Regulacija moči s triakom

Σχετικά έγγραφα
Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Osnove elektrotehnike uvod

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

Tretja vaja iz matematike 1

8. Diskretni LTI sistemi

Transformator. Delovanje transformatorja I. Delovanje transformatorja II

1.6 POLPREVODNIKI ZA KRMILJENJE MOČI

Poglavje 7. Poglavje 7. Poglavje 7. Regulacijski sistemi. Regulacijski sistemi. Slika 7. 1: Normirana blokovna shema regulacije EM

Stabilizirani usmernik 0-30 V, A

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

Vaje: Električni tokovi

1.6 POLPREVODNIKI ZA KRMILJENJE MOČI

Prožilna vezja MOSFET in IGBT tranzistorjev

1. Merjenje toka in napetosti z AVO metrom

Kotne in krožne funkcije

Regulacija manjših ventilatorjev

Elektronski elementi so osnovni gradniki vsakega vezja. Imajo bodisi dva, tri ali več priključkov.

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 15. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Zaporedna in vzporedna feroresonanca

Stikalni pretvorniki. Seminar: Načrtovanje elektronike za EMC Boštjan Glažar

Bipolarni tranzistor je trielektrodni polprevodniški elektronski sestavni del, ki je namenjen za ojačevanje

1. Trikotniki hitrosti

Predstavitev informacije

1. Enosmerna vezja. = 0, kar zaključena

OSNOVNA ŠOLA MIHE PINTARJA TOLEDA KIDRIČEVA CESTA 21, 3320 VELENJE MLADI RAZISKOVALCI ZA RAZVOJ ŠALEŠKE DOLINE

Numerično reševanje. diferencialnih enačb II

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

Integralni račun. Nedoločeni integral in integracijske metrode. 1. Izračunaj naslednje nedoločene integrale: (a) dx. (b) x 3 +3+x 2 dx, (c) (d)

USMERNIKI POLVALNI USMERNIK:

MERITVE LABORATORIJSKE VAJE. Študij. leto: 2011/2012 UNIVERZA V MARIBORU. Skupina: 9

Zajemanje merilnih vrednosti z vf digitalnim spominskim osciloskopom

PROCESIRANJE SIGNALOV

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO LJUBLJANA SEMINARSKA NALOGA PRI PREDMETU ELEKTRONSKA VEZJA STABILIZIRANI LABORATORIJSKI USMERNIK

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 12. november Gregor Dolinar Matematika 1

13. Jacobijeva metoda za računanje singularnega razcepa

VSŠ Velenje Elektromehanski elementi in sistemi

Polnilnik Ni-MH/Ni-Cd baterij

Metering is our Business

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

MATEMATIČNI IZRAZI V MAFIRA WIKIJU

Gradniki elektronskih sistemov laboratorijske vaje. Vaja 1 Lastnosti diode. Ime in priimek: Smer:.. Datum:... Pregledal:...

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

p 1 ENTROPIJSKI ZAKON

Stikalni pretvorniki. Seminar: Načrtovanje elektronike za EMC Boštjan Glažar

TŠC Kranj _ Višja strokovna šola za mehatroniko

Vzporedne, zaporedne, kombinirane in kompleksne vezave led diod in njihova zanesljivost

March 6, tuljava in električna. napetost in. padanjem. Potrebujete. torej 8,8µF. priključen. napetosti. in ustrezen

Pretvornik 12V DC / 220V AC 600W

Splošno o interpolaciji

Izmenični signali metode reševanja vezij (21)

matrike A = [a ij ] m,n αa 11 αa 12 αa 1n αa 21 αa 22 αa 2n αa m1 αa m2 αa mn se števanje po komponentah (matriki morata biti enakih dimenzij):

POROČILO 3.VAJA DOLOČANJE REZULTANTE SIL

Gimnazija Krˇsko. vektorji - naloge

TOČKOVNI INDIKATOR NIVOJA TEKOČIN

Analiza nadomestnega vezja transformatorja s programskim paketom SPICE OPUS

ΠΡΙΤΣΙΝΑΔΟΡΟΣ ΛΑΔΙΟΥ ΑΕΡΟΣ ΓΙΑ ΠΡΙΤΣΙΝΙΑ M4/M12 ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ - ΑΝΤΑΛΛΑΚΤΙΚΑ

LASTNOSTI FERITNEGA LONČKA. 330 kω. 3400pF

BRUTUS 170W/S stereo močnostni NF ojačevalnik

Državni izpitni center *M * JESENSKI IZPITNI ROK ELEKTROTEHNIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Četrtek, 27. avgust 2009 SPLOŠNA MATURA

Vaje iz MATEMATIKE 8. Odvod funkcije., pravimo, da je funkcija f odvedljiva v točki x 0 z odvodom. f (x f(x 0 + h) f(x 0 ) 0 ) := lim

Visokofrekvenčno stikalo s PIN diodo

CM707. GR Οδηγός χρήσης SLO Uporabniški priročnik CR Korisnički priručnik TR Kullanım Kılavuzu

TEHNOLOGIJA MATERIALOV

SLO - NAVODILO ZA NAMESTITEV IN UPORABO Št. izd. : OSNOVNI UČNI PAKET ZA MERJENJE IN TESTIRANJE. Št.

