Управляемый диодный мост на тиристорах: Как подключить тиристоры взамен диодов (регулируемый тиристорный мостик) — Мысли и идеи

Тиристорный регулятор напряжения своими руками: конструктивные особенности

Содержание статьи:

Из-за использования в повседневной жизни большого количества электрических приборов (микроволновок, электрочайников, компьютеров и т.д.) нередко возникает необходимость регулировки их мощностей. Для этого применяют регулятор напряжения на тиристоре. Оно имеет простую конструкцию, поэтому собрать его самостоятельно несложно.

Нюансы в конструкции

Регулятор напряжения на тиристоре

Тиристор – это управляемый полупроводник. При необходимости он может очень быстро провести ток в нужном направлении. От привычных диодов устройство отличается тем, что имеет возможность контролировать момент подачи напряжения.

Регулятор состоит из трех компонентов:

• катод – проводник, подключаемый к отрицательному полюсу источника питания;
• анод – элемент, присоединяемый к положительному полюсу;
• управляемый электрод (модулятор), который полностью охватывает катод.

Регулятор функционирует при соблюдении нескольких условий:

• тиристор должен попадать в схему под общее напряжение;
• модулятор должен получать кратковременный импульс, позволяющий устройству контролировать мощность электроприбора. В отличие от транзистора регулятору не требуется удержание этого сигнала.

Тиристор не применяется в схемах с постоянным током, поскольку он закрывается, если нет напряжения в цепи. В то же время в приборах с переменным током регистр необходим. Это связано с тем, что в подобных схемах имеется возможность полностью закрыть полупроводниковый элемент. С этим справится любая полуволна, если возникнет такая потребность.

Тиристор обладает двумя устойчивыми положениями («открыто» или «закрыто»), которые переключаются при помощи напряжения. При появлении нагрузки он включается, при пропадании электрического тока выключается. Собирать подобные регуляторы учат начинающих радиолюбителей. Заводские паяльники, имеющие регулировку температуры жала, стоят дорого. Гораздо дешевле купить простой паяльник и самому собрать для него регистр напряжения.

Существует несколько схем монтажа устройства. Самый несложный – это навесной тип. При его сборке не используют печатную плату. Не потребуется также специальные навыки при монтаже. Сам процесс занимает мало времени. Поняв принцип работы регистра, будет просто разобраться в схемах и рассчитать оптимальную мощность для идеальной работы оборудования, где тиристор установлен.

Область применения и цели использования

Применение тиристорного регулятора мощности

Используют тиристор во многих электроинструментах: строительных, столярных бытовых и прочих. Он играет в схемах роль ключа при коммутации токов, при этом работая от малых импульсов. Выключается только при нулевом уровне напряжении в цепи. К примеру, тиристор контролирует скорость работы ножей в блендере, регулирует быстроту нагнетания воздуха в фене, координирует мощность нагревательных элементов в приборах, а также выполняет другие не менее важные функции.

В схемах с высокоиндуктивной нагрузкой, где ток отстает от напряжения, тиристоры могут не закрываться полностью, что приведет к поломке оборудования. В строительных приборах (дрелях, шлифовальных машинах, болгарках и т.д.) тиристор переключается при нажатии кнопки, которая находится в общем с ним блоке. При этом происходят изменения в работе двигателя.

Тиристорный регулятор отлично работает в коллекторном двигателе, где есть щёточный узел. В асинхронных движках устройство менять обороты не сможет.

Принцип действия

Специфика работы прибора заключается в том, что напряжение в нем регулируется мощностью, в также электроперебоями в сети. Регулятор тока на тиристоре при этом пропускает его только в одном конкретном направлении. Если устройство не отключить, оно так и будет продолжать работать, пока его не выключат после определенных действий.

Изготавливая тиристорный регулятор напряжения своими руками, в конструкции следует предусмотреть достаточно свободного места для установки управляющей кнопки или рычага. При сборке по классической схеме имеет смысл использовать в конструкции специальный выключатель, который при изменении уровня напряжения светит разными цветами. Это обезопасит человека от возникновения неприятных ситуаций, поражений током.

Способы закрывания тиристора

Выключение тиристора путем изменения полярности напряжения между катодом и анодом

Подача импульса на управляющий электрод неспособна прекратить его работу или закрыть. Модулятор только включает тиристор. Прекращение действия последнего происходит только после того, как на ступени катод-анод прерывается подача тока.

Регулятор напряжения на тиристоре ку202н закрывается следующими способами:

• Отключить схему от блока питания (батарейки). Устройство при этом не заработает до тех пор, пока не будет нажата специальная кнопка.
• Размокнуть соединение анод-катод с помощью проволоки или пинцета. Через эти элементы идет все напряжение, поступая в тиристор. Если перемычку разомкнуть, уровень тока окажется нулевым и устройство выключится.
• Уменьшить напряжение до минимального.

Простой регулятор напряжения

Схема регулятора мощности для паяльника

Даже самая простая радиодеталь состоит из генератора, выпрямителя, аккумулятора, а также переключателя напряжения. Такие устройства обычно не содержат стабилизаторов. Сам же тиристорный регулятор тока состоит из таких элементов:

• диод – 4 шт.;
• транзистор – 1 шт;
• конденсатор – 2 шт.;
• резистор – 2 шт.

Чтобы избежать перегрева транзистора, к нему устанавливают систему охлаждения. Желательно, чтобы последняя имела большой запас мощности, которая позволит заряжать в дальнейшем аккумуляторы с невысокой емкостью.

Способы регулирования фазового напряжения в сети

Изменяют переменное электрическое напряжение при помощи таких электрических приборов, как: тиратрон, тиристор и прочие. При изменении угла этих структур на нагрузку подаются неполными полуволнами, а в результате регулируется действующее напряжение. Искажение вызывает возрастание тока и падение напряжения. Последнее меняет форму из синусоидальной в несинусоидальную.

Схемы на тиристорах

Система включится после того, как на конденсаторе соберется достаточно напряжения. При этом момент открытия контролируется при помощи резистора. На схеме он обозначен как R2. Чем медленнее заряжается конденсатор, тем больше сопротивления у этого элемента. Регулируется электроток через управляющий электрод.

Эта схема дает возможность контролировать полную мощность в устройстве, так как регулируются два полупериода. Это возможно благодаря установке в диодном мосте тиристора, который воздействует на одну из полуволн.

Регулятор напряжения, схема которого представлена выше, имеет упрощенную конструкцию. Контролируется здесь одна полуволна, в то время как другая без изменений проходит через VD1. Работает по аналогичному сценарию.

При работе с тиристором импульс на управляющий электрод следует подавать в определенный момент, чтобы срез фаз достиг требуемой величины. Нужно определять переход полуволны в нулевой уровень, иначе регулировка не будет эффективной.

Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Тиристоры выступают твердотельными электронными устройствами, обладающими высокой скоростью коммутации. Эти приборы допустимо использовать для управления всевозможными маломощными электронными компонентами. Однако наряду с маломощной электроникой, посредством тиристоров успешно управляется силовое оборудование. Рассмотрим классические схемы включения тиристора под управление достаточно высокими нагрузками, например, электролампами, электромоторами, электрическими нагревателями и т. п.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод «У».

 Когда тиристор пропускает ток нагрузки в прямом направлении, электрод анода A является положительным по отношению к электроду катода «K», с точки зрения регенеративной фиксации.

Как правило, триггерный импульс для электрода У должен иметь длительность в несколько микросекунд. Однако чем длиннее импульс, тем быстрее происходит внутренний лавинный пробой. Также увеличивается время открывания перехода. Но максимальный ток затвора превышать не допускается.

После переключения и полной проводки, падение напряжения на участке анод- катод держится постоянным на уровне около 1 вольта, при всех значениях анодного тока от нуля до номинального значения. Тем не менее, следует помнить: как только полупроводник начинает проводить, этот процесс продолжается даже при отсутствии управляющего сигнала «У».

Продолжается такое состояние до момента, когда ток анода уменьшится до величины меньше допустимо минимальной. Лишь на этом уровне и ниже происходит автоматическая блокировка перехода. Иначе работают лишь новые тиристоры структуры «MCT».

ТИРИСТОРНЫЙ

Инновационная разработка в группе тиристоров. Управляемая структура MCT (MOSFET Controled thyristor): 1 — управление 1; 2 — анод; 3 — управление 2; 4 — катод; 5 — подложка металл; OFF-FET — канал типа n-канал; ON-FET — канал типа p-канал

Этот фактор показывает, что в отличие от биполярных транзисторов и полевых транзисторов, тиристоры, по сути, невозможно использовать для усиления или контролируемого переключения.

Таким образом, напрашивается логичный вывод: тиристоры как полупроводниковые приборы специально разработаны для использования в составе схем коммутации высокой мощности.

Эти полупроводники могут работать только в режиме переключения, где они действуют как открытый или закрытый коммутатор. Как только этот коммутатор срабатывает, он остаётся в состоянии проводника.

Поэтому в цепях постоянного напряжения и некоторых сильно индуктивных цепях переменного напряжения, значение тока необходимо искусственно уменьшать при помощи отдельного переключателя или схемы отключения.

Тиристор в цепи постоянного напряжения

При условии питания схемы постоянным напряжением, тиристор эффективен в качестве переключателя мощной нагрузки. Здесь прибор действует подобно электронной защелке, поскольку после активации остается в состоянии «включено», вплоть до сброса этого состояния вручную. Рассмотрим практическую схему.

3CT065E

Схема 1: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — нагрузка в виде лампы накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Эта простая схема включения/выключения применяется для управления лампой накаливания. Между тем схему вполне допустимо использовать в качестве коммутатора электродвигателя, нагревателя и любой другой нагрузки, рассчитанной на питание постоянным напряжением.

Здесь тиристор имеет прямое смещённое состояние перехода и включается в режим короткого замыкания нормально разомкнутой кнопкой КН1. Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1. Если значение R1 установить слишком высоким относительно питающего напряжения, устройство не сработает.

Стоит только активировать (нажать) кнопку КН1, тиристор переключается в состояние прямого проводника и остаётся в этом состоянии независимо от дальнейшего положения кнопки КН1. При этом токовая составляющая нагрузки показывает большее значение, чем ток фиксации тиристора.

Преимущества и недостатки использования тиристора

Одним из основных преимуществ использования этих полупроводников в качестве переключателя видится очень высокий коэффициент усиления по току. Тиристор — это устройство, фактически управляемое током.

 

Катодный резистор R2 обычно включается с целью уменьшения чувствительности электрода У и увеличения возможностей соотношения напряжение-ток, что предотвращает ложное срабатывание устройства.

Когда тиристор защелкнется и останется в состоянии «включено», сбросить это состояние возможно только прерыванием питания или уменьшения анодного тока до нижнего значения удержания.

Поэтому логично использовать нормально замкнутую кнопку КН2, чтобы разомкнуть цепь, уменьшая до нуля ток, протекающий через тиристор, заставляя прибор перейти в состояние «выключено».

Однако схема имеет также недостаток. Механический нормально замкнутый переключатель КН2 должен быть достаточно мощным — соответствовать мощности всей схемы.

В принципе, можно было бы просто заменить полупроводник мощным механическим выключателем. Один из способов преодолеть проблему с мощностью — подключить коммутатор параллельно тиристору.

KP2500A

Схема 2: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Доработка схемы — включение нормально разомкнутого переключателя малой мощности параллельно переходу А-К, даёт следующий эффект:

• активация КН2 создаёт «КЗ» между электродами А и К,
• уменьшается ток фиксации до минимального значения,
• устройство переходит в состояние «выключено».

Тиристоры в цепи переменного тока

При подключении к источнику переменного тока тиристор работает несколько иначе. Это связано с периодическим изменением полярности переменного напряжения.

Поэтому применение в схемах с питанием переменным напряжением автоматически будет приводить к состоянию обратного смещения перехода. То есть в течение половины каждого цикла прибор будет находиться в состоянии «отключено».

Для варианта с переменным напряжением схема тиристорного запуска аналогична схеме с питанием постоянным напряжением. Разница незначительная — отсутствие дополнительного переключателя КН2 и дополнение диода D1.

Благодаря  диоду D1, предотвращается обратное смещение по отношению к управляющему электроду У. Положительным полупериодом синусоидальной формы сигнала устройство смещено прямо вперёд. Однако при выключенном переключателе КН1 к тиристору подводится нулевой ток затвора и прибор остается «выключенным».

В отрицательном полупериоде устройство получает обратное смещение и также останется «выключенным», независимо от состояния переключателя КН1.

YZ140EAA

Схема 3: КН1 — переключатель с фиксацией; D1 — диод любой под высокое напряжение; R1, R2 -резисторы постоянные 180 Ом и 1 кОм, Л1 — лампа накаливания 100 Вт

Если переключатель КН1 замкнуть, вначале каждого положительного полупериода полупроводник останется полностью «выключенным».  Но в результате достижения достаточного положительного триггерного напряжения (возрастания  тока управления) на электроде У, тиристор переключится в состояние «включено».

