Dimmers caseiros. Parte Quatro Dispositivos práticos para tiristores

A base dos dimmers e reguladores de energia são, em regra, tiristores e triacs. A operação desses dispositivos semicondutores foi descrita nas três partes anteriores do artigo e agora você pode se familiarizar com o dispositivo de alguns dispositivos práticos nos tiristores. Todos os circuitos a serem considerados usam o princípio de controle de fase descrito no final. terceira parte do artigo.

Primeiro, vamos nos familiarizar com esquemas bastante simples que contêm uma pequena quantidade de detalhes e, pelo menos, o mais acessível para repetição em condições amadoras. No entanto, os esquemas podem ser mais complexos, mas o algoritmo para o seu trabalho ainda é o mesmo - o brilho da fonte de luz é ajustado. Às vezes, existem esquemas que combinam o dimmer real e interruptor crepuscularou um esquema para acender suavemente a lâmpada. Mas primeiro, os esquemas mais simples.

Para não retornar à parte anterior do artigo todas as vezes, talvez esse aqui insira a imagem novamente neste ponto do texto.

Desenhando 1. Diagramas de tempo de um regulador de potência de fase

O sombreamento vertical corresponde ao estado ligado do tiristor e a energia fornecida à carga é proporcional à área das áreas sombreadas.

Na foto 2 mostra um circuito dimmer simples que só permite ajustar brilho da lâmpadasem nenhum recurso adicional.

Desenhando 2. Dimmer simples

A tensão da rede elétrica através do fusível FU1 é fornecida para ponte retificadora VD1 - VD4, na diagonal da qual o tiristor CC VS1 e a lâmpada EL1 estão conectados. Em alguns esquemas, a lâmpada é incluída na diagonal da ponte para corrente alternada, mas isso não é importante. O tiristor é aplicado com bastante potência, o que permite controlar a carga de até 1000W, conforme indicado no diagrama de circuito. Se essa energia não for necessária, o tiristor poderá ser substituído por outro, por exemplo, da série KU202M, que permitirá controlar o brilho de uma lâmpada com uma potência de pelo menos 500W.

O controlador usa o método de controle de fase: pulsos são recebidos no eletrodo de controle do tiristor, que são deslocados de fase em relação à tensão no ânodo. O circuito que gera pulsos de controle é construído em um transistor de base dupla de junção única VT1 tipo KT117A. Este transistor não possui análogos estranhos.

O principal objetivo deste transistor é construir os geradores mais simples - tweeters, circuitos de disparo para fontes de alimentação pulsadas (usadas em fontes de alimentação das televisões da série 3USTST), bem como geradores de pulso de controle em circuitos de controle de fase semelhantes aos considerados. Este gerador funciona da seguinte maneira.

A tensão da rede retificada através dos resistores R3, R4 é estabilizada pelos diodos Zener conectados em série VD5 VD6 a um nível de cerca de 22 - 25V, o que depende de instâncias específicas dos diodos zener. Essa tensão, a propósito, é pulsante, corresponde ao diagrama a) na figura 1.

Essa tensão de ondulação através dos resistores R6, R7 carrega o capacitor C2. Assim que a tensão atravessada atinge o valor de abertura do transistor de junção única VT1, ela se abre e o capacitor C1 é descarregado através de sua transição B2 - B1, resistores R1, R2 e UE do tiristor VS1, como resultado do qual um pulso de controle é formado, o tiristor se abre e a corrente passa pela carga. Quando a tensão de ondulação retificada passa pelo zero, o tiristor fecha e permanece fechado até o próximo pulso de abertura chegar.

