はんだごて用の DIY 電源レギュレーター - ダイアグラムと取り付けオプション。サイリスタ電力調整器の仕組みサイリスタ調整器 220V

電気の問題により、電力調整器を購入する人が増えています。突然の変化や過度の低電圧または高電圧が家庭用電化製品に悪影響を与えることは周知の事実です。財産への損害を防ぐためには、電子機器を短絡やさまざまなマイナス要因から保護する電圧調整器を使用する必要があります。

レギュレーターの種類

現在、市場では、家全体用と個々の低電力家庭用電化製品用の両方で、膨大な数のさまざまなレギュレータを見ることができます。トランジスタ電圧レギュレータ、サイリスタ、機械式（電圧調整は端にグラファイトロッドが付いた機械式スライダを使用して実行されます）があります。しかし、最も一般的なのはトライアック電圧レギュレータです。このデバイスの基礎となるのはトライアックで、電圧サージに鋭く反応し、電圧サージを平滑化することができます。

トライアックは、5 つの pn 接合を含む素子です。この無線素子は、順方向と逆方向の両方に電流を流す能力を持っています。

これらのコンポーネントは、ヘアドライヤーや電気スタンドからはんだごてに至るまで、スムーズな調整が必要なさまざまな家庭用電化製品に見られます。

トライアックの動作原理は非常に単純です。これは、一定の頻度でドアを開閉する一種の電子キーです。トライアックの P-N 接合が開くと、半波のごく一部が通過し、消費者は定格電力の一部のみを受け取ります。つまり、P-N 接合が開くほど、消費者が受け取る電力は増加します。

この要素の利点は次のとおりです。

上記の利点に関連して、トライアックおよびそれをベースにしたレギュレータが非常に頻繁に使用されます。

この回路は組み立てが非常に簡単で、多くの部品を必要としません。このようなレギュレータは、はんだごての温度を調整するだけでなく、従来の白熱灯や LED ランプの温度を調整するためにも使用できます。この回路は、当初はスムーズな速度制御が備わっていなかったさまざまなドリル、グラインダー、掃除機、サンダーを接続するために使用できます。

このような 220V 電圧レギュレータは、次の部品から自分の手で組み立てることができます。

R1 は、電力が 0.25 W の 20 kΩ の抵抗です。
R2 は 400 ～ 500 kΩ の可変抵抗器です。
R3 - 3 kΩ、0.25 W。
R4-300オーム、0.5W。
C1 C2 - 無極性コンデンサ 0.05 マイクロファラッド。
C3 - 0.1 マイクロファラッド、400 V。
DB3 - ディニスター。
BT139−600 - 接続する負荷に応じてトライアックを選択する必要があります。この回路に従って組み立てられたデバイスは、18Aの電流を調整できます。
トライアックの素子は非常に高温になりますので、ラジエーターを使用することをお勧めします。

回路はテスト済みで、さまざまな種類の負荷の下でも非常に安定して動作します。.

ユニバーサル電源レギュレータには別のスキームがあります。

回路の入力には 220 V の交流電圧が供給され、出力には 220 V DC が供給されます。このスキームにはすでにより多くの部品が含まれており、それに応じてアセンブリの複雑さも増加します。任意の消費者 (DC) を回路の出力に接続することが可能です。ほとんどの家やアパートでは、省エネランプを設置しようとしています。すべてのレギュレータがこのようなランプのスムーズな調整に対応できるわけではありません。たとえば、サイリスタレギュレータを使用することは望ましくありません。この回路を使用すると、これらのランプを簡単に接続して、一種の常夜灯にすることができます。

このスキームの特徴は、ランプが最小限に点灯すると、すべての家庭用電化製品をネットワークから切断する必要があることです。その後、メーター内の補償器が働き、ディスクはゆっくりと停止し、ライトは燃え続けます。これはトライアック電源レギュレーターを自分の手で組み立てる機会です。組み立てに必要な部品の値は図で確認できます。

最大 5A の負荷と最大 1000W の電力を接続できるもう 1 つの面白い回路です。

レギュレータはBT06-600トライアックをベースに組み立てられています。この回路の動作原理は、トライアック接点を開くことです。エレメントが開くほど、より多くの電力が負荷に供給されます。回路にはデバイスが動作しているかどうかを知らせる LED もあります。 デバイスの組み立てに必要な部品のリスト:

R1 は 3.9 kOhm の抵抗器、R2 は 500 kOhm の抵抗器で、コンデンサ C1 を充電する役割を果たす分圧器の一種です。
コンデンサC1-0.22μF。
ディニスター D1 - 1N4148。
LED D2 は、デバイスの動作を示すために機能します。
ディニスター D3 - DB4 U1 - BT06−600。
負荷P1、P2を接続する端子です。
抵抗 R3 - 22 kΩ、電力 2 W
コンデンサ C2 - 0.22 µF は、少なくとも 400 V の電圧用に設計されています。

トライアックとサイリスタはスターターとしてうまく使用されています。電流強度が 300 ～ 400 A に達する強力な溶接装置のスイッチオンを制御するために、非常に強力な発熱体を始動する必要がある場合があります。コンタクターを使用した機械的なオン/オフのスイッチングは、消耗が早いため、トライアックスターターより劣ります。さらに、機械的にスイッチを入れるとアークが発生し、これも接触器に悪影響を及ぼします。したがって、これらの目的にはトライアックを使用することをお勧めします。ここではその計画の 1 つを紹介します。

すべての定格と部品リストを図に示します。 4. この回路の利点は、ネットワークから完全にガルバニック絶縁されており、損傷した場合の安全性が確保されることです。

農場では多くの場合、溶接作業を行う必要があります。既製のインバーター溶接機をお持ちの場合、その機械には電流規制があるため、溶接には特に問題はありません。ほとんどの人はそのような溶接機を持っておらず、抵抗を変えることで電流を調整する通常の変圧器溶接機を使用する必要がありますが、これは非常に不便です。

