Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
Обычно для переключения симистора, рассчитанного на ток до 25 А,
достаточен пусковой ток 20 мА, и одним из простейших примеров его
применения является "твердотельное реле", в котором небольшой пусковой
ток используется для управления большим током нагрузки (рис. 9.45). В
качестве ключа SW1 могут быть геркон, чувствительное термореле или любая
контактная пара, рассчитанная на 50 мА; ток в цепи нагрузки
ограничивается только параметрами симистора. Полезно отметить, что
резистор Л, в цепи запуска находится под напряжением сети только в
моменты включения симистора; как только симистор включается, разность
потенциалов на резисторе Л, падает до величины около одного вольта, так
что достаточен полу-ваттный резистор.
Весьма распространенными применениями симистора являются регулятор
яркости для лампы или управление скоростью вращения мотора. На рис.
Управление мощностью с помощью тиристоров, транзисторов и симисторов 245
Рис. 9.45. Простое "твердотельное реле" на симисторе.
9 46 показана такая схема. Временное положение запускающих импульсов
устанавливается ЛС-фазовращателем; потенциометром Л2 регулируют яркость
лампы, тогда как резистор Л, просто ограничивает ток, когда потенциометр
установлен в положение с минимальным сопротивлением. Сами импульсы
запуска формируются динистором, то есть двунаправленным триггерным
диодом. Динистор можно представить себе как маломощный тиристор без
управляющего электрода с низким напряжением лавинного пробоя (около 30
В). Когда разность потенциалов на конденсаторе С, достигает уровня пробоя
в динисторе, мгновенный импульс разряда конденсатора включает си-мистор.
Рис. 9.46. Простейшая схема регулировки яркости лампы на симисторе с
фазовым управлением.
Легко сделать автоматический фотоэлектрический выключатель лампы,
присоединив параллельно конденсатору С, фотоэлемент ORP12 (светозависимый
резистор). Сопротивление фотоэлемента в темноте велико, порядка 1 МОм, но
при дневном свете оно падает до нескольких килоом так, что симистор не
может поджечься и лампа выключена. Если в автоматическом выключателе
ручная регулировка не требуется, то резистор R2 можно заменить на
короткое замыкание.
На рис. 9.47 показано, как симистор управляет мощностью в нагрузке,
отрезая начальную часть каждого полупериода. Длительность пропущенной
246 Источники питания и управление мощностью
части зависит от запаздывания пускового импульса по фазе, которое
определяется сопротивлением Л,+Л2 и емкостью С,. В простейшей схеме
управления на рис. 9.46 фазовый сдвиг не может быть больше 90°, так как
используется только одна Л С-цепочка. Поэтому такая схема является плохим
регулятором при малой мощности, поскольку в нем могут происходить
неожиданные скачки от выключенного состояния к полной мощности.
Более совершенная схема приведена на рис. 9.48; включение дополнительной
ЛС-цепочки (Л3С3) дает больший фазовый сдвиг для лучшего управления при
малой мощности. Дальнейшие усовершенствования состоят во введении
следующих элементов: (а) демпфера с постоянной времени Л4С4 для
предотвращения ошибочных переключений от противо-э.д.с. индуктивной
нагрузки и (b) радиочастотного фильтра LXCX для подавления помех.
Последний элемент всегда следует вводить в симисторную или тиристорную
схему, работающую по принципу "отсекания части колебания", поскольку
быстрые включения и выключения могут создавать серьезные радиопомехи в
питающей сети.
Полная . мощность
:VAW
*|Г\ Г\Г\ Г\ Ь Г\
К г v Г\ Г\ Г\ К
[/ Время "
Рис. 9.47. Форма напряжения на нагрузке в симисторном регуляторе при
постепенном увеличении фазового сдвига.
Имеется большое число различных симисторов и тиристоров. Как и в случае
выпрямительных диодов, для того, чтобы выбрать прибор с нужными
номинальными напряжением и током, можно обратиться к каталогам и
справочным данным.
Большинство производителей выпускают подходящие динисторы, но
Управление мощностью с помощью тиристоров, транзисторов и симисторов 247
L\ 100 мкГи
Рис. 9.48. Симисторный регулятор мощности с широким диапазоном
регулировки и встроенным подавлением помех.
имеются также приборы, называемые quadrac, в которых объединены симистор
и динистор.
На рис. 9.49 показаны корпуса и цоколевка распространенных симисторов.
Если симистор должен использоваться на полную допустимую мощность, то его
необходимо закрепить на теплоотводе.
Подавление радиочастотных помех, создаваемых симисторными или
тиристорными регуляторами с фазовым управлением, становится более трудным
и дорогим при больших значениях тока нагрузки. В электрических
нагревателях и в других нагрузках с большой инерционностью можно
уменьшить помехи, пропуская каждый раз целое число полупериодов. Это
позволяет избежать скачкообразных изменений тока, которые и вызывают
радиочастотные помехи. Такой способ называется прерывистым запуском или
управлением с целым числом периодов. Этот способ, как правило, не
подходит для управления яркостью лампы из-за мерцания. Для осуществления