Фиксация состояния удержания остаётся стабильной при положительном полупериоде и автоматически сбрасывается, когда положительный полупериод заканчивается. Очевидный момент, учитывая падение тока анода ниже текущего значения.

На момент следующего отрицательного полупериода, устройство полностью «отключается» до прихода следующего положительного полупериода. Затем процесс вновь повторяется.

Получается, нагрузка имеет только половину доступной мощности источника питания. Тиристор действует как выпрямляющий диод и проводит переменный ток лишь во время положительных полуциклов, когда переход смещен вперед.

Тиристоры и управление половинной волной

Фазовое управление тиристором является наиболее распространенной формой управления мощностью переменного тока. Пример базовой схемы управления фазой показан ниже. Здесь напряжение затвора тиристора формируется цепочкой R1C1 через триггерный диод D1.

На момент положительного полупериода, когда переход смещен вперед, конденсатор C1 заряжается через резистор R1 от напряжения питания схемы. Управляющий электрод У активируются только тогда, когда уровень напряжения в точке «x» вызывает срабатывание диода D1.

Конденсатор C1 разряжается на управляющий электрод У, устанавливая прибор в состояние «включено». Длительность времени положительной половины цикла, когда открывается проводимость, контролируется постоянной времени цепочки R1C1, заданной переменным резистором R1.

ZP300A

Схема 4: КН1 — переключатель с фиксацией; R1 — переменный резистор 1 кОм; С1 — конденсатор 0,1 мкф; D1 — диод любой на высокое напряжение; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; П — синусоида проводимости

Увеличение значения R1 приводит к задержке запускающего напряжения, подаваемого на тиристорный управляющий электрод, что, в свою очередь, вызывает отставание по времени проводимости устройства.

В результате доля полупериода, когда устройство проводит, может регулироваться в диапазоне 0 -180º. Это означает, что половинная мощность, рассеиваемая нагрузкой (лампой), поддаётся регулировке.

Существует масса способов достижения полноволнового управления тиристорами. Например, можно включить один полупроводник в схему диодного мостового выпрямителя. Этим методом легко преобразовать переменную составляющую в однонаправленный ток тиристора.

Однако более распространенным методом считается вариант использования двух тиристоров, соединенных инверсной параллелью. Самым практичным подходом видится применение одного симистора. Этот полупроводник допускает переход в обоих направлениях, что делает симисторы более пригодными для схем переключения переменного тока.

Тиристоры — полный технический расклад на видео

Видеоматериал, представленный здесь — продолжение знакомства с тиристорами непосредственно глазами. Совмещение текстовой и видео информации открывает способ лучшего понимания темы. Поэтому, рекомендовано смотреть «кино» о тиристорах:

---

По материалам: Electronics-tutorials

что это, принцип работы, свойства, применение

Чтобы понять как работает схема, необходимо знать действие и назначение каждого из элементов. В этой статье рассмотрим принцип работы тиристора, разные виды и режимы работы, характеристики и виды. Постараемся объяснить все максимально доступно, чтобы было понятно даже для начинающих. 

Содержание статьи

Что такое тиристор, его устройство и обозначение на схеме

Тиристор — полупроводниковый элемент, имеющий только два состояния: «открыто» (ток проходит) и «закрыто» (тока нет). Причем оба состояния устойчивые, то есть переход происходит только при определенных условиях. Само переключение происходит очень быстро, хоть и не мгновенно.

Так выглядят тиристоры

По способу действия его можно сравнить с переключателем или ключом. Вот только переключается тиристор при помощи напряжения, а отключается пропаданием тока или снятием нагрузки. Так что принцип работы тиристора понять несложно. Можно представлять его как ключ с электрическим управлением. Так, да не совсем.

Тиристор, как правило, имеет три выхода. Один управляющий и два, через которые протекает ток. Можно попробовать коротко описать принцип работы. При подаче напряжения на управляющий выход, коммутируется цепь через анод-коллектор. То есть, он сравним с транзистором. Только с той разницей, что у транзистора величина пропускаемого тока зависит от поданного на управляющий вывод напряжения. А тиристор либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Внешний вид

Внешний вид тиристора зависит от даты его производства. Элементы времен Советского Союза — металлические, в виде «летающей тарелки» с тремя выводами. Два вывода — катод и управляющий электрод — находятся на «дне» или «крышке» (это с какой стороны смотреть). Причем электрод управления меньше по размерам. Анод может находиться с противоположной стороны от катода, или торчать вбок из-под шайбы, которая есть на корпусе.

Два вида тиристоров — современные и советские, обозначение на схемах

Современные тиристоры выглядят по-другому. Это небольшой пластиковый прямоугольник с металлической пластиной сверху и тремя выводами-ножками снизу. В современном варианте есть одно неудобство: надо смотреть в описании какой из выводов анод, где катод и управляющий электрод. Как правило, первый — анод, затем катод и крайний правый — это электрод. Но это как правило, то есть, не всегда.

Принцип работы

По принципу действия, тиристор можно еще сравнить с диодом. Пропускать ток он будет в одном направлении — от анода к катоду, но происходить это будет только в состоянии «открыто». На схемах тиристор похож на диод. Также имеется анод и катод, но есть еще дополнительный элемент — управляющий электрод. Понятное дело, есть отличия и в выходном напряжении (если сравнивать с диодом).

Принцип работы тиристора в устройствах переменного напряжения: на выходе есть только верхняя часть синусоиды

В схемах переменного напряжения тиристор будет пропускать только одну полуволну — верхнюю. Когда приходит нижняя полуволна, он сбрасывается в состояние «закрыто».

Принцип работы тиристора простыми словами

Рассмотрим принцип работы тиристора. Стартовое состояние элемента — закрыто. «Сигналом» к переходу в состояние «открыто» является появление напряжения между анодом и управляющим выводом. Вернуть тиристор в состояние «закрыто» можно двумя способами:

• снять нагрузку;
• уменьшить ток ниже тока удержания (одна из технических характеристик).

В схемах с переменным напряжением, как правило, сбрасывается тиристор по второму варианту. Переменный ток в бытовой сети имеет синусоидальную форму, когда его значение приближается к нулю и происходит сброс. В схемах, питающихся от источников постоянного тока, надо либо принудительно убирать питание, либо снимать нагрузку.

После снятия отпирающего напряжения, тиристор остается в открытом состоянии (лампочка горит)

То есть, работает тиристор в схемах с постоянным и переменным напряжением по-разному. В схеме постоянного напряжения, после кратковременного появления напряжения между анодом и управляющим выводом, элемент переходит в состояние «открыто». Далее может быть д

симисторный и тиристорный, системы индикации и схемы

Практически в любом радиоэлектронном устройстве в большинстве случаев присутствует регулировка по мощности. За примерами далеко ходить не надо: это электроплиты, кипятильники, паяльные станции, различные регуляторы вращения двигателей в устройствах.

Способов, по которым можно собрать регулятор напряжения своими руками 220 В, в Сети полно. В большинстве случаев это схемы на симисторах или тиристорах. Тиристор, в отличие от симистора, более распространённый радиоэлемент, и схемы на его основе встречаются гораздо чаще. Разберём разные варианты исполнения, основанные на обоих полупроводниковых элементах.

Регулятор мощности на симисторе

Симистор, по большому счету, — это частный случай тиристора, пропускающий ток в обе стороны, при условии, что он выше тока удержания. Один из его недостатков — это плохая работа на высоких частотах. Поэтому его часто используют в низкочастотных сетях. Для построения регулятора мощности на основе обычной сети 220 В, 50 Гц он вполне подходит.

Регулятор напряжения на симисторе используется в обычных бытовых приборах, где нужна регулировка. Схема регулятора мощности на симисторе выглядит следующим образом.

• Пр. 1 — предохранитель (выбирается в зависимости от требуемой мощности).
• R3 — токоограничительный резистор — служит для того чтобы при нулевом сопротивлении потенциометра остальные элементы не выгорели.
• R2 — потенциометр, подстроечный резистор, которым и осуществляется регулировка.
• C1 — основной конденсатор, заряд которого до определённого уровня отпирает динистор, вместе с R2 и R3 образует RC-цепь
• VD3 — динистор, открытие которого управляет симистором.
• VD4 — симистор — главный элемент, производящий коммутацию и, соответственно, регулировку.

Основная работа возложена на динистор и симистор. Сетевое напряжение подаётся на RC-цепочку, в которой установлен потенциометр, им в итоге и регулируется мощность. Производя регулировку сопротивления, мы меняем время зарядки конденсатора и тем самым порог включения динистора, который, в свою очередь, включает симистор. Демпферная RC-цепь, подключённая параллельно симистору, служит для сглаживания помех на выходе, а также при реактивной нагрузке (двигатель или индуктивность) предохраняет симистор от скачков высокого обратного напряжения.

Симистор включается, когда ток, проходящий через динистор, превышает ток удержания (справочный параметр). Отключается, соответственно, когда ток становится меньше тока удержания. Проводимость в обе стороны позволяет настроить более плавную регулировку, чем это возможно, например, на одном тиристоре, при этом используется минимум элементов.

Осциллограмма регулировки мощности представлена ниже. Из неё видно, что после включения симистора оставшаяся полуволна поступает на нагрузку и при достижении 0, когда ток удержания уменьшается до такой степени, что симистор отключается. Во втором «отрицательном» полупериоде происходит тот же процесс, т. к. симистор обладает проводимостью в обе стороны.

Напряжение на тиристоре

Для начала разберёмся, чем отличается тиристор от симистора. Тиристор содержит в себе 3 p-n перехода, а симистор — 5 p-n переходов. Не углубляясь в детали, если говорить простым языком, симистор обладает проводимостью в обоих направлениях, а тиристор — только в одном. Графические обозначения элементов показаны на рисунке. Из графики это хорошо видно.

Принцип работы абсолютно такой же. На чём и построена регулировка по мощности в любой схеме. Рассмотрим несколько схем регулятора на тиристорах. Первая простейшая схема, которая в основе повторяет схему на симисторе, описанную выше. Вторая и третья — с применением логики, схемы, которые более качественно гасят помехи, создаваемые в сети переключением тиристоров.

Простая схема

Простая схема фазового регулирования на тиристоре представлена ниже.

Единственное её отличие от схемы на симисторе — это то, что регулировка происходит только положительной полуволны сетевого напряжения. Времязадающая RC-цепь путём регулирования величины сопротивления потенциометра регулирует величину отпирания, тем самым задавая выходную мощность, поступающую на нагрузку. На осциллограмме это выглядит следующим образом.

Из осциллограммы видно, что регулировка мощности идёт путём ограничения напряжения поступающего на нагрузку. Образно говоря, регулировка заключается в ограничении поступления сетевого напряжения на выход. Регулируя время заряда конденсатора путём изменения переменного сопротивления (потенциометра). Чем выше сопротивление, тем дольше происходит заряд конденсатора и тем меньше мощности будет передано на нагрузку. Физика процесса подробно описана в предыдущей схеме. В этом случае она ничем особым не отличается.

С генератором на основе логики

Второй вариант более сложный. В связи с тем, что процессы коммутации на тиристорах вызывают большие помехи в сети, это плохо влияет на элементы, установленные на нагрузке. Особенно если на нагрузке находится сложный прибор с тонкими настройками и большим количеством микросхем.

Такая реализация тиристорного регулятора мощности своими руками подойдёт для активных нагрузок, например, паяльник или любые устройства нагрева. На входе стоит выпрямительный мост, поэтому обе волны сетевого напряжения будут положительными. Обратите внимание, что при такой схеме для питания микросхем понадобиться дополнительный источник постоянного напряжения +9 В. Осциллограмма из-за наличия выпрямительного моста будет выглядеть следующим образом.

Обе полуволны теперь будут положительными из-за влияния выпрямительного моста. Если для реактивных нагрузок (двигатели и другие индуктивные нагрузки) наличие разно полярных сигналов предпочтительно, то для активных — положительное значение мощности крайне важно. Отключение тиристора происходит также при приближении полуволны к нулю ток удержания подаёт до определённого значения и тиристор запирается.

На основе транзистора КТ117

Наличие дополнительного источника постоянного напряжение может вызвать затруднения, если его нет, и вовсе придётся городить дополнительную схему. Если дополнительного источника у вас нет, то можно воспользоваться следующей схемой, в ней генератор сигналов на управляющий вывод тиристора собран на обычном транзисторе. Есть схемы на основе генераторов, построенных на комплементарных парах, но они более сложные, и здесь мы их рассматривать не будем.

В данной схеме генератор построен на двухбазовом транзисторе КТ117, который при таком применении будет генерировать управляющие импульсы с периодичностью, задаваемой подстроечным резистором R6. На схеме ещё реализована система индикации на базе светодиода HL1.

