Схемы регуляторов мощности на ку208г


Для управления некоторыми видами бытовых приборов (например, электроинструментом или пылесосом) применяют регулятор мощности на основе симистора. Подробно о принципе работы этого полупроводникового элемента можно узнать из материалов, размещенных на нашем сайте. В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с симисторными схемами управления мощностью нагрузки. Как всегда, начнем с теории.

Принцип работы регулятора на симисторе

Напомним, что симистором принято называть модификацию тиристора, играющего роль полупроводникового ключа с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двухсторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, при подаче тока на управляющий электрод. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет их эффективно использовать в цепях с переменным напряжением.

Помимо приобретенной особенности, данные приборы обладают важным свойством базового элемента – возможностью сохранения проводимости при отключении управляющего электрода. При этом «закрытие» полупроводникового ключа происходит в момент отсутствия разности потенциалов между основными выводами прибора. То есть тогда, когда переменное напряжение переходит точку нуля.


Дополнительным бонусом от такого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение числа помех на этой фазе работы. Обратим внимание, что не создающий помех регулятор может быть создан под управлением транзисторов.

Благодаря перечисленным выше свойствам, можно управлять мощностью нагрузки путем фазового управления. То есть, симистор открывается каждый полупериод и закрывается при переходе через ноль. Время задержки включения «открытого» режима как бы отрезает часть полупериода, в результате форма выходного сигнала будет пилообразной.

Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А – 100%, В – 50%, С – 25%
Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А – 100%, В – 50%, С – 25%

При этом амплитуда сигнала будет оставаться прежней, именно поэтому такие устройства неправильно называть регуляторами напряжения.

Варианты схем регулятора


Приведем несколько примеров схем, позволяющих управлять мощностью нагрузки при помощи симистора, начнем с самой простой.

Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием от 220 В
Рисунок 2. Схема простого регулятора мощности на симисторе с питанием от 220 В

Обозначения:

  • Резисторы: R1- 470 кОм , R2 – 10 кОм,
  • Конденсатор С1 – 0,1 мкФ х 400 В.
  • Диоды: D1 – 1N4007, D2 – любой индикаторный светодиод 2,10-2,40 V 20 мА.
  • Динистор DN1 – DB3.
  • Симистор DN2 – КУ208Г, можно установить более мощный аналог BTA16 600.

При помощи динистора DN1 происходит замыкание цепи D1-C1-DN1, что переводит DN2 в «открытое» положение, в котором он остается до точки нуля (завершение полупериода). Момент открытия определяется временем накопления на конденсаторе порогового заряда, необходимого для переключения DN1 и DN2. Управляет скоростью заряда С1 цепочка R1-R2, от суммарного сопротивления которой зависит момент «открытия» симистора. Соответственно, управление мощностью нагрузки происходит посредством переменного резистора R1.


Несмотря на простоту схемы, она довольно эффективна и может быть использована в качестве диммера для осветительных приборов с нитью накала или регулятора мощности паяльника.

К сожалению, приведенная схема не имеет обратной связи, следовательно, она не подходит в качестве стабилизированного регулятора оборотов коллекторного электродвигателя.

Схема регулятора с обратной связью

Обратная связь необходима для стабилизации оборотов электродвигателя, которые могут изменяться под воздействием нагрузки. Сделать это можно двумя способами:

  1. Установить таходатчик, измеряющий число оборотов. Такой вариант позволяет производить точную регулировку, но при этом увеличивается стоимость реализации решения.
  2. Отслеживать изменения напряжения на электромоторе и, в зависимости от этого, увеличивать или уменьшать «открытый» режим полупроводникового ключа.

Последний вариант значительно проще в реализации, но требует небольшой настройки под мощность используемой электромашины. Ниже приведена схема такого устройства.


Регулятор мощности с обратной связью
Регулятор мощности с обратной связью

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 18 кОм (2 Вт); R2 — 330 кОм; R3 – 180 Ом; R4 и R5– 3,3 кОм; R6 – необходимо подбирать, как это делается будет описано ниже; R7 – 7,5 кОм; R8 – 220 кОм; R9 – 47 кОм; R10 — 100 кОм; R11 – 180 кОм; R12 – 100 кОм; R13 – 22 кОм.
  • Конденсаторы: С1 — 22 мкФ х 50 В; С2 — 15 нФ; С3 – 4,7 мкФ х 50 В; С4 – 150 нФ; С5 — 100 нФ; С6 – 1 мкФ х 50 В..
  • Диоды D1 – 1N4007; D2 – любой индикаторный светодиод на 20 мА.
  • Симистор Т1 – BTA24-800.
  • Микросхема – U2010B.

Данная схема обеспечивает плавный запуск электрической установки и обеспечивает ее защиту от перегрузки. Допускается три режима работы (выставляются переключателем S1):

  • А – При перегрузке включается светодиод D2, сигнализирующий о перегрузке, после чего двигатель снижает обороты до минимальных. Для выхода из режима необходимо отключить и включить прибор.
  • В — При перегрузке включается светодиод D2, мотор переводится на работу с минимальными оборотами. Для выхода из режима необходимо снять нагрузку с электродвигателя.
  • С – Режим индикации перегрузки.

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R6, оно вычисляется, в зависимости от мощности, электромотора по следующей формуле: . Например, если нам необходимо управлять двигателем мощностью 1500 Вт, то расчет будет следующим: 0,25/ (1500 / 240) = 0,04 Ом.

Для изготовления данного сопротивления лучше всего использовать нихромовую проволоку диаметром 0,80 или1,0 мм. Ниже представлена таблица, позволяющая подобрать сопротивление R6 и R11, в зависимости от мощности двигателя.

