ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าไทริสเตอร์และไตรแอกสำหรับโหลดอุปนัย

เครื่องใช้ในครัวเรือนสมัยใหม่ส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยใช้องค์ประกอบอุปนัยสามารถปรับการใช้พลังงานได้อย่างง่ายดาย จริงนี่เป็นความจริงเฉพาะในกรณีเหล่านั้นเมื่อมีความเป็นไปได้ดังกล่าวแล้ว อย่างไรก็ตาม แม้จะไม่มีอยู่ คุณก็สามารถปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ด้วยมือของคุณเองได้โดยการรวมตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบไตรแอกเข้ากับโหลดอุปนัยเข้าไป

ข้อดีข้อเสีย

มีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตลาดซึ่งสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไตรแอก BT136 600E ที่ทันสมัยซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าไทริสเตอร์อย่างมากในประสิทธิภาพ การใช้เซมิคอนดักเตอร์ควบคุมแบบสองทิศทางมีข้อดีดังต่อไปนี้:

• ลดการบิดเบือนไม่เชิงเส้น
• การปรับปรุงลักษณะการควบคุมของวงจรทั้งหมด
• ประหยัดการใช้ไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย

ข้อได้เปรียบหลักของตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์คือการไม่มีหน้าสัมผัสทางกลซึ่งล้มเหลวอย่างรวดเร็วและสร้างเสียงรบกวนมากมาย

ไม่มีข้อเสียที่สำคัญมากของอุปกรณ์เหล่านี้ ได้แก่ :

• เพิ่มความไวต่อชั่วคราวในวงจรควบคุม
• จำเป็นต้องติดตั้งหม้อน้ำเพื่อระบายความร้อน
• ช่วงความถี่จำกัด

แม้จะมีข้อเสียเหล่านี้ แต่ตัวปรับความคงตัวของ triac ก็ประสบความสำเร็จในการควบคุมกำลังในการโหลดอุปนัย

หลักการทำงานและวัตถุประสงค์ของการสมัคร

หลักการทำงานของตัวควบคุม triac ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งจำกัดแอมพลิจูดของกระแสสลับในขณะที่ลดกำลังในการโหลด ที่ความถี่ที่กำหนดของแรงดันไฟหลัก เป็นไปได้ที่จะควบคุมตัวบ่งชี้นี้ภายในขอบเขตเล็กน้อย (ไม่เกิน 20-30%)

คุณภาพและความลึกของการปรับขึ้นอยู่กับวงจรควบคุมสำหรับการทำงานขององค์ประกอบไตรแอก ซึ่งถือว่ามีการออกแบบที่แตกต่างกัน

ในกรณีที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยองค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องหลายประการ ได้แก่ ไดโอด หม้อแปลงแยก ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุ ในอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น การทำงานของโมดูลควบคุมจะดำเนินการโดยไมโครเซอร์กิตหรือไมโครโปรเซสเซอร์ ตามวิธีการควบคุม triac สามารถทำได้หลายวิธีในการเปลี่ยนปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับโหลด วิธีทั่วไปในการทำเช่นนี้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด คือการมีอิทธิพลต่อเฟสของแรงดันไฟฟ้าที่แปลงแล้ว ตามพารามิเตอร์ตัวแปรวิธีนี้เรียกว่าพัลส์เฟสและอุปกรณ์ที่ทำงานบนพื้นฐานคือตัวควบคุมเฟส

วงจร Triac ใช้ในอุปกรณ์หลายอย่างเมื่อต้องใช้งานอุปกรณ์ที่ต้องจัดการกับภาระอุปนัยโดยเฉพาะขดลวดมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมประเภทเดียวกันรวมถึง:

• เครื่องซักผ้า เครื่องเป่าผม และคอมเพรสเซอร์
• หม้อไอน้ำ เครื่องดูดฝุ่น และอุปกรณ์ให้แสงสว่างหลายรุ่น
• ปั๊มและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสของเครื่องจักรในโรงงาน
• อุปกรณ์หม้อไอน้ำและแม้แต่หัวแร้งธรรมดา

