Схема управления мощностью паяльника
В завершении приведем простую схему, позволяющую управлять мощностью паяльника.
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – 3,3 кОм, R3 – 20 кОм, R4 – 1 Мом.
- Емкости: С1 – 0,1 мкФ х 400В, С2 и С3 – 0,05 мкФ.
- Симметричный тринистор BTA41-600.
Приведенная схема настолько простая, что не требует настройки.
Теперь рассмотрим более изящный вариант управления мощностью паяльника.
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 680 Ом, R2 – 1,4 кОм, R3 – 1,2 кОм, R4 и R5 – 20 кОм (сдвоенное переменное сопротивление).
- Емкости: С1 и С2 – 1 мкФ х 16 В.
- Симметричный тринистор: VS1 – ВТ136.
- Микросхема фазового регулятора DA1 – KP1182 ПМ1.
Настройка схемы сводится к подбору следующих сопротивлений:
- R2 – с его помощью устанавливаем необходимую для работы минимальную температуру паяльника.
- R3 – номинал резистора позволяет задать температуру паяльника, когда он находится на подставке (срабатывает переключатель SA1),
Приборы, которые работают на потреблении электрического тока, без проблем можно настраивать. Конечно, с учётом, если на устройстве имеется уже такая возможность. Но даже если её нет, то можно сделать это самостоятельно, вмонтировав тиристорный или симисторный регулятор мощности. Самая распространённая схема включения регулировки напряжения — bt136 600e.
Datasheet Download — NXP Semiconductors
| Номер произв | BT134 | ||
| Описание | Triacs | ||
| Производители | NXP Semiconductors | ||
| логотип | |||
|
1Page
DISCRETE SEMICONDUCTORS Product specification August 1997
NXP Semiconductors Triacs VDRM IT(RMS) ITSM BT134- VDRM IT(RMS) ITSM I2t dIT/dt IGM VGM PGM PG(AV) Tstg Tj Repetitive peak off-state I2t for fusing Repetitive rate of rise of full sine wave; Tmb ≤ 107 ˚C full sine wave; Tj = 25 ˚C prior to surge ITM = 6 A; IG = 0.2 A; dIG/dt = 0.2 A/μs T2+ G+ 5001 MAX. 6001 4 A2s A/μs A/μs A/μs A/μs A 1 Although not recommended, off-state voltages up to 800V may be applied without damage, but the triac may switch to the on-state. The rate of rise of current should not exceed 3 A/μs. August 1997
NXP Semiconductors Triacs Rth j-mb Rth j-a Thermal resistance Tj = 25 ˚C unless otherwise stated SYMBOL PARAMETER IGT Gate trigger current VD = 12 V; IT = 0.1 A T2+ G+ IL Latching current VD = 12 V; IGT = 0.1 A T2+ G+ IH Holding current VD = 12 V; IGT = 0.1 A — 5 15 15 30 mA VT On-state voltage IT = 5 A — 1.4 VGT Gate trigger voltage VD = 12 V; IT = 0.1 A — 0.7 VD = 400 V; IT = 0.1 A; 0.25 0.4 Tj = 125 ˚C ID Off-state leakage current VD = VDRM(max); — 0.1 Tj = 125 ˚C 1.70 Tj = 25 ˚C unless otherwise stated SYMBOL PARAMETER dVD/dt Critical rate of rise of VDM =67% VDRM(max); 100 50 200 250 — V/μs Tj = 125 ˚C; exponential waveform; gate open dVcom/dt Critical rate of change of VDM = 400 V; Tj = 95 ˚C; IT(RMS) = 4 A; dIcom/dt = 1.8 A/ms; gate open circuit — 10 50 — V/μs tgt Gate controlled turn-on ITM = 6 A; VD = VDRM(max); — — μs time IG = 0.1 A; dIG/dt = 5 A/μs; August 1997 |
|||
| Всего страниц | 8 Pages | ||
| Скачать PDF |
Устройство и особенности работы лампы
Возникает вопрос, зачем для включения подобных лампочек нужно собирать какую-то схему. Чтобы на него ответить, стоит разобрать их принцип действия. Итак, люминесцентные (иначе – газоразрядные) лампы состоят из следующих элементов:
- Стеклянная колба, чьи стенки покрыты изнутри веществом на основе фосфора. Этот слой выделяет равномерное белое свечение при попадании на него ультрафиолетового излучения и носит название люминофора.
