Низковольтный тринисторный регулятор напряжения

Для питания низковольтных паяльников, ламп накаливания, терморезаков для пенопласта и других подобных нагрузок обычно пользуются понижающим трансформатором с отводами от вторичной обмотки. Напряжение на нагрузке устанавливают подключением ее к соответствующим отводам, плавного изменения напряжения в этом варианте не получается.

А если понижающий трансформатор вообще не имеет отводов? Тогда его приходится питать от сети через автотрансформатор, например, типа ЛАТР, с плавной регулировкой напряжения.

Но есть и еще один способ, позволяющий обойтись и без отводов от обмотки и без автотрансформатора,— питать первичную обмотку нашего понижающего трансформатора через тринисторный регулятор либо подавать напряжение на нагрузку со вторичной обмотки через такой же регулятор. Вот с этим вариантом мы и познакомимся.

Конечно, сначала расскажем об узле управления, формирующем импульсы включения тринисторов. Его схема приведена на рис. 1. На диодный мост (контакты 1 и 2) подают переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора, а с обмоток импульсного трансформатора Т1 (контакты 3, 4 и 5, 6) снимают импульсы, поступающие на управляющие электроды тринисторов, включенных в цепь питания нагрузки.

Узел управления состоит из генератора импульсов, выполненного на аналоге однопереходного транзистора (транзисторы VT3 и VT4) и так называемого нуль-органа (транзисторы VT1, VT2), необходимого для синхронизации генератора от сети. А это, в свою очередь, нужно для того, чтобы управляющее напряжение для тринисторов начинало формироваться только с момента перехода сетевого напряжения через нуль.

Нуль-орган «срабатывает» о тогда, когда на выходе выпрямителя (диоды VD1—VD4) в конце каждого полупериода напряжение падает до нуля. Транзистор VT1 в этот момент закрывается, a VT2 открывается и разряжает конденсатор С2. С этого момента начинается новая зарядка конденсатора через переменный резистор R5 (он влияет на продолжительность зарядки конденсатора). По достижении напряжения на конденсаторе определенного уровня «срабатывает» аналог однопереходного транзистора, и на первичной обмотке трансформатора Т1 появляется импульс напряжения (из-за разрядки через нее конденсатора С2). Такие же импульсы будут и на вторичных обмотках трансформатора, с которых, как вы уже знаете, сигнал поступает на тринисторы. Для равномерного распределения тока в цепи управляющих электродов тринисторов последовательно со вторичными обмотками включены резисторы R8 и R9.

Указанные на схеме детали узла управления монтируют на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Импульсный трансформатор наматывают на кольце типоразмера К10Х6Х5 из феррита 600НН. Каждая обмотка содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,2. Обмотки должны быть хорошо изолированы от кольца и друг от друга.

Одна из схем подключения узла управления к вторичной обмотке понижающего трансформатора приведена на рис. 3. Тринисторы VS1 и VS2, соединенные с узлом, включены последовательно с нагрузкой (ее подключают к зажимам ХТ1 и ХТ2). Каждый из тринисторов «работает» при «своем» полупериоде напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2.

При изготовлении этого регулятора тринисторы следует и установить каждый на радиатор площадью поверхности 50...100 см².

Другая схема приведена на рис. 4. Тринисторы включены несколько иначе — теперь при случайном кратковременном замыкании в цепи нагрузки они не выйдут из строя. Правда, для этих целей пришлось установить диоды VD1 и VD2, которые можно монтировать на общих с тринисторами радиаторах (VS1 с VD1, a VS2 с VD2).

Регуляторы работоспособны и с понижающими трансформаторами на 24 В или на 12 В. В первом случае в узле управления нужно установить резистор R4 сопротивлением 5,1 кОм, во втором — 1 кОм.

Как было сказано ранее, регулятор можно включать и в цепь первичной обмотки трансформатора. Одна из схем подобного включения показана на рис. 5. На входной диодный мост узла управления подают сетевое напряжение через гасящий резистор R10. Цепочка R11C3 защищает элементы узла от импульсных помех, способных возникнуть на первичной обмотке, а значит, повышает надежность управления тринисторами.

В таком варианте регулирования напряжения тринисторы могут работать без радиаторов.

Схема следующего регулятора приведена на рис. 6. В нем работает один тринистор, включенный в диагональ моста на диодах VD8— VD11.

А если у вас окажется симистор КУ208В (это симметричный тринистор, способный открываться при подаче на управляющий электрод импульса любой полярности), регулятор значительно упростится (рис. 7).

Источник: журнал Радио №5 1989 г.