Помогите разобраться с симисторами

[falkonist]

Для J64FE:

Вы задали крайне интересную задачку!

Как говорят в Одессе-маме, "Если нельзя, но очень хочется, то - можно".

Исходные положения: Имеющиеся оптроны "держат" не более 200 В. Переменное напряжение 220 В имеет пиковое значение 308 В. При его колебаниях + 20% получаем порядка 265 В. Значит, нужно перенести "удержание" высокого напряжения с оптрона на высоковольтный транзистор Q2, причем включить сам оптрон в его база-эмиттерный переход, где больше 0,7 В не будет (а не в база-коллекторный). Поскольку в таком включении возникает инверсия сигнала, нужен второй каскад на Q3, или инвертировать сигнал по входу оптрона (кстати, рисунки элементов взяты "с лету", то, что было под рукой в "С-плане", поэтому оптрон нарисован транзисторный - это не принципиально). Включение симистора показано так, как должно быть (мост - между корпусом и управляющим электродом).

Данная схема разработана в качестве попытки решить поставленную задачу, нигде мною ранее не ваялась и не макетировалась, потому агромадная просьба ко всем, кто хочет - если интересно, разберите ее "по косточкам" и покритикуйте. Все номиналы - "с потолка".

-- Прилагается рисунок: --

[ALEX__A]

Исходные положения: Имеющиеся оптроны "держат" не более 200 В. Переменное напряжение 220 В имеет пиковое значение 308 В. При его колебаниях + 20% получаем порядка 265 В. Значит, нужно перенести "удержание" высокого напряжения с оптрона на высоковольтный транзистор Q2, причем включить сам оптрон в его база-эмиттерный переход, где больше 0,7 В не будет (а не в база-коллекторный). Поскольку в таком включении возникает инверсия сигнала, нужен второй каскад на Q3, или инвертировать сигнал по входу оптрона (кстати, рисунки элементов взяты "с лету", то, что было под рукой в "С-плане", поэтому оптрон нарисован транзисторный - это не принципиально). Включение симистора показано так, как должно быть (мост - между корпусом и управляющим электродом).

Данная схема разработана в качестве попытки решить поставленную задачу, нигде мною ранее не ваялась и не макетировалась, потому агромадная просьба ко всем, кто хочет - если интересно, разберите ее "по косточкам" и покритикуйте. Все номиналы - "с потолка".

Рассмотрим исходное состояние предложенной схемы. Пусть напряжение на выходе моста максимально, а сигнала на входе нет. Тогда: транзистор Q2 закрыт, а следовательно закрыт и Q3.
Цепь R2 - OC1 представляет собой делитель напряжения включенный под полное напряжение сети. Т.о. на OC1 падение напряжение будет меньше 311В. только в том случае, если номинал R2 будет соизмерим с выходным сопротивлением оптопары в закрытом состоянии (а оно весьма существенно - мегаомы). Например, если он будет равен сопротивлению оптопары, то напряжение на выходе оптопары составит 311/2=155В.

Пусть на вход оптопары подан сигнал управления. Сопротивление выхода оптопары становится равным практически нулю. Транзистор Q2 открывается, открывается и Q3 и шунтирует выводы моста, создавая импульс тока в цепи ОУ, и снимая напряжение со всех схемы, что приводит к закрытию транзисторов и процесс повторится. Поскольку симистору нужно определенное время для включения, его включение может не произойти.

Но посмотрим на эту схему с другой стороны. По сути, схема потребляет ток из цепи УЭ. Поэтому, важно при наличии сигнала на входе оптрона обеспечить увеличение тока потребления схемой до уровня при котором произойдет включение симистора.

Например, это может быть достигнуто за счет исключения Q3 и уменьшения номинала R3 до уровня обеспечивающий при открытии Q2 необходимый для включения симистора ток.

С уважением, Алексей.

-- Прилагается рисунок: --

[falkonist]

Рассмотрим исходное состояние предложенной схемы. Пусть напряжение на выходе моста максимально, а сигнала на входе нет. Тогда: транзистор Q2 закрыт, а следовательно закрыт и Q3.

