Las formas en que puede ensamblar un regulador de voltaje hágalo usted mismo a 220 V, la red está llena. En la mayoría de los casos, estos son circuitos en triacs o tiristores. El tiristor, en contraste con un triac, es un elemento de radio más común, y los circuitos basados en él son mucho más comunes. Analicemos diferentes versiones del rendimiento, basadas en ambos elementos semiconductores.
Controlador de potencia triac
Triac, en general, es un caso especial de un tiristor que transmite corriente en ambas direcciones, siempre que sea más alta que la corriente de retención. Uno de sus inconvenientes es el bajo rendimiento en altas frecuencias. Por lo tanto, a menudo se utiliza en redes de baja frecuencia. Para la construcción de un regulador de potencia basado en una red convencional de 220 V, 50 Hz, es bastante adecuado.
El regulador de voltaje en el triac se usa en electrodomésticos comunes donde se necesita ajuste. El esquema de control de potencia en el triac es el siguiente.
- Pr. 1 - fusible (seleccionado dependiendo de la potencia requerida).
- R3 - resistencia limitadora de corriente - sirve para asegurar que con la resistencia del potenciómetro cero los otros elementos no se quemen.
- R2 - potenciómetro, trimmer, que es el ajuste.
- C1: el condensador principal, cuya carga, hasta un cierto nivel, unifica el dinistor, junto con R2 y R3 forman un circuito RC
- VD3 - dinistor, cuya apertura controla el triac.
- VD4 - triac - el elemento principal que produce la conmutación y, en consecuencia, el ajuste.
El trabajo principal está a cargo de dinistor y triac. La tensión de red se suministra a la cadena RC en la que está instalado el potenciómetro y, como resultado, la potencia está regulada por él. Al ajustar la resistencia, cambiamos el tiempo de carga del condensador y, por lo tanto, el umbral para encender el dinistor, que, a su vez, enciende el triac. Un circuito RC amortiguador conectado en paralelo al triac sirve para suavizar el ruido en la salida, así como con una carga reactiva (motor o inductancia), que evita que el triac aumente los picos de tensión inversa.
El triac se enciende cuando la corriente que pasa a través del dinistor excede la corriente de retención (parámetro de referencia). Se apaga, respectivamente, cuando la corriente se vuelve menor que la corriente de retención . La conductividad en ambas direcciones le permite ajustar un ajuste más suave de lo que es posible, por ejemplo, en un tiristor, utilizando un mínimo de elementos.
El oscilograma de control de potencia se muestra a continuación. Muestra que después de encender el triac, la media onda restante va a la carga y cuando llega a 0, cuando la corriente de retención disminuye hasta tal punto que el triac se apaga. En el segundo semiciclo "negativo", tiene lugar el mismo proceso, ya que el triac tiene conductividad en ambas direcciones.
Tensión del tiristor
Para empezar, veamos en qué se diferencia el tiristor de un triac. Un tiristor contiene 3 uniones pn, y un triac contiene 5 uniones pn. Sin entrar en detalles, en términos simples, el triac tiene conductividad en ambas direcciones, y el tiristor está solo en una. Los elementos gráficos se muestran en la figura. De los gráficos es claramente visible .
El principio de funcionamiento es absolutamente el mismo. Sobre qué control de potencia se construye en cualquier esquema. Consideremos varios circuitos del controlador de tiristores. El primer circuito más simple, que básicamente repite el circuito en el triac descrito anteriormente. El segundo y el tercero, con el uso de la lógica, circuitos que mejoran la interferencia generada en la red al cambiar los tiristores.
Circuito simple
A continuación se muestra un circuito de regulación de fase simple en el tiristor .
Su única diferencia con el circuito en el triac es que el ajuste se realiza solo en la media onda positiva de la tensión de la red. El circuito RC de tiempo controla la cantidad de desbloqueo ajustando el valor de resistencia del potenciómetro, configurando así la potencia de salida a la carga. En la forma de onda se ve así.
Desde el oscilograma, se puede ver que el control de potencia va limitando el voltaje aplicado a la carga. Hablando en sentido figurado, el ajuste es limitar la tensión de alimentación a la salida. Ajustando el tiempo de carga del condensador cambiando la resistencia variable (potenciómetro). Cuanto mayor sea la resistencia, más tiempo llevará cargar el capacitor y menos energía se transferirá a la carga. La física del proceso se describe en detalle en el esquema anterior. En este caso, no es nada especial.
Con generador basado en lógica.
La segunda opción es más complicada. Debido al hecho de que los procesos de conmutación en los tiristores causan grandes interferencias en la red, esto es malo para los elementos instalados en la carga. Especialmente si la carga es un dispositivo complejo con ajustes finos y una gran cantidad de chips.
Tal realización de un regulador de potencia de tiristor con sus propias manos es adecuada para cargas activas, por ejemplo, un soldador o cualquier dispositivo de calefacción. En la entrada hay un puente rectificador, por lo tanto, ambas ondas de la tensión de red serán positivas. Tenga en cuenta que con un circuito de este tipo, se necesitará una fuente de voltaje de CC adicional de +9 V. Para alimentar los chips. El oscilograma, debido a la presencia de un puente rectificador, tendrá este aspecto.
Ambas medias ondas ahora serán positivas debido a la influencia de un puente rectificador. Si para cargas reactivas (motores y otras cargas inductivas) la presencia de diferentes señales polares es preferible, entonces para cargas activas es extremadamente importante un valor de potencia positivo. La desactivación del tiristor también se produce cuando la media onda se acerca a cero, la corriente de retención se suministra a un cierto valor y el tiristor está bloqueado.
Basado en el transistor KT117
La presencia de una fuente adicional de voltaje constante puede causar dificultades, si no existe, y será necesario construir un circuito adicional. Si no tiene una fuente adicional, puede usar el siguiente esquema, en el cual el generador de señales para la salida de control del tiristor se ensambla en un transistor convencional. Existen esquemas basados en generadores basados en pares complementarios, pero son más complicados, y no los consideraremos aquí.
En este esquema, el generador está construido sobre un transistor de dos bases KT117, que, en una aplicación de este tipo, generará pulsos de control a una frecuencia especificada por la resistencia de corte R6. El diagrama también ha implementado un sistema de visualización basado en el LED HL1.
- VD1-VD4 es un puente de diodo que rectifica ambas medias ondas y permite un control de potencia más suave.
- EL1 - lámpara incandescente - se presenta como una carga, pero puede haber cualquier otro dispositivo.
- FU1 - fusible, en este caso cuesta 10 A.
- R3, R4 - resistencias limitadoras de corriente - son necesarias para no quemar el circuito de control.
- VD5, VD6 (diodos Zener): cumplen la función de estabilizar el voltaje de cierto nivel en el emisor del transistor.
- VT1 - Transistor KT117: debe instalarse exactamente con esta disposición de la base No. 1 y la Base No. 2, de lo contrario el circuito no funcionará.
- R6 es una resistencia de corte, que determina el momento en que un pulso llega a la salida de control del tiristor.
- VS1 - Tiristor - Elemento de conmutación.
- C2 - controlador de tiempo, que determina el período de ocurrencia de la señal de control.
Los elementos restantes desempeñan un papel insignificante y sirven principalmente para limitar y suavizar la corriente de los pulsos. HL1 proporciona una indicación y solo señales de que el dispositivo está conectado a la red y está energizado.