• VD1-VD4 — диодный мост, выпрямляющий обе полуволны и позволяющий выполнять более плавную регулировку мощности.
• EL1 — лампа накаливания — представлена вроде нагрузки, но может быть любой другой прибор.
• FU1 — предохранитель, в этом случае стоит на 10 А.
• R3, R4 — токоограничительные резисторы — нужны, чтобы не сжечь схему управления.
• VD5, VD6 — стабилитроны — выполняют роль стабилизации напряжения определённого уровня на эмиттере транзистора.
• VT1 — транзистор КТ117 — установлен должен быть именно с таким расположение базы №1 и базы №2, иначе схема будет не работоспособна.
• R6 — подстроечный резистор, определяющий момент, когда поступает импульс на управляющий вывод тиристора.
• VS1 — тиристор — элемент, обеспечивающий коммутацию.
• С2 — времязадающий конденсатор, определяющий период появления управляющего сигнала.

Остальные элементы играют незначительную роль и в основном служат для токоограничения и сглаживания импульсов. HL1 обеспечивает индикацию и сигнализирует только о том, что прибор подключён к сети и находится под напряжением.

принцип работы и способы управления

Тиристор — электронный компонент, изготовленный на основе полупроводниковых материалов, может состоять из трёх или более p-n-переходов и имеет два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость), открытое (высокая проводимость).

Это сухая формулировка, которая для тех, кто только начинает осваивать электротехнику, абсолютно ни о чём не говорит. Давайте разберём принцип работы этого электронного компонента для обычных людей, так сказать, для чайников, и где его можно применить. По сути, это электронный аналог выключателей, которыми вы каждый день пользуетес

Есть много типов этих элементов, обладающие различными характеристиками и имеющие различные области применения. Рассмотрим обычный однооперационный тиристор.

Способ обозначения на схемах показан на рисунке 1.

Электронный элемент имеет следующие выводы:

• анод — положительный вывод;
• катод — отрицательный вывод;
• управляющий электрод G.

Принцип действия тиристора

Основное применение этого типа элементов — это создание на их основе силовых тиристорных ключей для коммутации больших токов и их регулирования. Включение выполняется сигналом, переданным на управляющий электрод. При этом элемент является не полностью управляемым, и для его закрытия необходимо применение дополнительных мер, которые обеспечат падение величины напряжения до нуля.

Если говорить, как работает тиристор простым языком, то он, по аналогии с диодом, может проводить ток только в одном направлении, поэтому при его подключении нужно соблюдать правильную полярность. При подаче напряжения к аноду и катоду этот элемент будет оставаться закрытым до момента, когда на управляющий электрод будет подан соответствующий электрический сигнал. Теперь, независимо от наличия или отсутствия управляющего сигнала, он не изменит своего состояния и останется открытым.

Условия закрытия тиристора:

1. Снять сигнал с управляющего электрода;
2. Снизить до нуля напряжение на катоде и аноде.

Для сетей переменного тока выполнение этих условий не вызывает особых трудностей. Синусоидальное напряжение, изменяясь от одного амплитудного значения до другого, снижается до нулевой величины, и если в этот момент управляющего сигнала нет, то тиристор закроется.

В случае использования тиристоров в схемах постоянного тока для принудительной коммутации (закрытия тиристора) используют ряд способов, наиболее распространённым является использование конденсатора, который был предварительно заряжен. Цепь с конденсатором подключается к схеме управления тиристором. При подключении конденсатора в цепь произойдёт разряд на тиристор, ток разряда конденсатора будет направлен встречно прямому току тиристора, что приведёт к уменьшению тока в цепи до нулевого значения и тиристор закроется.

Можно подумать, что применение тиристоров неоправданно, не проще ли использовать обычный ключ? Огромным плюсом тиристора является то, что он позволяет коммутировать огромные токи в цепи анода-катода при помощи ничтожно малого управляющего сигнала, поданного в цепь управления. При этом не возникает искрения, что немаловажно для надёжности и безопасности всей схемы.

Схема включения

Схема управления может выглядеть по-разному, но в простейшем случае схема включения тиристорного ключа имеет вид, показанный на рисунке 2.

К аноду присоединена лампочка L, а к ней выключателем К2 подключается плюсовая клемма источника питания G. B. Катод соединяется с минусом питания.

После подачи питания выключателем К2 к аноду и катоду будет приложено напряжение батареи, но тиристор остаётся закрытым, лампочка не светится. Для того чтобы включить лампу, необходимо нажать на кнопку К1, сигнал через сопротивление R будет подан на управляющий электрод, тиристорный ключ изменит своё состояние на открытое, и лампочка загорится. Сопротивление ограничивает ток, подаваемый на управляющий электрод. Повторное нажатие на кнопку К1 никакого влияния на состояние схемы не оказывает.

Для закрытия электронного ключа нужно отключить схему от источника питания выключателем К2. Этот тип электронных компонентов закроется, и в случае снижения напряжения питания на аноде до определённой величины, которая зависит от его характеристик. Вот так можно описать, как работает тиристор для чайников.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

• Максимально допустимый прямой ток — наибольшая возможная величина тока открытого элемента;
• Максимально допустимый обратный ток — ток при максимальном обратном напряжении;
• Прямое напряжение — падение величины напряжения при максимальном токе;
• Обратное напряжение — наибольшая допустимая величина напряжения в закрытом состоянии;
• Напряжение включения — наименьшее напряжение при котором сохраняется работоспособность электронного устройства;
• Минимальный и максимальный ток управляющего электрода;
• Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Рассматриваемые элементы, кроме электронных ключей, часто применяются в регуляторах мощности, которые позволяют изменять подводимую к нагрузке мощность за счёт изменения среднего и действующего значений переменного тока. Величина тока регулируется изменением момента подачи на тиристор открывающего сигнала (за счёт варьирования угла открывания). Углом открытия (регулирования) называется время от начала полупериода до момента открытия тиристора.

Типы данных электронных компонентов

Существует немало различных типов тиристоров, но наиболее распространены, помимо тех что мы рассмотрели выше, следующие:

• динистор — элемент, коммутация которого происходит при достижении определённого значения величины напряжения, приложенного между анодом и катодом;
• симистор;
• оптотиристор, коммутация которого осуществляется световым сигналом.

Симисторы

Хотелось бы более подробно остановиться на симисторах. Как говорилось ранее, тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, поэтому при установке их в цепи переменного тока, такая схема регулирует один полупериод сетевого напряжения. Для регулирования обоих полупериодов необходимо установить встречно-параллельно ещё один тиристор либо применить специальные схемы с использованием мощных диодов или диодных мостов. Все это усложняет схему, делает её громоздкой и ненадёжной.

Вот для таких случаев и был изобретён симистор. Поговорим о нем и о принципе работы для чайников. Главное отличие симисторов от рассмотренных выше элементов заключается в способности пропускать ток в обоих направлениях. По сути, это два тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно (рисунок. 3 А).

Условное графическое обозначение этого электронного компонента показано на Рис. 3 В. Следует заметить, что называть силовые выводы анодом и катодом будет не корректно, так как ток может проводиться в любом направлении, поэтому их обозначают Т1 и Т2. Управляющий электрод обозначается G. Для того чтобы открыть симистор, необходимо подать управляющий сигнал на соответствующий вывод. Условия для перехода симистора из одного состояния в другое и обратно в сетях переменного тока не отличаются от способов управления, рассмотренных выше.

Применяется этот тип электронных компонентов в производственной сфере, бытовых устройствах и электроинструментах для плавного регулирования тока. Это управление электродвигателями, нагревательными элементами, зарядными устройствами.

В завершение хотелось бы сказать, что и тиристоры и симисторы, коммутируя значительные токи, обладают весьма скромными размерами, при этом на их корпусе выделяется значительная тепловая мощность. Проще говоря, они сильно греются, поэтому для защиты элементов от перегрева и теплового пробоя используют теплоотвод, который в простейшем случае представляет собой алюминиевый радиатор.

Простой регулятор мощности для паяльника – схема

Собери простой регулятор мощности для паяльника за час

Эта статья о том, как собрать самый простой регулятор мощности для паяльника или другой подобной нагрузки. https://oldoctober.com/

Схему такого регулятор можно разместить в сетевой вилке или в корпусе от сгоревшего или ненужного малогабаритного блока питания. На сборку устройства уйдёт от силы час-два.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Стабильный регулятор мощности своими руками

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?

Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?

Вступление.

Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://oldoctober.com/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Описание конструкции >>> Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

Как это работает?

Вот так работает тиристор в цепи переменного тока. Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.

Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.

На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.

Ремарка.

В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.

Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.

При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.

Схемные решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

VS1 – КУ208Г

HL1 – МН3… МН13 и т.д.

R1 – 220k

R2 – 1k

R3 – 300E

C1 – 0,1mk

На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 – линеаризует управление и является индикатором.

С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 – регулятор мощности.

R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

VS1 – КУ202Н

VD1 — 1N5408

R1 – 220k

R3 – 1k

R4 – 30k

C1 – 0,1mkF

Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.

На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.

Регулятор мощности на маломощном тиристоре.

VS1 – BT169D

VD1 – 1N4007

R1 – 220k

R3 – 1k

R4 – 30k

R5* – 470E

C1 – 0,1mkF

Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.

Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.

VS1 – BT169D

VD1… VD4 – 1N4007

R1 – 220k

R3 – 1k

R4 – 30k

R5* — 470E

C1 – 0,1mkF

Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.

Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.

Конструкция и детали.

Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».

Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.

Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.

Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.

Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.

А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.

Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.

Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип прибора	Катод	Управ.	Анод
BT169D(E, G)	1	2	3
CR02AM-8	3	1	2
MCR100-6(8)	1	2	3

28 Апрель, 2011 (23:10) в Источники питания, Сделай сам

Управляемый мостовой выпрямитель с Arduino

В прошлый раз я сделал простой полуволновой управляемый выпрямитель с использованием Arduino и тиристора (SCR), и в этой теме показано, как я построил двухполупериодный мостовой выпрямитель с использованием Arduino (полууправляемый мостовой выпрямитель).

Предыдущая ссылка на проект приведена ниже:
SCR control with Arduino — Half-wave control rectifier

На рисунке ниже показан полууправляемый мостовой выпрямитель, в котором используются два тиристора и два диода:

Требуемое оборудование:

• Плата Arduino
• 2 тиристора (SCR).Я использовал TYN1225 — даташит
• 2 оптопары. Я использовал PC817 — даташит
• Компаратор LM393 (или LM339)
• 6 x IN4007 диод
• резистор 10 кОм
• Потенциометр 10 кОм
• Резистор 4 x 1 кОм
• Резистивная нагрузка. Я использовал резистор
на 270 Ом
• Резистор 2 x 220 Ом
• Понижающий трансформатор 220В на 12В
• Макет
• Перемычки

Управляемый мостовой выпрямитель со схемой Arduino: Принципиальная схема
Project приведена ниже.

Все заземленные клеммы соединены вместе.

Выпрямительный мост состоит из двух тиристоров Т1, Т2 и двух диодов D1, D2 (полууправляемый мостовой выпрямитель). Трансформатор используется для понижения напряжения 220 В до 12 В.

В схеме есть две оптопары, каждая из которых используется для запуска одного тиристора (подает ток на затвор тиристора), тиристор T1 запускается с помощью контакта 8 Arduino, а тиристор T2 запускается с помощью контакта Arduino 9.

В этом примере я использовал LM393 (двойной компаратор IC) для обнаружения пересечения нуля, оптрон можно использовать для той же цели, но я думаю, что компаратор лучше.Два диода, подключенные между неинвертирующим входом (+) и инвертирующим входом (-) компаратора, используются для ограничения напряжения на этих контактах (LM393 может работать напрямую с 12 В, поэтому они не являются обязательными). Выход LM393 (или LM339) представляет собой открытый коллектор, поэтому я добавил туда резистор 10 кОм (между + 5 В и контактом 2 Arduino). Также на микросхему компаратора подается напряжение + 5В, которое поступает от платы Arduino.

В этом примере я использовал резистивную нагрузку с сопротивлением 270 Ом

Потенциометр 10 кОм используется для управления углом зажигания.

