Variatoare de tensiune alternativa cu tiristoare
Thyristors AC dimmers
Thyristors AC dimmers
Pentru a intruni cerintele de compatibilitate electromagnetica, este de dorit ca
variatoarele de putere cu control de faza, cum sunt si cele prezentate in continuare,
sa se alimenteze la retea prin intermediul unor filtre, dimensionate la curentul maxim
absorbit, reducandu-se astfel nivelul perturbatiilor introduse in retea la valori
acceptate de standarde.
Aplicatia se refera la reglarea intensitatii luminoase a unor becuri incandescente prin varierea puterii
aplicate acestora, in curent alternativ la tensiunea si frecventa retelei.
O metoda raspandita de comanda a tiristoarelor conventionale la variatoarele de tensiune alternativa este cea care utilizeaza oscilatoare de relaxare realizate cu componente electronice de mica putere cu caracteristica curent-tensiune cu rezistenta negativa, cum este si tranzistorul unijonctiune (TUJ).
Pentru sincronizarea unghiului de comanda al tiristorului cu tensiunea retelei de alimentare se foloseste frecvent schema in care tensiunea de polarizare a TUJ este obtinuta prin redresarea dubla alternanta si limitarea tensiunii retelei prin intermediul unei diode zener.
Schema se preteaza mai putin la miniaturizare, care ar fi de dorit de exemplu atunci cand vrem sa montam variatorul intr-o doza de aparat in locul clasicului intrerupator ST, din cauza rezistentei de putere care polarizeaza dioda zener.
O metoda raspandita de comanda a tiristoarelor conventionale la variatoarele de tensiune alternativa este cea care utilizeaza oscilatoare de relaxare realizate cu componente electronice de mica putere cu caracteristica curent-tensiune cu rezistenta negativa, cum este si tranzistorul unijonctiune (TUJ).
Pentru sincronizarea unghiului de comanda al tiristorului cu tensiunea retelei de alimentare se foloseste frecvent schema in care tensiunea de polarizare a TUJ este obtinuta prin redresarea dubla alternanta si limitarea tensiunii retelei prin intermediul unei diode zener.
Schema se preteaza mai putin la miniaturizare, care ar fi de dorit de exemplu atunci cand vrem sa montam variatorul intr-o doza de aparat in locul clasicului intrerupator ST, din cauza rezistentei de putere care polarizeaza dioda zener.
Circuitele de curent alternativ care permit controlul puterii dezvoltate in sarcina
prin comanda unghiului de intarziere in conductie a tiristorului, se pot configura
si astfel incat oscilatorul de relaxare sa fie alimentat chiar cu tensiunea de pe
tiristor, deci o sincronizare nu cu tensiunea retelei ci cu tensiunea anodica a
tiristorului.
O astfel de schema, care nu necesita rezistente de putere, e prezentata in continuare, fiind executata practic in 5 variante de cablaj (PCB).
Rezistenta R4 s-a calculat astfel incat la valoarea maxima a tensiunii de retea sa nu se depaseasca tensiunea maxima interbaza ce poate fi suportata de TUJ.
Dioda D5 preintampina circulatia curentului in elementele circuitului de comanda in timpul alternantelor negative. Intrucat pe tiristor avem deja tensiunea redresata, ea ar putea lipsi in aplicatia de fata. Am lasat-o, totusi, pentru a proteja TUJul daca puntea D1-D4 se defecteaza.
O astfel de schema, care nu necesita rezistente de putere, e prezentata in continuare, fiind executata practic in 5 variante de cablaj (PCB).
Rezistenta R4 s-a calculat astfel incat la valoarea maxima a tensiunii de retea sa nu se depaseasca tensiunea maxima interbaza ce poate fi suportata de TUJ.
Dioda D5 preintampina circulatia curentului in elementele circuitului de comanda in timpul alternantelor negative. Intrucat pe tiristor avem deja tensiunea redresata, ea ar putea lipsi in aplicatia de fata. Am lasat-o, totusi, pentru a proteja TUJul daca puntea D1-D4 se defecteaza.
In prima varianata constructiva, placa de circuit imprimat simplu placat are
dimensiunile 63x30mm. Tiristorul e montat orizontal. Radiatorul tiristorului (nefigurat)
se alage in functie de puterea cosumatorului si se executa din tabla de aluminiu in forma
de U, cu aripioare verticale.
Potentiometrul, montat direct pe PCB va avea axul din plastic.
Pentru conectare cu exteriorul se foloseste o regleta CL cu 3 borne, avand pasul de 10mm.
Potentiometrul, montat direct pe PCB va avea axul din plastic.
Pentru conectare cu exteriorul se foloseste o regleta CL cu 3 borne, avand pasul de 10mm.
Urmatoarea varianta de cablaj, avand aceleasi dimensiuni, difera de precedenta prin
montajul vertical al tiristorului, beneficiind de conditii de racire mai bune si o mai
mare libertate in alegerea radiatorului. Se preteaza pentru comanda unor becuri de
putere mai mare.
Reducerea dimensiunilor PCB la 55x30mm, folosind acelasi tip de borne cu pas de 10mm pentru
conectare cu exteriorul, este posibila asa cum se vede in configuratia urmatoare, versiune
in care spatiul aferent radiatorului e mai restrans, tiristorul montandu-se tot vertical.
Folosind regleta TBS in locul bornelor CL, dimensiunile PCB se reduc in continuare la 50x30mm,
in conditiile in care se asigura acelasi pas de 10mm intre contacte.
In fine, varianta cu dimensiunile minime, 45x30mm, utilizeaza un terminal-block cu 3 borne,
de dimensiuni mai mici, cu pini de implantare in cablaj.
O schema asemanatoare, care difera de precedenta prin circuitul de polarizare al TUJului,
este prezentata in continuare:
Montajul s-a realizat practic pe o placa de circuit imprimat simplu placat cu dimensiunile
55x30mm, respectandu-se distantele corecte de izolatie, avand in vedere ca circuitele
opereaza la tensiunea retelei de 230Vca.
Regleta la cre se conecteaza alimentarea cu 230V si sarcina este compusa din 3 borne, fiind de tip CL cu pasul de 10mm.
Fata de schema precedenta, potentiometrul utilizat are o valoare mult mai ridicata , 2.2MOhmi, din punct de vedere constructiv fiind tot cu ax din material izolant.
Pentru comandarea unui bec de 150W, tiristorul se monteaza pe un mic radiator din tabla de aluminiu, care se executa conform cu desenul alaturat.
Regleta la cre se conecteaza alimentarea cu 230V si sarcina este compusa din 3 borne, fiind de tip CL cu pasul de 10mm.
Fata de schema precedenta, potentiometrul utilizat are o valoare mult mai ridicata , 2.2MOhmi, din punct de vedere constructiv fiind tot cu ax din material izolant.
Pentru comandarea unui bec de 150W, tiristorul se monteaza pe un mic radiator din tabla de aluminiu, care se executa conform cu desenul alaturat.
Pornind de la schema precedenta, ne punem problema folosirii a doua circuite de comanda
cu TUJ, identice, pe care se le conectam astfel incat sa putem conecta doua tiristoare antiparalel.
In acest caz dispare puntea redresoare in diagonala caruia se monta tiristorul din
schemele precedente.
Placa imprimata s-a executat practic conform cu desenele urmatoare, in care se
prezinta:
Radiatoarele cu forma "ciudata" din desenele de mai sus provin de la punti redresoare 45PT2
dezafectate, recuperate din alternatoarele care echipau automobilele romanesti "Dacia",
punti echipate cu cunoscutele diode "RAG" fabricate la fostul IPRS Baneasa.