Таблица для подбора номиналов сопротивлений в зависимости от мощности двигателя
Таблица для подбора номиналов сопротивлений в зависимости от мощности двигателя

Приведенное устройство может эксплуатироваться в качестве регулятора оборотов двигателей электроинструментов, пылесосов и другого бытового оборудования.

Регулятор для индуктивной нагрузки

Тех, кто попытается управлять индуктивной нагрузкой (например, трансформатором сварочного аппарата) при помощи выше указанных схем, ждет разочарование. Устройства не будут работать, при этом вполне возможен выход из строя симисторов. Это связано с фазовым сдвигом, из-за чего за время короткого импульса полупроводниковый ключ не успевает перейти в «открытый» режим.

Существует два варианта решения проблемы:


  1. Подача на управляющий электрод серии однотипных импульсов.
  2. Подавать на управляющий электрод постоянный сигнал, пока не будет проход через ноль.

Первый вариант наиболее оптимален. Приведем схему, где используется такое решение.

Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки
Схема регулятора мощности для индуктивной нагрузки

Как видно из следующего рисунка, где продемонстрированы осциллограммы основных сигналов регулятора мощности, для открытия симистора используется пакет импульсов.


Осциллограммы входного (А), управляющего (В) и выходного сигнала (С) регулятора мощности
Осциллограммы входного (А), управляющего (В) и выходного сигнала (С) регулятора мощности

Данное устройство делает возможным использование регуляторов на полупроводниковых ключах для управления индукционной нагрузкой.

Источник: www.asutpp.ru

В симисторных регуляторах мощности, работающих по принципу пропускания через нагрузку определенного числа полупериодов тока в единицу времени, должно выполняться условие четности их числа. Во многих известных радиолюбительских (и не только) конструкциях оно нарушается. Вниманию читателей предлагается регулятор, свободный от этого недостатка. Его схема изображена на рис. 1.

Принципиальная схема симисторного регулятора мощности

Здесь имеются узел питания, генератор импульсов регулируемой скважности и формирователь импульсов, управляющих симистором.


ел питания выполнен по классической схеме: токоограничивающие резистор R2 и конденсатор С1, выпрямитель на диодах VD3, VD4, стабилитрон VD5, сглаживающий конденсатор СЗ. Частота импульсов генератора, собранного на элементах DD1.1, DD1.2 и DD1.4, зависит от емкости конденсатора С2 и сопротивления между крайними выводами переменного резистора R1. Этим же резистором регулируют скважность импульсов. Элемент DD1.3 служит формирователем импульсов с частотой сетевого напряжения, поступающего на его вывод 1 через делитель из резисторов R3 и R4, причем каждый импульс начинается, вблизи перехода мгновенного значения сетевого напряжения через ноль. С выхода элемента DD1.3 эти импульсы через ограничительные резисторы R5 и R6 поступают на базы транзисторов VT1, VT2. Усиленные транзисторами импульсы управления через разделительный конденсатор С4 приходят на управляющий электрод симистора VS1. Здесь их полярность соответствует знаку сетевого напряжения, приложенного в этот момент к выв. 2 симистора. Благодаря тому, что элементы DD1.1 и DD1.2, DD1.3 и DD1.4 образуют два триггера, уровень на выходе элемента DD1.4, соединенном с выводом 2 элемента DD1.3, сменяется на противоположный только в отрицательном полупериоде сетевого напряжения. Предположим, триггер на элементах DD1.3, DD1.4 находится в состоянии с низким уровнем на выходе элемента DD1.3 и высоким на выходе элемента DD1.4. Для изменения этого состояния необходимо, чтобы высокий уровень на выходе элемента DD1.2, соединенном с выводом 6 элемента DD1.4, стал низким.

это может произойти только в отрицательном полупериоде сетевого напряжения, поступающего на вывод 13 элемента DD1.1, независимо от момента установки высокого уровня на выводе 8 элемента DD1.2. Формирование управляющего импульса начинается с приходом положительного полупериода сетевого напряжения на вывод 1 элемента DD1.3. В некоторый момент в результате перезарядки конденсатора С2 высокий уровень на выводе 8 элемента DD1.2 сменится низким, что установит на выходе элемента высокий уровень напряжения. Теперь высокий уровень на выходе элемента DD1.4 тоже может смениться низким, но только в отрицательный полупериод напряжения, поступающего на вывод 1 элемента DD1.3. Следовательно, рабочий цикл формирователя управляющих импульсов закончится в конце отрицательного полупериода сетевого напряжения, а общее число полупериодов напряжения, приложенного к нагрузке, будет четным. Основная часть деталей устройства смонтирована на плате с односторонней печатью, чертеж которой показан на рис. 2.

Печатная плата регулятора мощности

Диоды VD1 и VD2 припаяны непосредственно к выводам переменного резистора R1, а резистор R7 — к выводам симистора VS1. Симистор снабжен ребристым теплоотводом заводского изготовления с площадью теплоотводящей поверхности около 400 см2. Использованы постоянные резисторы МЛТ, переменный резистор R1 — СПЗ-4аМ. Его можно заменить другим такого же или большего сопротивления.


