החלפת מתח רשת באמצעות triacs. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / שעונים, טיימרים, ממסרים, מתגי עומס

 הערות למאמר

בתרגול רדיו חובבני, לעתים קרובות יש להתמודד עם הבעיה של החלפת מתח AC. בעבר השתמשו בממסרים אלקטרומגנטיים להפעלה וכיבוי של עומס הרשת, אך כפי שהראה הזמן, זו לא השיטה האמינה ביותר: מגעי הממסר רגישים מאוד לבלאי, במיוחד בשימוש במעגלי AC ובמיוחד עם עומס אינדוקטיבי . יתר על כן, כדי להפעיל צרכנים חזקים, יש צורך בממסרים גדולים עם זרם בקרה משמעותי בפיתול.

למרבה המזל, בסיס האלמנטים המודרני מאפשר להשתמש רק במכשירי מוליכים למחצה, ללא שימוש במכשירים אלקטרומכניים. לכן, זה מאוד נוח להחליף עומסי רשת שונים באמצעות triacs. התקני מוליכים למחצה אלו מאפשרים, בהשפעת הספקי שליטה בסדר גודל של 40-50 mW, להעביר עומס רשת של עד עשרות קילוואט (תלוי בסוג המכשיר). לאחר מכן, נשקול את פתרונות המעגל הנוחים ביותר לשליטה בטריאקים. העקרונות הכלליים של שליטה בטריאק זהים בקירוב לאלו של תיריסטורים רגילים: אם זרם ישר של כמה עד עשרות מיליאמפר זורם דרך אלקטרודת הבקרה לתוך הקתודה של התיריסטור, אז ברגע שהפרש פוטנציאל של כ-1.2- 1.5V נוצר בין האנודה והקתודה של התיריסטור, הוא נפתח ונשאר במצב פתוח עד שהזרם דרכו יורד לכמעט אפס (ליתר דיוק, לזרם האחזקה).

קצת יותר קשה לפתוח את הטריאק, מכיוון שהקוטביות של מתח הבקרה ביחס ל"קתודה" (לא מחוברת לגוף המוצא) חייבת להיות זהה לקוטביות המתח על האנודה (הגוף) של ה- התקן. כתוצאה מכך, אם משתמשים בטריאק כדי להחליף מתח מתח חילופין, אז התקן הבקרה חייב להיות מסוגל לייצר מתח בקרה לסירוגין, וזה די בעייתי בעת שימוש בהתקני בקרה על IC לוגיים. אחד הפתרונות לבעיה זו הוא שימוש במצמד אופטו. הזרם דרך LED המצמד האופטו יכול להיות באותו כיוון כל הזמן, וכיוון הזרם דרך הנגד הפוטו ישתנה עם כל חצי מחזור של מתח הרשת, מה שמבטיח את פתיחת הטריאק. אם המצמד האופטו הוא דיודה או טרנזיסטור, יש להשתמש בשניים מהם כדי לשלוט בטריאק אחד.

איור.1. בקרת טריאק עם מצמד אופטו

אני גם לא יכול שלא להזכיר אופטוטיריסטורים. בית אחד מכיל תיריסטור ונורית LED. אבל, למרבה הצער, מסיבה כלשהי הם לא מייצרים אופטרוסימיסטורים, אלא זהו למעשה ממסר "בורגני" של מצב מוצק - מכשיר אידיאלי להחלפת מתח רשת. אז, באמצעות אופטוטיריסטורים, אתה יכול גם להחליף את מתח החשמל די בקלות (איור 2)

איור 2. מיתוג מתח רשת באמצעות אופטוטיריסטורים

ניתן לשלוט על הטריאק גם על ידי פולסים: מתח הבקרה קיים על אלקטרודת הבקרה למשך 5-50 מיקרומטר בלבד, כרגע מתח הרשת מתחיל לעלות לאחר שעבר דרך 0. יתרה מכך, על ידי שינוי מיקום הזמן של פולס הבקרה בתוך 0-10 אלפיות השנייה ביחס לתחילת כל חצי מחזור, ניתן לכוונן את ההספק, לספק לעומס בטווח שבין 100 ל-0 אחוזים. בקרת דופק מאפשרת גם להפוך את מכשיר הבקרה לחסכוני יותר, ושימוש בשנאי פולסים יאפשר גם בידוד גלווני של הרשת ושל מכשיר הבקרה. לשימוש בשנאים יש יתרון נוסף: עקב נחשולי אינדוקציה עצמית בהשפעת דופק חד-קוטבי, נוצרת חבילה קצרה של תנודות קוטביות מובלו במהירות, שונות באופן טבעי, הפותחת בקלות כל טריאק. אם המכשיר המתוכנן לא נועד לווסת את הכוח, אלא צריך רק להפעיל/לכבות את עומס הרשת, ייתכן שפולסי הבקרה לא יהיו מסונכרנים עם מעבר מתח הרשת דרך 0.