- По бокам колбы установлены герметичные торцевые цоколи с двумя электродами каждая. Внутри контакты соединены вольфрамовой нитью накала, покрытой специальной защитной пастой.
- Источник дневного света наполнен инертным газом вперемешку с парами ртути.
Свечение люминофора вызывает поток электронов, проходящий сквозь пары ртути в среде аргона. Но вначале между двумя нитями накала должен возникнуть устойчивый тлеющий разряд. Для этого требуется кратковременный импульс высокого напряжения (до 600 В). Чтобы его создать при включении светильника, как раз и нужны вышеупомянутые детали, подключенные по определенной схеме. Техническое название устройства – балласт или пускорегулирующая аппаратура (ПРА).
В экономках ПРА уже встроена в цоколь
Для схемы «РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ»
Бытовая электроникаРЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮИ.СЕМЕНОВ, 141980, Московская обл., г.Дубна, ул.Мира, 9/6 — 4, тел.(221)4-54-00.Часто нужно понизить частоту вращения электродрели или иного электроинструмента с коллекторным двигателем переменного тока. В большинстве случаев регуляторы мощности хорошо управляют активной нагрузкой, тогда как регулирование реактивной нагрузки имеет свои особенности. Обычно используют или число-импульсный, или фазо-импульсный принцип регулирования.Достаточно полно эти вопросы отражены в публикациях разных лет, например в .Предлагаемая схема обеспечивает регулирование с обратной связью по току коллекторного двигателя переменного тока, благодаря чему при увеличении нагрузки соответственно увеличивается крутящий момент на валу. Схема была реализована для привода швейной машины в производственных условиях. Для регулирования оборотов швейных машин применяют угольные (таблеточные) реостаты, которые весьма недолговечны. Электрическая схема трансивера Эфир-М Регулятор, приведенный на рисунке, состоит из силового ключа на тринисторе VS1, выпрямительных вентилей VD1, VD2 и переменного резистора R2 в цепи менеджмента. На выходе предусмотрен выпрямительный мост. Все элементы регулятора смонтированы на плате навесным монтажом и закрыты ударопрочным корпусом. Перегрева тринистора не наблюдалось, поэтому он установлен на монтажной стойке без теплоотвода.Некоторую трудность представляет механический узел, передающий усилие от педали на ось потенциометра, но это преодолимо, если применить зубчатый сектор и шестерню.Характерная черта работы регулятора — его обратная связь по нагрузке. При увеличении нагрузки увеличивается крутящий момент на валу двигателя. Благодаря этому машина легко проходит утолщения в виде швов, работает более плавно. Искрения на коллекторе не наблюдалось.При использован… Смотреть описание схемы …
Применение
Этот тип полупроводниковых элементов первоначально предназначался для применения в производственной сфере, например, для управления электродвигателями станков или других устройств, где требуется плавная регулировка тока. Впоследствии, когда техническая база позволила существенно уменьшить размеры полупроводников, сфера применения симметричных тринисторов существенно расширилась. Сегодня эти устройства используются не только в промышленном оборудовании, а и во многих бытовых приборах, например:
- зарядные устройства для автомобильных АКБ;
- бытовое компрессорное оборудования;
- различные виды электронагревательных устройств, начиная от электродуховок и заканчивая микроволновками;
- ручные электрические инструменты (шуроповерт, перфоратор и т.д.).
И это далеко не полный перечень.
Одно время были популярны простые электронные устройства, позволяющие плавно регулировать уровень освещения. К сожалению, диммеры на симметричных тринисторах не могут управлять энергосберегающими и светодиодными лампами, поэтому эти приборы сейчас не актуальны.
Описание принципа работы и устройства
Основное отличие этих элементов от тиристоров заключается в двунаправленной проводимости электротока. По сути это два тринистора с общим управлением, включенных встречно-параллельно (см. А на рис. 1) .
Рис. 1. Схема на двух тиристорах, как эквивалент симистора, и его условно графическое обозначение
Теперь рассмотрим структуру полупроводника (см. рис. 2.) Как видно из схемы, в устройстве имеется пять переходов, что позволяет организовать две структуры: р1-n2-p2-n3 и р2-n2-p1-n1, которые, по сути, являются двумя встречными тринисторами, подключенными параллельно.