Код Arduino:
Полный код Arduino ниже.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140002 14 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 000 34 35 36 37 38 39 40

// Управляемый мостовой выпрямитель с Arduino #define scr1_gate 8 #define scr2_gate 9 #define pot A0 byte ZC = 0; uint16_t alpha; настройка void (void) { pinMode (scr1_gate, OUTPUT); digitalWrite (scr1_gate, LOW); pinMode (scr2_gate, OUTPUT); digitalWrite (scr2_gate, LOW); attachInterrupt (0, ZC_detect, CHANGE); // Разрешить внешнее прерывание (INT0) } void ZC_detect () { if (digitalRead

Standards & Documents Search | JEDEC

КОНВЕКЦИОННАЯ СРЕДА, ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ СВИНЦОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ: Статус: Подтверждено, февраль 1972, ноябрь 2002	EIA323	Март 1966 г.
Этот стандарт применим к испытаниям на срок службы полупроводниковых приборов со свинцовыми выводами, предназначенных для применения в естественной среде с воздушным охлаждением, где большая часть рассеиваемой мощности достигается за счет конвекции и радиационных потерь от тела к устройству. Комитет (ы): JC-22.1 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
ПРИЛОЖЕНИЕ № 1 К EIA-397:	EIA397-1	Июль 1980 г.
Сборник из 12 новых или пересмотренных методов испытаний тиристоров, которые были приняты с момента выпуска исходного стандарта в 1972 году. Комитет (ы): JC-22.1 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
МОДУЛИ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКА: Статус: подтвержден июнь 1992 г., апрель 1999 г., апрель 2002 г.	JESD14	Ноя 1986
Полупроводниковые модули управления мощностью (SPCM) — это модули, состоящие из тиристоров или транзисторов, или того и другого, в качестве основных управляющих элементов.Способы производства полупроводниковых модулей управления мощностью включают сборку отдельных компонентов и использование полупроводниковых гибридов или технологий монолитной обработки, либо того и другого. Комитет (ы): JC-22.2 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ДИОДОВ: ОТМЕНЕН Июнь 2002 г. Статус: Отменено	JESD41	Май 1995 г.
Комитет (ы): JC-22.1 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ В СБОРЕ: ОТМЕНЕН, июнь 2002 г. Заменен на JESD282-B. Статус: Аннулирован, июнь 2002 г.	JESD45	Декабрь 1994
Комитет (ы): JC-22.2 Бесплатная загрузка.Требуется регистрация или логин.
СТАНДАРТ ПОДАВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ТИРИСТОРА: Статус: Подтвержден, ноябрь 2006 г.	JESD66	Ноя 1999
Этот стандарт применим к тиристорным устройствам защиты от перенапряжения. В нем описываются термины и определения, а также объясняются методы проверки характеристик устройства и характеристик измерительного устройства.Предполагаемые пользователи этого стандарта — это те, кто интересуется характеристиками тиристорного устройства защиты от перенапряжения и проверкой номинальных характеристик. Эти устройства используются в основном в телекоммуникационной отрасли для защиты цепей от опасных перенапряжений. Тиристорное устройство защиты от перенапряжения (TSPD) — это полупроводниковое устройство, которое находит широкое применение в телекоммуникационной отрасли. Цель этого стенда — предоставить информацию о методах тестирования, которые уменьшат вероятность разногласий и недопонимания между поставщиками и пользователями TSPD, а также облегчат определение взаимозаменяемости устройств. Комитет (ы): JC-22.5 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СТАНДАРТ ДЛЯ ТИРИСТОРОВ:	EIA397	Июнь 1972 г.
В одном из разделов этого стандарта дается подробное объяснение принципов работы тиристоров, определяется различные классы этих устройств, их физическая структура и подробно описываются многочисленные методы испытаний и номинальные характеристики, необходимые для их применения в электронных и силовых схемах.В другом разделе представлен общепринятый перечень буквенных обозначений. Значительные усилия прилагаются к использованию системы регистрации типов JEDEC применительно к тиристорам. Это позволит производителю устройства использовать единую процедуру для определения максимальной оценки и представления данных о производительности. Комитет (ы): JC-22.1 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
ЛАВИННЫЙ ДИОД ПРОБИВАНИЯ (ABD) ПОДДЕРЖАТЕЛИ ПЕРЕХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ	JESD210A	Март 2017 г.
Этот стандарт применим к диодам лавинного пробоя, которые используются в качестве устройств защиты от перенапряжений или ограничителей переходных напряжений (TVS).В нем описываются термины и определения, а также объясняются методы проверки характеристик устройства и характеристик измерительного устройства. Этот стандарт может применяться к другим компонентам защиты от перенапряжения с характеристиками, аналогичными ABD. Комитет (ы): JC-22.2, JC-22.5 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
КРЕМНИЕВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ДИОДЫ:	JESD282B.01	Ноя 2002
В этом стандарте представлены определения, электрические характеристики схемотехники, буквенные символы и формат регистрации для диодов и стеков. Он также охватывает номинальные характеристики и характеристики, производство и производительность, а также методы испытаний для демонстрации характеристик полупроводниковых выпрямительных диодов и выпрямительных блоков, используемых для преобразования и / или управления электрической мощностью.Эта версия содержит незначительные изменения к JESD282-B, апрель 2000 г. Этот документ ранее был известен как EIA-282-A (февраль 1990 г.), ANSI / EIA-282-A-1989. Комитет (ы): JC-22.2 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ВКЛЮЧЕНИЯ НА ПОЛУДИОДАХ — ВКЛЮЧЕНО В EIA-282-A. Статус: Аннулировано	JEP87	Январь 1992 г.
Комитет (ы): JC-22.2
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛЯ ШИПНЕЙШИХ И ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ ДИОДОВ И ТИРИСТОРОВ НА ОСНОВАНИИ	JEP88	Январь 1974 г.
Комитет (ы): JC-22.1
ОБРАЩЕНИЕ И УСТАНОВКА СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ В УПАКОВКАХ ДИСКОВЫХ ТИПОВ: Включено в JESD282 и EIA397. Статус: Аннулирован, июн 92	ТЕНТСТД11	Январь 1973 г.
Комитет (ы): JC-22.2
СТАНДАРТ ДЛЯ ПОДДЕРЖИТЕЛЕЙ СЕЛЕНА:	ТЕНТСТД12	Ноя 1973
Глушитель, поставляемый в соответствии с настоящим стандартом, должен быть продуктом, который был протестирован и соответствует определениям и минимальным требованиям, указанным в настоящем документе. Комитет (ы): JC-22.5
Формат регистрационных данных (RDF) Домашняя страница	Домашняя страница RDF	Август 2007 г.
RDF содержат техническую информацию в виде списка конкретных электрических и механических параметров, необходимых для характеристики конкретного класса твердотельных устройств.Эти документы поддерживаются Комитетом JC-22. Комитет (ы): JC-22.2 См. Информацию на домашней странице RDF
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНЕГО ЗАЗОРА И РАССТОЯНИЯ УТЕЧКИ ДИСКРЕТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПАКЕТОВ ДЛЯ ТИРИСТОРОВ И ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ ДИОДОВ: Статус: Подтвержден январь 1991 г., апрель 1999 г., апрель 2002 г., ноябрь 2011 г.	JESD4	Ноя 1983
Этот стандарт определяет эталонные расстояния между клеммами устройства и внешнего блока при определенных напряжениях. Комитет (ы): JC-22.2 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.
ПРОВЕРКА НОМИНАЛЬНЫХ НОМИНАЛОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ДИОДОВ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ И ЗЕНЕРА	JESD211.01	Ноя 2012
Этот стандарт применим к диодов, которые используются в качестве регуляторов напряжения и опорного напряжения.В нем описываются термины и определения, а также объясняются методы проверки характеристик устройства и характеристик измерительного устройства. Комитет (ы): JC-22, JC-22.2 Бесплатная загрузка. Требуется регистрация или логин.

Введение в диоды

• Раздел 2.0 Введение в диоды.
• • Обозначения диодных схем.
• • Ток через диоды.
• • Конструкция диода.
• • PN-переход.
• • Прямое и обратное смещение.
• • Характеристики диода.
• Раздел 2.1 Кремниевые выпрямители.
• • Маркировка полярности.
• • Параметры выпрямителя.
• Раздел 2.2 Диоды Шоттки.
• • Конструкция диода Шоттки.
• • Потенциал соединения Шоттки.
• • Высокоскоростное переключение.
• • Выпрямители мощности Шоттки.
• • Ограничения по току Шоттки.
• • Защита от перенапряжения.
• Раздел 2.3 Малосигнальные диоды.
• • Конструкция малосигнального диода.
• • Формирование волны.
• • Обрезка.
• • Зажим / восстановление постоянного тока.
• • Приложения HF.
• • Защитные диоды.
• Раздел 2.4 Стабилитроны.
• • Конструкция стабилитрона.
• • Обозначения схем Зенера.
• • Эффект Зенера.
• • Эффект лавины.
• • Практические стабилитроны.
• Раздел 2.5. Светодиоды.
• • Работа светодиода.
• • Светоизлучение.
• • Цвета светодиодов.
• • Расчеты цепей светодиодов.
• • Светодиодные матрицы.
• • Тестирование светодиодов.
• Раздел 2.6 Лазерные диоды.
• • Лазерный свет.
• • Основы атома.
• • Конструкция лазерного диода.
• • Лазерная накачка.
• • Управление лазерным диодом.
• • Лазерные модули.
• • Лазерная оптика.
• • Классы лазерных диодов.
• Раздел 2.7 фотодиодов.
• • Основы фотодиодов.
• • Приложения.
• • Конструкция лазерного диода.
• • Лазерная накачка.
• • Управление лазерным диодом.
• • Лазерные модули.
• • Лазерная оптика.
• • Классы лазерных диодов.
• Раздел 2.8 Проверка диодов.
• • Неисправности диодов.
• • Проверка диодов с помощью омметра.
• • Определение соединений диодов.
• • Выявление неисправных диодов.
• Раздел 2.9 Тест диодов.
• • Проверьте свои знания о диодах.

Рисунок 2.0.1. Диоды

Введение

Диоды — одни из самых простых, но наиболее полезных из всех полупроводниковых устройств. Многие типы диодов используются в широком диапазоне приложений. Выпрямительные диоды — жизненно важный компонент в источниках питания, где они используются для преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянное.Стабилитроны используются для стабилизации напряжения, предотвращения нежелательных изменений в источниках постоянного тока в цепи и для подачи точных опорных напряжений для многих схем. Диоды также можно использовать для предотвращения катастрофического повреждения оборудования с батарейным питанием, когда батареи подключены с неправильной полярностью.

Сигнальные диоды также широко используются при обработке сигналов в электронном оборудовании; они используются для получения аудио- и видеосигналов из передаваемых радиочастотных сигналов (демодуляция), а также могут использоваться для формирования и изменения форм сигналов переменного тока (ограничение, ограничение и восстановление постоянного тока).Диоды также встроены во многие цифровые интегральные схемы, чтобы защитить их от опасных скачков напряжения.

Рис. 2.0.2 Обозначения диодной цепи

Светодиоды

излучают многоцветный свет в очень широком диапазоне оборудования от простых индикаторных ламп до огромных и сложных видеодисплеев. Фотодиоды также производят электрический ток из света.

Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов, в основном кремния, с добавлением различных соединений (комбинации более чем одного элемента) и металлов, добавляемых в зависимости от функции диода.Ранние типы полупроводниковых диодов были сделаны из селена и германия, но эти типы диодов были почти полностью заменены более современными конструкциями кремния.

На рис. 2.0.1 показаны следующие диоды с общим проводом:

1. Три силовых выпрямителя (мостовой выпрямитель для использования с сетевым (линейным) напряжением и два выпрямительных диода сетевого напряжения).

2. Точечный диод (в стеклянной капсуле) и диод Шоттки.

3. Кремниевый малосигнальный диод.

4. Стабилитроны в корпусе из стекла или черной смолы.

5. Подборка светодиодов. Против часовой стрелки от красного: желтый и зеленый светодиоды, инфракрасный фотодиод, теплый белый светодиод 5 мм и синий светодиод высокой яркости 10 мм.

Обозначения диодных цепей

Диод — это односторонний провод. Он имеет два вывода: анодный или положительный и катодный или отрицательный. В идеале диод будет пропускать ток, когда его анод сделан более положительным, чем его катод, но предотвращать протекание тока, когда его анод более отрицательный, чем его катод.В условных обозначениях схем, показанных на рис. 2.0.2, катод показан в виде стержня, а анод — в виде треугольника. На некоторых принципиальных схемах анод диода может также обозначаться буквой «а», а катод — буквой «к».

В каком направлении течет ток диода?

Обратите внимание на рис. 2.0.2, что обычный ток течет от положительной (анодной) клеммы к отрицательной (катодной) клемме, хотя движение электронов (электронный поток) происходит в противоположном направлении, от катода к аноду.

Конструкция кремниевого диода

Рис. 2.0.3 Кремниевый планарный диод

Современные кремниевые диоды обычно производятся с использованием одной из различных версий планарного процесса, который также используется для изготовления транзисторов и интегральных схем. Многослойная конструкция, используемая в методах Silicon Planar, дает ряд преимуществ, таких как предсказуемые характеристики и надежность, а также является преимуществом для массового производства.

Упрощенный планарный кремниевый диод показан на рис.2.0.3. Использование этого процесса для кремниевых диодов позволяет получить два слоя кремния с различным легированием, которые образуют «PN переход». Нелегированный или «собственный» кремний имеет решеточную структуру из атомов, каждый из которых имеет четыре валентных электрона, но кремний P-типа и кремний N-типа легируют путем добавления относительно очень небольшого количества материала, имеющего атомную структуру с тремя валентными электронами (например, бор или алюминий), чтобы получить P-тип, или пять валентных электронов (например, мышьяк или фосфор), чтобы получить кремний N-типа.Эти легированные версии кремния известны как «примесный» кремний. Кремний P-типа теперь имеет нехватку валентных электронов в своей структуре, что также можно рассматривать как избыток «дырок» или носителей положительного заряда, тогда как слой N-типа легирован атомами, имеющими пять электронов в его валентной оболочке и поэтому имеет избыток электронов, которые являются носителями отрицательного заряда.