Kotni funkciji sinus in kosinus

Električni naboj, ki mu pravimo tudi elektrina, označimo s črko Q, enota zanj pa je C (Coulomb-izgovorimo "kulon") ali As (1 C = 1 As).

Detektor ko vin. Ali ste si kdaj že le li, da bi na šli skri ti za klad? S A M O G R A D N J E / D e tek tor ko vin

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

BRUTUS - 100W/S, stereo močnostni NF ojačevalnik

7 TUJE VODENI PRETVORNIKI

Matematika. Funkcije in enačbe

Matematika 1. Gregor Dolinar. 2. januar Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. Gregor Dolinar Matematika 1

2. Pri 50 Hz je reaktanca kondenzatorja X C = 120 Ω. Trditev: pri 60 Hz znaša reaktanca tega kondenzatorja X C = 100 Ω.

Robert Lorencon ELEKTRONSKI ELEMENTI IN VEZJA

Osnovni pojmi pri obravnavi periodičnih signalov

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

VSŠ Velenje - Elektronska vezja in naprave

Državni izpitni center *M * SPOMLADANSKI IZPITNI ROK ELEKTROTEHNIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Četrtek, 29. maj 2008 SPLOŠNA MATURA

*M * Osnovna in višja raven MATEMATIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sobota, 4. junij 2011 SPOMLADANSKI IZPITNI ROK. Državni izpitni center

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra za energetsko strojništvo VETRNICA. v 2. v 1 A 2 A 1. Energetski stroji

1. Έντυπα αιτήσεων αποζημίωσης Αξίωση αποζημίωσης Έντυπο Πίνακας μεταφράσεων των όρων του εντύπου...

4. VF ojačevalnik z bipolarnim tranzistorjem

DALJINSKI RF/IR UPRAVLJALEC RELEJEV

VF ojačevalnik z bipolarnim tranzistorjem

Preprost infrardeči daljinec

Mejna frekvenca bipolarnega tranzistorja

Ljubljanska cesta Kamnik SLOVENIJA Tel (0) Fax ( Mob

, kjer je t čas opravljanja dela.

Kvantni delec na potencialnem skoku

OSNOVE ELEKTROTEHNIKE I

ŠOLSKI CENTER ZA POŠTO, EKONOMIJO IN TELEKOMUNIKACIJE Celjska 16, 1000 Ljubljana SEMINARSKA NALOGA. ANTENE za začetnike. (kako se odločiti za anteno)

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Transcript:

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Sejan Čepirlo Regulacija moči s triakom Seminarska naloga pri predmetu Elektronska vezja V Ljubljani, oktober 2006

I. UVOD V seminarski nalogi sem se odločil pokukati v zakulisje regulacije moči s pomočjo močnostnih krmilnih polprevodniških elementov. Le ti so večinoma narejeni tako, da imajo le dve stanji (on, off) in delujejo kot nekakšno krmiljeno stikalo. Tako je možno z vklapljanjem/izklapljanjem stikala uravnavati efektivno napetost s tem pa tudi moč. II. GLAVNI DEL Mogoče je prav, da najprej povem nekaj o glavnem elementu v vezju triaku. Slika 1: prevajalna karakteristika triaka in simbol Gre za polprevodniški element s tremi elektrodami: anodo A, katodo K in prožilno elektrodo G. Tok lahko teče v obeh smereh med anodo in katodo. Vžgemo ga z prožilnim impulzom na vratih G, izklopi pa se sam, ko vhodni tok I pade pod vrednost IH. Uporablja se izključno za regulacijo efektivne vrednosti izmenične napetosti na različnih bremenih (žarnice, grelci, motorji...). Veže se ga zaporedno z bremenom. Njegovo delovanje moramo krmiliti z vezjem, ki določa, kdaj bo prevajal in kdaj ne... Izdelal sem 2 vezji: prvo z zelo preprostim krmilnim delom, drugo z malenkost kompleksnejšim...

