Принципиальная схема регулятора напряжения на тиристоре
На рисунке приведена принципиальная схема регулятора мощности на тиристоре. В качестве нагрузки применена лампа накаливания 220В мощностью 25Вт, которая через штыри ХТ1 и ХТ2 подключается к гнездам XS1 и XS2 соответственно. На диодах V01... V04 типа 226 собрана мостовая схема выпрямителя. Регулирование напряжения на тиристоре КУ 202 осуществляется путем плавного изменения времени его открывания с частотой = 100 Гц. Цепь управления, реализованной на резисторах R1 = 15 кл, переменном резисторе R2= 20 кл и конденсаторе С1=10 Uр=160 В.
Принцип работы регулятора мощности иллюстрируется временными диаграммами.
Рисунок 5 – Временные диаграммы.
Выпрямитель – это устройство, преобразующее переменное разнополярное напряжение (1 рисунок 5) в пульсирующее однополярное (2 рисунок 5). Наибольшее распространение в маломощных устройствах электропитания аппаратуры связи получила мостовая схема выпрямителя, в которой переменное напряжение подключено к одной из диагоналей моста, собранного на диодах VD1…VD4, а выпрямленное напряжение снимается с другой диагонали моста.
«+» и «-»диоды VD2 и VD3 открыты, а диоды VD1 и VD4 закрыты. Ток протекает по цепи «+», лампа EL1, диоды VD3, лампа EL2, диод VD2, «-».
В течении отрицательного полупериода сетевого напряжения ( полярность обозначена знаками «+» и «-» ) открыты диоды VD1 и VD4, а диоды VD2 и VD3 закрыты. Через нагрузку ( лампа EL2) протекают токи в одном направлении. Напряжение на нагрузке представляет собой пульсирующее напряжение, достигающие максимального значения два раза за период.
С диагонали моста, где диоды соединены катодами снимается положительное выпрямленное напряжение ( точка В ), а где диоды соединены анодами - отрицательное выпрямленное напряжение ( точка А ).
В начальный момент времени происходит заряд конденсатора С1 по цепи:
«+ » точка В, R1 Rр,С1, точка А «-» ( 3 Рисунок 5).
Когда напряжение на конденсаторе достигает значения Uкон = Uоткр. тиристора, то тиристор VS1 открывается ( 4 Рисунок 5). Протекает ток по цепи:
«+» точка В, лампа ЕЛ1, диод VD3, анод – катод VS1, диод VD2, «-» точка А. Так как сопротивление открытых диодов и тиристора мало, то все напряжение сети приложено к лампе EL1. Конденсатор С1 разряжается через открытый переход тиристора. При уменьшении выпрямленного напряжения до нуля, тиристор закрывается. Заряжается конденсатор С1 и процесс повторяется сто раз за секунду.
Время заряда конденсатора определяется по формуле
τ = R*C, где R = R1+Rр.
Изменяя значение R (т.е. передвигая движок резистора Rр) или подключая конденсаторы с различной емкостью, можно изменять время заряда конденсатора, т.е. изменять время открывания тиристора и изменять яркость свечения лампы EL1.
Например, при перемещении движка Rр вверх время заряда конденсатора увеличится, а яркость свечения лампы EL1 уменьшится.
Достоинства рассмотренной схемы – высокий коэффициент полезного действия, малые габариты, высокая надежность, недостатки – искажение формы синусоиды, что приводит к появлению помех через цепи питания на другую электронную аппаратуру.