Рис. 2. Структурная схема симистора
Когда на силовом выводе Т1 образуется отрицательная полярность, начинается проявление тринисторного эффекта в р2-n2-p1-n1, а при ее смене — р1-n2-p2-n3.
Заканчивая раздел о принципе работы приведем ВАХ и основные характеристики прибора.
ВАХ симистора
Обозначение:
- А – закрытое состояние.
- В – открытое состояние.
- UDRM (UПР) – максимально допустимый уровень напряжения при прямом включении.
- URRM (UОБ) – максимальный уровень обратного напряжения.
- IDRM (IПР) – допустимый уровень тока прямого включения
- IRRM (IОБ) — допустимый уровень тока обратного включения.
- IН (IУД) – значения тока удержания.
Особенности
Чтобы иметь полное представление о симметричных тринисторах, необходимо рассказать про их сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие факторы:
- относительно невысокая стоимость приборов;
- длительный срок эксплуатации;
- отсутствие механики (то есть подвижных контактов, которые являются источниками помех).
В число недостатков приборов входят следующие особенности:
Необходимость отвода тепла, примерно из расчета 1-1,5 Вт на 1 А, например, при токе 15 А величина мощности рассеивания будет около 10-22 Вт, что потребует соответствующего радиатора. Для удобства крепления к нему у мощных устройств один из выводов имеет резьбу под гайку.
Симистор с креплением под радиатор
- Устройства подвержены влиянию переходных процессов, шумов и помех;
- Не поддерживаются высокие частоты переключения.
По последним двум пунктам необходимо дать небольшое пояснение. В случае высокой скорости коммутации велика вероятность самопроизвольной активации устройства. Помеха в виде броска напряжения также может привести к этому результату. В качестве защиты от помех рекомендуется шунтировать прибор RC цепью.
RC-цепочка для защиты симистора от помех
Помимо этого рекомендуется минимизировать длину проводов ведущих к управляемому выводу, или в качестве альтернативы использовать экранированные проводники. Также практикуется установка шунтирующего резистора между выводом T1 (TE1 или A1) и управляющим электродом.
Простейший регулятор оборотов электродвигателя своими руками
Изготавливая различные самоделки, приходится сталкиваться с рядом проблем и поиском их решений. Так и в случае с различными приспособлениями, которые имеют в своей конструкции коллекторный электродвигатель.
Очень часто нужно сделать так, чтобы двигатель имел регулируемые обороты. Для этих целей используется регулятор (контроллер) оборотов двигателя, который можно собрать своими руками.
Представленный ниже регулятор для электродвигателей позволяет не только обеспечить плавный пуск мотора и степень регулировки оборотов, но и защитить двигатель от перегрузок. Работать контроллер может не только от 220 Вольт, но и от пониженного напряжения, вплоть от 110 Вольт.
Зачем нужна проверка
В процессе ремонта или сборки новой схемы невозможно обойтись без электрических деталей. Одной из таких деталей является симистор. Его применяют в схемах устройств сигнализации, световых регуляторах, радиоприборах и многих отраслях техники. Иногда его применяют повторно после демонтажа неработающих схем, и нередко приходится встречать элемент с утраченной от длительного использования или хранения маркировкой. Случается, что и новые детали надо проверить.
Как же быть уверенным, что симистор, установленная в схему, действительно исправен, и в будущем не нужно будет затрачивать много времени на отладку работы собранной системы?
Для этого необходимо знать, как проверить симистор мультиметром или тестером. Но сначала надо понять, что собой представляет данная деталь, и как она работает в электрических схемах.
По сути, симистор является разновидностью тиристора. Название составлено из этих двух слов – «симметричный» и «тиристор».
Некоторые нюансы по настройке
Существуют и более мощные регуляторы, в которых при постоянном напряжении будет показатель в 450−500 Вт, а при переменном токе — 220 вольт. Они устанавливаются на приборы, которые нуждаются в такой нагрузке. К их числу можно отнести вентиляторы, болгарки, перфораторы и т. п.
В таких приборах симистор будет выполнять функцию фазового регулятора. Диапазон мощности должен быть соответствующий. Основной функциональной обязанностью будет момент включения симистора, переключение его на более высокую или низкую нагрузку, когда она переходит через ноль.
