Фазовый регулятор мощности PR-1500 (1500Ватт)

В последнее время в магазинах радиотоваров появилась в продаже микрос­хема фазового регулятора мощности PR-1500, который предназначен для при­менения в бытовых электроприборах и осуществляет плавное регулирование напряжения в цепи нагрузки с номинальной мощностью до 1500 Вт.

Особен­ностью регулятора является плавное регулирование напряжения при малых уг­лах проводимости вплоть до нулевого значения напряжения.

С помощью дан­ной микросхемы можно регулировать яркость осветительных ламп накалива­ния, мощность электронагревательных приборов (паяльников, обогревателей помещений, инкубаторов и теплиц), частоту вращения коллекторных двигате­лей переменного тока, применяемых в электроинструменте, пылесосах и пр.

Технические характеристики фазового регулятора мощности PR-1500:

• номинальное напряжение сети - 220 В;
• частота сети - 50 Гц;
• максимальная мощность нагрузки - 1500 Вт;
• минимальная мощность нагрузки - 100 Вт;
• максимальное действующее значение тока анода - 8 А;
• диапазон регулирования мощности - 0.. .97 %;
• падение напряжения в открытом состоянии (амплитудное значение) при 8 А - 1,75 В;
• пределы регулировки угла проводимости за полупериод - 0…1500;
• диапазон рабочих температур корпуса:  -40… 100°С;
• масса не более - 15 г.

На рисунке 1 показаны габаритные и установочные размеры регулятора, а также типовая схема включения.

Типовая схема включения

Электроды регулятора обозначены буквами К, А, УЭ (катод, анод, управ­ляющий электрод). Хотя регулятор и предназначен для работы на перемен­ном токе, выводы анода и катода не аналогичны, что определяет схему под­ключения переменного резистора R1 (между анодом и управляющим элек­тродом).

Рис. 1. Микросхема фазового регулятора мощности PR-1500: а - габаритные и установочные размеры, б - типовая схема включения.

Ток, протекающий через переменный резистор, не превышает 0,3 мА во всем диапазоне регулирования мощности, а напряжение на этом ре­зисторе изменяется от 0 (при подаче максимальной мощности в нагрузку) до полного напряжения сети (при нулевой мощности в нагрузке). Мощность, выделяющаяся на переменном резисторе, не превышает 0,2 Вт.

При подаче в нагрузку максимальной мощности форма импульсов име­ет вид, показанный на рисунке 2.

Рис. 2. Форма импульсов при максимальной мощности нагрузки.

При этом значение угла открывания ф0 составляет около 20...30°, а напряжения открывания Uo (мгновенное значение) – соответственно 100… 150 В (при напряже­нии питающей сети 220 В). Подключенный между ано­дом и катодом регулятора вольтметр при этом показы­вает напряжение 8… 10 В действующего значения.

Следует отметить, что регулятор способен работать при снижении нап­ряжения питания до 100 В. Для снижения уровня помех, образующихся при работе регулятора, следует использовать соответствующий LC-фильтр, включаемый на входе регулятора мощности.

Увеличение мощности

Если мощность в нагрузке превышает 1500 Вт, для регулирования следу­ет использовать тиристоры (рис. 3, а) или симисторы (рис. 3, б), рас­считанные на соответствующие токи.

Рис. 3. Схема подключения фазового регулятора мощности к тиристору и симистору для увеличения мощности.

Предельное значение тока через нагрузку составляет 100 А (для схемы на рис. 3, а) и 50 А (для схемы на рис. 3, б). Мощность нагрузки при указанном сетевом напряжении может составлять соответственно 22 кВт и 11 кВт. В обоих случаях через нагрузку протекает переменный ток.

Управление с гальванической развязкой

В некоторых случаях может возникнуть необходимость включения или отключения наг­рузки с помощью слаботочного сигнала управления, гальвани­чески развязанного от питаю­щей сети.

При этом сигнал уп­равления может формироваться за несколько десятков или даже сотен метров от цепей питания нагрузки. Соответствующая схе­ма приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема управления фазовым регулятором мощности с опторазвязкой.

При подаче управляющего напряжения фотосимистор опто- пары U1 открыт, и регулятор VS1 находится в проводящем состоянии, степень которого определяется положени­ем движка переменного резистора R2.

При отсутствии управляющего напря­жения ток через светодиод оптопары не протекает, и фотосимистор закрыт при любом положении движка переменного резистора R2.

В описанных выше регуляторах мощности переменные резисторы могут быть типов СП-1, СП-04, СПЗ-4М, СПЗ-ЗО. Мощные тиристоры VS1, VS3 могут быть также типов Т122-25, Т132-25, Т142-40, Т142-63, Т142-80; мощный симистор VS1 может быть типов ТС112-16, ТС 122-20, ТС 132-40, ТС132-50, ТС142-63, ТС142-80. В качестве оптопары U1 может быть использована также зарубежная МОС3021 или отечественная АОУ160 (А, Б, В).

Сильноточные цепи должны быть выполнены монтажным проводом се­чением не менее 1 мм2 для тока нагрузки 7 А и не менее 15 мм2 — для тока нагрузки 100 А.

С целью исключения поражения электрическим током руч­ка переменного резистора должна быть выполнена из электроизоляционно­го материала. При работе на нагрузку мощностью 1500 Вт регулятор мощ­ности должен быть установлен на радиатор площадью около 150 см2.

Литература:

1. www.cqham.ru;
2. Евсеев А. Н. Радиолюбительские устройства для дома, 2002;
3. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник В. Я. Замятин, Б. В. Кондратьев, В. М. Петухов, 1988;
4. Юшин А. Новыеоптоэлектронные приборы. Радио, 1997, 10.

А. Евсеев, г. Тула.