Тут уже не тринадцатый удар неверен, а самый первый :P :P :P ! Если инженер не может разобраться с примитивнейшей схемой, то чего стоят все его остальные посты?

Перед началом анализа приношу свои извинения: в спешке я на своей исходной схеме неправильно обозначил тип транзисторов, как p-n-p, а надо - n-p-n!!! Поэтому в своем первом посте я поменял рисунок на исправленный.

Если сигнала на входе оптрона нет, то транзистор Q2 открыт током, протекающим через R2!!! При этом Q3, действительно, закрыт (т.к. его база-эмиттерный переход зашунтирован колекторно-эмиттерным переходом Q2), и его колекторно-эмиттерный переход "держит" все напряжение в диагонали моста.

Следующий "ляп":

Цепь R2 - OC1 представляет собой делитель напряжения включенный под полное напряжение сети. Т.о. на OC1 падение напряжение будет меньше 311В. только в том случае, если номинал R2 будет соизмерим с выходным сопротивлением оптопары в закрытом состоянии (а оно весьма существенно - мегаомы). Например, если он будет равен сопротивлению оптопары, то напряжение на выходе оптопары составит 311/2=155В.

На выходном транзисторе оптрона напряжение все равно не будет превышать 0,7 В, т.к. это - значение прямого падения напряжения на база-эмиттерном переходе Q2, почти независимо от номинала сопротивления R2 (конечно, если оно не настолько мало, чтобы задать недопустимый для оптрона и транзистора Q2 ток). И в этом - весь "цимес" (на мой взгляд, конечно) предложенного подхода (ПОДХОДА, а не конкретной схемы)!

Пошли "ляпать" дальше...

Пусть на вход оптопары подан сигнал управления. Сопротивление выхода оптопары становится равным практически нулю. Транзистор Q2 открывается, открывается и Q3 и шунтирует выводы моста, создавая импульс тока в цепи ОУ, и снимая напряжение со всех схемы, что приводит к закрытию транзисторов и процесс повторится.

При подаче на вход оптопары сигнала управления, ее выходной транзистор открывается и шунтирует база-эмиттерный переход транзистора Q2, который закрывается, вследствие чего транзистор Q3 открывается током, протекающим через резистор R3, шунтируя диагональ моста. На управляющий электрод симистора поступает напряжение с его "условного анода", в данной схеме - ограниченное только внутренним сопротивлением эмиттерно-коллекторного перехода Q3 и внутренним сопротивлением диодов моста - вот тут уже моя недоработка, надо было бы в эту цепь где-нибудь включить токоограничивающий резистор порядка 360...560 Ом. Думаю, что лучше всего - прямо в коллекторную цепь Q3.

Так что, как это дальше

По сути, схема потребляет ток из цепи УЭ. Поэтому, важно при наличии сигнала на входе оптрона обеспечить увеличение тока потребления схемой до уровня при котором произойдет включение симистора.

совершенно неверно: схема потребляет ток по цепи "условный анод" - "управляющий электрод" - это уже его третий гулкий "ляп".

Идем дальше:

Поскольку симистору нужно определенное время для включения, его включение может не произойти.

А вот это-то откуда взято 8O 8O 8O
Точно - "притянуто за уши". Только вот за чьи???
Пока симистор закрыт, между его "условным анодом" и управляющим электродом будет сохраняться перепад напряжения, прикладываемый через мост к коллекторно-эмиттерному переходу Q3. При открывании Q3, через него, по закону старого доброго дедушки Ома, потечет ток в управляющий электрод. И так будет продолжаться, пока симистор не откроется. Как только это произойдет, падение напряжения в указанной цепи составит (если мне не изменяет память - три p-n перехода) около 2 В, но для симистора в оставшуюся часть данного полупериода это уже будет глубоко "фиолетово" - он-то уже открыт...

Наконец, последний "ляп":

это может быть достигнуто за счет исключения Q3 и уменьшения номинала R3 до уровня обеспечивающий при открытии Q2 необходимый для включения симистора ток.