-Prvo vezje: slika 2: el. shema regulatorja moči vezja št. I DELOVANJE: -splošno Triak deluje kot izredno hitro stikalo, ki ob pozitivnem prožilnem impulzu priklopi breme na 230V. Breme izklopi, šele po prehodu izmenične napetosti čez ničlo (če smo natančnejši - ko tok pade pod IH, ki je pa zelo majhen) Če želimo, da triak prevaja, ga moramo ob vsakem prehodu izmenične napajalne napetosti skozi ničlo ponovno prožiti. Če pa ob prehodu napajalne nap. skozi ničlo proženje triaka nekoliko zadržimo, dobi breme temu primerno manj energije - obratuje z zmanjšano močjo. To funkcijo opravlja krmilno vezje, ki vklaplja tiristor. -prožilno vezje Glavni del predstavlja diak, ki generira napetostne impulze za proženje triaka. Diak spada med preklopne močnostne elemente s samostojnim vklopom. To pomeni, da prekinja tokokrog vse do prožilnega/vžignega potenciala, nato nastopi vklop, kot da bi element doživel napetostni preboj. V izklopljenem stanju ima veliko upornost, v prevodnem pa majhno. Prehod iz prevodnega stanja v zaporo je možen le s prekinitvijo tokokroga.

slika 3: prevajalna karakteristika diaka Ob pozitivni polperiodi, ko se polni kondenzator C1 prek upornosti (R1+P), narašča napetost na kondenzatorju do prožilne napetosti U+B0, ko diak vklopi in požene prožilni tokovni impulz v vrata triaka. Isto se dogaja tudi ob negativni polperiodi. Tokovni impulzi, zgenerirani z uporabo diaka, imajo zaradi negativne karakteristike diaka v prevodni smeri strme boke naraščanja toka. To je za proženje triaka zelo pomembno. slika 4: čas zakasnitve prožilnega impulza T in vpliv na breme T=(R1+P)C1; Ta< Tb< Tc Elementa R2, C2 nekolikoliko izboljšata proženje diaka, hkrati pa tudi dušita napetostne sunke ob ponovnem polnenju delovnega kondenzatorja C1. Seznam elementov: R1=2,2kΩ R1=4,7kΩ P=150kΩ lin (zaradi varnosti z plastično osjo!) C1=100nF/400V C2=10nF/100V Tr=TIC 206 Di=npr. ER900

Meritve: Unap=195V Ubrmin=0V Ubrmax=190,2V Utmin= Unap-Ubmax=4,8V Moč reguliramo od 0-95% (v literaturi sem zasledil, da naj bi bil min. padec nap. na triaku okoli 1V, moč pa naj bi bilo možno regulirati nekje med 5-95%) Vezje dobro deluje tudi z malenkost spremenjenimi vrednostmi elementov. Primerno je za regulacije, kjer ni potrebno zelo natančno nastavljati moči... -Drugo vezje: Gre za zelo podobno vezje, z enakim načinom regulacije moči. Tako nekaterih stvari ne bom ponavljal. Opisal bom le krmiljenje, ki je v tem primeru malenkost kompleksnejše. Vezje nam omogoča natančnejšo nastavitev moči ter tudi krmiljenje z zunanjimi signali (npr. audio signal) DELOVANJE: -principelno delovanje Srce vezja je monostabilni multivibrator - MMV. To je vezje, ki ob vklopu zavzame stabilno stanje, nato pa ob prožilnem impulzu preide v novo, časovno omejeno stanje in se po določenem času samo vrne nazaj v stabilno stanje. Naš MMV torej ob prožilnem impulzu odda natanko en impulz, ki mu lahko z potenciometrom in kondenzatorjem natančno nastavimo dolžino oddanega impulza. MMV mora biti sinhroniziran z omrežno napetostjo. Prožilni impulzi morajo nastati natanko ob prehodu omrežne napetosti čez ničlo, oziroma ob želenem časovnem zadržku. Sinhronizacijske impulze tako najenostavneje dobimo kar iz omrežne napetosti. To storimo tako, da jo usmerimo ter z ojačevalnikom preoblikujemo v pravokotno obliko. S temi impulzi nato prožimo MMV, le ta pa triak.