Диод PN переход

Рис. 2.0.4 Слой истощения диода

Когда кремний P- и N-типа соединяются вместе во время производства, создается переход, где встречаются материалы P-типа и N-типа, и отверстия, расположенные рядом с переходом в кремнии P-типа, притягиваются к отрицательно заряженному материалу N-типа на другой стороне. перехода.Кроме того, электроны вблизи перехода в кремнии N-типа притягиваются к положительно заряженному кремнию P-типа. Следовательно, вдоль перехода между кремнием P- и N-типа создается небольшой естественный потенциал между полупроводниковым материалом P и N с отрицательно заряженными электронами, которые теперь находятся на стороне P-типа перехода, и положительно заряженными дырками на стороне N соединение. Этот слой носителей заряда противоположной полярности накапливается до тех пор, пока его не будет достаточно, чтобы предотвратить свободное движение любых дальнейших дырок или электронов.Из-за этого естественного электрического потенциала в переходе между слоями P и N в PN-переходе образовался очень тонкий слой, который теперь обеднен носителями заряда и поэтому называется обедненным слоем. Поэтому, когда диод подключен к цепи, ток не может течь между анодом и катодом, пока анод не станет более положительным, чем катод, с помощью прямого потенциала или напряжения (V _F ), по крайней мере, достаточного для преодоления естественного обратного потенциала соединение.Это значение зависит в основном от материалов, из которых сделаны слои P и N диода, и от количества используемого легирования. Различные типы диодов имеют естественный обратный потенциал в диапазоне примерно от 0,1 В до 2 или 3 В. Кремниевые диоды с PN переходом имеют потенциал перехода от 0,6 В до 0,7 В

Диод прямой проводимости

Рис. 2.0.5 Диод вперед
Проводимость

Как только напряжение, приложенное к аноду, становится более положительным, чем на катоде, на величину, превышающую потенциал обедненного слоя, начинается прямая проводимость от анода к обычному катоду, как показано на рис.2.0.5.

По мере увеличения напряжения, приложенного между анодом и катодом, прямой ток сначала медленно увеличивается, поскольку носители заряда начинают пересекать обедненный слой, а затем быстро возрастает примерно по экспоненте. Следовательно, сопротивление диода, когда он «включен» или проводит в режиме «прямого смещения», не равно нулю, а очень мало. Поскольку прямая проводимость увеличивается после преодоления потенциала истощения по примерно следующей экспоненциальной кривой, прямое сопротивление (V / I) незначительно изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

Диод с обратным смещением

Рис. 2.0.6 Обратный диод
Смещенный

Когда диод смещен в обратном направлении (анод подключен к отрицательному напряжению, а катод — к положительному), как показано на рис. 2.0.6, положительные отверстия притягиваются к отрицательному напряжению на аноде и от перехода. Точно так же отрицательные электроны притягиваются от перехода к положительному напряжению, приложенному к катоду. Это действие оставляет большую площадь на стыке без каких-либо носителей заряда (либо положительных дырок, либо отрицательных электронов) по мере расширения обедненного слоя.Поскольку область перехода теперь обеднена носителями заряда, она действует как изолятор, и по мере того, как более высокие напряжения применяются с обратной полярностью, обедненный слой становится еще шире, чем больше носителей заряда удаляется от перехода. Диод не будет проводить ток при приложенном обратном напряжении (обратном смещении), за исключением очень небольшого «обратного тока утечки» (I _R ), который в кремниевых диодах обычно меньше 25 нА. Однако, если приложенное напряжение достигает значения, называемого «обратным напряжением пробоя» (V _RRM ), ток в обратном направлении резко возрастает до точки, где, если ток не ограничен каким-либо образом, диод будет разрушен.

I / V Характеристики диода

Рис 2.0.7. Типичный диод I / V
Характеристика

Работа диодов, описанная выше, также может быть описана специальным графиком, называемым «характеристической кривой». Эти графики показывают взаимосвязь между фактическими токами и напряжениями, связанными с различными клеммами устройства. Понимание этих графиков помогает понять, как работает устройство.

Для диодов характеристическая кривая называется ВАХ, поскольку она показывает взаимосвязь между напряжением, приложенным между анодом и катодом, и результирующим током, протекающим через диод.Типичная ВАХ показана на рис. 2.0.7.

Оси графика показывают как положительные, так и отрицательные значения и поэтому пересекаются в центре. Пересечение имеет нулевое значение как для тока (ось Y), так и для напряжения (ось X). Оси + I и + V (верхняя правая область графика) показывают круто возрастающий ток после области начального нулевого тока. Это прямая проводимость диода, когда анод положительный, а катод отрицательный. Первоначально ток не течет, пока приложенное напряжение не превысит потенциал прямого перехода.После этого ток резко возрастает примерно по экспоненте.

Оси -V и -I показывают состояние обратного смещения (нижняя левая область графика). Здесь можно увидеть, что очень небольшой ток утечки увеличивается с увеличением обратного напряжения. Однако как только достигается обратное напряжение пробоя, обратный ток (-I) резко возрастает.

Начало страницы

% PDF-1.3 % 211 0 объект > endobj xref 211 75 0000000016 00000 н. 0000001851 00000 н. 0000001961 00000 н. 0000003126 00000 н. 0000003810 00000 н. 0000003882 00000 н. 0000003940 00000 н. 0000004792 00000 н. 0000005262 00000 н. 0000006117 00000 н. 0000006402 00000 п. 0000006443 00000 н. 0000006465 00000 н. 0000007518 00000 н. 0000007540 00000 н. 0000008095 00000 н. 0000008117 00000 н. 0000008808 00000 н. 0000009658 00000 н. 0000010517 00000 п. 0000010589 00000 п. 0000010951 00000 п. 0000011489 00000 п. 0000012348 00000 п. 0000012749 00000 п. 0000012771 00000 п. 0000013549 00000 п. 0000013572 00000 п. 0000014839 00000 п. 0000014862 00000 п. 0000016064 00000 п. 0000017279 00000 п. 0000017489 00000 п. 0000017575 00000 п. 0000017598 00000 п. 0000018802 00000 п. 0000018825 00000 п. 0000020046 00000 н. 0000020185 00000 п. 0000024528 00000 п. 0000024666 00000 п. 0000024780 00000 п. 0000027750 00000 п. 0000027863 00000 н. 0000027977 00000 н. 0000037415 00000 п. 0000037529 00000 п. 0000037644 00000 п. 0000041098 00000 п. 0000041212 00000 п. 0000041327 00000 п. 0000362670 00000 н. 0000363592 00000 н. 0000363777 00000 н. 0000363892 00000 н. 0000364728 00000 н. 0000364806 00000 н. 0000366274 00000 н. 0000366477 00000 н. 0000366590 00000 н. 0000366730 00000 н. 0000434100 00000 н. 0000452634 00000 н. 0000908623 00000 н. 0000958965 00000 н. 0000980118 00000 п. 0001045089 00000 п. 0001045189 00000 п. 0001045292 00000 п. 0001045386 00000 п. 0001045482 00000 п. 0001045578 00000 п. 0001045672 00000 п. 0000002025 00000 н. 0000003104 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 212 0 объект > endobj 213 0 объект > endobj 284 0 объект > ручей Hb«a« f €

ЦЕПИ КОНТРОЛЛЕРА НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ СКЗ)

1 AC TAGE CNTRER CRCUT (RM TAGE CNTRER) Контроллеры переменного напряжения (контроллеры линейного напряжения переменного тока) используются для изменения значения RM переменного напряжения, подаваемого в цепь нагрузки, путем введения тиристоров между нагрузкой и источником постоянного напряжения переменного тока.Значение RM переменного напряжения, подаваемого на цепь нагрузки, регулируется путем управления углом срабатывания тиристоров в схемах контроллера переменного напряжения. Вкратце, контроллер напряжения переменного тока — это тип тиристорного преобразователя мощности, который используется для преобразования входного источника переменного тока с фиксированным напряжением и частотой для получения переменного выходного напряжения переменного напряжения. Значение RM выходного напряжения переменного тока и поток мощности переменного тока к нагрузке регулируются путем изменения (регулирования) угла срабатывания (RM) Вход переменного тока gefssfs Контроллер напряжения переменного тока a ria b le AC RM / P o lta gef Существуют два различных типа тиристорного управления, используемые на практике для управления потоком мощности переменного тока. Управление n-ff. Управление фазой. Это два метода управления выходным напряжением переменного тока.Техника управления n n-ff Тиристоры используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к источнику переменного тока на несколько циклов входного питания переменного тока, а затем для его отключения на несколько циклов входа. Таким образом, тиристоры действуют как высокоскоростной контактор (или высокоскоростной переключатель переменного тока). PHAE CNTR n Управление фазой Тиристоры используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к входному источнику переменного тока в течение части каждого входного цикла. То есть напряжение питания переменного тока прерывается с помощью тиристоров в течение части каждого входного цикла.Тиристорный переключатель включается на часть каждого полупериода, так что входное напряжение питания появляется на нагрузке, а затем выключается в течение оставшейся части входного полупериода, чтобы отключить питание переменного тока от нагрузки. Управляя фазовым углом или углом срабатывания (углом задержки), можно управлять выходным напряжением RM на нагрузке. Угол задержки запуска определяется как фазовый угол (значение ωt), при котором тиристор включается и начинает течь ток нагрузки.

2 Тиристорные контроллеры переменного напряжения используют коммутацию линии переменного тока или фазу переменного тока.Тиристоры в контроллерах переменного напряжения имеют линейное отключение (фазное отключение), поскольку входное питание переменного тока. Когда входное переменное напряжение меняется на противоположное и становится отрицательным в течение отрицательного полупериода, ток, протекающий через проводящий тиристор, уменьшается и падает до нуля. Таким образом, тиристор N естественным образом отключается, когда ток устройства падает до нуля. Тиристоры с фазовым управлением, которые являются относительно недорогими, тиристоры преобразовательного класса, которые медленнее, чем тиристоры инверторного класса с быстрым переключением, обычно не используются.Для приложений с частотой до 4 Гц, если доступны симисторы, соответствующие номинальным значениям напряжения и тока для конкретного приложения, симисторы используются только в редких случаях. Из-за коммутации линии переменного тока или естественной коммутации нет необходимости в дополнительных схемах или компонентах коммутации, а схемы для контроллеров переменного напряжения очень просты. Из-за природы выходных сигналов анализ и вывод выражений для параметров перфорации не являются простыми, особенно для регуляторов переменного напряжения с фазовым управлением с нагрузкой R.Однако, однако, большинство практических нагрузок относятся к типу R, и, следовательно, нагрузку R следует учитывать при анализе и проектировании схем контроллера переменного напряжения. ТИП F AC TAGE CNTRER Контроллеры переменного напряжения подразделяются на два типа в зависимости от типа входного источника переменного тока, подаваемого в цепь. Однофазные контроллеры переменного тока. Трехфазные контроллеры переменного тока. Контроллеры однофазного переменного тока работают в нашей стране с однофазным напряжением питания 3 RM при 5 Гц. Трехфазные контроллеры переменного тока работают от трехфазного источника переменного тока 4 RM при частоте питания 5 Гц.Каждый тип контроллера может быть подразделен на однонаправленный или полуволновой контроллер переменного тока. Двунаправленный или двухполупериодный контроллер переменного тока. Вкратце, различные типы контроллеров переменного напряжения представляют собой однофазные полуволновые контроллеры переменного напряжения (однонаправленный контроллер). однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер). Трехфазный полуволновой регулятор переменного напряжения (однонаправленный регулятор). Трехфазный двухполупериодный регулятор переменного напряжения (двунаправленный регулятор). APPCATN F AC TAGE CNTRER Управление освещением / освещением в цепях переменного тока.индукционное отопление. Промышленное отопление и отопление Doestic. Переключение ответвлений передаточного механизма (переключение ответвлений передатчика нагрузки). Пид-контроль индукционных устройств (однофазное и многофазное индукционное управление переменным током). AC agnet контролирует.