В свете написанного выше даже как-то неудобно это комментировать... Но попробую: исключить Q3 можно только в том случае, если (как я это писал в предыдущем своем посте, изменить фазу управляющих импульсов на входе оптрона, т.е., открывать симистор, снимая управляющий сигнал со входа оптрона. Что же касается R2 и R3, то они предназначены не для открывания симистора, а для управления ключевыми транзисторами.

Вот так-то... "Мертва теория, мой друг!.."

С глубоким уважением ко всем (да ладно, и к тезке, пожалуй, тоже),
Алексей

-- Прилагается рисунок: --

[ALEX__A]

Уважаемые посетители данной темы. Приношу Вам свои извинения и прошу считать мое описание схемы в части:

Рассмотрим исходное состояние предложенной схемы. Пусть напряжение на выходе моста максимально, а сигнала на входе нет. Тогда: транзистор Q2 закрыт, а следовательно закрыт и Q3.
Цепь R2 - OC1 представляет собой делитель напряжения включенный под полное напряжение сети. Т.о. на OC1 падение напряжение будет меньше 311В. только в том случае, если номинал R2 будет соизмерим с выходным сопротивлением оптопары в закрытом состоянии (а оно весьма существенно - мегаомы). Например, если он будет равен сопротивлению оптопары, то напряжение на выходе оптопары составит 311/2=155В.

Пусть на вход оптопары подан сигнал управления. Сопротивление выхода оптопары становится равным практически нулю. Транзистор Q2 открывается, открывается и Q3 и шунтирует выводы моста, создавая импульс тока в цепи ОУ, и снимая напряжение со всех схемы, что приводит к закрытию транзисторов и процесс повторится.

недействительным в связи с некоторой путаницей возникшей из-за некоректного указания типа транзисторов. Надеюсь на понимание.

На выходном транзисторе оптрона напряжение все равно не будет превышать 0,7 В, т.к. это - значение прямого падения напряжения на база-эмиттерном переходе Q2, почти независимо от номинала сопротивления R2 (конечно, если оно не настолько мало, чтобы задать недопустимый для оптрона и транзистора Q2 ток). И в этом - весь "цимес" (на мой взгляд, конечно) предложенного подхода (ПОДХОДА, а не конкретной схемы)!

Да, действительно, это интересный способ ограничения напряжения на выходе оптрона, и имеет право на существование.

...вследствие чего транзистор Q3 открывается током, протекающим через резистор R3, шунтируя диагональ моста...

Как только это произошло, ток протекающий через R3 стал равен практически нулю. А следовательно транзистор переходит в закрытое состояние, далее процесс повторяется. В цепи УЭ возникают импульсы тока. Для исключения колебательного процесса в цепь Q3 следует включить резистор, который помимо ограничения тока через УЭ приведет к исключению снижения тока база-эмиттерного прехода Q3.

Сообщение от ALEX__A

По сути, схема потребляет ток из цепи УЭ. Поэтому, важно при наличии сигнала на входе оптрона обеспечить увеличение тока потребления схемой до уровня при котором произойдет включение симистора.

совершенно неверно: схема потребляет ток по цепи "условный анод" - "управляющий электрод" - это уже его третий гулкий "ляп".

Вы сказали тоже самое, но другими словами.

Идем дальше:

Сообщение от ALEX__A

Поскольку симистору нужно определенное время для включения, его включение может не произойти.

А вот это-то откуда взято 8O 8O 8O
Точно - "притянуто за уши". Только вот за чьи???

Помимо того, что для открытия симистора необходимо сформировать определенный ток в цепи УЭ, этот ток должен действовать некоторое время, для успешного завершения лавинообразного процесса включения симистора. А поскольку без резистора в коллекторной цепи Q3 имеет место колебательный процесс, то в цепи УЭ могут формироваться достаточно короткие импульсы тока, т.о. включения может не произойти.

С уважением, Алексей.