トライアックをレギュレータとして使おうとした人はがっかりするでしょう。電力を調整することはありません。これは位相シフトによるもので、短いパルス中に半導体スイッチが「オープン」モードに切り替わる時間がないのはこのためです。

しかし、この状況から抜け出す方法はあります。同じタイプのパルスを制御電極に印加するか、ゼロを通過するまで一定の信号を UE (制御電極) に印加する必要があります。レギュレータ回路は次のようになります。

もちろん、回路を組み立てるのは非常に複雑ですが、このオプションにより調整に関するすべての問題が解決されます。面倒な抵抗を使う必要がなく、スムーズな調整ができなくなります。トライアックの場合はかなりスムーズな調整が可能です。

低電圧または高電圧だけでなく、一定の電圧降下がある場合は、トライアックレギュレータを購入するか、可能であればレギュレータを自作することをお勧めします。レギュレーターは家電製品を保護し、損傷を防ぎます。

トライアックなどを使用した電力調整器の回路の選択と動作の説明。トライアック電力調整回路は、白熱灯の寿命を延ばしたり、明るさを調整したりするのに適しています。または、110 ボルトなどの非標準機器に電力を供給する場合にも使用できます。

この図は、トライアック電力レギュレータの回路を示しています。この回路は、特定の時間間隔でトライアックが通過するネットワーク半サイクルの合計数を変更することで変更できます。 DD1.1.DD1.3 マイクロ回路の要素は、ネットワークの約 15 ～ 25 半サイクルの発振周期で作られています。

パルスのデューティサイクルは抵抗 R3 によって調整されます。トランジスタ VT1 とダイオード VD5 ～ VD8 は、主電源電圧がゼロに遷移する間にトライアックがオンになる瞬間を拘束するように設計されています。基本的に、このトランジスタはそれぞれ開いており、入力 DD1.4 に「1」が送信され、トライアック VS1 を備えたトランジスタ VT2 は閉じられます。ゼロを越えた瞬間に、トランジスタ VT1 が閉じて、ほぼ即座に開きます。この場合、出力 DD1.3 が 1 の場合、要素 DD1.1.DD1.6 の状態は変化せず、出力 DD1.3 が「ゼロ」の場合、要素 DD1.4.DD1 の状態は変化しません。 .6 は短いパルスを生成し、これがトランジスタ VT2 によって増幅され、トライアックが開きます。

発電機の出力に論理ゼロがある限り、プロセスは主電源電圧がゼロ点を通過するたびに周期的に進行します。

回路の基礎は外国のトライアック mac97a8 で、接続された高電力負荷を切り替えることができ、それを調整するために古いソビエトの可変抵抗器を使用し、表示として通常の LED を使用しました。

トライアックパワーレギュレータは位相制御の原理を使用しています。電力レギュレータ回路の動作は、主電源電圧がゼロを通過する遷移に対してトライアックがオンになる瞬間を変更することに基づいています。正の半サイクルの最初の瞬間では、トライアックは閉じた状態にあります。主電源電圧が増加すると、コンデンサ C1 が分圧器を介して充電されます。

コンデンサの増加する電圧は、両方の抵抗の合計抵抗とコンデンサの静電容量に応じた量だけ主電源電圧から位相がシフトします。コンデンサは、その両端の電圧がディニスタの「ブレークダウン」レベル、約 32 V に達するまで充電されます。

ダイニスタが開いた瞬間にトライアックも開き、開いたトライアックと負荷の合計抵抗に応じて、出力に接続された負荷に電流が流れます。トライアックは半サイクルの終わりまでオープンになります。抵抗 VR1 を使用して、ダイニスタとトライアックの開放電圧を設定し、それによって電力を調整します。負の半サイクル時の回路動作アルゴリズムは同様です。

3.5kW用に若干の変更を加えた回路のオプション

コントローラー回路は単純で、デバイスの出力の負荷電力は 3.5 kW です。この自家製アマチュア無線機を使用すると、照明や発熱体などを調整できます。この回路の唯一の重大な欠点は、トライアックが焼損してしまうため、いかなる状況でも誘導負荷を接続できないことです。

設計で使用される無線コンポーネント: トライアック T1 - BTB16-600BW または類似品 (KU 208 または VTA、VT)。 Dinistor T - タイプ DB3 または DB4。コンデンサ 0.1 µF セラミック。

抵抗 R2 510 オームは、コンデンサの最大ボルトを 0.1 μF に制限します。レギュレータスライダーを 0 オームの位置に置くと、回路抵抗は約 510 オームになります。静電容量は、抵抗器 R2 510 オームと可変抵抗 R1 420 kオームを通じて充電されます。コンデンサの U がディニスタ DB3 の開度レベルに達した後、後者はトライアックのロックを解除するパルスを生成します。その後、正弦波がさらに通過すると、トライアックがロックされています。 T1 の開閉周波数は 0.1 μF コンデンサの U レベルに依存し、これは可変抵抗器の抵抗値に依存します。つまり、電流を（高周波で）遮断することにより、回路は出力電力を調整します。

入力交流電圧の正の半波ごとに、コンデンサ C1 は一連の抵抗 R3、R4 を介して充電されます。コンデンサ C1 の電圧がディニスター VD7 の開放電圧と等しくなると、ブレークダウンが発生し、コンデンサは次のようになります。ダイオードブリッジ VD1-VD4、抵抗 R1、制御電極 VS1 を介して放電されます。トライアックを開くには、ダイオード VD5、VD6、コンデンサ C2、抵抗 R5 の電気チェーンが使用されます。

主電源電圧の両方の半波でレギュレータのトライアックが確実に動作するように、抵抗R2の値を選択する必要があります。また、変数を回転させるときに抵抗R3とR4の値を選択する必要もあります。抵抗ノブ R4 を動かすと、負荷の電圧が最小値から最大値まで滑らかに変化します。 TC 2-80 トライアックの代わりに TC2-50 または TC2-25 を使用することもできますが、負荷の許容電力が若干低下します。

