Современная электроника №6/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2019 Усовершенствованный мощный тиристорный выключатель переменного тока с гальванической развязкой Рис. 1. Принципиальная схема устройства В статье описан выключатель переменного тока мощностью до 3,5 кВт, построенный на базе двух тиристоров Т142-80 и электроконтактного термометра. Устройство предназначено для совместной работы с электрообогревателем для поддержания заданной постоянной температуры в помещении. Отличительными особенностями устройства являются гальваническая изоляция контактного термометра от сетевого напряжения и существенно сниженные сетевые и эфирные помехи. Алексей Кузьминов (compmicrosys@mail.ru ) В ВЕДЕНИЕ Предлагаемое устройство предна- значено для поддержания заданной постоянной температуры в помеще- нии при его обогреве электропри- борами (тепловентилятор, тепловая пушка, электрокамин и т.п.) мощно- стью до 3,5 кВт. Данный выключа- тель может также использоваться в инкубаторах, поскольку имеет доста- точно высокую точность поддержа- ния нужной температуры. Подоб- ное устройство, описанное авто- ром в статье [1], эксплуатировалось более 5 лет, в течение которых было выявлено несколько его слабых мест. В устройстве, описанном в настоящей статье, эти недостатки устранены, и модернизированная версия успеш- но прошла испытания в реальных критических условиях. Изменению подверглись не столько номиналы использованных электронных ком- понентов, сколько их тип. Кроме того, существенно изменена конструкция самого устройства. П РИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА Схему устройства (см. рис. 1) услов- но можно разбить на два блока: сило- вая часть (правый пунктирный прямо- угольник) и плата управления (левый пунктирный прямоугольник). В плате управления использован бес- трансформаторный источник пита- ния (ИП), состоящий из двух резисто- ров R1 и R2, двух гасящих конденсато- ров C1 и C2, выпрямителя M1 (MB6S) и сглаживающего конденсатора C3. Такой ИП больше походит на источ- ник тока, чем на источник напряже- ния, поскольку его входной импеданс достаточно высок, т.к. определяется ёмкостным сопротивлением C1 и C2, к которому добавляется сопротивле- ние резисторов R1 и R2. Подтвержде- нием сказанному служит тот факт, что ток через резистор R3, составляющий около 8 мА, практически не изменяет- ся при замыкании контактов клеммни- ка KL2, к которому подключён электро- контактный термометр (КТ). В отличие от стандартного бестрансформаторно- го ИП (с одним гасящим конденсато- ром и резистором), такой ИП облада- ет ещё одним свойством: он полностью гальванически изолирован от сетево- го напряжения двумя конденсатора- ми C1 и C2. Здесь следует отметить, что подобная гальваническая (ёмкостная) изоляция широко используется в высо- коскоростных цифровых изоляторах (например, в ISO7220 производства Texas Instruments). Ещё одной особен- ностью подобного ИП является вели- чина тока – 8 мА. Это значение нахо- дится в пределах диапазона токов так называемого токового интерфейса про- мышленного стандарта 4–20 мА. Такой интерфейс обладает одним интерес- ным свойством – независимостью тока от сопротивления проводов (в данном случае – от длины проводов, к которым подключается контактный термометр). Это позволяет удалить КТ на значитель- ное расстояние (до 100 м и более), что в некоторых случаях может быть очень полезным. Сопротивление R3 подобра- но таким образом, чтобы напряжение на входе оптосимистора DA1 (т.е. на его инфракрасном светодиоде – 1-й и 2-й выводы) было около 2 В при токе 8 мА. Поскольку пороговый ток свето- диода, при котором открывается опто- симистор DA1 (MOC3063), составляет 5 мА, тока 8 мА достаточно для надёжно- го открытия оптосимистора. При замы- кании контактов КТ последний шунти- ~220 В ~220 В (6x12) «Нагрузка» «220 В» (4x10) КВ1 КВ2 Плата управления R1 1K B2K В2 R4 100K C1 0,33/250 В R5 220K HL2 NE-2H 1 3 4 2 - +~ ~ M1 MB6S – + ~ ~ R н 1 2 3 6 5 4 DA1 MOC3063SR2M VD1,VD2 – Т142-80-12 VD1 HL1 NE-2G 0,33/250 В C2 KL2 KL2K KL3 KL2K VD2 R2 1K R3 62 B2K В1 KT 1,0/100 В C3 KL1 KL2K Р Р1 2К ZCC