Фазовый регулятор мощности на 200 Вт

Приобретенная электровилка имела достаточно большой внутренний объем, поэтому было решено разместить в ней несложный фазовый регулятор мощности. В радиотехнической литературе разными авторами уже публиковались схемы аналогичных устройств, предназначенных для монтажа в сетевых электровилках, но эти устройства обычно имели малую допустимую мощность подключаемой нагрузки, малую перегрузочную способность и отсутствие каких-либо фильтров. На рисунке приводится схема надежного компактного фазового регулятора мощности сети переменного тока 220 В, рассчитанного на работу с нагрузкой до 200 Вт.

Кратковременно допускается работа с нагрузкой мощностью до 400 Вт. Если в качестве нагрузки будет использоваться светильник с лампами накаливания, то перегорание лампы накаливания в момент ее включения или работы не приведет к повреждению устройства. Напряжение сети через плавкий предохранитель FU1 поступает на двухзвенный сетевой фильтр, состоящий из конденсаторов С1, С2, С3 и дросселей L1, L2. Индуктивности примененных дросселей недостаточно для эффективной фильтрации помех, излучаемых регулятором в сеть, но это все же лучше, чем полное отсутствие какого-либо фильтра, как это часто бывает, например, в "китайских" настольных лампах с встроенным регулятором мощности. Если эта электровилка - регулятор будет включаться в полноценный сетевой фильтр - удлинитель - разветвитель с многозвенным LC-фильтром, то проблема электромагнитной совместимости почти потеряет актуальность. Подаваемая в нагрузку мощность регулируется резистором R1 в пределах от 14 до 99,7 %. Чем меньше установленное регулятором сопротивление этого резистора, тем большая мощность поступит в нагрузку. Собственно, узел регулятора мощности построен на высоковольтном маломощном тринисторе VS1, имеющем высокую чувствительность, и элементах R1, R2, R3, С4. Мостовой выпрямитель на диодах VD1....VD4 выпрямляет переменное напряжение в постоянное, которое необходимо для работы тринисторного узла. Работает этот узел следующим образом. Допустим, движок резистора R1 установлен в среднее по схеме положение, а амплитуда любой полуволны сетевого напряжения начинает расти от О В. Одновременно с ростом мгновенного значения напряжения на выходе мостового выпрямителя через резисторы R,1,.R2 заряжается конденсатор С4. Когда ток через управляющий электрод VS1 станет достаточным для открывания VS1 , тринистор откроется, почти мгновенно с ним откроется и симистор VS2, на нагрузку поступит напряжение питания. Чем больше сопротивление R1, тем дольше будет заряжаться конденсатор 04, тем позднее откроются тринистор и симистор, тем меньшая мощность поступит на нагрузку. Надо заметить, что, если отключить С4 или R3, то из-за очень высокой чувствительности VS1 на нагрузку будет всегда поступать максимальная мощность, учитывайте это при настройке. Метод "раскачивания* сильноточного тринисторного или симисторного узла бестрансформаторным слаботочным узлом автор практикует уже много лет. Такое схемное решение показало себя как исключительно надежное и стабильное. Кроме прочих достоинств, его отличает от других фазовых регуляторов отсутствие мощного гасящего резистора сопротивлением 20...36 кОм, на котором выделяется большое количество тепла, характерного для схемотехники фазовых регуляторов 70-х...90-х годов прошлого века. Силовой ключ сделан на мощном симисторе VS2. Резисторы R4, R5, R6 снижают максимальный импульсный ток, который теоретически может протекать через управляющий электрод симистора. Использованный тринистор VS1 в паре с примененным мостовым выпрямителем тоже мог бы управлять нагрузкой мощностью до 150...200 Вт, но тогда перегрузочная способность устройства стала бы нулевой, и регулятор выходил бы из строя всякий раз, например, при перегорании лампы или ошибочном подключении к нему мощной нагрузки, например, утюга. На месте переменного резистора R1 можно использовать подстроечный типа СП4-1. Этот выбор обусловлен тем, что этот резистор "как влитой" сел в корпус электровилки, другой фактор его выбора был в том, что надежность резисторов этого типа, выполненных в "почти" герметичном корпусе, значительно выше большинства малогабаритных импортных переменных резисторов. К сожалению, в запасниках автора не нашлось такого или подобного по габаритам резистора на большее сопротивление, например, 1 МОм - это бы позволило снизить емкость конденсатора С4. Использование трех маломощных резисторов R4...R6 вместо одного более мощного объясняется необходимостью миниатюризации монтажа. Все постоянные резисторы можно использовать типа МЛТ, С1-4, С2-23 и другие аналогичные общего применения. Конденсаторы С1 ...С3 использованы специальные керамические, предназначенные для работы в цепи переменного тока 250 В. Вместо них, например, можно использовать полиэтилентерефталатные К73-17 на 0,022 мкФ*630 В, имеющие относительно малые габариты. Оксидный конденсатор С4 - импортный аналог алюминиевых К50-35 или стабильный танталовый К52-19, или аналог. Диоды выпрямительного моста - любые из серий 1N4004... 1N4007, КД243 (Г...Ж), КД247 (В...Д), КД105 (Б.. .Г). Тринистор MCR100-6 можно заменить, например, любым из: MCR100-6ZL1, MCR100-008, MCR100-8RL, P0102DA1AA3, P0111DA1AA3, P0118DA1AA3, Х00602МА1АА2, Х0202МА1ВА2, Х00602МА1АА2. Мощный симистор ВТА06-600С можно заменить на МАС8M, MAC8N, MAC15N, ВТА10-600С, BTA08-600SW и другими аналогичными на ток не менее 6 А и напряжение не ниже 400 В. Дроссели любые самодельные или промышленные на ток не ниже 1,5 А, например, ДИ-2,4, ДПМ-3. Дроссели L2 и L3 можно намотать на кольцах К 10x6x3 из феррита М2000НН. Чем больше индуктивность этих дросселей, тем лучше, но малые размеры корпуса накладывают свои ограничения. При изготовлении как этого, так и аналогичных сетевых устройств, не пренебрегайте наличием плавкого сетевого предохранителя. Эту конструкцию очень удобно использовать с сетевыми электропаяльниками мощностью 16... 150 Вт, заменив штатную электровилку модернизированной, поскольку при этом отпадает необходимость в "коробочке" с регулятором, которая "вечно" мешается. При модернизации различных светильников на лампах накаливания, обычно удобнее разместить регулятор в более просторном корпусе светильника, конечно, только если светильник не слишком миниатюрный. В эпоху, когда все считают деньги, посчитаем и мы. Симистор - 40 российских рублей, тринистор -15 рублей, электровилка - 15 рублей. Остальные детали были выпаяны из старых ненужных плат. Итого, чистыми, 70 российских рублей или около $3, что для загородной резиденции Москвы - Ярославля и показываемой высоким столичным гостям настоящей "потемкинской деревни" Курба (выражение местных журналистов), неощущаемая сумма.

Вопросы, как обычно - на Форум.