миналы резисторов R3 и R4 должны быть одинаковыми. Конденсаторы С1, С2 — К73-17. Если требуется повышенная надежность, то оксидный конденсатор С4 можно заменить пленочным, например, К73-17 2,2…4,7 мкФ на 63 В, но размеры печатной платы придется увеличить. Вместо диодов КД521А подойдут и другие маломощные кремниевые, а стабилитрон Д814В заменит любой более современный с напряжением стабилизации 9 В. Замена транзисторов КТ3102В, КТ3107Г — другие маломощные кремниевые соответствующей структуры. Если амплитуда открывающих симистор VS1 импульсов тока окажется недостаточной, сопротивление резисторов R5 и R6 уменьшать нельзя. Лучше подобрать транзисторы с возможно большим коэффициентом передачи тока при напряжении между коллектором и эмиттером 1 В. У VT1 он должен быть 150…250, у VT2 — 250…270. По окончании монтажа можно присоединять к регулятору нагрузку сопротивлением 50…100 Ом и включать его в сеть. Параллельно нагрузке подключите вольтметр постоянного тока на 300…600 В. Если симистор устойчиво открывается в обоих полупериодах сетевого напряжения, стрелка вольтметра вообще не отклоняется от нуля либо немного колеблется вокруг него. Если же стрелка вольтметра отклоняется лишь в одну сторону, значит, симистор открывается только в полупериодах одного знака. Направление отклонения стрелки соответствует той полярности приложенного к симистору напряжения, при которой он остается закрытым. Обычно правильной работы симистора удается добиться установкой транзистора VT2 с большим значением коэффициента передачи тока.

Радио №9, 2009г.

Источник: cxem.net

Три простых варианта на основе готовых решений

Если у вас есть неплохой паяльник к которому вы привыкли, но ему явно не хватает регулировки мощности, необязательно покупать новый. Можно модернизировать старый, купив шнур с регулятором. Надо только смотреть, чтобы мощность регулировки была не менее мощности паяльника. Вообще, предназначены они для ламп, но так как паяльник тоже линейная нагрузка, пойдут и они. Такой регулятор обойдётся примерно в 150-200 рублей вместе с новым шнуром. Но точности в этом случае никакой, так что придётся термометром проверить температуру нагрева при разном положении рукоятки и нанести разметку.

Второй вариант — найти готовый регулятор или диммер, и приспособить его. Надо будет подключить шнур, а к нему ваш паяльник. Здесь важны параметры регулировки: от какого значения и до какого может регулироваться мощность, на какую нагрузку рассчитана. Кстати, слишком мощные брать тоже не стоит, особенно если они собраны на семисторах или тиристорах. Подключаемая к ним нагрузка не должна быть ниже 25% от номинальной мощности. Греются полупроводниковые приборы слишком, если и брать более мощные, то на 30-50 % не больше. Можно просто «прицепить» дополнительный резистор, чтобы не было проблем.

Есть даже специальные устройства — розетки с регулятором мощности. Это устройство похоже на блок питания, но не имеет шнура, вместо него на корпусе имеется розетка и колесико регулятора. В эту розетку подключается нагрузка, в нашем случае паяльник. Вы можете менять температуру нагрева, а вот в какое положение надо перевести регулятор, чтобы получить, скажем, 200 °C неизвестно. Так что снова вооружаемся термометром и наносим отметки на регулятор.

Регулятор мощности паяльника своими руками: проверенные рабочие схемы (6 шт)

Не всем нравится покупать неизвестно что. А некоторым приятнее сделать регулятор мощности паяльника своими руками, ведь это тоже опыт. Большинство схем собирается на симисторах и тиристорах, сейчас их найти проще чем транзисторы. Работать с ними тоже проще, так как они либо открыты, либо закрыты, что позволяет делать схемы проще.

Простые схемы на тиристоре

При выборе схемы регулятора мощности для паяльника важны две вещи: мощность и доступность деталей. Представленный ниже регулятор мощности паяльника собран на широко распространённых деталях, которые найти не проблема. Максимальный ток — 10 А, что более чем достаточно для выполнения работ любого рода и для паяльников мощностью до 100 Вт. Тиристор в данной схеме использован КУ202н. Обратите внимание на подключение моста. Есть много схем с ошибкой в подключении. Этот вариант рабочий. Проверен не раз.

При сборке схемы тиристор обязательно ставим на радиатор, чем он больше тем лучше. Схема проста, но когда она включена, создаёт помехи. Радио рядом не послушаешь и, чтобы убрать помехи, параллельно нагрузке подключаем конденсатор на 200 пФ, а последовательно дроссель. Параметры дросселя подбираются в зависимости от регулируемой нагрузки, но так как паяльники обычно не более чем на 80-100 Вт, то и дроссель можно сделать на 100 Вт. Для этого понадобится ферритовое кольцо наружным диаметром 20 мм, на которое намотано около 100 витков проводом сечением 0,4 мм².

Ещё один недостаток переведённой выше схемы — паяльник ощутимо «зудит». Иногда с этим мириться можно, иногда нет. Для устранения этого явления можно подобрав параметры конденсатора C1 так чтобы при выставленном на максимум переменном резисторе, подключённая лампа еле-еле светилась.

На других элементах но тоже без помех

Приведенный выше регулятор можно использовать для любой нагрузки. Приведем еще один аналог,но с использованием другой элементной базы. Регулировать можно не только мощность/температуру паяльника, но и любую другую нагрузку с небольшой индуктивной составляющей.

Пульсация тут есть, но ее частота высока и она не будет восприниматься нашим зрением. Так что можно использовать не только как диммер для паяльника, но и для регулирования света от обычной лампы накаливания. Нужен ли диодный мост для регулировки мощности нагрева паяльника? Он не помешает, но необходимости в нем нет.

На тиристоре с высокой чувствительностью

Данная схема позволяет плавно изменять температуру паяльника от 50% до 100%. Есть два индикатора — питания и мощности. Светодиод наличия питания горит всегда во включенном состоянии, но при 75% мощности свечение более яркое. Индикатор мощности меняет интенсивность свечения в зависимости от режима работы.