A taxa de carga do capacitor C2 é regulada pelo resistor R7.Quando sua resistência é mínima (o motor é trazido para a esquerda de acordo com o diagrama), a velocidade de carga é máxima, o tiristor será aberto no início do meio ciclo, passando a potência máxima para a carga. Quando o motor do resistor R7 se move para a direita de acordo com o esquema, a velocidade de carga do capacitor C2 diminui, portanto, o pulso que controla o tiristor VS1 será formado posteriormente. Como essa regulação é fase, e a fase é medida por unidades angulares - radianos, eles dizem que o pulso é formado em um determinado ângulo, neste caso mais tarde do que na potência máxima na carga. Este processo é mostrado na figura. 1 nos diagramas b, c, d.

No diagrama, a linha tracejada mostra o LED HL1 e o resistor R8. Seu objetivo é mostrar que o dispositivo está conectado à rede, além de monitorar a saúde da lâmpada, a menos que, é claro, o regulador esteja definido no mínimo. Mas, de fato, o regulador é bastante funcional sem essa adição, ou como as opções não dirão agora.

A configuração do dispositivo é bastante simples. Com o resistor R6 reduzido a zero, o resistor R7 é selecionado para que o brilho da lâmpada seja máximo. Essa configuração depende do valor do capacitor C2, cujo valor também pode exigir seleção dentro dos limites indicados no diagrama.

Fig. 3. Dimmer caseiro

No circuito considerado, um tiristor é usado como elemento de comutação; portanto, para poder regular as meias ondas positivas e negativas da tensão da rede, uma ponte de diodo suficientemente grande deve ser usada no circuito.

Se a potência de carga estiver próxima da máxima permitida, o tiristor e, com ele, os diodos da ponte terão que ser instalados em um radiador de dissipador de calor, o que aumenta ainda mais as dimensões do dispositivo e a complexidade de sua fabricação. Para se livrar do uso de uma ponte retificadora poderosa, é usada a conexão contra-paralela de dois tiristores, o que também não é muito conveniente e tecnologicamente avançado.

O uso de tiristores simétricos - triacs fornece resultados muito melhores: em um caso, já contém dois contra-tiristores conectados em paralelo. Na foto 4 Um circuito modificado usando um triac é mostrado.

Desenhando 4. Dimmer no triac

Um ligeiro refinamento do circuito permitirá reduzir ligeiramente suas dimensões, enquanto a carga de energia permanece a mesma. A unidade de partida do tiristor também é feita em um transistor de junção única KT117A, apenas o transistor é carregado em um transformador T1 correspondente. Essa coordenação é necessária para obter pulsos de controle sem um componente constante. Isto torna possível abrir o triac em meios períodos positivos e negativos da tensão da rede.

O transformador correspondente é fabricado em um anel de ferrite do tamanho K16 * 10 * 4 de ferrite da marca mais comum НМ2000. O enrolamento 1 contém 80 e o enrolamento 2 contém 60 voltas do fio PELSHO-0,12. Antes de enrolar, as bordas afiadas do anel devem ser embotadas com lixa ou uma lima de diamante para evitar danos ao isolamento, e o próprio anel deve ser envolvido com uma fita de verniz fino, em casos extremos, fita adesiva.

A ponte retificadora VD1 - VD4 é usada apenas para alimentar a unidade de ajuste, bem como um novo elemento de circuito - a unidade para o início suave da carga. Portanto, os diodos nele são de baixa potência, além dos indicados no diagrama, 1N4007 pode ser usado, eles são adequados para quase todas as ocasiões. O conjunto de partida suave é montado nos transistores VT2, VT3.

Seu trabalho é o seguinte. Quando a energia é ligada, o capacitor C2 começa a carregar no circuito VD6, R10. Através do diodo VD5, a tensão no capacitor C2 começa a abrir os transistores VT3 e VT2. A resistência da seção emissor-coletor do transistor VT2 diminui, portanto a resistência total da seção R4, VT2, R5 diminui suavemente e a velocidade de carregamento do capacitor C1 também aumenta gradualmente, o brilho da lâmpada aumenta.

Leia no próximo artigo.

Continuação do artigo: Dimmers caseiros. Parte 5. Mais alguns esquemas simples

Boris Aladyshkin