多功能电子调节器

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利用双向可控硅的特性,再加上不多几个阻容元件和一个电感线圈,可做成一个多功能电子调节器。它的用途很广,在家庭中可以作为白炽灯的调光装置,可以作为电风扇的无级调速装置,可以作为电烙铁、电熨斗、电炉等加热器的无触点调温装置,它还可以用来代替自耦变压器和交流可变电源等。本调节器使用220V交流电源,可对用电器在零到最大范围(220V~)内实现连续无触点调节,功率为200W。它具有体积小、成本低、无噪音、电路简单可靠、使用方便等特点。

图1
图1 🔍原图 (575×507)

本装置中采用了一只双向可控硅器件,它是一种新型的N—P—N—P—N五层三端器件,具有两个反向并联的普通单向可控硅的作用。这种器件的正反向伏安特性比较对称,如图1所示。图2(a)和图2(b)分别是双向可控硅的外形图和符号图。当控制极G开路,加在T\(_{1}\)、T2极之间的电压还没有达到转折电压U\(_{BO}\)值时,可控硅呈阻断(不导通)状态;当加在T1、T\(_{2}\)上的电压超过其转折电压UOB时,管子由阻断状态转为导通状态。当管子的导通电流小于管子的维持I\(_{H}\)值时,可控硅管则又恢复到原来的阻断状态。当控制极G上加有触发信号时,管子的转折电压UBO值将大大减小。对于双向可控硅而言,不论在控制极G上加正向信号或反向信号,均能使U\(_{BO}\)值减小。

图2
图2 🔍原图 (615×393)

图3是多功能电子调节器的电路图。图中ST为一个双向触发二极管,它也是一种半导体器件,但没有正负极性之分。当加在它两端的电压超它的阻断电压时,管子导通。一般ST管的阻断电压为20~60伏。 WR\(_{1}\)C1和R\(_{4}\)C2是两个相移网络,R\(_{2}\)是限流保护电阻。在只有WR1C\(_{1}\)相移网络的情况下,电源电压经WR1向C\(_{1}\)充电,电容C1两端的电压逐渐上升,当C\(_{1}\)两端的电压上升到大于ST双向二极管的阻断电压值时,ST管导通,从而使双向可控硅触发导通。双向可控硅的触发角由C1的充电时间常数WR\(_{1}\)C1决定,改变W的数值,就改变了双向可控硅的触发角,也就改变了流过负载R\(_{L}\)的电流,于是使得RL两端的电压值随着W值的改变而改变(R\(_{L}\)代表用电设备)。但这种单一移相网络有个缺点,就是负载两端的最低可调电压有个限度。为此,图3电路中又设了一个R4C\(_{2}\)移相网络,它可使得RL两端的电压从零伏到最大范围内连续调节,以满足各种电器的不同需要。如对射频干扰有较高要求,可按图3中用虚线所表示的那样接入L和C\(_{3}\)两个元件。

图3
图3 🔍原图 (592×399)
图4
图4 🔍原图 (842×527)

本调节器对元器件无特殊要求,电阻除R\(_{1}\)采用\(\frac{1}{2}\)W的外,其余均可采用1/8W碳膜电阻。C1、C\(_{2}\)、C3采用金属膜电容器但耐压要足够。电位器W的功率容量不应小于0.5W。双向可控硅应装一块厚为2mm、面积不小于10cm\(^{2}\)的铝散热片。制作时,如果手头一时没有ST管,可用两只完好的NPN三极管如图2c所示连接,可临时用来代替ST管。图4是印刷电路板装配图。只要元器件符合要求、焊接无误,一般不调试也能正常工作。(黎明)