Юный техник - для умелых рук 1985-03, страница 4

Элф проника

егуляторы мощи ости

Чтобы уменьшить температуру электрокалорифера или электроплитки, нагрев жала паяльника, яркость настольной лампы, обычно пользуются автотрансформатором. Но автотрансформатор — довольно громоздкое устройство, потребляющее от сети дополнительную мощность. Да и не всякий автотрансформатор способен работать с мошной на1рузкой. например, с калорифером. Предлагаем вам самим построить регулятор мощности на современных полупроводниковых приборах — диодах и тиристорах (они включают в себя динисторы. гринисторы, симисгоры), такие регуляторы невелики по габаритам, но способны управлять значительной нагрузкой Рассмотрим несколько схем подобных регуляторов мощности.

Начнем с самого простого регулятора для питания паяльника. От нагрева его жала во многом зависит качество пайки. К пере^гретому жалу не будет «прилипать» припой, а недогретое — не в состоянии расплавить припой и разогреть место пайки. Схема простейшего регулятора мощное :и на тринисторах и диодах приведена на рисунке 1. Через разъем XI (двухштырьковую вилку) регулятор включают в сеть, а в розетку Х2 вставляют вилку паяльника. В положительный полупериод сетевого напряжения на верхнем по схеме штырьке разъема XI ток проходит через диод и нагрузку (паяльник). В отрицательный полупериод напряжения диод закрыт, и ток через нагрузку не идет. Если бы не было цепи из тринистора. конденсатора и резисторов, включенной параллельно диоду, то на нагрузке выделялась бы мощность вдвое меньше той, что выделяется при питании паяльника прямо от сети. Но именно благодаря этим деталям мощность на нагрузке можно пласно регулировать в определенных пределах. Вець теперь на верхнем по схеме штырьке разъема в отрицательный полупериод напряжения будет открываться тринистор и подключать нагрузку к сети. Момент открывания тринистора зависит от момента появления на управляющем электроде напряжения, соответствующего напряжению включения А это, в свою очередь, зависит от напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R3, и емкости конденсатора Q. Конденсатор здесь выполняет роль элемента, сдвигающего по фазе напряжение на управляющем электроде относительно сетевого, приложенного к аноду тринистора. Поэтому такое управление трини-стором носит название амплитудно-фазового (по амплитуде — резистором R3. по фазе — конденсатором).

В зависимости от момента включения тринистора будет изменяться и продолжительность его работы во время отрицательного полупериода на верхнем штырьке разъема XI. В результате средний ток, протекающий через нагрузку, будет изменяться, а с ним и выделяемая на нагрузке мощность. Вот почему подобные регуляторы называются регуляторами мощности.

Включив в розетку Х2 паяльник и подключив параллельно ему вольтметр переменного тока, вы заметите, что при перемещении движка переменного резистора напряжение изменяется примерно от 150 до 210 В (при сетевом напряжении 220 В). Можно подобрать оптимальную температуру жала паяльника, чтобы получить наилучшее качество пайки. Такой регулятор рассчитан на работу с паяльником, мощность которого не превышает 25 Вт.

Вместо диода Д226Б можно использовать Д7Ж или другой, рассчитанный на ток не менее 300 мА и обратное напряжение б о. iue 300 В Вместо тринистора КУЮШ подойдет КУ1П1Г. КУЮ IE. С более мощным диодом, например Д245А, и тринистором КУ201Д-КУ201Л регулятор способен управлять нагрузкой до 200 Вт. При этом резистор R1 дол-жеи быть сопротивлением 3,3 кОм.

Постоянные резисторы могут быть тип? МЛТ-0,5, МЛТ-1, п оеменный — СП 1, электролитический конденсатор —

Описанный регулятор можно изготовить в виде небольшой приставки, на корпусе которой установлена сетевая розетка (или несколько розеток), а через отверстие в боковой стенке выведен сетевой шнур достаточной длины с вилкой на конце для включения в сеть. На верхней стенке корпуса укреплен переменный резистор, на ею выступающую часть надета ручка Паяльник включается в розетку на корпусе регулятора

Налаживание регулятора состоит в проверке и подборе пределов регулирования напряжения на нагрузке. Подключив параллельно нагрузке вольтметр переменного тока, определяют крайние значения напряжения при вращении ручки переменного резистора. Поабирают сопротивление резистора R1 так, чтобы минимальное напряжение на нагрузке бы по не ниже 150 В. Только после этого можно проградуироват ь шкалу — нанести на корпусе регулятора против метки на ручке резистора деления, соответствующие выходному напряжению.

На рисунке 2 дана схема другого регулятора мощности, который позволяет изменять напряжение на нагрузке в более широких пределах. Нагрузка в нем включается в сеть через двухполупериодный выпрямитель, собранный по мостовой схеме на диодах VI —¹ 1 Выпрямитель включен так, что при закрытом тринисгоре V5 ток через нагрузку протекать не будет. Для открывания тринистора применена зарядная цепь из резисторов и конденсатора. На нее поступает выпрямленное диодным мостом напряжение. Как только конденсатор зарядится до определенного напряжения, тринистор откроется и замкнет диагональ моста. В какой момент тою или иного полупериода сетевого напряжения откроется тринистор, зависит от постоянной времени зарядной цепи. А ее, в свою очередь, можно плавно изменять переменным резистором R1.

Такой способ управления тринистором называется фазовым, поскольку изменяется лишь фаза напряжения на управляющем электроде по отношению к фазе напряжения на аноде тринистора.

При указанных на схеме номиналах деталей напряжение на нагрузке можно изменять примерно от 40 до 210 В. Мощность нагрузки — до 60 Вт.

Чтобы к регулятору можно было подключать более мощную нагрузку, например, сразу несколько паяльников для занятий кружка, достаточно заменить диоды Д226БнаД245А или установить выпрямительный мост КЦ402, КЦ403, KI 1,404, КЦ405 с буквенными индексами А-Г, Ж, И. Собранный на этих деталях регулятор способен управлять яркостью настольной лампы или люстры мощностью до 200 Вт.

Тринистор может быть серии КУ201 с буквенными индексами Л, К Электролитический конденсатор — К50-6, постоянный резистор — МЛТ-1 или МЛТ-2, переменный — СП-1 или движковый (такие резисторы используются в современной звукоусилительной аппаратуре)

Если все детали исправны и схема собрана правильно, регулятор начнет работать сразу. Придется лишь отградуировать шкалу переменного резистора с помощью вольтметра переменного тока.

4