Симісторний регулятор потужності

В симісторних регуляторах потужності, що працюють за принципом пропускання через навантаження певної кількості напівперіодів струму за одиницю часу, повинно виконуватись умова парності їх числа. У багатьох відомих радіолюбительських (і не тільки) конструкціях воно порушується. На увагу читачів пропонується регулятор, вільний від цього недоліку. Його схема зображена на рис. 1.

Тут є вузол живлення, генератор імпульсів регульованої скважності та формувач імпульсів, що управляють симістором. Вузол живлення виконаний за класичною схемою: токообмежувальний резистор R2 і конденсатор С1, випрямляч на діодах VD3, VD4, стабілітрон VD5, згладжуючий конденсатор СЗ. Частота імпульсів генератора, зібраного на елементах DD1.1, DD1.2 та DD1.4, залежить від ємності конденсатора С2 та опору між крайніми виводами змінного резистора R1. Цим же резистором регулюють скважність імпульсів. Елемент DD1.3 служить формувачем імпульсів з частотою мережевого напруги, що надходить на його вивід 1 через дільник з резисторів R3 та R4, причому кожен імпульс починається, поблизу переходу миттєвого значення мережевого напруги через нуль. З виходу елемента DD1.3 ці імпульси через обмежувальні резистори R5 та R6 надходять на бази транзисторів VT1, VT2. Посилені транзисторами імпульси управління через розділовий конденсатор С4 приходять на управляючий електрод симістора VS1. Тут їх полярність відповідає знаку мережевого напруги, прикладеного в цей момент до виводу 2 симістора. Завдяки тому, що елементи DD1.1 і DD1.2, DD1.3 та DD1.4 утворюють два триггери, рівень на виході елемента DD1.4, з'єднаного з виводом 2 елемента DD1.3, змінюється на протилежний тільки в негативному напівперіоді мережевого напруги. Припустимо, триггер на елементах DD1.3, DD1.4 знаходиться в стані з низьким рівнем на виході елемента DD1.3 і високим на виході елемента DD1.4. Для зміни цього стану необхідно, щоб високий рівень на виході елемента DD1.2, з'єднаного з виводом 6 елемента DD1.4, став низьким. А це може відбутись тільки в негативному напівперіоді мережевого напруги, що надходить на вивід 13 елемента DD1.1, незалежно від моменту установки високого рівня на виході 8 елемента DD1.2. Формування управляючого імпульсу починається з приходом позитивного напівперіоду мережевого напруги на вивід 1 елемента DD1.3. В деякий момент у результаті перезарядки конденсатора С2 високий рівень на виході 8 елемента DD1.2 зміниться на низький, що встановить на виході елемента високий рівень напруги. Тепер високий рівень на виході елемента DD1.4 також може змінитись на низький, але тільки в негативний напівперіод напруги, що надходить на вивід 1 елемента DD1.3. Отже, робочий цикл формувача управляючих імпульсів закінчиться в кінці негативного напівперіоду мережевого напруги, а загальна кількість напівперіодів напруги, прикладеного до навантаження, буде парним. Основна частина деталей пристрою змонтована на платі з одностороннім друком, креслення якої показано на рис. 2.

Діоди VD1 і VD2 припаяні безпосередньо до виводів змінного резистора R1, а резистор R7 - до виводів симістора VS1. Симістор оснащений ребристим тепловідводом заводського виготовлення з площею тепловідводячої поверхні близько 400 см². Використані постійні резистори МЛТ, змінний резистор R1 - СПЗ-4аМ. Його можна замінити іншим такого ж або більшого опору. Номінали резисторів R3 та R4 повинні бути однаковими. Конденсатори С1, С2 - К73-17. Якщо вимагається підвищена надійність, то оксидний конденсатор С4 можна замінити плівковим, наприклад, К73-17 2,2...4,7 мкФ на 63 В, але розміри друкованої плати доведеться збільшити. Замість діодів КД521А підійдуть і інші малопотужні кремнієві, а стабілітрон Д814В замінить будь-який більш сучасний з напругою стабілізації 9 В. Заміна транзисторів КТ3102В, КТ3107Г - інші малопотужні кремнієві відповідної структури. Якщо амплітуда відкриваючих симістор VS1 імпульсів струму виявиться недостатньою, опір резисторів R5 і R6 зменшувати не можна. Краще підібрати транзистори з можливо більшим коефіцієнтом передачі струму при напрузі між колектором і емітером 1 В. У VT1 він повинен бути 150...250, у VT2 - 250...270. По закінченню монтажу можна підключати до регулятора навантаження опором 50...100 Ом і вмикати його в мережу. Паралельно навантаженню підключіть вольтметр постійного струму на 300...600 В. Якщо симістор стійко відкривається в обох напівперіодах мережевого напруги, стрілка вольтметра взагалі не відхиляється від нуля або трохи коливається навколо нього. Якщо ж стрілка вольтметра відхиляється лише в один бік, значить, симістор відкривається тільки в напівперіодах одного знака. Напрямок відхилення стрілки відповідає тій полярності, прикладеній до симістора напруги, при якій він залишається закритим. Зазвичай правильної роботи симістора вдається досягти установкою транзистора VT2 з великим значенням коефіцієнта передачі струму.

Радіо №9, 2009р.

Список радіоелементів