Чтобы регулятор поместился в корпус от зарядного устройства мобильного телефона, сопротивления используют СМД типа (1206). Все резисторы установлены на плате, кроме R 10. Некоторые могут быть составными (из последовательно соединенных резисторов собираем нужный номинал).

Для нормальной работы схемы требуется чувствительный тиристор (с малым током управления) и низким током удержания состояния (порядка 1 мА). Например, КТ503 (рассчитан на напряжение 400 В, Ток управления 1 мА). Остальная элементная база указана на схеме.

Если собрали, но напряжение не регулируется

Если собранный регулятор ничего не регулирует — не меняется температура паяльника — дело в тиристоре. Схема, вроде, работает, а ничего не происходит. Причина — тиристор с низкой чувствительностью. Токи, которые протекают в схеме, недостаточны для открытия. В таком случае стоит поставить аналог с более высокой чувствительностью (токи управления более низкие).

Еще может регулятор работать, но паяльник начинает «зудеть». Решается такая проблема установкой дросселя на выходе (перед паяльником). Емкость надо подбирать — зависит от паяльника.  Второй вариант решения — аналоговая схема управления, а это уже другая схема.

Ну, и при проблемах с работой ищите либо неисправные детали, либо неправильно подобранные компоненты. Обычно проблема в этом.

Схемы на симисторах

Не всегда требуются сложные схемы для регулировки температуры паяльника. Но просто поставить регулятор после вилки — не слишком хорошая идея. Он будет регулировать (если параметры подберете соответствующие), но и греться будет почти как паяльник. Потому даже самые простые регуляторы мощности содержат что-то около десятка компонентов. Ниже приведена одна из самых простых схем. Все что в этой схеме есть — симистор и динистор. Симистор нужен ВТ139, динистор DB3. Маркировка выводов симистора также дана не схеме, обозначено какие ноги к чему паять.

Схема совсем небольшая, с легкостью помещается в корпус от телефонной зарядки. Не сказать, что данный регулятор идеален, но он вполне успешно работает с паяльниками не слишком большой мощности. Предел возможностей —  1500 Вт.

Симистор КУ208Г и десяток деталей

Похожая схема есть на симисторе, похожая в смысле простоты и набора элементов. Симистор также монтируем на радиатор.  Имеет тот же недостаток — помехи, которые точно так же устраняется.

Диодный мост собирается как обычно, на базе КД906Б. Все номиналы радиоэлементов прописаны на схеме, никаких проблем с реализацией быть не должно.

С использованием современной элементной базы

Старые радиодетали хороши тем, что они «дубовые» в смысле надежности эксплуатации. Но они уже действительно старые. У многих временной ресурс на пределе и служат они далеко не так долго, как «свежие». Это первая проблема. И вторая — их все сложнее найти. Хорошо что есть уже много схем регуляторов паяльников на новой элементной базе. Некоторые из них простые, другие посложнее, используются различные виды современных радиодеталей.

Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме

Этот вариант простым не назовешь, но зато он не выдает в сеть помех. С наличием большого количества электроники в каждом доме это может быть важным. Если вы паяете лишь от случая к случаю — можно и не обращать на это внимания. Но вот если вы часто сидите с паяльником, помехи могут доставлять серьезные неудобства.

Регулировать данная схема может нагрузку до 2 кВт, обеспечивает плавное изменение от 0 до максимума.

По элементной базе. Микросхема К561ЛА7 может быть заменена на К176ЛА7. Переменный резистор R1 — любой из группы А. Остальные резисторы — лучше МЛТ, конденсаторы C1, C3 — керамические. Диоды в схеме использованы КД503А, можно заменить КД514А и КД522А. ТАкже есть вариант замены транзистора КТ361В — на КТ326В или КТ361А.

На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S

В этой схеме использован фазовый регулятор мощности. Кроме него, в регуляторе используется лишь пара деталей, так что времени на сборку надо минимум, ошибиться практически невозможно.

Нужен будет только переменный резистор, можно с выключателем — тогда не надо будет паяльник вытаскивать из сети. Для устранения помех нужен будет конденсатор на 100 пФ, на 630 В, лучше специальный плёночный для фильтров. Единственное, с чем может возникнуть сложность — намотка дросселя, его параметры есть в таблице.

Нужно будет кольцо из феррита с наружным диаметром 20 мм. Чем больше проницаемость феррита тем лучше. Данный фазовый регулятор может регулировать нагрузку до 1,5 кВт, так что выбирать можно любой их столбиков. Можно сделать с запасом, мало ли что потом захотите регулировать. Проволока естественно, медная лакированная, специально для намотки дросселей.

При сборке для дросселя и фазового регулятора лучше сделать теплоотвод. Особенно он пригодится при работе с большими нагрузками. Для паяльника можно и обойтись, но мало ли что потом подключите и лучше собрать сразу с запасом прочности.

На оптосимисторе МОС204х/306х/308х

Схема обкатанная много раз и работает отлично без каких-либо проблем. Использовать желательно оптические симисторы указанных марок, так как они открываются в случае перехода напряжения через ноль. Состояние светодиода при этом неважно. Все другие работают по другому принципу, потому схему надо будет переделывать под них. Также в схеме присутствует биполярный таймер 555 серии. Найти его не проблема, цена нормальная.

Все компоненты подобраны миниатюрных габаритов, чтобы в готовом виде плата вошла в корпус от зарядки мобильника. Номинал резистора R5 зависит от типа используемого светодиода. На красном падение напряжения 1,6-2 В, на зелёном 1,9-4 В, на жёлтом 2,1-2,2 В, на синем 2,5-3,7 В. Соответственно резистор подбирается в зависимости от фактических параметров.

