Назначение
Схема, представленная в публикации, в том или ином виде собиралась почти каждым радиолюбителем. Это регулятор мощности в нагрузке для работы с сетью переменного тока напряжением 230 В.
Подобные схемы широко представлены в сети и печатных изданиях, где в качестве регулирующего элемента использован тиристор или симистор.
Первая подобная конструкция автора собиралась для регулировки мощности 40-ваттного паяльника на тиристоре КУ202Н с управлением на однопереходном транзисторе из журнала «Радио».
Фазоимпульсное управление
Не редко можно встретить подобные схемы, которые называются регуляторами напряжения или тока. На самом деле это не верно.
Например, если говорить о регулировке напряжения, то в чистом виде она не подразумевает изменения его формы. Регулятором переменного напряжения является ЛАТр, который изменяет амплитуду синусоиды.
А в регуляторах мощности на тиристорах или симисторах происходит изменение синусоиды прерыванием следования полуволн с определённым временем. И чем больше это время прерывания (закрытия тиристора или симистора), тем меньшая мощность выделяется на нагрузке.
Называют такой метод фазоимпульсным управлением. Рисунок ниже наглядно его демонстрирует.
Слева показано входное напряжение, а на правом графике – напряжение на нагрузке. Очевидно, что половину времени следования полуволн регулирующий элемент был заперт и на нагрузке выделяются только их половины.
Такой метод регулировки мощности хорошо подходит для активных нагрузок – паяльников, электронагревателей, ламп накаливания и т.д. Также его используют для регулировки оборотов коллекторных электродвигателей. И даже для трансформаторов! Но для них это не является нормальным режимом работы.
Схема электрическая
В схеме применён симистор в качестве регулирующего элемента. Эта одна из базовых фазоимпульсных схем его управления, с помощью которой можно управлять мощностью, выделяемой в нагрузке.
Принцип работы предельно прост: в определённый момент времени происходит «отсечка» симистором каждой из полуволн синусоиды, и как следствие в нагрузке действуют только их части, а значит и мощность будет изменятся пропорционально.
В цепь управляющего электрода симистора VS2 включен симметричный динистор VS1. Напряжение его открытия составляет 32 В.
Как только напряжение на нём достигнет этого значения, он открывается, включая тем самым симистор VS2 и в нагрузку поступает напряжение.
Время, когда на динисторе будет действовать напряжение его открытия зависит от времени, когда до этого значения зарядится конденсатор C1. А время заряда конденсатора зависит от сопротивлений R2R3. Изменяя сопротивление в цепи заряда конденсатора C1 переменным резистором R2 мы можем управлять длительностью открытия симистора, а значит мощностью в нагрузке.
Чем больше будет сопротивление в цепи заряда конденсатора C1, тем меньше по времени будет включен симистор и тем меньшую мощность мы получим в нагрузке. Данная схема позволяет регулировать мощность практически от нулевого и до 100%-го значений.
Конструкция и детали
Чертёж печатной платы показан выше на рисунке.
Плату можно изготовить, скачав pdf-ку по ссылке, методом ЛУТ. Зеркалить её не надо. Залудив толстым слоем припоя силовые печатные дорожки, с помощью её можно управлять мощностью в нагрузке до 2 кВт. Симистор при этом вместе с платой крепится к теплоотводу.
На схеме в качестве симистора обозначен BT138 с максимальным током 12 А, но это могут быть и BT134, ВТ136, BT137, BT139.