Vienkārša jaudas kontrole vienmērīgai lampas ieslēgšanai

Raksts par to, kā izgatavot ierīci vienmērīgai lampu ieslēgšanai, izmantojot mikroshēmu KR1182PM1.

Jaudas kontrolieri tiek plaši izmantoti. Vienkāršāko no tiem var uzskatīt par parasto diodi, kas virknē savienots ar slodzi. Šo “regulējumu” visbiežāk izmanto divos gadījumos: kā līdzekli kvēlspuldzes kalpošanas laika pagarināšanai (parasti uz kāpnēm kāpņu telpās) un lodēšanas gludekļa pārkaršana. Citos gadījumos regulatori kalpo, lai mainītu slodzes jaudu plašā diapazonā.

Specializēta mikroshēma KR1182PM1

Ir daudz regulatoru dizainu, sākot no vienkāršākajiem līdz vissarežģītākajiem. Viens no veidiem, kā izveidot vienkāršus, uzticamus un daudzfunkcionālos kontrolierus, bija specializētas mikroshēmas KR1182PM1 izveidošana.

Mikroshēma ir fāzu regulators, kas strukturāli izgatavots korpusa konstrukcijā POWEP-DIP. Korpuss ir sešpadsmit kontaktu, tapu solis ir metrisks, un tapas 4, 5 un 12, 13 netiek izmantotas, lai gan mikroshēmas iekšpusē tās ir mehāniski savienotas ar kristālu. To mērķis ir noņemt siltumu no kristāla. Pieslēgšanai neizmanto arī tapas 1, 2 un 7, 8. Mikroshēmas korpusa zīmējums parādīts 1. attēlā.

1. attēls. POWEP-DIP mikroshēmas korpuss

KR1182PM1 mikroshēmas darbības joma ir ļoti plaša. Pirmkārt, tā ir kvēlspuldžu darbības kontrole, kas nodrošina gan jaudas faktisko regulēšanu, gan vienmērīgas ieslēgšanas un izslēgšanas nodrošināšanu.

Otrkārt, KR1182PM1 tiek veiksmīgi izmantots, lai kontrolētu elektromotoru griešanās frekvenci.

Un, treškārt, lai kontrolētu jaudīgus tiristorus un triacs, kas ļauj palielināt kravas jaudu. Nepievienojot ārējos tiristorus, mikroshēma var pārslēgt jaudu ne vairāk kā 150 W, kas, kā redzat, šādos izmēros nav tik mazs.

Ierīces mikroshēma KR1182PM1

Mikroshēmas iekšējā struktūra ir diezgan sarežģīta. Tas satur septiņpadsmit tranzistorus, sešas diodes un duci rezistoru. Tāpēc šajā rakstā mēs sīki neizskatīsim mikroshēmu, bet ņemsim vērā tikai tā atsevišķos mezglus. Mikroshēmas iekšējā struktūra ir parādīta 2. attēlā.

2. attēls. KR1182PM1 mikroshēmas iekšējā struktūra.

Lai kontrolētu slodzi mikroshēmas iekšpusē, ir divi trinistori (tiristori), no kuriem katrs ir samontēts tranzistora analoga formā. Diagrammā tie ir tranzistori VT1, VT2 un VT3, VT4. Lai nodrošinātu darbību ar maiņstrāvu, tristori tiek ieslēgti pretparalēli, kā arī parastie tiristori.

Uz tranzistoriem VT15 ... VT17 ir samontēts vadības bloks, kas caur dalāmām diodēm VD6 un VD7 ir savienots ar trinistoru vadības elektrodiem.

Papildus šiem elementiem kontrolierim ir iebūvēts termoaizsardzības bloks, kas ierobežo izejas strāvu, tādējādi aizsargājot mikroshēmu no pārslodzēm un kļūmēm.

Ar mikroshēmu ir savienotas ļoti maz ārējo daļu. Pirmkārt, tie ir kondensatori C1 un C2. To mērķis ir nodrošināt zināmu tiristoru ieslēgšanas aizkavēšanos attiecībā pret brīdi, kad tīkla spriegums iziet caur nulli. Turklāt tie neļauj tiristoriem atvērties, kad visa ierīce ir savienota ar tīklu.