KU208G、TS106-10-4、TS 112-10-4、およびそれらの類似品がトライアックとして使用されました。トライアックが閉じた瞬間に、接続された負荷と抵抗 R1 および R2 を介してコンデンサ C1 が充電されます。充電速度は抵抗R2によって変更され、抵抗R1は充電電流の最大値を制限するように設計されています。

コンデンサプレートが閾値電圧値に達すると、スイッチが開き、コンデンサC1が制御電極に急速に放電され、トライアックが閉状態から開状態の開状態に切り替わり、トライアックは回路R1をバイパスします。 R2、C1。主電源電圧がゼロを通過した瞬間に、トライアックが閉じ、コンデンサ C1 が再び充電されますが、負の電圧になります。

コンデンサ C1 は 0.1 ～ 1.0 µF。抵抗 R2 1.0...0.1 MOhm。トライアックは、従来のアノード端子における正の電圧を伴う制御電極への正の電流パルスによって、また従来のカソードにおける負の電圧を伴う制御電極への負の電流パルスによってスイッチオンされる。したがって、レギュレータの重要な要素は双方向である必要があります。双方向ディニスタをキーとして使用できます。

ダイオード D5 ～ D6 は、逆電圧による破壊の可能性からサイリスタを保護するために使用されます。トランジスタはアバランシェ降伏モードで動作します。その破壊電圧は約 18 ～ 25 ボルトです。 P416B が見つからない場合は、代替品を探してみてください。

パルストランスは、直径 15 mm のフェライトリング (ブランド N2000) に巻かれています。サイリスタは KU201 に置き換えることができます。

このパワーレギュレータの回路は上記の回路と同様ですが、干渉抑制回路C2、R3のみが導入されており、スイッチSWにより制御コンデンサの充電回路を遮断することができ、これによりトライアックが瞬時にロックされます。そして負荷を切り離します。

C1、C2 - 0.1 MKF、R1-4k7、R2-2 mOhm、R3-220 Ohm、VR1-500 kOhm、DB3 - ダイニスタ、BTA26-600B - トライアック、1N4148/16 V - ダイオード、任意の LED。

このレギュレータは、最大 2000 W の回路、白熱灯、加熱装置、はんだごて、非同期モーター、自動車の充電器などの負荷電力を調整するために使用され、トライアックをより強力なものに交換すると、電流調整に使用できます。溶接変圧器の回路。

この電力調整回路の動作原理は、選択された数のスキップされた半サイクルの後に、負荷が主電源電圧の半サイクルを受け取ることです。

ダイオードブリッジは交流電圧を整流します。抵抗 R1 とツェナーダイオード VD2 は、フィルタコンデンサとともに、K561IE8 マイクロ回路と KT315 トランジスタに電力を供給する 10 V 電源を形成します。コンデンサ C1 を通過する電圧の整流された正の半サイクルは、ツェナーダイオード VD3 によって 10 V のレベルに安定します。したがって、周波数 100 Hz のパルスが K561IE8 カウンタの計数入力 C に続きます。スイッチ SA1 が出力 2 に接続されている場合、論理 1 レベルがトランジスタのベースに常に存在します。マイクロ回路のリセットパルスは非常に短く、カウンタは同じパルスから再スタートすることができるためです。

ピン 3 は論理 1 レベルに設定されます。サイリスタがオープンになります。すべての電力は負荷で解放されます。カウンタのピン 3 の SA1 の後続のすべての位置では、1 つのパルスが 2 ～ 9 のパルスを通過します。

K561IE8 チップは、出力に位置デコーダを備えた 10 進カウンタであるため、論理 1 レベルはすべての出力で周期的になります。ただし、スイッチが出力 5 (ピン 1) に取り付けられている場合、カウントは 5 までのみ行われます。パルスが出力 5 を通過すると、マイクロ回路はゼロにリセットされます。カウントはゼロから始まり、半サイクルの間ピン 3 に論理 1 レベルが表示されます。この間、トランジスタとサイリスタが開き、1 つの半サイクルが負荷に伝わります。わかりやすくするために、回路動作のベクトル図を示します。

負荷電力を減らす必要がある場合は、前のチップのピン 12 を次のチップのピン 14 に接続することで、別のカウンターチップを追加できます。別のスイッチを設置することで、最大 99 個の欠落パルスまでパワーを調整できます。それらの。総電力の約100分の1を得ることができます。

KR1182PM1 マイクロ回路には 2 つのサイリスタとそれらの制御ユニットがあります。 KR1182PM1 マイクロ回路の最大入力電圧は約 270 ボルトで、最大負荷は外部トライアックを使用しない場合は 150 ワット、使用すると最大 2000 W に達し、トライアックが取り付けられることも考慮されます。ラジエターの上で。

外部ノイズのレベルを低減するために、コンデンサ C1 とインダクタ L1 が使用され、負荷のスムーズなスイッチオンには静電容量 C4 が必要です。調整は抵抗R3を使用して行われます。

はんだごて用の非常に単純なレギュレーター回路を選択すると、アマチュア無線家の作業が楽になります。

組み合わせは、デジタルレギュレータを使用する利便性と、シンプルなレギュレータを調整する柔軟性を組み合わせることで構成されます。

検討されている電力調整回路は、負荷に供給される入力交流電圧の周期数を変更する原理に基づいて動作します。これは、点滅が目に見えるため、このデバイスを白熱電球の明るさの調整に使用できないことを意味します。この回路により、8 つのプリセット値内で電力を調整することが可能になります。

古典的なサイリスタやトライアックのレギュレータ回路は数多くありますが、このレギュレータは現代の素子ベースに基づいて作られており、さらに位相ベースでした。トライアックは必要な位相角でのみ開くため、主電源電圧の半波全体を送信するのではなく、その特定の部分のみを送信し、それによって電力が制限されます。

高品質で美しいはんだ付けを行うためには、使用するはんだの銘柄に応じたはんだごての出力とこて先温度を適切に選択する必要があります。私は、はんだごて加熱用の自家製サイリスタ温度コントローラーの回路をいくつか提供しています。これは、価格と複雑さの点で比類のない多くの工業用温度コントローラーをうまく置き換えることができます。