slika 5,6: blok shema regulatorja moči št. II, ter signali v različnih točkah vezja -delovanje vezja Za napajanje vezja služi enostavni usmernik, ki služi tudi kot izvor sinhronizacijskih impulzov za MMV. Odvzemamo jih v točki 1 oz. na + izhodu usmerniškega mostiča. Pomembna je dioda D1, ki prepreči glajenje usmerjene napetosti v tej točki. Usmerjeno sinusno napetost iz točke 1, vodimo preko upora R3 na ojačevalno vezje zgrajeno iz tranzistorja T1 in T2. Ker je ojačanje zelo veliko, dobimo na izhodu pravokotne impulze, ki so točno v trenutkih prehoda omrežne napetosti čez 0, za zelo kratek čas enaki 0V. Uporabimo jih za proženje MMV, ki ga sestavlja integrirano vezje NE555. S P2 in C1 določimo dolžino izhodnih impulzov MMV, oziroma zadrževalni čas impulzov, ki prožijo triak. Ko MMV sprožimo s sinhronizacijskim impulzom (točka 2), se začne C1 polniti preko P1 in P2, hkrati pride izhod NE555 (pin 3) v visok potencial (začetek impulza), ki se preko R4 prenese na bazo T3. Pozitivna nap. na bazi T3 (PNP) pomeni, da tranzistor ne prevaja. Na vratih triaka je zato 0V žarnica (breme) ne gori. Ko se kondenzator C1 dovolj napolni, napetost na izhodu NE555 pade na 0V (konec impulza) Polnenje kondenzatorja C1 določa časovna konstanta (P1+P2)*C1. Padec na 0V na izhodu MMV pomeni nizek potencial na bazi T3, kar ga odpre. Steče električni tok od pozitivnega pola preko T3 in upora R5 v vrata triaka. Triak začne prevajati in žarnica

(breme) zasveti. Žarnica sveti do prehoda omrežne napetosti skozi 0, takrat se triak samodejno izklopi in ostane izklopljen do novega pozitivnega impulza. Daljši je zadrževalni čas (čas med prehodom omrežne napetosti čez 0 in prožilnim impulzom), z manjšo močjo obratuje breme. Vzporedno s triakom je priključen RC člen, ki odpravlja visoke napetostne impulze, ki nastanejo ob preklopih triaka. Le ti povzročajo močne radiofrekvenčne motnje, po drugi strani pa so nevarne tudi za sam triak. slika 7: el. shema regulatorja moči vezja št II Seznam elementov: R1, R3, R4= 1kΩ R2=2,2kΩ R5=560Ω R6=100Ω/1W R7=47Ω/1,5W P1=47kΩ lin-trimer P2=100kΩ lin-potenc. C1=100nF C2=10nF C3=100nF keramični C4=100uF/25V C5, C6=220nF/400V

C1=470uF/25V T1, T2=BC109 T3=BC177 D1=1N4001 D2=BZ 10 Tr=TIC226 IC=NE555 Gr=B80C1000 Meritve: Unap=195V Ubrmin=0V Ubrmax=193,8V Utmin= Unap-Ubmax=1,2V Moč reguliramo od 0-99% (v literaturi sem zasledil, da naj bi bil min. padec nap. na triaku okoli 1V, moč pa naj bi bilo možno regulirati nekje med 5-95%) III. ZAKLJUČEK Morebitne težave: Če se pri vezju II soočamo z neenakomernim prižiganjem žarnice (bremena) v določeni točki potenciometra P2, poskušamo težavo odstraniti z trimerjem P1, ki je namenjen prednastavitvi delovanja MMV. P2 zapremo in zavrtimo trimer P1 tako, da žarnica ugasne. Če to ne zaleže, moramo k potemciometru P2 dodati dodaten predupor/trimer ali spremeniti vrednost kondenzatorja. Sam sem težavo rešil tako, da potenciometer preprosto uporabljam le v določenih mejah... Sklepne ugotovitve: Pokazal sem, da je z triakom zelo enostavno in cenovno ugodno krmiliti moč. Triake izdelujejo za max. tokove do 100A in max. napetosti do 1000V. Dobra lastnost je tudi zelo velik izkoristek, saj je padec napetosti na triaku zelo majhen. Slaba stran pa so zelo močne radiofrekvenčne motnje, ki jih povzročajo zelo hitri preklopi triaka. Obstaja prava poplava podobnih vezij. Razlikujejo se po prožilnih vezjih ter po izbranem močnostnem elementu. Seveda izberemo takšno, ki nam najbolj ustreza. Možnosti nadgradnje: Nezaželene radiofrekvenčne motnje lahko dodatno zmanjšamo tako, da zaporedno z triakom vežemo dušilko. Zasledil sem, da naj bi bila primerna dušilka narejena iz približno 60ih ovojev bakrene žice (debeline najmanj 0,5mm), navite na feritnem jedru

premera 10mm in dolžine 30mm. Menim, da bi bilo seveda možno izdelati tudi boljše dušenje, seveda ob predhodni frekvenčni analizi motenj regulatorja z bremenom. Literatura: (razvrščeno po količini uporabljenih informacij) - članek Naprave za light show - Miha Zorec iz revije TIM, februar in april 1996 - srednješolski zapiski - knjiga Industrijska elektronika - Boštjan Murovec in Peter Šuhel Priloge: slika 8: tiskano vezje regulatorja moči št. I slika 9: tiskano vezje regulatorja moči št. II