מספיק רק לספק אותם לאלקטרודת הבקרה של הטריאק בתדר גבוה מספיק כך שבתנאים הכי לא נוחים, המתח בטריאק הסגור לא יספיק לעלות ליותר מכמה וולטים לפני דופק הבקרה מגיע. בשיטת בקרה זו, באופן מוזר, רמת ההפרעות המוכנסת לרשת נמוכה משמעותית מאשר בקרה מסונכרנת. תרשים מעשי של מתג מתח רשת, שבו נעשה שימוש בעקרון המתואר לעיל, מוצג באיור 3.

איור 3. תרשים סכמטי של מתג טריאק עם בקרת דופק

שנאי T1 מיוצר על טבעת פריט בגודל 1000-2000 NM K10X6X4 ומכיל שני פיתולים זהים של כ-50 סיבובים כל אחד. חוט לליפוף בבידוד אמייל בקוטר 0,1-0,2 מ"מ. הבידוד ההדדי של הפיתולים הוא יסודי מאוד! השלב של הפיתולים הוא אדיש, ​​שכן, הודות לדיודה VD2, פולסים רב קוטביים מושרים על הפיתול המשני. על ידי בחירת הנגד R2, משך דופק הבקרה מותאם. ככל שהוא קטן יותר, צריכת הזרם של מכשיר הבקרה נמוכה יותר, אך עם דופק קצר מאוד, לא לכל התיריסטורים יש זמן להיפתח, לכן, אם יש צורך ביעילות מוגברת, יהיה צורך לבחור R2 בגבול הפתיחה הברורה של הטריאק. אפשר להפחית את הזרם הנצרך על ידי מערכת הבקרה לפחות מ-10 mA, וזה מאוד נוח בעת שימוש בספקי כוח עם נטל קיבולי.

באמצעות מעגל הבקרה המוצג באיור 3, ניתן להפעיל את עומס הרשת באמצעות זוג תיריסטורים קונבנציונליים, אתה רק צריך להשלים את השנאי בפיתול דומה אחר, ולהחליף את הטריאק עם תיריסטורים, כמו באיור 4. אתה יכול גם להשתמש בתיריסטור אחד, אבל לכלול אותו באלכסון של גשר דיודה בעוצמה המתאימה.

איור.4. החלפת טריאק

כיום, רכיבים אלקטרוניים רבים מתוצרת חוץ הפכו זמינים לחובבי רדיו. יש ביניהם גם טריאקים, שהם מושלמים להפעלה/כיבוי של עומסי רשת. הנגישים והנפוצים ביותר כיום הם טריאקים המיוצרים על ידי פיליפס, מסוגים BT134-500 ו-BT136-500. מכשירים אלו מיוצרים במארזים מפלסטיק: BT134 - כמו הטרנזיסטורים KT815, אך ללא חור, ו-BT136 - כמו הטרנזיסטורים KT805, עם אוגן הרכבה.

לדברי המוכרים, BT134 מיועד לזרם של 6A, ו-BT136 - 12A, אך באתרים רבים ניתן לראות ששני הטריאקים מיועדים לזרם של לא יותר מ-4A ויכולים לעמוד במתח של 500 V כשהם סגורים. לרוע המזל, המחבר לא הצליח לראות את התיעוד מאתר פיליפס, מכיוון שכל המסמכים הם PDF, ואין צופה לגרסאות העדכניות ביותר תחת DOS. מאפיין ייחודי של הטריאקים הללו הוא לא כל כך גודלם הקטן (לבית TS106-10-... בפלסטיק יש את אותם הבתים), אלא האופן שבו הם נשלטים: הטריאקים הללו נפתחים על ידי מתח בקרה בעל קוטביות שלילית בכבוד ל"קתודה" בכל כיוון של זרם דרך טריאק. וזה מאפשר לך לנטוש את השימוש במצמדים אופטיים ושנאי פולסים תואמים.

מעגל מעשי של המתג יחד עם ספק כוח קבלים מוצג באיור 5.

איור.5. תרשים סכמטי של מפסק באמצעות טריאקים מיובאים

צריכת הזרם של מכשיר הבקרה במצב "כבוי" היא 1.2 mA, ובמצב "מופעל" - 5 mA, מה שאפשר להשתמש בקבל קטן מאוד של 0,2 μF 400 V באספקת החשמל. (איור 5) הוא למעשה הבסיס למכשירים אלקטרוניים רבים, מכיוון שעל שלושה אלמנטים לוגיים DD1 בחינם אתה יכול להרכיב הרבה דברים מעניינים. באיור. 6(א) מציג תרשים של מהבהב, 6(ב) - ממסר צילום, 6(ג) - מכשיר אוטומטי להפעלה/כיבוי של המשאבה כאשר החיישן E1 נוגע במשטח המים, 6(ד) - א ממסר זמן. זה די קל ליישם מתג מגע (איור 7).

איור 6. עיצובים על אלמנטים לוגיים IC K561TL1

איור 7. תרשים סכמטי של מתג המגע

נכון, בעת בניית גנרטורים על אלמנטים לוגיים, בעת שימוש בחיווי אור, צריכת הזרם עשויה לעלות, ואז יהיה צורך להגדיל את הקיבול C1. זה די פשוט לבחור את הקיבולת הנדרשת: בכל מצבי ההפעלה של המכשיר, הזרם נמדד דרך דיודת הזנר; הוא צריך להיות לפחות 1-2 mA ולא יותר מ-30 mA. הקיבול הנפוץ ביותר בשימוש C1 הוא 0.47 או 0.68 µF * 400V. עוצמת העומס המופעל על ידי המכשירים הנדונים במאמר זה תלוי רק בסוג הטריאק (תיריסטורים) ובעובי החוטים :-) ראה טבלה 1.