ลักษณะของการใช้อุปกรณ์ที่ควบคุมโดยตัวควบคุมพลังงานเฟสบน triac นั้นแทบจะเหมือนกัน เฉพาะตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เท่านั้นที่แตกต่างกัน: ขนาดของกระแส กำลังในการโหลด ประสิทธิภาพการควบคุม ความประหยัด และอื่นๆ

ผลิตเอง Self

ใครก็ตามที่เข้าใจหลักการทำงานของมันสามารถสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบนไทรแอกด้วยมือของพวกเขาเอง ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นคุณต้องเลือกตัวเลือกอุปกรณ์ที่มีตราสินค้าซึ่งเหมาะสำหรับการคัดลอกด้วยตนเอง เงื่อนไขหนึ่งสำหรับการตัดสินใจเลือกที่ถูกต้องคือรูปแบบที่คุณชอบนั้นง่ายพอที่จะทำซ้ำได้

ตัวเลือกโครงการ

ในบรรดารุ่นยอดนิยมของอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่สามารถนำมาเป็นตัวอย่างได้มีดังต่อไปนี้:

• ผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นจากอุปกรณ์ BT136 600E ซึ่งเป็นวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งมีอยู่บนอินเทอร์เน็ต
• อุปกรณ์ที่ใช้ BTA16-600 triacs กับองค์กรการสลับที่ซับซ้อนมากขึ้น

คุณลักษณะของโซลูชันวงจรแรกคือการใช้ triac เพียงตัวเดียว ด้วยตัวควบคุมดังกล่าวซึ่งทำซ้ำในรูปแบบของผลิตภัณฑ์โฮมเมดทำให้สามารถควบคุมโหมดการทำงานของหัวแร้งในครัวเรือนที่มีกำลังสูงถึง 0.09 กิโลวัตต์ นอกจากนี้ หากคุณมีอุปกรณ์ คุณสามารถปรับความสว่างของโคมไฟตั้งโต๊ะหรือความเร็วในการหมุนของพัดลมไฟฟ้าได้

ในบรรดาโซลูชันวงจรที่ใช้สำหรับการผลิตตัวควบคุมอิสระ ผลิตภัณฑ์ที่ใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพค่อนข้างสูง BTA16-600 มีความโดดเด่น คุณลักษณะเฉพาะของมันคือการมีหลอดนีออนรวมอยู่ในวงจรเอาท์พุท ความสว่างของการเรืองแสงบ่งบอกถึงปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับโหลดในขณะนั้น ซึ่งสะดวกมากสำหรับการทำงานกับผู้บริโภคจำนวนมาก

ผู้ใช้ที่ไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับไมโครเซอร์กิตจะต้องใช้ตัวเลือกรวม ชุดควบคุมนำมาจากผลิตภัณฑ์ที่ง่ายกว่าซึ่งใช้ BT136-600E และเอาต์พุตใช้วงจรควบคุมที่มีหลอดไฟนีออน ในสถานการณ์ที่ตัวควบคุมมีจุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมไฟส่องสว่างด้วยองค์ประกอบเริ่มต้นภายในของตัวเอง (สตาร์ทเตอร์) จะไม่อนุญาตให้ติดตั้งนีออน

มีความเป็นไปได้อีกรูปแบบหนึ่งของอุปกรณ์ทวนสัญญาณที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งใช้การควบคุม MAC 97A6 วงจรสวิตชิ่งนี้เหมาะสำหรับหลอดไฟ 220V

ประกอบเอง

โครงสร้างของวงจรควบคุมทั่วไปบนไตรแอกประกอบด้วยส่วนประกอบและองค์ประกอบที่จำเป็นดังต่อไปนี้:

• ไดโอดเรียงกระแส (หรือบริดจ์);
• ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ซึ่งมีปุ่มแสดงอยู่ที่แผงด้านหน้าของอุปกรณ์ทำเอง
• จำกัด dinistor ทุกประเภท
• ไตรแอค BTA16-000;
• ไฟ LED แสดงสถานะแทนนีออน
• ฟิวส์.

