 |
|||||
Copyright
© Авторский
сайт Кравцова Виталия |
|||||
|
Фазовые регуляторы напряжения для активной нагрузки
Фазовые регуляторы напряжения очень широко распространены в быту, достаточно вспомнить многочисленные светильники с регулировкой яркости ламп. Среди огромного количества разных конструкций в основе, с небольшими вариациями, лежат 4 основные схемы, представленные на рисунках № № 1 - 4.
Схема на рис.1 является наиболее распространённой в различных зарубежных бытовых приборах, как самая простая и надёжная, а у нас в стране наибольшую популярность получила схема на рис. 2, в которой, обычно, использовались тиристоры КУ202Н. Почти не отстаёт по популярности схема на рис. 3 - хотя и более сложная, чем предыдущая, зато не содержащая относительно дефицитного динистора и гораздо реже использовалась схема на рис. 4 из-за малой распространённости однопереходных транзисторов. Все рассмотренные конструкции очень просты, надёжны, прекрасно регулируют напряжение, но не лишены недостатков, из-за которых не переводятся энтузиасты предложить свои схемы, пусть и более сложные. Главной проблемой выше приведённых схем является инверсная зависимость фазового угла от уровня питающего напряжения, т.е. при падении напряжения в сети фазовый угол открытия тиристора или симистора увеличивается, что приводит к непропорциональному снижению напряжения на нагрузке. Небольшое снижение напряжения вызовет заметное уменьшение яркости ламп и наоборот. Если в питающей сети имеются небольшие пульсации, например от работы сварочного аппарата, мерцание ламп станет гораздо заметнее. Избавиться от этой неприятности помогают схемы, у которых работа фазосдвигающего узла не связана с уровнем напряжения в сети. Ещё лучше работают схемы с прямой зависимостью фазового угла от уровня питающего напряжения, т.е. при снижении напряжения фазовый угол пропорционально уменьшается, что вызывает стабилизацию действующего напряжения на нагрузке, но эти схемы несколько сложнее. Выше рассмотренные схемы на рис.1 и рис.2 обладают самой большой инверсной фазовой чувствительностью, несколько лучше работают схемы на рис.3 и рис.4 , но и они не лишены недостатков. Ещё одной проблемой этих схем является ограниченный диапазон регулировки выходного напряжения - невозможно регулировать напряжение до 100% из-за наличия "ступеньки" срабатывания порогового узла, запускающего тиристор или симистор. Исключить фазовую зависимость можно разными путями: чаще всего используется узел, содержащий генератор пилообразного напряжения, синхронизированный с переходом через "ноль" полуволн сетевого напряжения и компаратор для получения задержанного импульса запуска. Компаратор сравнивает уровень заданного напряжения на одном из входов со стабильным пилообразным напряжением и в момент их совпадения запускает тиристор или симистор. Также используются схемы, в основе которых лежит принцип задержки запускающего импульса с помощью управляемого ждущего мультивибратора, синхронизированного с началом периода сетевого напряжения. Имеются схемы с использованием цифровых элементов - счётчиков или регистров, которые позволяют задержать появление импульса запуска от вспомогательного генератора, работающего на частоте 1 .. 2 кГц. Фазовая привязка в этих схемах осуществляется посредством сброса счётчиков или регистров при переходе через "ноль" сетевого напряжения. Гораздо более сложными являются инверторные схемы, в которых сетевое напряжение вначале преобразовывается в постоянный ток, а затем с помощью процессора векторного управления и высоковольтных полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме, моделируется синусоидальное напряжение заданного уровня и частотой дискретизации около 4 кГц. Эти схемы практически недоступны для любительского повторения и в данном разделе не рассматриваются. Далее будут рассмотрены различные конструкции, использующие выше описанные принципы работы:
1. Фазовый регулятор на ждущем мультивибраторе К1561АГ1