3 PRNCPE F N-FF CNTR TECHNQUE (NTEGRA CYCE CNTR) Основной принцип двухпозиционного управления поясняется со ссылкой на схему однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения, показанную ниже.Тиристорные переключатели T и T включаются путем подачи соответствующих импульсов запуска затвора для подключения входного источника переменного тока к нагрузке в течение n числа входных циклов в течение связующего интервала t N. Тиристорные переключатели T и T выключаются путем блокировки затвора. запускающие импульсы для количества входных циклов в течение связующего интервала t FF. Контроллер переменного тока N tie t N обычно состоит из целого числа входных циклов. R R oad Resistance Рис .: однофазная двухполупериодная схема контроллера переменного напряжения

4 s n wt o i o wt i g Импульс затвора T wt i g Импульс затвора T wt Рис.: Wavefors Exaple Ссылаясь на wavefors техники управления N-FF на диаграмме выше, n Два цикла ввода. Тиристоры повернуты на N в течение t N для двух входных циклов. цикл ввода. Тиристоры поворачиваются на FF в течение t FF за один входной цикл Рис .: Коэффициент мощности

5 Тиристоры повернуты на N точно при переходе через ноль входного напряжения. Тиристор T включается в начале каждого положительного полупериода путем подачи импульсов запуска затвора на T, как показано, в течение N-соединения t N.Ток нагрузки течет в положительном направлении, которое является направлением вниз, как показано на принципиальной схеме, когда Т проводит. Тиристор T включается в начале каждого отрицательного полупериода путем подачи стробирующего сигнала на затвор T в течение t N. Ток нагрузки течет в обратном направлении, которое является направлением вверх, когда T проводит. Таким образом, мы получаем двунаправленный ток нагрузки (переменный ток нагрузки) в цепи регулятора переменного напряжения за счет попеременного срабатывания тиристоров.Этот тип управления используется в приложениях, которые имеют высокую механическую инерцию и высокую тепловую константу связи (промышленный нагрев и регулирование скорости приводов). Благодаря нулевому напряжению и нулевому току переключения тиристоров, хаоника, возникающая при переключении, уменьшается. Для синусоидального входного напряжения питания, v sinωt sinωt s RM значение входного переменного напряжения питания RM фазного напряжения питания. Если входной источник переменного тока подключается к нагрузке на количество входных циклов и отключается на количество входных циклов, тогда t n T, t T N FF, где T входной цикл привязка (период привязки) и f f частота входного питания.t N контроллер на связи n T. t контроллер отключен на связке T. FF T t utput t utput period (t t) (nt T) N + +. FF

6 Можно показать, что tn utput RM Напряжение (RM) i (RM) T t T N Где irm — входное напряжение питания RM. ПОЛУЧИТЕ ЯЗЫК ИЗ ВЫВОДНОГО ТИПА RM AUE F, FR N-FF CNTR METHD. выходное напряжение РМ в ωтр. (ωt) RM ω t N ω T ωt t N в td t RM ωt ω. (ω) ω ub, заменяющее Cosθ в θ ωt N Cos t ω d t RM ωt (ω) ωtn ωtn.RM d ωt Cos ωtd (ωt) ωt ωt ωtn inωt (ωt) RM ω tn sin ωtn sin ωt (ωtn) RM Now t N Целое число входных циклов; Следовательно, t T, T, 3 T, 4 T, 5 T, … & ω, 4,6,8 ,, … N t N, где T — период связывания входного питания (период связывания входного цикла T). Таким образом, заметим, что sin ω t N RM ω t t ω T T N N

7 N RM i (RM) T t t T N Где irm RM значение входного напряжения питания; tn t nt n T t + t nt + T n + N N FF n k (+ n) RM k рабочий цикл (d).ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАМЕТР F AC TAGE CNTRER RM utput (load) oltage n sin. RM ωtd (ωt) (n +) n RM i (RM) k k (+ n) k k i (RM) RM Где irm RM значение входного напряжения питания. Рабочий цикл tn tn nt k T t + t + n T N FF Где, k n (+ n) рабочий цикл (d). RM нагрузка Ток RM utput AC (нагрузка) Мощность RM RM Z R; для резистивной нагрузки Z R. P R RM

8 n входной коэффициент мощности P выходная мощность нагрузки P PF A входное напряжение питания aperes R RM PF irm inrm; in (RM) Входной ток питания RM.Входной ток питания считается током нагрузки в Следовательно, ток питания RM Ток нагрузки RM; в RM (RM). R RM RM irm k PF i RM in RM i RM i RM k PF k n + n Средний ток тиристора T (Avg) i T Wavefor тока тиристора n 3 ωt n sin ωtd. t T Avg + (n) n sin ωtd. t T Avg + (n) (ω) n cosωt + (n) T Avg n + n (ω) [cos + cos] T Avg

9 n () + (+ n) T Avg n + n [] T Avg n k.(+ n) T Avg tn k рабочий цикл (t + t) (n +) N FF n n k. (+ n) T Avg, где R axiu или пиковый ток тиристора. RM Ток тиристора T (RM) n sin ω. (ω) td t T RM (n +) n sin. T RM ωtd (ωt) (n +) (cosωt) n T RM d (ωt) (n +) n T (RM) d t td t 4 (n +) 4 (n) T RM (ω) cos ω. (ω) n sin ωt (ωt) + (n) T RM n sin sin () 4 +

10 {} n T RM 4 n + n 4 (n +) 4 (n +) T RM n n (+ n) T RM k T RM k PRBEM.Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения, работающий по технологии управления N-FF, имеет напряжение питания 3, RM 5 Гц, нагрузку 5 Ом. Контроллер N на 3 цикла и выключен на 4 цикла. Рассчитайте интервалы связи N и FF. Выходное напряжение РМ. нпут П.Ф. Средние и RM тиристорные токи. 3, в RM, 35,69, Тс f 5 Гц, Тс. n количество входных циклов, в течение которых контроллер — N; n 3. количество циклов ввода, в течение которых контроллер находится в режиме FF; 4. t n T 3 с 6 с. 6 с N t n n T 6 с контроллер N связ. t T 4 с 8 с 8 с t FF FF T.8сек контроллер FF галстук. Рабочий цикл n 3 k 485 (+ n) (4 + 3) Выходное напряжение RM i (RM) (+ n) RM n

11 (+) RM RM 5.57 RM RM RM RM A Z R 5Ω RM P R W nput Коэффициент мощности PF. k n 3 PF 7 (+ n) .485 PF Средний номинальный ток тиристора n k T (Avg) + n, где R A Пиковый (акси) ток тиристора. T Avg A T Avg RM Номинальный ток тиристора n k T RM + n A T RM

12 PRNCPE F AC PHAE CNTR Основной принцип техники управления фазой переменного тока поясняется со ссылкой на схему однофазного полуволнового контроллера переменного напряжения (однонаправленный контроллер), показанную на рисунке ниже.В полуволновом контроллере переменного тока используются один тиристор и один диод, соединенные параллельно друг другу в противоположном направлении, то есть анод тиристора T соединен с катодом диода D, а катод T соединен с анодом D. Выходное напряжение через нагрузочный резистор R, и, следовательно, поток переменного тока на нагрузку регулируется путем изменения угла срабатывания. Угол запуска или угол задержки относится к значению ωt или моменту запуска T, чтобы повернуть его на N, путем применения подходящего триггера затвора, при котором тиристорный импульс возникает между затвором и катодом.Тиристор Т смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного переменного тока. t может запускаться и проводиться путем применения подходящего запускающего импульса стробирования только во время положительного полупериода входного питания. Когда T запускается, он проводит, и ток нагрузки течет через тиристор T, нагрузку и через вторичную обмотку transforer. Принимая T как идеальный тиристорный переключатель, его можно рассматривать как замкнутый переключатель, когда он равен N в течение периода ωt в радианах. Выходное напряжение на нагрузке следует за входным напряжением питания, когда тиристор Т включен и когда он проводит от ωt до радиан.Когда входное напряжение питания уменьшается до нуля при ωt, для резистивной нагрузки ток нагрузки также падает до нуля при ωt, и, следовательно, тиристор T отключается при ωt. Между периодом связи ωt до, когда напряжение питания меняется на противоположное и становится отрицательным, диод D становится смещенным в прямом направлении и, следовательно, поворачивает N и проводит ток. Ток нагрузки течет в противоположном направлении во время ωt до радиан, когда D равно N, а выходное напряжение следует за отрицательным полупериодом входного питания. Рис .: Полуволновой регулятор фазы переменного тока (однонаправленный регулятор)

13 Уравнения Входное напряжение переменного тока через вторичную обмотку.vs sinωt in (RM) RM значение вторичного напряжения питания. выгрузка напряжения v o v; для ω t до v v sinωt; для ωt к. o utput oad Current i i o o vo sinωt i; для ωt к. R R i; для ω т к. Т ДЕРЬТЕ ЭКСПРЕННУЮ ПЕРЕДАЧУ ВЫВОДА ОТ RM RM sin td. RM ω (ωt) cosωt. d RM (ωt)

14 (cos t). d RM ω (ωt) 4 d (ωt) cos ωtd. ωt RM sin ωt (ωt) RM sin ωt () RM sin 4 sin; sin4 RM sin + () RM sin + () RM sin + () RM sin + (i RM) RM sin + () RM Где, irm RM значение входного напряжения питания (на вторичной обмотке трансфора).Примечание: выходное напряжение RM на нагрузке регулируется путем изменения », как показано выражением для RM

.

15 PT F RM ERU TRGGER ANGE FR A NGE PHAE HAF-WAE AC TAGE CNTRER (UNDRECTNA CNTRER) sin + () RM sin + () RM Используя выражение для RM, мы можем получить контрольные характеристики, которые являются графиком Выходное напряжение RM в зависимости от угла срабатывания. Типичная характеристика управления однофазным полуволновым фазовым регулятором переменного напряжения показана ниже Угол срабатывания в градусах Угол срабатывания в радианах 3; (); (); (3) 6; (4); (5); (6) RM (RM)% 7.7% 6%% 6 8 Угол срабатывания в градусах

16 Рис .: Характеристики управления однофазным полуволновым фазовым регулятором переменного напряжения Примечание. Из характеристик управления и таблицы, приведенной выше, мы можем наблюдать, что диапазон регулирования выходного напряжения RM составляет от% до 7,7% от того, когда мы измените угол триггера от нуля до 8 градусов. Таким образом, полуволновой контроллер переменного тока имеет недостаток управления выходным напряжением RM в ограниченном диапазоне.T ВЫЧИТАЙТЕ АЭРАЖ AUE (DC AUE) F ВЫВОДИТЬ sin ωtd. dc (ωt) td t dc sin ω. (ω) dc cosωt [cos + cos dc]; cos dc [cos]; dc When » изменяется от до. dc изменяется от Следовательно (cos) DADANTAGE F NGE PHAE HAF WAE AC TAGE CNTRER. Выходное напряжение нагрузки имеет составляющую постоянного тока, потому что две половины волны выходного напряжения for не являются симметричными по уровню. Волна входного тока питания также имеет составляющую постоянного тока (среднее значение), что может привести к проблеме насыщения сердечника трансформатора входного питания.Полуволновой регулятор переменного напряжения с одним тиристором и одним диодом обеспечивает управление тиристором только в течение одного полупериода входного питания. Следовательно, поток переменного тока в нагрузку можно контролировать только за один полупериод. Полуволновой регулятор переменного напряжения обеспечивает ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения РМ. Потому что значение RM выходного напряжения переменного тока может быть изменено от аксиом% от угла запуска до минимума 7,7% от радиана. Эти недостатки однофазного полуволнового контроллера переменного напряжения могут быть преодолены за счет использования однофазного полноволнового контроллера переменного напряжения.

17

18 APPCATN F RM TAGE CNTRER для управления индукционным отором (многофазный индукционный отор переменного тока). Цепи управления отопителем (промышленное отопление). Контроль мощности сварки. индукционное отопление. n переключение ответвлений передатчика нагрузки. управление освещением в цепях переменного тока.Ac agnet контролирует. Проблема. Однофазный полуволновой контроллер переменного напряжения имеет сопротивление нагрузки R 5 Ом, входное напряжение питания переменного тока составляет 3 Ом при 5 Гц. Входной трансформатор питания имеет коэффициент трансформации:. f тиристор Т срабатывает на 6. Рассчитайте выходное напряжение РМ. выходная мощность. Ток нагрузки РМ и средний ток нагрузки. n входной коэффициент мощности. Средний и РМ тиристорный ток. Дано, п 3, первичное напряжение питания РМ. f n входная частота питания 5 Гц. R 5Ω 6 радиан. 3 Вторичное напряжение РМ. p Np N Следовательно 3 Где, p N p Число витков в первичной обмотке.

