مرحل). في هذا المخطط، يجب الانتباه إلى مفتاح الترانزستور المصنوع على ترانزستورين VT3، VT4. يحدث هذا التعقيد بسبب حقيقة أن بعض وحدات التحكم الدقيقة، على سبيل المثال AT89C51، AT89C2051، تحتفظ بالمستوى المنطقي 1 على جميع الأطراف لعدة مللي ثانية أثناء وقت إعادة التعيين عند تشغيلها. ثم سيعمل الحمل فورًا عند تشغيل الطاقة، وهو ما قد يكون ظاهرة غير مرغوب فيها للغاية.

من أجل تشغيل الحمل (في هذه الحالة، مصابيح LED للثايرستور optocoupler V1، V2) يجب تطبيق 0 منطقي على قاعدة الترانزستور VT3 من خلال المقاوم R12، مما سيؤدي إلى فتح VT3 و VT4. سيقوم الأخير بإضاءة مصابيح LED الخاصة بأجهزة optothyristors، والتي سيتم فتحها وتشغيل حمل التيار الكهربائي. يوفر الثايرستور Optocoupler عزلًا كلفانيًا عن شبكة دائرة التحكم نفسها، مما يزيد من السلامة الكهربائية وموثوقية الدائرة.

بضع كلمات عن الثايرستور.دون الخوض في التفاصيل الفنية وخصائص الجهد الحالي، يمكننا أن نقول أن هذا هو صمام ثنائي بسيط، بل لديهم تسميات مماثلة. لكن الثايرستور لديه أيضًا قطب تحكم. إذا تم تطبيق نبض إيجابي بالنسبة للكاثود عليه، حتى على المدى القصير، فسيتم فتح الثايرستور.

سيبقى الثايرستور في الحالة المفتوحة طالما يتدفق التيار من خلاله في الاتجاه الأمامي. ويجب ألا يقل هذا التيار عن قيمة معينة تسمى تيار الاحتفاظ. خلاف ذلك، لن يتم تشغيل الثايرستور ببساطة. لا يمكنك إيقاف تشغيل الثايرستور إلا عن طريق كسر الدائرة أو تطبيق جهد قطبي عكسي. لذلك، من أجل تمرير كلا نصفي الموجات من الجهد المتناوب، يتم استخدام اتصال متوازي معاكس لاثنين من الثايرستور (انظر الشكل 5).

ومن أجل عدم القيام بمثل هذا التضمين، يتم إنتاج الترياكات أيضًا باللغة البرجوازية. لديهم بالفعل اثنين من الثايرستور في غلاف واحد، متصلين من الخلف إلى الخلف - بالتوازي. لديهم قطب تحكم مشترك.

ويبين الشكل 6 مظهر الثايرستور ومنفذه، ويبين الشكل 7 نفس الشيء بالنسبة للترياك.

ويبين الشكل 8 رسم تخطيطي لتوصيل الترياك بالمتحكم الدقيق (مخرج الشريحة)باستخدام نوع خاص منخفض الطاقة من نوع MOC3041.

يحتوي هذا المحرك بالداخل على مؤشر LED متصل بالمنفذين 1 و2 (يوضح الشكل منظرًا علويًا للدائرة الدقيقة) والجهاز البصري نفسه، والذي، عند إضاءته بمصباح LED، يفتح (المنفذان 6 و4)، ومن خلال المقاوم R1، يتصل قطب التحكم إلى الأنود، والذي يتم من خلاله فتح التيرستورات القوية.

تم تصميم المقاوم R2 لمنع التيرستورات من الفتح في حالة عدم وجود إشارة تحكم في وقت تشغيل الطاقة، وتم تصميم السلسلة C1، R3 لقمع التداخل في وقت التبديل. صحيح أن MOC3041 لا يخلق أي تداخل خاص، لأنه يحتوي على دائرة CROSS ZERO (انتقال الجهد عبر 0)، ويتم التشغيل في اللحظة التي يمر فيها جهد التيار الكهربائي للتو عبر 0.

جميع الدوائر المدروسة معزولة غلفانيًا عن شبكة الإمداد، مما يضمن التشغيل الموثوق حتى مع وجود طاقة تحويل كبيرة.

إذا كانت الطاقة ضئيلة ولم تكن هناك حاجة إلى عزل كلفاني لوحدة التحكم عن الشبكة، فمن الممكن توصيل الثايرستور مباشرة بوحدة التحكم الدقيقة. ويظهر رسم تخطيطي مماثل في الشكل 9.

هذا هو الرسم البياني تم إنتاج إكليل شجرة عيد الميلادبالطبع في الصين. ترتبط أقطاب التحكم في الثايرستور MCR 100-6 مباشرة بوحدة التحكم الدقيقة (الموجودة على اللوحة تحت قطرة من المركب الأسود). قوة إشارات التحكم منخفضة جدًا بحيث يكون الاستهلاك الحالي لجميع الأربعة في وقت واحد أقل من 1 مللي أمبير. في هذه الحالة، يصل الجهد العكسي إلى 800 فولت والتيار يصل إلى 0.8 أمبير. الأبعاد الكلية هي نفس أبعاد ترانزستورات KT209.

بالطبع، من المستحيل وصف جميع المخططات مرة واحدة في مقالة قصيرة واحدة، ولكن يبدو أننا تمكنا من وصف المبادئ الأساسية لعملها. لا توجد صعوبات خاصة هنا، وقد تم اختبار جميع المخططات في الممارسة العملية، وكقاعدة عامة، لا تسبب أي مشاكل أثناء الإصلاحات أو الإنتاج الذاتي.

بوريس الاديشكين