С ШИМ-контроллером

Современная элементная база очень обширна, а одни и те же задачи можно решать по разному. Например, для регулятора мощности использовать ШИМ-контроллер. Для этой схемы подойдёт любая модель, работающая на частоте 0,5-1 Гц. Коммутирующий элемент полевой транзистор, его можно найти на старых материнских платах или купить. Его тип не указан, но подойдет любой n-канальный транзистор с напряжением не менее 12 В, током — 6 А и мощностью — 60 Вт.

Светодиод VD3 необязательная часть схемы, но он мигает с разной частотой в зависимости от нагрева. Когда приноровишься, удобно ориентироваться и не надо смотреть на ручку регулятора. Но вообще, его из схемы можно безболезненно выкинуть. Обратите внимание: шины питания от микросхемы идут параллельно проводами, это минимизирует влияние более мощной нагрузки.

Транзисторный регулятор мощности

Плюс использования транзисторов, это отсутствие помех, которые выдают в сеть симисторы и тиристоры. Второй существенный плюс в их работе и с индуктивной нагрузкой. То есть, их можно использовать не только с лампами накаливания и паяльниками, но и с теми же светодиодными лампами и экономками. Подключаемая нагрузка — не более 100 Вт, диапазон регулировки — от 0 В до 218 В.

Регулятор мощности паяльника на транзисторе собирается из следующих элементов:

  • Транзистор можно выбрать из следующих КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ847А(Б), КТ834А(Б), КТ828А(Б).
  • Диодные блоки можно ставить: первый диодный мост VD1-VD4 —  КЦ412В или КЦ410В , второй мост VD6-VD9 — КЦ 405 или 407 с любой буквой.
  • Диод VD5 берем из серий Д7, Д237, Д226.
  • Переменный резистор — не менее 2 Вт.
  • Конденсатор оксидный К50-6, К50-16.
  • Трансформатор — любой маломощный с напряжением на вторичной обмотке 5-8 В.
  • Предохранитель — любого типа на 1 А.

Транзистор обязательно монтировать на радиатор. Толщина 3-5 см, площадь рассеивания не менее 200 см². В схеме также есть тумблер под сетевое напряжение. Постоянные сопротивления любые, важно чтобы мощность была не менее максимальной мощности регулятора. В остальном эта часть элементной базы без особых требований. Если хотите корпус сделать поменьше выбирайте по размеру, а нет так и старые трубчатые подойдут.

Мощность нагрузки, которой может управлять этот регулятор мощности паяльника, можно увеличить, заменив транзистор более мощным. Подключать можно 150 Вт, если поставить КТ856, 250 Вт — КТ834, 250 Вт — КТ 847. Для регулировки ещё более мощной нагрузки, потребуется соединить несколько транзисторов, поставить вместо первого диодного моста более мощные диоды, с рабочим 250 В и выше. В качестве VD5 берем диод с током 1 А или более. Необходимо будет также принудительное охлаждение в виде вентилятора.

Регулятор мощности для паяльника на 20-36 В переменного напряжения

Если паяльник работает от пониженного сетевого напряжения 20-36 В, применять для него схемы на тринисторе бесполезно. Они практически не работают — на тринисторе напряжение падает на 10-15 В. При исходных 220 В это не оказывает большого влияния на работу паяльника. Но при 20-36 В такое понижение уже критично — паяльник работает на половину мощности, чего явно недостаточно для нормальной пайки.

Что в этом регуляторе мощности паяльника (и ТЭНа, и другой нагрузки без большой индуктивной составляющей) хорошего?

  • Он дает понижение напряжения всего 1,5-2 В, что даже для 20 В на входе не так и много.
  • Можно задавать пределы регулировки мощности в зависимости от того 20 В переменки у вас или 36. За это отвечает переменный резистор R4.
  • Та же функция дает возможность работать от 45 В.

В общем, универсальный регулятор мощности паяльника для сетей пониженного переменного напряжения.

Элементная база

Большая часть элементной базы указана на схеме, но некоторые детали можно заменить.

  • Транзистор VT1 должен быть КТ815Б, можно ставить еще КТ815, В и Г, КТ807 АМ и БМ; КТ817 Б, В, Г.
  • Транзистор VT2 — лучше КТ 814 Б В  или Г, но может быть КТ816 Б, В, Г; ГТ906 АМ.
  • Диодный мост VD1 указан КЦ401А, можно заменить КЦ402 А, В, С , D, E. Можно собрать мост на диодах КД212А, КД213.
  • Диоды VD3 и VD 4 ставим любые малого размера — плоские или точечные (серия Д9 лучше всего).
  • Конденсаторы:
    • C1 и C2 — оксидные типа К50-3, К 50-6, К 50-24.
    • С 3 — К 10-7 или КЛС.
    • Резисторы берем серий ВС и МЛТ.

Можно ли ставить не указанные в перечне элементы? Указаны только аналоги отечественного производства, но есть еще и импортная база. Только внимательнее с характеристиками при выборе замены.

Особенности монтажа

Для этого регулятора есть макет печатной платы (на рисунке ниже). Все детали размещаем на этой плате. Только резистор R4, который задает пределы регулировки, устанавливаем так, чтобы он был а корпусе. Конденсатор C1 крепим в горизонтальном положении, используя проволочные скобы остальные — без разницы.

Параметры резисторов R2 и R3 подбираются в зависимости от желаемых пределов регулирования.