以下の温度コントローラのサイリスタ回路は電気回路網から電気的に絶縁されていないため、回路の通電要素に触れると生命に危険が及ぶことに注意してください。

はんだこて先の温度を調整するには、手動または自動モードで最適なはんだごて先温度を維持するはんだステーションが使用されます。はんだ付けステーションは価格が高いため、家庭の職人が利用できるかどうかは限られています。私自身、手動の無段階温度制御を備えたレギュレーターを開発・製造することで、温度制御の問題を解決しました。温度を自動的に維持するように回路を変更することもできますが、これには意味がありません。ネットワークの電圧は安定しており、部屋の温度も安定しているため、手動調整で十分であることが実践で示されています。。

古典的なサイリスタレギュレータ回路

はんだごての電力調整器の古典的なサイリスタ回路は、私の主な要件の 1 つである、電源ネットワークと電波への放射干渉がないことを満たしていませんでした。しかし、アマチュア無線家にとって、そのような干渉があると、自分の好きなことに完全に取り組むことができなくなります。回路にフィルターを追加すると、設計が大きくなってしまいます。しかし、多くのユースケースでは、このようなサイリスタレギュレータ回路は、たとえば、電力 20 ～ 60 W の白熱灯や加熱装置の明るさを調整するためにうまく使用できます。そこで、この図を提示することにしました。

回路がどのように動作するかを理解するために、サイリスタの動作原理についてさらに詳しく説明します。サイリスタは、開いた状態または閉じた状態の半導体デバイスです。これを開くには、サイリスタの種類に応じて、カソード (図の k で示されている) に対して 2 ～ 5 V の正の電圧を制御電極に印加する必要があります。サイリスタが開いた後（アノードとカソード間の抵抗が 0 になった後）、制御電極を介してサイリスタを閉じることはできません。サイリスタは、アノードとカソードの間の電圧 (図の a と k で示されている) がゼロに近づくまでオープンになります。それはとても簡単です。

古典的なレギュレータ回路は次のように動作します。 AC 電源電圧は、負荷 (白熱電球またははんだごての巻線) を介して、ダイオード VD1 ～ VD4 を使用して作られた整流器ブリッジ回路に供給されます。ダイオードブリッジは、正弦波の法則に従って変化する交流電圧を直流電圧に変換します (図 1)。抵抗器 R1 の中間端子が左端の位置にある場合、その抵抗は 0 になり、ネットワーク内の電圧が増加し始めると、コンデンサ C1 が充電され始めます。 C1 が 2 ～ 5 V の電圧に充電されると、電流は R2 を通って制御電極 VS1 に流れます。サイリスタが開き、ダイオードブリッジが短絡し、最大電流が負荷に流れます (上の図)。

可変抵抗器 R1 のノブを回すと、その抵抗が増加し、コンデンサ C1 の充電電流が減少し、コンデンサの電圧が 2 ～ 5 V に達するまでに時間がかかるため、サイリスタはすぐには開きません。しかし、しばらくしてから。 R1 の値が大きいほど、C1 の充電時間が長くなり、サイリスタが開くのが遅くなり、負荷が受け取る電力は比例して小さくなります。このように、可変抵抗器のノブを回すことによって、はんだごての加熱温度や白熱電球の明るさを制御します。

上は、KU202N サイリスタで作成されたサイリスタレギュレータの古典的な回路です。このサイリスタの制御にはより大きな電流が必要なため（パスポートによると100 mA、実際の電流は約20 mAです）、抵抗R1とR2の値が減少し、R3が削除され、電解コンデンサのサイズが増加します。。回路を繰り返す場合、コンデンサ C1 の値を 20 μF に増やす必要がある場合があります。

最も単純なサイリスタレギュレータ回路

これは、古典的なレギュレータの簡略版であるサイリスタ電力レギュレータの別の非常に単純な回路です。部品点数は最小限に抑えられています。 4 つのダイオード VD1 ～ VD4 の代わりに、1 つの VD1 が使用されます。その動作原理は古典的な回路と同じです。これらの回路の違いは、この温度コントローラ回路での調整がネットワークの正の期間でのみ行われ、負の期間は変化せずに VD1 を通過するため、電力は 50 ～ 100% の範囲でのみ調整できることだけです。はんだこて先の加熱温度を調整する必要はありません。ダイオード VD1 を除くと、電力調整範囲は 0 ～ 50% になります。

R1 と R2 の開回路に KN102A などのダイニスターを追加すると、電解コンデンサ C1 を容量 0.1 mF の通常のものと置き換えることができます。上記の回路に適したサイリスタは、順方向電圧が 300 V を超えるように設計された KU103V、KU201K (L)、KU202K (L、M、N) です。ダイオードも、逆方向電圧が少なくとも 300 V になるように設計されたほぼすべてのものが使用できます。 V.

サイリスタ電力調整器の上記の回路は、白熱電球が取り付けられているランプの明るさを調整するためにうまく使用できます。省エネ電球または LED 電球が取り付けられた電球の明るさを調整することはできません。そのような電球には電子回路が組み込まれており、レギュレータが通常の動作を妨げるだけです。電球がフルパワーで光ったり、ちらついたりするため、早期故障につながる可能性もあります。

この回路は、36 V または 24 V AC の電源電圧でレギュレーションに使用できます。必要なのは、抵抗値を一桁下げて、負荷に適合するサイリスタを使用することだけです。したがって、36 V の電圧で 40 W の電力を持つはんだごては 1.1 A の電流を消費します。

レギュレーターのサイリスタ回路は干渉を発生しません

提示されたはんだごて電力レギュレータの回路と上で提示した回路との主な違いは、すべての過渡プロセスが供給ネットワークの電圧がゼロであるときに同時に発生するため、電気ネットワークへの無線干渉が完全に存在しないことです。