Otrkārt, tā ir vadības ķēde, kas savienota ar 3. un 6. tapām. Tās darba jēga ir šāda. Kad tīkla spriegums ir ieslēgts, kondensators C3 netiek uzlādēts, tāpēc tas gandrīz vai īsi aizver 3. un 6. spaili, tāpēc slodze tiek atvienota. Kondensators sāk vienmērīgi uzlādēt no strāvas ģeneratora, kas izgatavots uz tranzistoriem VT11 un VT12. pēc uzlādes EL1 lampas spilgtums arī vienmērīgi palielinās no nulles līdz maksimālajam.

Ja aizverat slēdzi SB1, kondensators C3 pakāpeniski izlādējas, un attiecīgi lampas spilgtums samazinās, līdz tā izdziest. Kondensators C3 var būt diapazonā no 200 līdz 500 uF. Pirmajā gadījumā ieslēgšanās aizkave būs vizuāli nemanāma, otrajā - tā sasniegs vairākas sekundes. Rezistoram R1 var būt arī vērtība, sākot no 100 omi līdz desmitiem KOhm, kas ietekmē vienmērīgas izslēgšanas laiku.

Ir zināms, ka kvēlspuldze ar jaudu 150 W ieslēgšanas laikā patērē strāvu līdz 10 A, bet, ja ieslēgšanas aizkave ir minimāla un nav pat vizuāli pamanāma, ieslēgšanas strāvas strāva nepārsniedz 2 A.

3. attēlā parādīts vienkāršs ar roku darbināms enerģijas regulators. Šajā gadījumā kā vadības rezistoru vislabāk ir izmantot mainīgu rezistoru ar slēdzi. Rezistors jāieslēdz tā, lai, kad SA1 ir izslēgts, tā pretestība būtu minimāla. Tādējādi, ieslēdzot un pagriežot rezistoru R1, jauda mainīsies no nulles līdz maksimālajai. Šāds regulators ir piemērots, lai kontrolētu lampas spilgtumu, sildāmu lodāmuru un mājas ventilatora ātrumu.

3. attēls. KR1182PM1 mikroshēmas jaudas regulators.

Kā minēts iepriekš, vienas mikroshēmas ieslēgtā jauda nav lielāka par 150 vatiem. Ja ir jāpalielina ierīces jauda, ​​varat izmantot divu mikroshēmu paralēlu savienojumu, kā parādīts 4. attēlā. Šāds savienojums ļauj kontrolēt slodzi vismaz 300 vatu apmērā.

4. attēls. KR1182PM1 mikroshēmu paralēlais savienojums.

Vienkāršākais veids, kā izveidot šādu savienojumu, ir mikroshēmas lodēšana "divos stāvos" - papildu mikroshēma ir vienkārši pielodēta tai, kas jau ir uzstādīta uz iespiedshēmas plates. Šajā gadījumā pašas plāksnes izmaiņas nav vajadzīgas.

Ja slodzes jauda ir tāda, ka pat paralēls mikroshēmu savienojums nevar tikt ar to galā, tad regulatora jaudu var ievērojami palielināt, savienojot slodzi caur triac. Šajā gadījumā mikroshēma kontrolē tikai triac, un pēdējais kontrolē faktisko slodzi. Šāda savienojuma shēma ir parādīta 5. attēlā.

5. attēls. Jaudīgas kravas savienošana ar triac.

Tāpat kā iepriekšējā gadījumā, kā regulēšanas elements tiek izmantots mainīgais rezistors R1, apvienojumā ar slēdzi SA1. Tikai tā savienojums ir nedaudz atšķirīgs. Slodzes samazināšana notiek, kad kontaktu grupa SA1 aizver mikroshēmas 3. un 6. kontaktu. Attiecīgi šajā pozīcijā rezistoram R1 jābūt ar minimālu pretestību. Šeit ir lietderīgi veikt šādu atgādinājumu - atcerieties, ka, ja 3. un 6. mikroshēmas kontakti ir slēgti, tad slodze tiks atvienota!

Šajā sakarā mikroshēmas KR1182PM1 darbības joma nebeidzas! Vienkārša kontakta noslēgšanas vietā var savienot 3 un 6 secinājumus fototransistors, - izrādās krēslas slēdzis ar vienmērīgu iekļaušanu. Ja šiem secinājumiem ir pievienots tranzistora optoelements, kļūst iespējams stabilizēt maiņstrāvu vai vadību no ierīces uz mikrokontrollera. Visas iespējas vienkārši nevar saskaitīt.

Raksta nākamajā daļā tiks apskatīta trīsfāzu motora mīkstas palaišanas shēma, kuras pamatā ir KR1182PM1 mikroshēmas.

Boriss Aladyshkin