Для нормальной работы транзистор VT2 надо смонтировать на радиаторе. Площадь — 20-30 см², на плате отведено место под Г-образный радиатор.

На лицевой стороне корпуса или сверху кроме переменного резистора удобно установить розетку для подключения паяльника. Собственно, это все рекомендации по монтажу.

Более простой вариант

Если хочется чего-то более простого, есть вполне работоспособная схема с минимумом элементов. Она вообще помещается в корпус от зарядного устройства.

Основная переделка — проделать отверстие под вывод ручки переменного резистора. Но никакой подстройки, все «дубовое», но работает.

Источник: elektroznatok.ru

Три простых варианта на основе готовых решений

Если у вас есть неплохой паяльник к которому вы привыкли, но ему явно не хватает регулировки мощности, необязательно покупать новый. Можно модернизировать старый, купив шнур с регулятором. Надо только смотреть, чтобы мощность регулировки была не менее мощности паяльника. Вообще, предназначены они для ламп, но так как паяльник тоже линейная нагрузка, пойдут и они. Такой регулятор обойдётся примерно в 150-200 рублей вместе с новым шнуром. Но точности в этом случае никакой, так что придётся термометром проверить температуру нагрева при разном положении рукоятки и нанести разметку.

Второй вариант — найти готовый регулятор или диммер, и приспособить его. Надо будет подключить шнур, а к нему ваш паяльник. Здесь важны параметры регулировки: от какого значения и до какого может регулироваться мощность, на какую нагрузку рассчитана. Кстати, слишком мощные брать тоже не стоит, особенно если они собраны на семисторах или тиристорах. Подключаемая к ним нагрузка не должна быть ниже 25% от номинальной мощности. Греются полупроводниковые приборы слишком, если и брать более мощные, то на 30-50 % не больше. Можно просто «прицепить» дополнительный резистор, чтобы не было проблем.

Есть даже специальные устройства — розетки с регулятором мощности. Это устройство похоже на блок питания, но не имеет шнура, вместо него на корпусе имеется розетка и колесико регулятора. В эту розетку подключается нагрузка, в нашем случае паяльник. Вы можете менять температуру нагрева, а вот в какое положение надо перевести регулятор, чтобы получить, скажем, 200 °C неизвестно. Так что снова вооружаемся термометром и наносим отметки на регулятор.

Регулятор мощности паяльника своими руками: проверенные рабочие схемы (6 шт)

Не всем нравится покупать неизвестно что. А некоторым приятнее сделать регулятор мощности паяльника своими руками, ведь это тоже опыт. Большинство схем собирается на симисторах и тиристорах, сейчас их найти проще чем транзисторы. Работать с ними тоже проще, так как они либо открыты, либо закрыты, что позволяет делать схемы проще.

Простые схемы на тиристоре

При выборе схемы регулятора мощности для паяльника важны две вещи: мощность и доступность деталей. Представленный ниже регулятор мощности паяльника собран на широко распространённых деталях, которые найти не проблема. Максимальный ток — 10 А, что более чем достаточно для выполнения работ любого рода и для паяльников мощностью до 100 Вт. Тиристор в данной схеме использован КУ202н. Обратите внимание на подключение моста. Есть много схем с ошибкой в подключении. Этот вариант рабочий. Проверен не раз.

При сборке схемы тиристор обязательно ставим на радиатор, чем он больше тем лучше. Схема проста, но когда она включена, создаёт помехи. Радио рядом не послушаешь и, чтобы убрать помехи, параллельно нагрузке подключаем конденсатор на 200 пФ, а последовательно дроссель. Параметры дросселя подбираются в зависимости от регулируемой нагрузки, но так как паяльники обычно не более чем на 80-100 Вт, то и дроссель можно сделать на 100 Вт. Для этого понадобится ферритовое кольцо наружным диаметром 20 мм, на которое намотано около 100 витков проводом сечением 0,4 мм².

Ещё один недостаток переведённой выше схемы — паяльник ощутимо «зудит». Иногда с этим мириться можно, иногда нет. Для устранения этого явления можно подобрав параметры конденсатора C1 так чтобы при выставленном на максимум переменном резисторе, подключённая лампа еле-еле светилась.

На других элементах но тоже без помех

Приведенный выше регулятор можно использовать для любой нагрузки. Приведем еще один аналог,но с использованием другой элементной базы. Регулировать можно не только мощность/температуру паяльника, но и любую другую нагрузку с небольшой индуктивной составляющей.

Пульсация тут есть, но ее частота высока и она не будет восприниматься нашим зрением. Так что можно использовать не только как диммер для паяльника, но и для регулирования света от обычной лампы накаливания. Нужен ли диодный мост для регулировки мощности нагрева паяльника? Он не помешает, но необходимости в нем нет.

На тиристоре с высокой чувствительностью

Данная схема позволяет плавно изменять температуру паяльника от 50% до 100%. Есть два индикатора — питания и мощности. Светодиод наличия питания горит всегда во включенном состоянии, но при 75% мощности свечение более яркое. Индикатор мощности меняет интенсивность свечения в зависимости от режима работы.

Чтобы регулятор поместился в корпус от зарядного устройства мобильного телефона, сопротивления используют СМД типа (1206). Все резисторы установлены на плате, кроме R 10. Некоторые могут быть составными (из последовательно соединенных резисторов собираем нужный номинал).

Для нормальной работы схемы требуется чувствительный тиристор (с малым током управления) и низким током удержания состояния (порядка 1 мА). Например, КТ503 (рассчитан на напряжение 400 В, Ток управления 1 мА). Остальная элементная база указана на схеме.