はんだごての温度調節器の開発にあたり、以下のような検討を進めました。回路はシンプルで再現性が高く、コンポーネントは安価で入手可能、高い信頼性、最小限の寸法、100% に近い効率、放射干渉がなく、アップグレードが可能である必要があります。

温度制御回路は次のように動作します。電源ネットワークからの AC 電圧は、ダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 によって整流されます。正弦波信号から、周波数 100 Hz の正弦波の半分として振幅が変化する定電圧が得られます (図 1)。次に、電流は制限抵抗 R1 を通ってツェナーダイオード VD6 に流れます。そこで電圧の振幅は 9 V に制限され、形状が異なります (図 2)。結果として生じるパルスは、VD5 ダイオードを介して電解コンデンサ C1 を充電し、DD1 および DD2 マイクロ回路に約 9 V の電源電圧を生成します。 R2 は保護機能を実行し、VD5 および VD6 の最大可能電圧を 22 V に制限し、回路動作のためのクロックパルスの形成を保証します。生成された信号は R1 から、論理デジタルマイクロ回路 DD1.1 の 2OR-NOT 要素の 5 番ピンと 6 番ピンに供給され、入力信号を反転して短い方形パルスに変換します (図 3)。 DD1 のピン 4 からパルスが D トリガー DD2.1 のピン 8 に送信され、RS トリガーモードで動作します。 DD2.1 は、DD1.1 と同様に、反転および信号生成の機能を実行します (図 4)。

図 2 と図 4 の信号はほぼ同じであることに注意してください。R1 からの信号は DD2.1 のピン 5 に直接適用できるように見えました。しかし研究によると、R1 以降の信号には電源ネットワークからの干渉が多く含まれており、二重整形しないと回路は安定して動作しません。また、空き論理要素があるときに追加の LC フィルターをインストールすることはお勧めできません。

DD2.2 トリガーは、はんだごて温度コントローラーの制御回路を組み立てるために使用され、次のように動作します。 DD2.2 のピン 3 は、DD2.1 のピン 13 から方形パルスを受信し、そのパルスのポジティブエッジで、マイクロ回路の D 入力 (ピン 5) に現在存在するレベルを DD2.2 のピン 1 で上書きします。ピン 2 には逆レベルの信号があります。 DD2.2の動作を詳しく考えてみましょう。ピン 2 が論理 1 であるとしましょう。抵抗 R4、R5 を通じて、コンデンサ C2 は電源電圧まで充電されます。正の降下を伴う最初のパルスが到着すると、ピン 2 に 0 が表示され、コンデンサ C2 はダイオード VD7 を介して急速に放電します。ピン 3 での次の正の降下により、ピン 2 で論理 1 が設定され、抵抗 R4、R5 を介してコンデンサ C2 が充電され始めます。

充電時間は時定数 R5 と C2 によって決まります。 R5 の値が大きいほど、C2 の充電にかかる時間が長くなります。 C2 が電源電圧の半分に充電されるまで、ピン 5 は論理 0 になり、入力 3 での正のパルス降下によってピン 2 の論理レベルは変化しません。コンデンサが充電されるとすぐに、このプロセスが繰り返されます。

したがって、電源ネットワークから抵抗器 R5 によって指定された数のパルスのみが DD2.2 の出力に渡され、最も重要なことは、これらのパルスの変化は電源ネットワークのゼロを経由する電圧遷移中に発生することです。したがって、温度コントローラーの動作による干渉はありません。

DD2.2 マイクロ回路のピン 1 からパルスが DD1.2 インバータに供給され、DD2.2 の動作に対するサイリスタ VS1 の影響を排除します。抵抗 R6 はサイリスタ VS1 の制御電流を制限します。制御電極 VS1 に正の電位が印加されると、サイリスタが開き、はんだごてに電圧が印加されます。レギュレーターを使用すると、はんだごての出力を50〜99%まで調整できます。抵抗R5は可変ですが、はんだごてを加熱するDD2.2の動作による調整が段階的に行われます。 R5 がゼロに等しい場合、電力の 50% が供給され (図 5)、特定の角度で回転すると、すでに 66% になり (図 6)、次に 75% (図 7) になります。このように、はんだごての設計力に近いほど調整がスムーズになり、はんだこて先の温度調整が容易になります。たとえば、40 W のはんだごては 20 ～ 40 W で動作するように構成できます。

温度コントローラーの設計と詳細

サイリスタ温度コントローラーのすべての部品は、グラスファイバー製のプリント基板上に配置されています。この回路は電気ネットワークからガルバニック絶縁されていないため、ボードは電気プラグが付いた以前のアダプターの小さなプラスチックケースに置かれます。可変抵抗器 R5 の軸にはプラスチックのハンドルが取り付けられています。レギュレーター本体のハンドル付近には、はんだごての加熱度合いを調節するのに便利なように、従来の数字の目盛が付いています。

はんだごてから出たコードはプリント基板に直接はんだ付けされます。はんだごての接続を着脱可能にし、温度調節器に他のはんだごてを接続することも可能です。驚くべきことに、温度コントローラーの制御回路で消費される電流は 2 mA を超えません。これは、照明スイッチの点灯回路の LED が消費する量よりも少なくなります。したがって、デバイスの温度条件を確保するために特別な対策は必要ありません。

マイクロ回路 DD1 および DD2 は、176 または 561 シリーズです。ソビエトのサイリスタ KU103V は、たとえば、最大 0.8 A のスイッチング電流向けに設計された最新のサイリスタ MCR100-6 または MCR100-8 に置き換えることができます。この場合、はんだごての加熱を制御することが可能になります。最大 150 W の電力。ダイオード VD1 ～ VD4 は任意であり、少なくとも 300 V の逆電圧と少なくとも 0.5 A の電流向けに設計されています。IN4007 (Uob = 1000 V、I = 1 A) が最適です。パルスダイオード VD5 および VD7。約 9 V の安定化電圧を持つ任意の低電力ツェナーダイオード VD6。任意のタイプのコンデンサ。任意の抵抗、R1 の電力は 0.5 W。