По умолчанию симистор находится в закрытом положении. По факту увеличения напряжения происходит зарядка конденсаторов, которая делится на два направления. Этот процесс будет происходить до того момента, пока он не зарядится до 32 В суммарно по двум направлениям. После этого происходит открытие симистора и динистора. Первый будет открыт на весь полупериод. Из-за такого принципа действия и происходит на практике регулировка мощности любого устройства.
Преимущества и недостатки
Сегодня на профильном рынке начинают лидировать по продажам симисторные регуляторы. В отличие от тиристоров симисторы имеют двухстороннее действие, поскольку у них есть катод и анод. Это позволяет изменять в процессе работы направление тока.
Стоит отметить, что заменять их на контакторы, реле или пускатели нецелесообразно. Связано это с долговечностью симистора, а также многими другими положительными качествами такого приспособления. Установив его на схему, он практически никогда не выйдет из строя. Также положительным моментом можно считать полное отсутствие искры при работе. Анализировались схемы на симисторах, которые по себестоимости были значительно дешевле аналогов, базирующихся на транзисторах и микросхемах.
Таким образом, использование симисторов имеет ряд значительных преимуществ:
- большой срок эксплуатации (детали практически не изнашиваются);
- цена прибора невысока;
- при работе можно избежать механических контактов.
Имеются и специфические минусы:
- посторонние помехи и шумы;
- устройство имеет большую чувствительность к переходным процессам;
- во избежание перегрева прибор устанавливается в радиатор;
- использование на больших частотах невозможно.
Как проверить работоспособность симистора?
В сети можно найти несколько способ, где описан процесс проверки при помощи мультиметра, те, кто описывал их, судя по всему, сами не пробовали ни один из вариантов. Чтобы не вводить в заблуждение, следует сразу заметить, что выполнить тестирование мультиметром не удастся, поскольку не хватит тока для открытия симметричного тринистора. Поэтому, у нас остается два варианта:
- Использовать стрелочный омметр или тестер (их силы тока будет достаточно для срабатывания).
- Собрать специальную схему.
Алгоритм проверки омметром:
- Подключаем щупы прибора к выводам T1 и T2 (A1 и A2).
- Устанавливаем кратность на омметре х1.
- Проводим измерение, положительным результатом будет бесконечное сопротивление, в противном случае деталь «пробита» и от нее можно избавиться.
- Продолжаем тестирование, для этого кратковременно соединяем выводы T2 и G (управляющий). Сопротивление должно упасть примерно до 20-80 Ом.
- Меняем полярность и повторяем тест с пункта 3 по 4.
Если в ходе проверки результат будет таким же, как описано в алгоритме, то с большой вероятностью можно констатировать, что устройство работоспособное.
Заметим, что проверяемую деталь не обязательно демонтировать, достаточно только отключить управляющий вывод (естественно, обесточив предварительно оборудование, где установлена деталь, вызывающая сомнение).
Необходимо заметить, что данным способом не всегда удается достоверно проверку, за исключением тестирования на «пробой», поэтому перейдем ко второму варианту и предложим две схемы для тестирования симметричных тринисторов.
Схему с лампочкой и батарейкой мы приводить не будем в виду того, что таких схем достаточно в сети, если вам интересен этот вариант, можете посмотреть его в публикации о тестировании тринисторов. Приведем пример более действенного устройства.
Схема простого тестера для симисторов
Обозначения:
- Резистор R1 – 51 Ом.
- Конденсаторы C1 и С2 – 1000 мкФ х 16 В.
- Диоды – 1N4007 или аналог, допускается установка диодного моста, например КЦ405.
- Лампочка HL – 12 В, 0,5А.
Можно использовать любой трансформатор с двумя независимыми вторичными обмотками на 12 Вольт.
Алгоритм проверки:
- Устанавливаем переключатели в исходное положение (соответствующее схеме).
- Производим нажатие на SB1, тестируемое устройство открывается, о чем сигнализирует лампочка.
- Жмем SB2, лампа гаснет (устройство закрылось).
- Меняем режим переключателя SA1 и повторяем нажатие на SB1, лампа снова должна зажечься.
- Производим переключение SA2, нажимаем SB1, затем снова меня ем положение SA2 и повторно жмем SB1. Индикатор включится, когда на затвор попадет минус.
Теперь рассмотрим еще одну схему, только универсальную, но также не особо сложную.
Схема для проверки тиристоров и симисторов
Обозначения:
- Резисторы: R1, R2 и R4 – 470 Ом; R3 и R5 – 1 кОм.