19 Н Число витков вторичной обмотки. RM значение выходного напряжения (нагрузки) RM td t RM sin ω. (ω) Мы получили выражение для RM как sin + () RM RM sin RM [] RM RM нагрузка Ток RM Выходная мощность RM Мощность P RM Aps R 5 PR Вт RM P KW nput Коэффициент мощности P PF RM Напряжение вторичного питания 3 . RM вторичный ток питания RM ток нагрузки Aps RM

20 Вт PF.9498 () Вт Средняя выходная мощность (нагрузка), напряжение dc ω (ωt) Мы получили выражение для среднего / постоянного выходного напряжения как, [cos] dc cos (6) [.5] dc dc olts [] Средний постоянный ток нагрузки dc dc Aps R 5 Среднее значение и токи тиристора RM i T (+) 3 ωt Рис.: Волна тока тиристора для однофазной полуволновой схемы контроллера переменного напряжения, мы можем вычислить средний ток тиристора T (Avg) как sin td. T Avg ω (ωt)

21 син тд.T Avg ω (ωt) (cosωt) T Avg cos () cos T Avg + [+ cos] T Avg Где, R Пиковый ток тиристора Пиковый ток нагрузки Aps R [+ cos] T Avg + T Avg T Avg 3 cos [] .553 Aps T Avg RM ток тиристора T (RM) можно рассчитать с помощью выражения sin td. T RM ω (ωt) (ωt) cos. d T RM (ωt) d (t) cos td. T RM ω ω (ωt) 4

22 sin ωt T (RM) (ωt) 4 sin sin 4 () T RM sin 4 + () T RM sin + () T RM T RM sin () T RM AT RM .9746 Aps T RM NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER (AC REGUATR) R RM TAGE CNTRER WTH RETE AD Однофазная двухполупериодная схема контроллера переменного напряжения с использованием двух CR или одного симистора обычно используется в большинстве приложений управления переменным током.Поток переменного тока к нагрузке можно контролировать в обоих полупериодах, изменяя угол срабатывания триггера ». Значение RM напряжения нагрузки можно изменять, изменяя угол срабатывания триггера ». Входной ток питания является переменным в случае двухполупериодного контроллера переменного напряжения, а также из-за системного характера волны входного тока питания, поскольку отсутствует постоянная составляющая входного тока питания, то есть среднее значение входного тока питания равно нулю. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения с резистивной нагрузкой показан на рисунке ниже.t можно управлять потоком мощности переменного тока к нагрузке в обоих половинах

23 цикла, регулируя угол срабатывания триггера ». Следовательно, двухполупериодный контроллер переменного напряжения также называется двунаправленным контроллером. Рис .: Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с использованием CR Тиристор T смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного напряжения питания. Тиристор Т срабатывает при угле задержки » (радианы).Если рассматривать N-тиристор T как идеальный замкнутый переключатель, входное напряжение питания появляется на нагрузочном резисторе R, а выходное напряжение v v в течение ωt в радианах. Ток нагрузки протекает через N-тиристор T и нагрузочный резистор R в нисходящем направлении во время связи проводимости T от ωt до радиан. При ωt, когда входное напряжение падает до нуля, ток тиристора (который протекает через нагрузочный резистор R) падает до нуля и, следовательно, T естественным образом отключается. Во время ωt до (+) в цепи не течет ток.Тиристор Т смещен в прямом направлении во время отрицательного цикла входного питания, и когда тиристор Т срабатывает с углом задержки (+), выходное напряжение следует за отрицательным полупериодом входного сигнала от ωt (+) до. Когда T равно N, ток нагрузки течет в обратном направлении (вверх) через T в течение ωt (+) в радианы. Связующий интервал (интервал) между импульсами запуска затвора T и T поддерживается в радианах или 8. При ωt входное напряжение питания падает до нуля и, следовательно, ток нагрузки также падает до нуля, и тиристор T отключается естественным образом.Вместо того, чтобы использовать два параллельных CR, можно использовать симистор для управления двухполупериодным переменным напряжением.

24 Рис .: Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с использованием TRAC Рис. Волновые формы однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения EQUATN Входное напряжение питания v sinωt sinωt; выходное напряжение на нагрузочном резисторе R; v v sinωt; для ωt to и ωt (+) to вывести ток нагрузки v sinωt i sinωt; R R

25 для ωt to и t (+) to ω T ПОЛУЧИТЬ ВЫРАЖЕНИЕ ИЗ ТАБЛИЦЫ RM AUE F UTPUT (AD) Значение RM выходного напряжения (напряжения нагрузки) можно найти с помощью выражения RM v d t; (ω RM) Для двухполупериодного регулятора переменного напряжения мы можем видеть, что два полупериода выходных волн напряжения являются симметричными, а период привязки выходных импульсов (или привязки повторений выходных импульсов) равен радианам.Следовательно, мы также можем рассчитать выходное напряжение RM, используя приведенное ниже выражение. RM sin ωtd. ωt RM. (ω) v d t; v v sinωt; Для ωt to и t (+) to ω Следовательно, (sin t) d (t) (sin t RM ω ω ω) d (ωt) + + sin ωtd. (ωt) грех ωtd. (ωt) + + cosωt cosωt d (ωt) d (ωt) + + d (ωt) cos ωtd. (ωt) + d (ωt) cos ωtd. (ωt) + + tt + 4 sin sin t (t) ω ω ω ω () () (sin sin) (sin 4 sin ())

26 sin sin 4 + () () (()) sin sin (+) () (+) грех грех () грех грех.cos cos.sin () () sin & cos Следовательно, 4 sin sin + + RM () sin 4 + () sin RM 4 + Взяв квадратный корень, получаем () sin RM + () sin RM + () sin RM + sin + () RM sin + () RM

27 sin + irm () RM sin + () RM Maxiu Напряжение RM будет подано на нагрузку, когда в этом случае на нагрузке появится полная синусоида. Напряжение нагрузки RM будет таким же, как напряжение питания RM. При увеличении напряжение нагрузки РМ уменьшается. sin (RM) + () RM + RM irm Характеристики управления выходом для однофазного двухполупериодного контроллера переменного тока с резистивной нагрузкой можно получить, построив уравнение для RM CNTR CHARACTERTC F NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH RETE AD Управляющая характеристика представляет собой график зависимости выходного напряжения RM RM от угла запуска; которое можно получить, используя выражение для выходного напряжения RM двухполупериодного контроллера переменного тока с резистивной нагрузкой.sin + () RM; Где RM значение входного напряжения питания Угол срабатывания в градусах Угол срабатывания в радианах; () 6; (6); (3) RM%% 98,54% 89,69% 7,7%

28; (4); 6 (5 6) 8; (6)% 6.98% (RM) Угол срабатывания в градусах. Из рисунка можно заметить, что мы получаем намного лучшую характеристику управления выходом, используя однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения. Выходное напряжение RM может быть изменено в диапазоне от% at до iniu, равного 8. Таким образом, мы получаем полный диапазон управления выходным напряжением с помощью однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения.Для решения однофазной двухполупериодной схемы контроллера переменного напряжения с использованием двух CR или тиристоров T и T, включенных параллельно, стробирующие схемы (схемы генерации импульсов запуска стробирующего устройства) тиристоров T и T должны быть изолированы. На рисунке показан импульсный преобразователь с двумя отдельными обмотками для обеспечения изоляции между стробирующими сигналами T и T. Генератор импульсов запуска GKGK Рис .: Pulse Transforer

29 NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH CMMN CATHDE Возможна разработка однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока с конфигурацией катода coon, имеющий точку катода coon для T и T & путем добавления двух диодов в схему контроллера переменного тока с двумя диодами, как показано на рисунке ниже рис.: однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока с енотовым катодом (двунаправленный контроллер в конфигурации енотовидного катода) Тиристор T и диод D смещены в прямом направлении в течение положительного полупериода входного питания. Когда тиристор Т срабатывает под углом задержки, тиристор Т и диод D проводят вместе от ωt до в течение положительного полупериода. Тиристор T и диод D смещены в прямом направлении во время отрицательного полупериода входного питания, при срабатывании по углу задержки тиристор T и диод D проводят вместе в течение отрицательного полупериода от ωt (+) до.В этой схеме, поскольку имеется одна единственная катодная точка coon, маршрутизация импульсов запуска затвора на тиристорные затворы T и T является беспорядочной, и требуется только одна цепь изоляции. Но из-за необходимости двух силовых диодов стоимость устройств возрастает. Поскольку два силовых устройства проводят на стыке SAE, падение напряжения на N устройствах увеличивается, а проводящие потери устройств в состоянии N увеличиваются, и, следовательно, эффективность снижается. NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER UNG A NGE THYRTR

30 DD 3 + T AC upply D 4 DR — Однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока также можно использовать с одним тиристором и четырьмя диодами, подключенными по схеме двухполупериодного моста, как показано на рисунке выше.Четыре диода действуют как двухполупериодный мостовой выпрямитель. Напряжение на тиристоре Т и ток через тиристор Т всегда однонаправлены. Когда T срабатывает при ωt, в течение положительного полупериода () ток нагрузки протекает через D, T, диод D и через нагрузку. При резистивной нагрузке ток тиристора (протекающий через N тиристор T), ток нагрузки падает до нуля при ωt, когда входное напряжение питания уменьшается до нуля при ωt, тиристор естественно поворачивает FF. В отрицательном полупериоде диоды D 3 и D 4 смещены в прямом направлении во время ωt до радиан.Когда T срабатывает при ωt (+), ток нагрузки течет в противоположном направлении (восходящем направлении) через нагрузку через D 3, T и D 4. Таким образом, D 3, D4 и T проводят вместе в течение отрицательного полупериода до подавать мощность нагрузки. Когда входное напряжение питания становится равным нулю при ωt, ток тиристора (ток нагрузки) падает до нуля при ωt, и тиристор T естественным образом поворачивает FF. Wavefors и выражение для выходного напряжения RM являются SAE, как обсуждалось ранее для однофазного полноволнового контроллера переменного тока.Но, однако, если в цепи нагрузки имеется большая индуктивность, тиристор T не может быть повернут FF в точках пересечения нуля в каждом полупериоде входного напряжения, и это может привести к потере управления выходом. Это потребовало бы обнаружения перехода через нуль волны тока нагрузки, чтобы гарантировать гарантированное отключение проводящего тиристора перед запуском тиристора в следующем полупериоде, чтобы мы получили контроль над выходным напряжением. В этой двухполупериодной схеме контроллера переменного тока, использующей один тиристор, поскольку три силовых устройства проводят вместе в этой связи, возникает падение напряжения проводимости и увеличение потерь проводимости в N-состоянии, а следовательно, и снижение эффективности.Выпрямитель на диодном мосту и тиристор (или силовой транзистор) действуют вместе как двунаправленный переключатель, который доступен принудительно как единый модуль устройства и имеет относительно низкие потери проводимости в N-состоянии. t может использоваться для двунаправленного управления током нагрузки и для управления выходным напряжением RM. NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER (BDRECTNA CNTRER) WTH R AD В этом разделе мы обсудим работу и характеристики однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения с R-нагрузкой.На практике остальные нагрузки относятся к типу R. Например, если мы рассмотрим однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения, контролирующий скорость однофазного индуктора переменного тока, нагрузка, которая представляет собой индукционную или торную обмотку, является нагрузкой R-типа, где R представляет собой сопротивление обмотки и представляет собой тор. индуктивность обмотки. Схема однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с нагрузкой R, использующей два тиристора T и T (T и T — два CR), соединенных параллельно, показана на рисунке ниже.Вместо двух тиристоров один симистор можно использовать для установки двухполупериодного контроллера переменного тока, если имеется подходящий Traic для желаемого тока нагрузки RM и номинальных значений выходного напряжения RM. Рис. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения с нагрузкой R Тиристор T смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного питания. Мы предполагаем, что T запускается при ωt, применяя подходящий импульс запуска затвора к T во время положительного полупериода входного питания. Выходное напряжение на нагрузке следует за входным напряжением питания, когда T равно N.Ток нагрузки i течет через тиристор Т и через нагрузку в нисходящем направлении. Этот импульс тока нагрузки, протекающий через T, можно рассматривать как положительный импульс тока.

32 Из-за индуктивности нагрузки ток нагрузки i, протекающий через T, не упадет до нуля при ωt, когда входное напряжение питания начинает становиться отрицательным. Тиристор T будет продолжать проводить ток нагрузки до тех пор, пока вся индуктивная энергия, накопленная в индукторе нагрузки, не будет полностью использована, и ток нагрузки через T упадет до нуля при ωt β, где β называется углом затухания (значение ω t), при котором ток нагрузки падает до нуля.Угол затухания β измеряется от точки начала положительного полупериода входного питания до точки, где ток нагрузки падает до нуля. Тиристор Т проводит от ω до β. Угол проводимости T равен δ (β), который зависит от угла задержки и угла нагрузки φ. Волны входного напряжения питания, импульсы запуска затвора T и T, ток тиристора, ток нагрузки и волны напряжения нагрузки отображаются, как показано на рисунке ниже. Рис .: Входное напряжение питания и ток тиристора, β — угол затухания, который зависит от значения индуктивности нагрузки.

33 Рис .: Стробирование сигналов

34 Wavefors однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения с нагрузкой R для> φ. Работа с прерывистым током нагрузки происходит при φ β <+; т.е. (β) <, угол проводимости <. > и рис .: Волны входного напряжения питания, тока нагрузки, напряжения нагрузки и тиристорного напряжения на T Примечание. Значение RM выходного напряжения и тока нагрузки можно изменять, изменяя угол запуска.Эта схема, контроллер напряжения переменного тока RM, может использоваться для регулирования напряжения RM на клеммах переменного тока (индукционный датчик). t может использоваться для управления температурой печи путем изменения выходного напряжения RM.