パワーレギュレーターを調整する必要はありません。部品の状態が良好で、取り付けミスがなければ、すぐに動作します。

この回路は何年も前に開発されたもので、当時はコンピューター、特にレーザープリンターが存在していなかったので、私は昔ながらの技術を使用して、2.5 mmのグリッドピッチのチャート紙にプリント基板の図面を作成しました。次に、図面をモーメント接着剤で厚い紙に貼り付け、紙自体をグラスファイバー箔に貼り付けました。次に、自家製のボール盤で穴を開け、将来の導体の経路と、部品をはんだ付けするためのコンタクトパッドを手描きしました。

サイリスタ温度調節器の図面が保存されています。これが彼の写真です。当初、整流ダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 は KTs407 マイクロアセンブリで作成されていましたが、マイクロアセンブリが 2 回破損した後、4 つの KD209 ダイオードに置き換えられました。

サイリスタレギュレータからの干渉レベルを下げる方法

サイリスタ電力レギュレータから電気ネットワークに放射される干渉を減らすために、ワイヤを巻いたフェライトリングであるフェライトフィルタが使用されます。このようなフェライトフィルタは、コンピュータ、テレビ、その他の製品のすべてのスイッチング電源に使用されています。効果的なノイズ抑制フェライトフィルタは、あらゆるサイリスタレギュレータに後付けできます。電気ネットワークに接続するワイヤをフェライトリングに通すだけで十分です。

フェライトフィルタは、干渉源、つまりサイリスタの設置場所にできるだけ近くに設置する必要があります。フェライトフィルタは装置本体の内側と外側の両方に配置できます。巻き数が多いほど、フェライトフィルターによる干渉の抑制効果は高まりますが、電源ケーブルをリングに通すだけで十分です。

フェライトリングは、コンピュータ機器、モニタ、プリンタ、スキャナのインターフェイスワイヤから取り出すことができます。コンピュータのシステムユニットをモニタまたはプリンタに接続するワイヤに注目すると、ワイヤ上の絶縁体が円筒状に厚くなっていることに気づくでしょう。この場所には、高周波干渉用のフェライトフィルターがあります。

プラスチック絶縁体をナイフで切り、フェライトリングを取り外すだけで十分です。あなたやあなたの知人は、インクジェットプリンタや古い CRT モニタからの不要なインターフェイスケーブルを持っているはずです。

サイリスタ電力レギュレータは、日常生活 (アナログはんだ付けステーション、電気加熱装置など) と生産現場 (強力な発電所の起動など) の両方で使用されます。家庭用電化製品では、通常、単相レギュレータが設置されますが、産業用設備では、三相レギュレータがより多く使用されます。

これらのデバイスは、位相制御の原理に基づいて動作して負荷の電力を制御する電子回路です (この方法については後で詳しく説明します)。

位相制御の動作原理

このタイプの調整原理は、サイリスタを開くパルスが特定の位相を持つことです。つまり、半サイクルの終わりから遠ざかるほど、負荷に供給される電圧の振幅は大きくなります。下の図では、逆のプロセスが示されており、パルスが半サイクルのほぼ終わりに到着します。

グラフは、サイリスタが閉じている時間 t1 (制御信号の位相) を示しています。ご覧のとおり、サイリスタは正弦波の半サイクルのほぼ終わりに開き、その結果、電圧振幅は最小になります。したがって、デバイスに接続されている負荷の電力はわずかになります (最小値に近くなります)。次のグラフに示されているケースを考えてみましょう。

ここでは、サイリスタを開くパルスが半サイクルの中央にあることがわかります。つまり、レギュレータは最大可能電力の半分を出力します。最大電力に近い状態での動作を次のグラフに示します。

グラフからわかるように、パルスは正弦波の半サイクルの開始時に発生します。サイリスタが閉状態にある時間 (t3) はわずかであるため、この場合、負荷の電力は最大値に近づきます。

三相電力レギュレータも同じ原理で動作しますが、電圧振幅を 1 つではなく 3 つの相で同時に制御することに注意してください。

この制御方法は実装が簡単で、公称値の 2 ～ 98% の範囲で電圧振幅を正確に変更できます。これにより、電気設備のスムーズな電力制御が可能になります。このタイプのデバイスの主な欠点は、電気ネットワーク内で高レベルの干渉が発生することです。

ノイズを低減する別の方法は、AC 電圧の正弦波がゼロを通過するときにサイリスタをスイッチングすることです。このような電力レギュレータの動作は、次のグラフで明確にわかります。

指定:

A – 交流電圧の半波のグラフ。
B – サイリスタは最大電力の 50% で動作します。
C – 66% でのサイリスタの動作を示すグラフ。
D – 最大値の 75%。

グラフからわかるように、サイリスタは半波の一部ではなく半波を「遮断」するため、干渉レベルが最小限に抑えられます。この実装の欠点は、スムーズな調整が不可能であることですが、慣性の高い負荷 (さまざまな加熱要素など) の場合、この基準は主要な基準ではありません。

ビデオ: サイリスタ電力レギュレータのテスト

シンプルな電力調整回路

この目的のために、アナログまたはデジタルはんだステーションを使用して、はんだごての出力を調整できます。後者は非常に高価であり、経験がなければ組み立てるのは簡単ではありません。一方、アナログデバイス (本質的には電力レギュレータ) を自分の手で作成するのは難しくありません。

これは、はんだごての電力を調整できるサイリスタを使用したデバイスの簡単な図です。

図に示されている放射性元素:

VD – KD209 (または同様の特性)
VS-KU203V または同等品。
R 1 – 公称値 15 kOhm の抵抗。
R 2 – 可変抵抗器 30 kΩ;
C – 公称値 4.7 μF、電圧 50 V 以上の電解タイプの静電容量。
R n – 負荷 (この場合ははんだごてです)。