טבלה 1. כוח עומס מותר עבור סוגים שונים של טריאקים ותיריסטורים

הטבלה מציגה גם את המידות המשוערות של גופי הקירור. באופן כללי, אם לוקחים בחשבון את ירידת המתח על פני טריאק פתוח, שהיא בערך 1 V, אנו יכולים להניח שההספק המופץ על ידי הטריאק שווה מספרית לזרם העובר דרכו. כדי לפזר כוח כזה, אתה צריך גוף קירור עם שטח זהה לצלחת מרובעת, עם צד זהה מספרית בסנטימטרים להספק המתפזר. המאמר אינו מספק נתונים ודיאגרמות לגבי השימוש ב-KU208G triacs. זה לא מקרי, מכיוון שהטריאקים האלה הראו את הביצועים הגרועים ביותר שלהם ולא עבדו בצורה אמינה באף מכשיר.

לדגימות רבות של KU208G משנות ייצור שונות היה זרם גבוה באופן בלתי מקובל במצב סגור, ולאחר שהייה ארוכה במתח, במצב סגור הן התחממו מאוד ואז התרחשה התמוטטות. אולי צריך לכלול אותם בדרך מיוחדת?

אני גם רואה את חובתי להזכיר לחובבי רדיו על בטיחות חשמל, שכן לרבים מהמעגלים הנ"ל יש חיבור גלווני לרשת! אל תדחף את מזלך ותנתק מכשירים לפני שנכנסים אליהם עם מלחם.

ספרות

1. Zamyatin V. Thyristors // לעזור לחובב הרדיו: אוסף. נושא. 110 עמ'. 49
2. semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/BT134_SERIES_1.pdf

מחבר: אנדריי שרי

ראה מאמרים אחרים סעיף שעונים, טיימרים, ממסרים, מתגי עומס.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון חצי הכדור הצפוני עומד בפני הקיץ החם ביותר מזה 600 שנה 20.04.2013 על פי מחקר של מדעני הרווארד, בקיץ בחצי הכדור הצפוני של כדור הארץ הוא הרבה יותר חם מאשר ב-6 המאות הקודמות. כדי להבין את מגמות האקלים הנוכחיות, מדענים פיתחו מודל סטטיסטי של הטמפרטורה הארקטית וכיצד היא קשורה למאפיינים של דגימות שנלקחו מעצים, קרח ומשקעי אגמים. מחקרים הראו שחודשי הקיץ החמים ביותר בשני העשורים האחרונים שוברים את כל השיאים והם חסרי תקדים בשש המאות האחרונות. נתונים אלה מבוססים על השחזור הטוב ביותר של 600 שנות היסטוריית טמפרטורות עד כה. הוא מספק הזדמנות להבין האם חריגות אקלימיות, כמו גל החום בקיץ ב-2010, הן סימן לשינויים עתידיים באקלים של כדור הארץ. עד כה, סטטיסטיקות טמפרטורות אמינות היו זמינות רק לתקופה של עד לפני 100 שנים, מה שלא מספיק למסקנות מדויקות. מדענים יודעים כעת שהקיצים של 2005, 2007, 2010 ו-2011 היו חמים יותר מהקיצים לפחות ב-95% מהשנים שלפני כן. בנוסף, ב-100 השנים האחרונות חלה קצב עלייה גבוה בטמפרטורת הקיץ, אשר בכל זאת נשארת קבועה ואינה עולה בפתאומיות. אירועים כמו הקיץ החם ב-2010 עולים בקנה אחד עם העלייה בטמפרטורת הקיץ הממוצעת. מסתבר שחריגות טמפרטורה לא היו אירוע ייחודי - עם עלייה בטמפרטורה הממוצעת, ההסתברות לאירועי קיצון תגדל כל הזמן. נכון לעכשיו, מדענים עובדים כדי לשפר את הרזולוציה של המודל שלהם, כלומר, הם אוספים נתונים לא רק על טמפרטורות עונתיות, אלא גם על שבועיות ואפילו יומיות. זה יהפוך את המודל הסטטיסטי למדויק עוד יותר ויעזור למצוא מגמות אקלים במרווחי זמן קצרים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ גלים אקוסטיים לטיפול בפציעות שרירים

▪ אוהל אנטי חמצן

▪ קפה והתקרחות

▪ תודעתם של הקשישים תישמר על ידי משחקי מחשב

▪ צוללת חשמלית לתיירים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר פלאי הטבע. בחירת מאמרים

▪ מאמר עיניים שחורות, עיניים נלהבות! ביטוי עממי

▪ מאמר כמה מהר צומח שיער? תשובה מפורטת

▪ מאמר הולי הולי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר פנס LED מהמחשבון. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מה יותר קר? ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024