หลังจากบัดกรีชิ้นส่วนเหล่านี้ในวงจรแล้ว คุณจะต้องตรวจสอบลำดับการทำงานของแต่ละโมดูล ในการทำเช่นนี้คุณต้องเดินโซ่ทั้งหมดจากทางเข้าสู่โหลด

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ที่แก้ไขโดยไดโอดจะถูกป้อนผ่านตัวต้านทานปรับค่าก่อนไปยังองค์ประกอบจำกัด จากนั้นไปที่อิเล็กโทรดควบคุม BTA16-000 ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์ Triac จะเปิดขึ้นมากหรือน้อยลงโดยเปลี่ยนปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับโหลด ตามคำอธิบายนี้ วงจรประกอบจะถูกตรวจสอบความถูกต้องของการประกอบและการทำงาน

ด้วยตัวควบคุมอย่างง่ายเช่นนี้ คุณสามารถเปลี่ยนกำลังขับของหัวแร้งหรือโคมไฟตั้งโต๊ะได้อย่างราบรื่น

การตั้งค่าตัวควบคุม

หลังจากเสร็จสิ้นงานบัดกรีและการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมด คุณสามารถตรวจสอบผลิตภัณฑ์โฮมเมดเพื่อการใช้งานได้ หากตรวจพบความเบี่ยงเบนจากโหมดปกติที่ระบุโดยคำอธิบายของการออกแบบวงจร อุปกรณ์จะต้องได้รับการกำหนดค่า ประกอบด้วยการตรวจสอบแต่ละองค์ประกอบสำหรับกระแสและแรงดัน ด้วยเหตุนี้จึงสะดวกที่สุดในการซื้ออุปกรณ์พิเศษ - มัลติมิเตอร์หรือดีกว่า - ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์

ก่อนทำการปรับ สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่า triac ในวงจรนี้ทำหน้าที่ควบคุมเฟสวัตถุประสงค์หลักคือเพื่อสลับวงจรในช่วงเวลาของการเปลี่ยนแรงดันครึ่งคลื่นไปที่จุดศูนย์ โดยคำนึงถึงมูลค่าของโหลดที่ดำเนินการในเวลาที่กำหนด

ในสถานะเริ่มต้น triac จะถูกปิด เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่อิเล็กโทรดควบคุมยังไม่ถึงค่าที่ต้องการ เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จผ่านวงจรซึ่งเปิดออกเนื่องจากการมาถึงของแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น ศักยภาพของตัวเก็บประจุและไดนามิกที่เชื่อมต่อแบบขนานจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น

กระบวนการเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนบนหน้าจอออสซิลโลสโคป โดยที่การตั้งค่าอุปกรณ์จะง่ายขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

เมื่อแรงดันไฟฟ้า ณ จุดนี้ถึงประมาณ 30 โวลต์ ไดนามิกและไตรแอคจะเปิดพร้อมกันเป็นเวลาเท่ากับครึ่งคาบของคลื่น เนื่องจากการสลับวงจรควบคุมซึ่งทำซ้ำเป็นระยะด้วยความถี่ 50 เฮิรตซ์ จึงสามารถเปลี่ยนแปลงปริมาณพลังงานในการโหลดภายในขอบเขตที่กำหนดได้

หากคุณมีประสบการณ์เกี่ยวกับหัวแร้งและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถประกอบและกำหนดค่าอุปกรณ์ควบคุมได้โดยไม่ยาก สิ่งสำคัญคือความเอาใจใส่และการปฏิบัติตามคำแนะนำที่ให้ไว้อย่างเคร่งครัด