このデバイスは正の半サイクルのみを調整するため、はんだごての最小電力は定格電力の半分になります。サイリスタは、2 つの抵抗と 1 つの静電容量を含む回路を通じて制御されます。コンデンサの充電時間 (抵抗 R2 によって調整されます) は、サイリスタの「開放」の持続時間に影響します。以下にデバイスの動作図を示します。

写真の説明：

グラフ A – 0 kΩ に近い抵抗 R2 で負荷 Rn (はんだごて) に供給される交流電圧の正弦波を示します。
グラフ B – 抵抗 R2 が 15 kΩ のはんだごてに供給される電圧の正弦波の振幅を表示します。
グラフ C からわかるように、最大抵抗 R2 (30 kOhm) では、サイリスタの動作時間 (t 2) が最小になります。つまり、はんだごては公称電力の約 50% で動作します。

デバイスの回路図は非常にシンプルなので、回路設計にあまり精通していない人でも自分で組み立てることができます。このデバイスが動作するときは、人命に危険な電圧が回路内に存在するため、すべての要素を確実に絶縁する必要があることに注意する必要があります。

すでに上で説明したように、位相調整の原理に基づいて動作するデバイスは、電気ネットワーク内で強い干渉の原因となります。この状況から抜け出すには 2 つのオプションがあります。

レギュレーターは干渉なく動作

以下は、半波を「遮断」するのではなく、一定量の半波を「遮断」するため、干渉を生じない電力レギュレータの図です。このようなデバイスの動作原理については、「位相制御の動作原理」のセクションで説明しました。つまり、サイリスタをゼロに切り替えることです。

前のスキームと同様に、電力調整は 50% から最大値に近い値までの範囲で行われます。

デバイスで使用される放射性元素のリストと、それらを交換するためのオプション:

サイリスタ VS-KU103V;

ダイオード:

VD 1 -VD 4 – KD209 (原則として、300V を超える逆電圧と 0.5A を超える電流を許容する任意のアナログを使用できます); VD 5 および VD 7 – KD521 (任意のパルス型ダイオードを取り付け可能); VD 6 – KC191 (9Vの安定化電圧を持つアナログを使用できます)

コンデンサ:

C 1 – 容量 100 μF の電解タイプ、少なくとも 16 V の電圧向けに設計されています。 C2 – 33H; C3 – 1μF。

抵抗器:

R 1 および R 5 – 120 kΩ; R 2 -R 4 – 12 kΩ; R6 – 1キロオーム。

チップ:

DD1 – K176 LE5 (または LA7); DD2 –K176TM2。あるいは、561 シリーズのロジックを使用することもできます。

R n – 負荷として接続されたはんだごて。

サイリスタ電力レギュレータの組み立て時にエラーが発生しなかった場合、デバイスはスイッチをオンにするとすぐに動作を開始します。設定は必要ありません。はんだこて先の温度を測定できるので、抵抗R5の目盛りを段階的に作ることができます。

デバイスが動作しない場合は、無線要素の正しい配線を確認することをお勧めします (これを行う前にネットワークから切断することを忘れないでください)。

サイリスタ電圧レギュレータは、電気モーターの速度とトルクを調整するように設計されたデバイスです。回転速度とトルクの調整は、モーターのステーターに供給する電圧を変えることによって行われ、サイリスターの開き角を変えることによって行われます。この電動機の制御方法を位相制御といいます。この方法はパラメトリック（振幅）制御の一種です。

これらは、クローズド制御システムとオープン制御システムの両方で実行できます。開ループ調整器は満足のいく速度制御を提供しません。その主な目的は、動的プロセスにおいてドライブの望ましい動作モードを得るためにトルクを調整することです。

単相サイリスタ電圧レギュレータの電源部分には 2 つの制御されたサイリスタが含まれており、入力での正弦波電圧により負荷での電流が 2 方向に流れるようにします。

クローズド制御システムを備えたサイリスタレギュレータ原則として、負の速度フィードバックを使用して使用されます。これにより、低速ゾーンでドライブのかなり剛性の高い機械的特性を得ることができます。

最も効果的な使い方サイリスタレギュレータ速度とトルクの制御に。

サイリスタレギュレータの電源回路

図では、図１のａ〜ｄは、レギュレータの整流素子を単相で接続するための可能な回路を示している。それらの中で最も一般的なのは、図 1 の図です。あらゆる固定子巻線接続方式で使用できます。連続電流モードでのこの回路の負荷を流れる許容電流 (rms 値) は次のようになります。

どこ It - サイリスタを流れる電流の許容平均値。

サイリスタの最大順電圧および逆電圧

どこ k zap - 回路内で起こり得るスイッチング過電圧を考慮して選択された安全率。 - ネットワークの線間電圧の実効値。

米。 1. サイリスタ電圧調整器の電源回路図。

図の図では、 1bでは、制御されていないダイオードのブリッジの対角線に接続されたサイリスタが1つだけあります。この回路の負荷とサイリスタ電流の関係は次のとおりです。

制御されていないダイオードは、サイリスタの半分の電流で選択されます。サイリスタの最大順電圧

サイリスタの逆電圧はゼロに近くなります。

図のスキーム。図 1、b は図 1 の図といくつかの違いがあります。１、制御システムの構築について。図の図では、各サイリスタへの制御パルスは電源ネットワークの周波数に従う必要があります。図の図では、図１ｂでは、制御パルスの周波数は２倍である。

図のスキーム。図1のcは2つのサイリスタと2つのダイオードで構成されており、サイリスタの制御能力、負荷、電流、最大順方向電圧の点で図1の回路と同様です。 1、a.