Если собрали, но напряжение не регулируется

Если собранный регулятор ничего не регулирует — не меняется температура паяльника — дело в тиристоре. Схема, вроде, работает, а ничего не происходит. Причина — тиристор с низкой чувствительностью. Токи, которые протекают в схеме, недостаточны для открытия. В таком случае стоит поставить аналог с более высокой чувствительностью (токи управления более низкие).

Еще может регулятор работать, но паяльник начинает «зудеть». Решается такая проблема установкой дросселя на выходе (перед паяльником). Емкость надо подбирать — зависит от паяльника.  Второй вариант решения — аналоговая схема управления, а это уже другая схема.

Ну, и при проблемах с работой ищите либо неисправные детали, либо неправильно подобранные компоненты. Обычно проблема в этом.

Схемы на симисторах

Не всегда требуются сложные схемы для регулировки температуры паяльника. Но просто поставить регулятор после вилки — не слишком хорошая идея. Он будет регулировать (если параметры подберете соответствующие), но и греться будет почти как паяльник. Потому даже самые простые регуляторы мощности содержат что-то около десятка компонентов. Ниже приведена одна из самых простых схем. Все что в этой схеме есть — симистор и динистор. Симистор нужен ВТ139, динистор DB3. Маркировка выводов симистора также дана не схеме, обозначено какие ноги к чему паять.

Схема совсем небольшая, с легкостью помещается в корпус от телефонной зарядки. Не сказать, что данный регулятор идеален, но он вполне успешно работает с паяльниками не слишком большой мощности. Предел возможностей —  1500 Вт.

Симистор КУ208Г и десяток деталей

Похожая схема есть на симисторе, похожая в смысле простоты и набора элементов. Симистор также монтируем на радиатор.  Имеет тот же недостаток — помехи, которые точно так же устраняется.

Диодный мост собирается как обычно, на базе КД906Б. Все номиналы радиоэлементов прописаны на схеме, никаких проблем с реализацией быть не должно.

С использованием современной элементной базы

Старые радиодетали хороши тем, что они «дубовые» в смысле надежности эксплуатации. Но они уже действительно старые. У многих временной ресурс на пределе и служат они далеко не так долго, как «свежие». Это первая проблема. И вторая — их все сложнее найти. Хорошо что есть уже много схем регуляторов паяльников на новой элементной базе. Некоторые из них простые, другие посложнее, используются различные виды современных радиодеталей.

Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме

Этот вариант простым не назовешь, но зато он не выдает в сеть помех. С наличием большого количества электроники в каждом доме это может быть важным. Если вы паяете лишь от случая к случаю — можно и не обращать на это внимания. Но вот если вы часто сидите с паяльником, помехи могут доставлять серьезные неудобства.

Регулировать данная схема может нагрузку до 2 кВт, обеспечивает плавное изменение от 0 до максимума.

По элементной базе. Микросхема К561ЛА7 может быть заменена на К176ЛА7. Переменный резистор R1 — любой из группы А. Остальные резисторы — лучше МЛТ, конденсаторы C1, C3 — керамические. Диоды в схеме использованы КД503А, можно заменить КД514А и КД522А. ТАкже есть вариант замены транзистора КТ361В — на КТ326В или КТ361А.

На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S

В этой схеме использован фазовый регулятор мощности. Кроме него, в регуляторе используется лишь пара деталей, так что времени на сборку надо минимум, ошибиться практически невозможно.

Нужен будет только переменный резистор, можно с выключателем — тогда не надо будет паяльник вытаскивать из сети. Для устранения помех нужен будет конденсатор на 100 пФ, на 630 В, лучше специальный плёночный для фильтров. Единственное, с чем может возникнуть сложность — намотка дросселя, его параметры есть в таблице.

Нужно будет кольцо из феррита с наружным диаметром 20 мм. Чем больше проницаемость феррита тем лучше. Данный фазовый регулятор может регулировать нагрузку до 1,5 кВт, так что выбирать можно любой их столбиков. Можно сделать с запасом, мало ли что потом захотите регулировать. Проволока естественно, медная лакированная, специально для намотки дросселей.

При сборке для дросселя и фазового регулятора лучше сделать теплоотвод. Особенно он пригодится при работе с большими нагрузками. Для паяльника можно и обойтись, но мало ли что потом подключите и лучше собрать сразу с запасом прочности.

На оптосимисторе МОС204х/306х/308х

Схема обкатанная много раз и работает отлично без каких-либо проблем. Использовать желательно оптические симисторы указанных марок, так как они открываются в случае перехода напряжения через ноль. Состояние светодиода при этом неважно. Все другие работают по другому принципу, потому схему надо будет переделывать под них. Также в схеме присутствует биполярный таймер 555 серии. Найти его не проблема, цена нормальная.

Все компоненты подобраны миниатюрных габаритов, чтобы в готовом виде плата вошла в корпус от зарядки мобильника. Номинал резистора R5 зависит от типа используемого светодиода. На красном падение напряжения 1,6-2 В, на зелёном 1,9-4 В, на жёлтом 2,1-2,2 В, на синем 2,5-3,7 В. Соответственно резистор подбирается в зависимости от фактических параметров.

С ШИМ-контроллером

Современная элементная база очень обширна, а одни и те же задачи можно решать по разному. Например, для регулятора мощности использовать ШИМ-контроллер. Для этой схемы подойдёт любая модель, работающая на частоте 0,5-1 Гц. Коммутирующий элемент полевой транзистор, его можно найти на старых материнских платах или купить. Его тип не указан, но подойдет любой n-канальный транзистор с напряжением не менее 12 В, током — 6 А и мощностью — 60 Вт.