35 При очень большой индуктивности нагрузки CR не может переключиться после срабатывания, и напряжение нагрузки будет полной синусоидой (подобно приложенному входному напряжению питания, и выходное управление будет потеряно), пока стробирование сигналы поступают на тиристоры Т и Т.Волна тока нагрузки for будет выглядеть как полная непрерывная синусоида, а волна тока нагрузки for отстает от выходной синусоидальной волны на угол коэффициента мощности нагрузки φ. ПОЛУЧИТЕ ВЫРАЖЕНИЕ ТОКА НА ВЫХОДЕ (NDUCTE AD), ПРОДОЛЖЕНИЕ от ωt до β КОГДА THYRTR T CNDUCT Рассматривая синусоидальное входное напряжение питания, мы можем записать выражение для напряжения питания как v sinωt мгновенное значение входного напряжения питания. Мы предполагаем, что тиристор T запускается при подаче стробирующего сигнала на T при ωt. Ток нагрузки, протекающий через тиристор T во время от ωt до β, можно найти из уравнения di + Ri sinωt dt; Решение вышеупомянутого дифференциального уравнения дает общее выражение для выходного тока нагрузки, которое имеет вид sin (ω φ) +; Z t i t τ Ae Где axiu или пиковое значение входного напряжения питания.(ω) Z R + нагрузка. ω φ тангенс угла поворота (угол коэффициента мощности нагрузки). постоянная связи контура τ. R Следовательно, общее выражение для выходного тока нагрузки дается уравнением R t i sin (ωt φ) + Ae; Z

36 Значение константы A может быть определено из начального условия. т.е. начальное значение тока нагрузки i при ωt. Следовательно, из уравнения для i, приравняв i к нулю и подставив ωt, получим i sin (φ) + Ae ZR t R t sin Z, следовательно, Ae (φ) A sin R t Z e + R t Z (φ) e sin ( φ) AAR (ωt) Z ω e sin (φ) Подставляя ωt, мы получаем значение константы A как AR () Z ω e sin (φ) ub, подставляя значение константы A из приведенного выше уравнения в выражение для i , получаем RR () t ω i sin (ωt φ) + ee sin (φ) ZZ; (ω) () R t R itee + ZZ ω ω ω sin (ω φ) sin (φ) + ZZR ite ω t ω sin (ω φ) sin (φ) Таким образом, мы получаем окончательное выражение для индуктивного тока нагрузки однофазный двухполупериодный регулятор переменного напряжения с нагрузкой R как i sin (ωt φ) sin (φ) e ZR (ω t) ω; Где ωt β.

37 Вышеприведенное выражение также представляет ток тиристора i T в течение интервала проводимости тиристора T от ωt до β. Для вычисления угла затухания β Угол затухания β, который представляет собой значение ω t, при котором ток нагрузки i падает до нуля и T выключается, можно оценить, используя условие, что i, при ωt β. Используя приведенное выше выражение для выходной ток нагрузки, мы можем записать As i sin sin Z (β φ) (φ) e R (β) ω Z, мы можем написать (β φ) (φ) Следовательно, мы получаем выражение R (β) ω sin sin e sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω Угол затухания β может быть определен из этого трансцендентного уравнения, используя итерационный метод решения (метод проб и ошибок).После расчета β можно определить угол проводимости тиристора δ (β). β — угол затухания, который зависит от значения индуктивности нагрузки. Угол проводимости δ увеличивается по мере уменьшения для известного значения β. Для δ <радиан, то есть для (β) <радиан, для (+)> β волна тока нагрузки for выглядит как прерывистая волна тока for, как показано на рисунке. Выходной ток нагрузки остается равным нулю в течение ωt β +. Это называется режимом работы с прерывистым током нагрузки, который происходит при β <(+).Когда угол срабатывания уменьшается и становится равным углу действия нагрузки φ, т.е. когда φ sin β φ, мы получаем из выражения для (β φ): Следовательно, sin β φ радиан. Угол затухания β (+ φ) (+); для случая, когда φ; для случая, когда φ Угол проводимости δ (β) радиан 8 Каждый тиристор проводит на 8 (радиан). Т проводит от ωt φ до (+ φ) и обеспечивает положительный ток нагрузки. Т проводит от (+ φ) до (+ φ) и обеспечивает отрицательный ток нагрузки. Следовательно, мы получаем непрерывный ток нагрузки, и

38 волна выходного напряжения для появляется как непрерывная синусоида, идентичная волне входного напряжения питания для угла запуска φ, и управление на выходе теряется.vvv φ 3 ωt φ φ φ i φ ωt Рис.: волны выходного напряжения и выходного тока для однофазного полноволнового контроллера переменного напряжения с нагрузкой R для φ Таким образом, мы видим, что для угла срабатывания φ ток нагрузки имеет тенденцию течь непрерывно и у нас работает непрерывный ток нагрузки, без какого-либо перерыва в волне тока нагрузки, и мы получаем волну выходного напряжения, которая является непрерывной синусоидальной волной, идентичной волне входного напряжения питания. Мы теряем контроль над выходным напряжением для φ, поскольку выходное напряжение становится равным входному напряжению питания, и, таким образом, мы получаем RM; для φ Следовательно, выходное напряжение RM Входное напряжение питания RM для φ T DERE AN EXPREN FR RM UTPUT TAGE RM F A NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH R AD.

39 Когда>, ток нагрузки и напряжение нагрузки становятся непостоянными, как показано на рисунке выше. β sin td. RM ω (ωt) utput vo sinωt для ωt в β, когда T равно N. (ωt) β cos RM d (ωt) β β d t td t RM (ω) cos ω. (ω) β sin ωt (ωt) RM (β) RM β sin β sin + sin sin β + (β) RM sin sin β + (β) RM Выходное напряжение RM на нагрузке можно изменять, изменяя угол срабатывания . Поэтому для чисто резистивной нагрузки угол коэффициента мощности нагрузки φ.ω φ загар; R Угол затухания β радиан 8

40 ПАРАМЕТРЫ ХАРАКТЕРИСТИК F A NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER WTH RETE AD sin + RM utput oltage () Входное напряжение питания RM. RM; RM RM RM значение тока нагрузки. R RM RM значение входного тока питания. выходная мощность нагрузки nput Коэффициент мощности P R RM R R P RM RM PF RM Средний ток тиристора, RM sin PF () + i T (+) 3 ωt Рис .: Волна тока тиристора для id t td t T Avg T (ω) sin ω. (ω) грех ωtd. (ωt) cosωt T Avg T Avg [cos + cos] [+ cos]

41 Макс. средний ток тиристора, для, T (Avg) RM Ток тиристора sin td.T RM ω (ωt) sin + () T RM Maxiu RM Ток тиристора, для, T (RM) n в случае однофазной двухполупериодной схемы регулятора переменного напряжения, использующей симистор с резистивной нагрузкой, средний ток тиристора. Поскольку Triac T Avg проводит оба полупериода, а ток тиристора является переменным, мы получаем синусоидальную волну тока тиристора, для которой среднее значение при интегрировании равно нулю. ПАРАМЕТР РАБОТЫ FA NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER WTH R- AD Выражение для выходного тока (нагрузки) Выражение для выходного (нагрузочного) тока, протекающего через тиристор во время от ωt до β, определяется как R (ω t) ω i it sin (ωt φ) sin (φ) e Z; для ωt β Где, Maxiu или пиковое значение входного переменного напряжения питания.(ω) Z R + нагрузка. ω φ тангенс угла поворота (угол коэффициента мощности нагрузки). Угол срабатывания тиристора Угол задержки. β Угол затухания тиристора, (значение ω t), при котором ток тиристора (нагрузки) падает до нуля. β рассчитывается путем решения уравнения

42 sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω Угол проводимости тиристора δ (β) Максимальный угол проводимости тиристора δ (β) 8 радиан для φ. RM utput oltage sin sin β + (β) RM Средний ток тиристора β T Avg id T (ωt) β R (ω t) ω sin (t) sin T Avg ω φ (φ) ed (ωt) Z β β R (ω t) ω sin (t).d (t) sin T Avg ω φ ω (φ) e d (ωt) Z Максимальное значение T (Avg) достигается при. Тиристоры должны быть рассчитаны на axiu T (Avg), где. Z RM Ток тиристора T (RM) β T RM id T (ωt) Максимальное значение T (RM) достигается при. Тиристоры должны быть рассчитаны на axiu T (RM). Когда симистор используется в однофазном регуляторе переменного напряжения с двухполупериодным напряжением с типом нагрузки R, тогда и axiu T Avg T (RM)

43 PRBEM. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения питает нагрузку R. Входное напряжение питания 3, РМ при 5 Гц.Нагрузка имеет H, R Ω, ​​углы запаздывания тиристоров Т и Т равны, где. Детерин 3 а. Угол проводимости тиристора Т. б. Выходное напряжение РМ. c. Коэффициент входной мощности. Коэнт по типу операции. Задано s 3, f 5 Гц, H, R Ω, ​​6, радианы, (ω) (ω) сопротивление нагрузки ZR (f) ω Ω Z Ω A Z.488 ω сопротивление нагрузки Угол φ tan R φ tan tan (.3459) Угол срабатывания> φ. Следовательно, типом работы будет прерывистый ток нагрузки, мы получаем β <+ β <(8 + 6); β <4 Следовательно, диапазон (8 <β <4) β составляет от 8 градусов до 4 градусов.

44 Угол затухания β рассчитывается с использованием уравнения sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω n экспоненциальный коэффициент, значение и β следует подставить в радианах. Следовательно, R (βrad Rad) ω sin (β φ) sin (φ) e; Rad 3, принимая β 9; (φ) () (β) sin 7,44 sin e (β) 3,83 (β) sin e 8 радиан, β Rad β Rad β 9 β H .: R.H .: Принятие β 83; (β) sin sin e 4.94 β Rad β (β) H .: (β φ) sin sin sin R.H .: e Принятие β 8 β Rad β β 3 3

45.H .: (β φ) RH: sin sin e Принятие β 96 β Rad β H .: (β φ) RH: sin sin e Принятие β 97 β Rad β H .: RH: sin β φ sin e Принятие β 97,4 β Rad β H .: sin (β φ) sin () RH: e 3,79 Угол проводимости δ (β) Выходное напряжение RM sin sin β RM (β) + RM RM sin 6 sin RM

46 n Входной коэффициент мощности P PF RM RM A Z.488 PRW RM 3, RM P PF Однофазный двухполупериодный контроллер имеет входное напряжение (RM) и сопротивление нагрузки 6 Ом. Угол включения тиристора составляет.Найди. Выходное напряжение RM b. Выходная мощность c. n входной коэффициент мощности d. Средний и РМ тиристорный ток. olution 9 ,, R 6Ω RM значение выходного напряжения sin + sin8 + RM utput Current olts AR 6 oad Power PRP, Вт

47 nput Ток считается потребляемым током Следовательно, 4,4 Aps nput Upply olt-ap A Следовательно, подача Power nput olt- входной коэффициент мощности.77 (задержка) Каждый тиристор проводит только половину цикла Средний ток тиристора T (Avg) RM ток тиристора T (RM) td t T Avg R sin ω.(ω) (+ cos); R [+ cos9] 4.5 A 6 sin ωt dt T RM R (ω) (cosω) t R d (ωt) sin R + sin R + sin8 + Aps 6

48 3. Однофазный полуволновой стабилизатор переменного тока с одним CR встречно параллельно с диодом питает кВт, 3 ТЭНа. Найти мощность нагрузки для угла стрельбы 45. power olution 45, 3; P кВт Вт 4 При стандартном напряжении питания rs, равном 3, нагреватель рассеивает кВт выходной мощности Следовательно P R R Сопротивление нагревателя 3 R 5,9 Ом P RM значение выходного напряжения sin +; для угла зажигания 45 синольц 4 RM значение выходного тока Aps R 5.9 oad Power P R Watts 4. Найдите RM и средний ток, протекающий через нагреватель, показанный на рисунке. Угол задержки обоих CR составляет 45. CR + io -φ ac CR kw, нагреватель

49 olution 4 45, сопротивление нагревателя R 48,4 Ом R Значение сопротивления выходного напряжения sin + sin olts 4 RM ток, протекающий через нагреватель Aps R 48.4 Средний ток, протекающий через нагреватель Avg 5. Однофазный контроллер напряжения используется для управления потоком мощности от источника 5 Гц в цепи нагрузки, состоящей из R 4 Ом и ω 6 Ом.Рассчитайте следующее a. Диапазон регулировки угла стрельбы b. Максимальное значение тока нагрузки RM c. Максимальная мощность и коэффициент мощности d. Максимальное значение среднего и тока тиристора РМ. olution Для управления выходной мощностью, начальный угол открывания равен углу нагрузки θ θ, угол нагрузки ω 6 θ tan tan 56,3 R 4 Максимальное возможное значение равно 8 Следовательно, диапазон регулирования угла открытия составляет 56,3 <<8

50 Максимальное значение тока нагрузки RM происходит, когда θ При этом значении максимального значения тока нагрузки RM Aps ZPRW Maxiu Power nput olt-ap W Коэффициент мощности P nput A Средний ток тиристора будет равен axiu, когда θ и угол проводимости γ 8.Следовательно, axiu значение среднего тока тиристора + sin T Avg (ωt θ) d (ωt) Z Примечание: sin (ω θ) sin (θ) At, i it te Z it i sin t Z (ω θ) Z cos (ωt θ) T Avg + R (ω t) ω Но θ, Z cos (+ θ) + cos (θ) T Avg Z + ZZ cos () cos () [] T Avg Aps T Avg Z i Аналогично возникает значение axiu RM когда и γ.