-- Прилагается рисунок: --

[EVGENIY1962]

falkonist ваша схема должна работать,единственная возможная проблема это насыщение оптотранзистора,если оно будет существенно меньше 0.6в то все хорошо.Но проше поставить последовательно 2 АОУ с шунтами.

[falkonist]

Алексей, давайте, спаяем эту схему и посмотрим, будут там колебания или нет?
А то мы переливаем из пустого в порожнее одно и тоже. "Может" - "не может", и опять по кругу.
К сожалению, у меня до 20-х чисел февраля абсолютный цейтнот (дипломы, экзамены, лекции и т.п.) - я лично не могу.

Еще раз повторяю: это не апробированная схема, а проект, рожденный за 5 минут "на лету". В нем может быть куча ляпов и подводных камней. Надо "щупать"!

Мысль ALEX__A о возможности развития колебательного процесса имеет право на существование. Может быть, нужно где-то что-то подшунтировать конденсатором? Надо подумать, желательно в несколько голов :P 8O

[EVGENIY1962]

Длительность импульса тока будет определятся временем включения оптотранзистора.Колебаться в схеме нечему.Быстродействие транзисторов выше чем у оптосимистора если его применять.

[falkonist]

Уважаемый EVGENIY1962,

решение задачи определяется условиями, выставленными автором: у него всего два оптрона на два зарядных устройства и больше нет и пока не предвидится!

Еще проще было бы поставить МОС, но у автора его тоже нет как класса.

Собственно говоря, это - ординарная изобретательская задачка: как из фекалий вылить пулю, да чтобы она еще и не пахла :P

Кстати, именно такие задачки и интересны!

Всем - удачи! Особенно - зачинщику ветки. Было бы очень интересно иметь обратную связь, что же все-таки получилось? Кстати, если он все-таки рискнет попробовать предложенныый вариант, то у него резко возрастает диапазон типов оптронов, т.к. снимается требование к их критичности по напряжению.

Алексей

[Faworit]

Добрый день Всем! Для J64FE, посмотрел свои схемы пришол в ужас, занимают много места, в форуме передавать даже вырезку пожалуй нет смысла. Лучше расказать словами, тем паче что расказывать пракически нечего. И так по порядку. Зарядное сделано по принципу описанным в журнале Радио 2004г 12 номер. В статье расписано как заряд в три этапа. 3-й это режим поддержания батареи малым током, который компенсирует ее разряд. Пожалу нет смысла пересказывать статью, так вот для своих батареек я взял за основу первые 2 режима, 1-й - заряд стабилизированным током (заряжаю 20А) до напряжения 14.5В, ой это я уже описываю саму статью. Все что я сделал, это переработал схему (оставил саму идею) для заряда использую трансформатор от ЛАТЕР 400 Вт. В качестве регулирующего прибора использую тиристор на 50А, регулировку осуществляю через резисторные оптопары изменением фазы включения. 3-й режим (гаснет первый светодиод) я уже использую для отключения самого транса (симистор на управлении) управление симистора через МОС 600 вольтовая. Да, я не зря говорил о тригерном режиме, вкл/выкл опто сделано через несколько инверторов и транзисторный ключ. Если Нужна будет дополнительная инфа, пишите мне на е-маил kryhtin2005@mail.ru
Ребята, приведенную схему управления симистора через АОТешку, было описано кажись лет 10-15 тому назад. Применял опто любые и транзисторные и диодные и никогда никаких проблем. Это уже потом когда появились МОСы на рынке перестал использовать подобный подход в управлении. А R3 в схеме обязательно! В ключе использовал КТ940А и КТ315Г.
С уважением Геннадий.

[ALEX__A]

Длительность импульса тока будет определятся временем включения оптотранзистора.Колебаться в схеме нечему.Быстродействие транзисторов выше чем у оптосимистора если его применять.

Дело в том, что после того, как Вы откроете оптопару, откроется и Q3. это приведет к снятию напряжения со всей схемы, что вызовет закрытие Q3 и процесс повторится. Решение - резистор в коллекторной цепи Q3.

С уважением, Алексей.