この回路の逆電圧は、ダイオードの分路効果によりゼロに近くなります。

図のスキーム。図1、サイリスタの電流と最大順方向電圧および逆方向電圧の点でのgは、図の回路と同様です。 1、a. 図のスキーム。図１において、ｄは、サイリスタの制御角の必要な変化範囲を確保するための制御システムの要件で考慮されるものとは異なる。角度がゼロ相電圧から測定される場合、図の回路では次のようになります。 1、a-c の関係は正しいです

どこ φ - 負荷位相角。

図の図の場合、 1、d の場合、同様の関係は次の形式になります。

角度変更の範囲を増やす必要があるため、事態は複雑になります。図のスキーム。図 1 の d は、固定子巻線が中性線なしで星型に接続されている場合と、直線状のワイヤに整流素子を含めて三角形に接続されている場合に使用できます。指定されたスキームの適用範囲は、非可逆電気ドライブと、逆接点を備えた可逆電気ドライブに限定されます。

図のスキーム。 4-1 の d は、図の図と性質が似ています。 1、a. ここでのトライアック電流は負荷電流に等しく、制御パルスの周波数は電源電圧の周波数の 2 倍に等しくなります。トライアックに基づく回路の欠点は、du/dt および di/dt の許容値が従来のサイリスタの許容値よりも大幅に低いことです。

サイリスタレギュレータの場合、最も合理的な図は図 1 にあります。 1 ですが、2 つの連続したサイリスタが付いています。

レギュレータの電源回路は、図に示すように、モータの 2 相と 1 相の 3 相すべてに接続された逆並列サイリスタ (対称三相回路) で構成されています。それぞれ1、f、g、h。

クレーンの電動駆動装置に使用されるレギュレータでは、図に示す対称接続回路が最も普及しています。これは、高調波電流による損失が最も少ないことを特徴としています。 4 個および 2 個のサイリスタを備えた回路におけるより高い損失値は、モーター位相の電圧の非対称性によって決まります。

PCTシリーズサイリスタレギュレータの基本技術資料

PCT シリーズのサイリスタレギュレータは、巻線ロータを備えた非同期モータのステータに供給される電圧を (所定の法則に従って) 変更するためのデバイスです。 PCTシリーズのサイリスタレギュレータは、対称三相スイッチング回路に従って作られています（図1、e）。このシリーズのレギュレータをクレーン電気駆動装置に使用すると、10:1 の範囲で回転速度を調整したり、始動時と制動時のダイナミックモードでエンジントルクを調整したりすることができます。

PCT シリーズのサイリスタレギュレータは、100、160、320 A (最大電流はそれぞれ 200、320、640 A) の連続電流と 220、380 V AC の電圧向けに設計されています。このレギュレータは、共通のフレーム上に組み立てられた 3 つの電源ブロック (連続サイリスタの相数に応じて)、電流センサーのブロック、および自動化ブロックで構成されます。パワーブロックは、引き抜きアルミニウムプロファイルで作られたクーラーを備えたタブレットサイリスタを使用します。空冷は当然です。自動化ユニットは、レギュレータのすべてのバージョンで同じです。

サイリスタレギュレータは保護等級 IP00 で作られており、TA および TCA シリーズのコントローラと設計が似ている TTZ タイプの磁気コントローラの標準フレームに取り付けることを目的としています。 PCTシリーズレギュレータの外形寸法と重量を表に示します。 1.

表1 PCTシリーズボルテージレギュレータの寸法と重量

TTZ 磁気コントローラには、モータを逆転させるための方向コンタクタ、ローター回路コンタクタ、およびコマンドコントローラとサイリスタレギュレータの間で通信する電気ドライブのその他のリレー接点要素が装備されています。レギュレータ制御システムの構造は、図に示す電気ドライブの機能図から見ることができます。 2.

三相対称サイリスタブロック T は、SFU 位相制御システムによって制御されます。レギュレータ内のコマンドコントローラ KK の助けを借りて、BZS の速度設定は、BZS ブロックを通じて時間の関数として変更され、ローター回路内の加速コンタクタ KU2 が制御されます。タスク信号と TG タコジェネレータの差は、アンプ U1 と US によって増幅されます。論理リレーデバイスは超音波アンプの出力に接続されており、2 つの安定状態があります。1 つは順方向コンタクター KB をオンにすることに対応し、2 つ目は逆方向コンタクター KN をオンにすることに対応します。

論理デバイスの状態変化と同時に、制御回路制御回路内の信号が反転する。整合アンプ U2 からの信号は、TO 電流制限ユニットから来て SFU の入力に供給されるモーター固定子電流の遅延フィードバック信号と加算されます。

BL ロジックブロックは、電流センサーブロック DT および電流存在ブロック NT からの信号にも影響され、電流が流れる方向へのコンタクターのスイッチングを禁止します。 BL ブロックは、回転速度安定化システムの非線形補正も実行し、ドライブの安定性を確保します。レギュレータは、昇降機構や移動機構の電気駆動装置に使用できます。

PCT シリーズのレギュレータは電流制限システムを採用しています。サイリスタを過負荷から保護し、ダイナミックモードでモータートルクを制限するための電流制限レベルは、レギュレータの定格電流の 0.65 から 1.5 までスムーズに変化します。過電流保護の電流制限レベルは 0.9 から 1.5 までです。レギュレーターの定格電流は2.0です。保護設定の幅広い変更により、出力が約 2 倍異なるモーターでも同じ標準サイズのレギュレータを確実に動作させることができます。

米。 2. PCTタイプのサイリスタレギュレータを備えた電気駆動装置の機能図：KK - コマンドコントローラ。 TG - タコジェネレーター。 KN、KB - 方向性接触器。 BZS - 速度設定ユニット。 BL - ロジックブロック。 U1、U2。超音波 - 増幅器; SFU - 位相制御システム。 DT - 電流センサー。 IT - 現在の可用性ブロック。 TO - 電流制限ユニット。 MT - 保護ユニット。 KU1、KU2 - 加速接触器。 CL - リニアコンタクタ: R - スイッチ。

米。 3. サイリスタ電圧調整器 PCT

電流存在システムの感度は、相内の電流の実効値の 5 ～ 10 A です。このレギュレータは、ゼロ、スイッチング過電圧、少なくとも 1 つの相 (IT および MT ユニット) での電流損失、無線受信の干渉に対する保護も提供します。 PNB 5M タイプの速断ヒューズは、短絡電流に対する保護を提供します。