Светодиод VD3 необязательная часть схемы, но он мигает с разной частотой в зависимости от нагрева. Когда приноровишься, удобно ориентироваться и не надо смотреть на ручку регулятора. Но вообще, его из схемы можно безболезненно выкинуть. Обратите внимание: шины питания от микросхемы идут параллельно проводами, это минимизирует влияние более мощной нагрузки.

Транзисторный регулятор мощности

Плюс использования транзисторов, это отсутствие помех, которые выдают в сеть симисторы и тиристоры. Второй существенный плюс в их работе и с индуктивной нагрузкой. То есть, их можно использовать не только с лампами накаливания и паяльниками, но и с теми же светодиодными лампами и экономками. Подключаемая нагрузка — не более 100 Вт, диапазон регулировки — от 0 В до 218 В.

Регулятор мощности паяльника на транзисторе собирается из следующих элементов:

  • Транзистор можно выбрать из следующих КТ812А(Б), КТ824А(Б), КТ847А(Б), КТ834А(Б), КТ828А(Б).
  • Диодные блоки можно ставить: первый диодный мост VD1-VD4 —  КЦ412В или КЦ410В , второй мост VD6-VD9 — КЦ 405 или 407 с любой буквой.
  • Диод VD5 берем из серий Д7, Д237, Д226.
  • Переменный резистор — не менее 2 Вт.
  • Конденсатор оксидный К50-6, К50-16.
  • Трансформатор — любой маломощный с напряжением на вторичной обмотке 5-8 В.
  • Предохранитель — любого типа на 1 А.

Транзистор обязательно монтировать на радиатор. Толщина 3-5 см, площадь рассеивания не менее 200 см². В схеме также есть тумблер под сетевое напряжение. Постоянные сопротивления любые, важно чтобы мощность была не менее максимальной мощности регулятора. В остальном эта часть элементной базы без особых требований. Если хотите корпус сделать поменьше выбирайте по размеру, а нет так и старые трубчатые подойдут.

Мощность нагрузки, которой может управлять этот регулятор мощности паяльника, можно увеличить, заменив транзистор более мощным. Подключать можно 150 Вт, если поставить КТ856, 250 Вт — КТ834, 250 Вт — КТ 847. Для регулировки ещё более мощной нагрузки, потребуется соединить несколько транзисторов, поставить вместо первого диодного моста более мощные диоды, с рабочим 250 В и выше. В качестве VD5 берем диод с током 1 А или более. Необходимо будет также принудительное охлаждение в виде вентилятора.

Регулятор мощности для паяльника на 20-36 В переменного напряжения

Если паяльник работает от пониженного сетевого напряжения 20-36 В, применять для него схемы на тринисторе бесполезно. Они практически не работают — на тринисторе напряжение падает на 10-15 В. При исходных 220 В это не оказывает большого влияния на работу паяльника. Но при 20-36 В такое понижение уже критично — паяльник работает на половину мощности, чего явно недостаточно для нормальной пайки.

Что в этом регуляторе мощности паяльника (и ТЭНа, и другой нагрузки без большой индуктивной составляющей) хорошего?

  • Он дает понижение напряжения всего 1,5-2 В, что даже для 20 В на входе не так и много.
  • Можно задавать пределы регулировки мощности в зависимости от того 20 В переменки у вас или 36. За это отвечает переменный резистор R4.
  • Та же функция дает возможность работать от 45 В.

В общем, универсальный регулятор мощности паяльника для сетей пониженного переменного напряжения.

Элементная база

Большая часть элементной базы указана на схеме, но некоторые детали можно заменить.

  • Транзистор VT1 должен быть КТ815Б, можно ставить еще КТ815, В и Г, КТ807 АМ и БМ; КТ817 Б, В, Г.
  • Транзистор VT2 — лучше КТ 814 Б В  или Г, но может быть КТ816 Б, В, Г; ГТ906 АМ.
  • Диодный мост VD1 указан КЦ401А, можно заменить КЦ402 А, В, С , D, E. Можно собрать мост на диодах КД212А, КД213.
  • Диоды VD3 и VD 4 ставим любые малого размера — плоские или точечные (серия Д9 лучше всего).
  • Конденсаторы:
    • C1 и C2 — оксидные типа К50-3, К 50-6, К 50-24.
    • С 3 — К 10-7 или КЛС.
    • Резисторы берем серий ВС и МЛТ.

Можно ли ставить не указанные в перечне элементы? Указаны только аналоги отечественного производства, но есть еще и импортная база. Только внимательнее с характеристиками при выборе замены.

Особенности монтажа

Для этого регулятора есть макет печатной платы (на рисунке ниже). Все детали размещаем на этой плате. Только резистор R4, который задает пределы регулировки, устанавливаем так, чтобы он был а корпусе. Конденсатор C1 крепим в горизонтальном положении, используя проволочные скобы остальные — без разницы.

Параметры резисторов R2 и R3 подбираются в зависимости от желаемых пределов регулирования.

Для нормальной работы транзистор VT2 надо смонтировать на радиаторе. Площадь — 20-30 см², на плате отведено место под Г-образный радиатор.

На лицевой стороне корпуса или сверху кроме переменного резистора удобно установить розетку для подключения паяльника. Собственно, это все рекомендации по монтажу.

Более простой вариант

Если хочется чего-то более простого, есть вполне работоспособная схема с минимумом элементов. Она вообще помещается в корпус от зарядного устройства.

Основная переделка — проделать отверстие под вывод ручки переменного резистора. Но никакой подстройки, все «дубовое», но работает.

Источник: elektroznatok.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.