- Емкости: С1 и С2 – 100 мкФ х 10 В.
- Диоды: VD1, VD2, VD5 и VD6 – 2N4148; VD2 и VD3 – АЛ307.
В качестве источника питания используется батарейка на 9V, по типу Кроны.
Тестирование тринисторов производится следующим образом:
- Переключатель S3, переводится в положении, как продемонстрировано на схеме (см. рис. 6).
- Кратковременно производим нажатие на кнопку S2, тестируемый элемент откроется, о чем просигнализирует светодиод VD
- Меняем полярность, устанавливая переключатель S3 в среднее положение (отключается питание и гаснет светодиод), потом в нижнее.
- Кратковременно жмем S2, светодиоды не должны загораться.
Если результат будет соответствовать вышеописанному, значит с тестируемым элементом все в порядке.
Теперь рассмотрим, как проверить с помощью собранной схемы симметричные тринисторы:
- Выполняем пункты 1-4.
- Нажимаем кнопку S1- загорается светодиод VD
То есть, при нажатии кнопок S1 или S2 будут загораться светодиоды VD1 или VD4, в зависимости от установленной полярности (положения переключателя S3).
Использование тиристора
Использование такого регулятора напряжения, как тиристор, позволяет сделать плавную регулировку, к примеру, паяльника от половины возможного напряжения до максимального. Если схему усовершенствовать и добавить диодный мост, то можно сделать регулировку от 0 до 100%.
Принцип сборки регулятора на симисторе очень похож на используемый в тиристорном устройстве. Этот метод применим для сборки любого прибора такого типа.
Сборка тиристорного регулятора на печатной плате выглядит следующим образом:
- Сначала необходимо подготовить монтажную схему. Для этого следует наметить на стартовой плате с помощью гвоздя или иголки саму схему. Она должна располагаться удобным образом. Если делать это сложно начинающему мастеру, то можно приобрести плату с готовой схемой.
- Подготовка всех требуемых материалов и инструментов. К ним нужно отнести печатную плату. Её можно сделать самостоятельно или купить. Также следует подготовить нож, кусачки, паяльник, припой, флюс провода и т. п.
- Дальше нужно вмонтировать все детали согласно заранее подготовленной схеме.
- Лишние концы всех деталей необходимо удалить с помощью кусачек.
- После этого идёт этап пропайки. Сперва все детали проделываются флюсом, потом пропаиваются в такой последовательности: конденсаторы с резисторами, транзисторы, тиристоры, диоды, динисторы.
- Следующий этап — подготовка корпуса для сборки.
- Зачистка, запайка контактов.
- Изоляция проводов.
- Проверка перед эксплуатацией.
- Финальная сборка.
В целях управления устройством устанавливается конденсатор с резистором. Он может быть применён к приборам, общая мощность которых не превышает 40 Ватт. Существует возможность регулировки мощности от минимума до максимума.
С помощью элемента питания и лампочки
Существует вариант прозвона симистора простейшим тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой. Еще для проверки понадобится дополнительный источник питания. В качестве его может быть использован любой элемент питания, например типа АА с напряжением 1,5 В.
Прозванивать деталь нужно в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа при этом гореть не должна.
Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами с дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера. При подключении контрольная лампа должна загореться. Если переход симистора настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до момента отключения тестера.
Так как прибор должен пропускать ток в обоих направлениях, для надежности можно повторить проверку, изменив полярность подключения тестера к симистору на противоположную. Надо проверить работоспособность прибора при обратном направлении тока через полупроводниковый переход.
Если до подачи напряжения на управляющий электрод контрольная лампа загорелась и продолжает гореть, то деталь неисправна. Если при подаче напряжения контрольная лампа не загорелась, симистор также считается неисправным, и использовать его в дальнейшем нецелесообразно.
Соблюдая эти простейшие правила, можно произвести отбраковку некачественных или отработавших свой ресурс деталей.
Существенный недостаток тиристоров заключается в том, что это однополупериодные элементы, соответственно, в цепях переменного тока они работают с половинной мощностью. Избавиться от этого недостатка можно используя схему встречно-параллельного включения двух однотипных устройств или установив симистор. Давайте разберемся, что представляет собой этот полупроводниковый элемент, принцип его функционирования, особенности, а также сферу применения и способы проверки.
