К1182ПМ1Р, Микросхема фазовый регулятор (DIP16)

Регулятор мощности напряжения2706_HbeT2.jpgСкачиваний:12Добавлен:06.02.2015Размер:681.62 КбСкачать☆htmlconvd-8f_3VQ1x1.jpg

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СХЕМОТЕХНИКИ

К1182ПМ1

РОССИЯ, БРЯНСК

И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ___________

Микросхема К1182ПМ1 (старое название КР1182ПМ1) является новым решением проблемы регулировки мощности в классе высоковольтных мощных электронных схем.

Благодаря уникальной технологии возможно применение ИС для сети переменного тока до 230В, при этом необходимо минимальное количество внешних элементов.

Непосредственное применение ИС – для плавного включения и выключения электрических ламп накаливания или регулировки их яркости свечения. Так же успешно ИС может применяться для регулировки скорости вращения электродвигателей мощностью до 150 Вт (например, вентиляторами) и для управления более мощными силовыми приборами (тиристорами).

Микросхема имеет два силовых вывода для включения в цепь последовательно с нагрузкой, два вспомогательных вывода и два входа управления для подключения регулировочного резистора, конденсатора или других элементов управления.

ОСОБЕННОСТИ____________

Защита лампочки от перегорания при включении

Регулировка яркости свечения лампы накаливания

Плавное включение и выключение лампы накаливания

Последовательное включение с нагрузкой

Ограничение выдаваемой на нагрузку мощности при достижении предельно допустимой мощности рассеивания ИС.

Низковольтные и маломощные внешние элементы управления

Температурный диапазон от минус 40° до +70°С

Корпус Power DIP-(12+4)

Типономиналы: К1182 ПМ1Р

Корпус DIP-8 Типономинал К1182ПМ1Р1

Корпус SO-8 Типономиналы: К1182ПМ1Т

апрель 11 г.

1

НТЦ СИТ

htmlconvd-8f_3VQ2x1.jpg

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВКОРПУСА Power DIP-(12+4)____________

Номер вывода

Назначение вывода

Номер вывода

Назначение вывода

Управляющий электрод Ust2+

1

Не используется

9

2

Не используется

10

Напряжение сети AC2

3

Подключение емкости C-

11

Напряжение сети AC2

4

Не используется

12

Не используется

5

Не используется

13

Не используется

6

Подключение емкости C+

14

Напряжение сети AC1

7

Не используется

15

Напряжение сети AC1

8

Не используется

16

Управляющий электрод Ust1+

НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВКОРПУСА DIP-8________________

Номер

Назначение вывода

Номер

Назначение вывода

вывода

вывода

1

Напряжение сети AC1

5

Подключение емкости C+

2

Напряжение сети AC1

6

Управляющий электрод Ust2+

3

Управляющий электрод Ust1+

7

Напряжение сети AC2

4

Подключение емкости C-

8

Напряжение сети AC2

НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ КОРПУСА SO-8________________

Номер вывода

Назначение вывода

Номер вывода

Назначение вывода

Управляющий электрод Ust2+

1

Подключение емкости C-

5

2

Не используется

6

Напряжение сети AC2

3

Не используется

7

Напряжение сети AC1

4

Подключение емкости C+

8

Управляющий электрод Ust1+

апрель 11 г.

2

НТЦ СИТ

htmlconvd-8f_3VQ3x1.jpg

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА_____________

ИС К1182ПМ1 состоит из двух высоковольтных тиристоров, включенных встречнопараллельно и управляемых от блока управления BU через два развязывающих диода. Блок BU запитывается от диодного моста, выпрямляющего сетевое напряжение. Силовые выводы ИС – AC1 и AC2, выводы UST1+ и UST2+ служат для подключения емкостей, обеспечивающих требуемую задержку включения тиристоров на каждой полуволне сетевого напряжения относительно нуля фазы напряжения, приложенного к микросхеме. Эти емкости также гарантируют закрытое состояние тиристоров в момент включения ИС в сеть. Выводы С+ и С- служат для подключения элементов управления (емкости, резистора, оптронной пары и т.д.).

апрель 11 г.

3

НТЦ СИТ

htmlconvd-8f_3VQ4x1.jpg

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ (T = 25°C) _________________

Наименование параметра

Буквенное

Норма не

Норма

Режим

обозн

менее

не более

измерения

1.

Остаточное напряжение тиристора, В

Usat

2.6

I=1.0A

для Power DIP-(12+4) и DIP-8

для SO-8

2.0

I=0.25A

2.

Ток потребления, мА

Icc

2.0

Ui1=0В

Ui2=400B

5.0

Ui1=6B

Ui2=400B

3.

Ток входа блока управления, мкА

Ic

40

150

Ui1=0B

Ui2=100B

4.

Ток входа управления тиристорами,

It

0.2

Ui1=0B

мА

Ui2=100B

0.15

0.9

Ui1=3B

Ui2=100B

0.4

1.2

Ui1=6B

Ui2=100B

5.

Ток утечки входа блока управления,

Ih

5

Ui1=6B

мкА

ПРЕДЕЛЬНЫЕ И ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ _

Наименование параметра

Буквенное

Норма

Норма

обозн.

не менее

не более

1.

Напряжение сети, В

Ucc

80

276

2.

Ток нагрузки, А

Ic

1.2

для Power DIP-(12+4) и DIP-8

для SO-8

0.3

3.

Ток потребления, мА

Icc

5

4.

Мощность нагрузки, Вт

Pl

150

для Power DIP-(12+4) и DIP-8

для SO-8

40

5.

Частота сети, Гц

f

40

70

6.

Рассеиваемая мощность, Вт, при

Рtot

4

Tвыв=90°C для Power DIP-(12+4)

Tокр=70°C

1

для Power DIP-(12+4)

для DIP-8

0.6

для SO-8

0.5

8.

Температура окружающей среды

Tamb

-40

70

9.

Температура хранения

Tstg

-55

150

10. Допустимое значение статического

Use

500

электричества, В

апрель 11 г.

4

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

Схема регулировки яркости лампы

Схема плавной коммутации лампы

ДРУГИЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ____

Так как допускается использование ИС с лампами накаливания мощностью не более 150 Вт (ограничение в 150 Вт связано, в первую очередь, с возможным включением прибора в сеть штепсельной вилкой в положении регулировочного резистора “полная яркость” на холодную спираль лампы, что вызовет протекание импульсного тока через ИС около 10 А), то для применения с более мощными лампами и устройствами возможно параллельное соединение двух и более микросхем, при этом допустимая мощность увеличивается пропорционально количеству микросхем, количество элементов управления остается прежним. Элементы управления подключаются к одной микросхеме, остальные микросхемы соединяются между собой выводами силовых тиристоров, закорачиваются входы управления С+ и С- каждой микросхемы, кроме первой. Такое соединение показано для двух микросхем на рисунке, допустимая мощность при этом возрастает в два раза.

апрель 11 г.

5

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИС_________________________

(Обращаем внимание потребителей, что в приведенных схемах применения отсутствуют сетевые фильтры, необходимые для подавления помех в подобных схемах – использующих фазовые методы регулировки. Расчет и разработку необходимых фильтров мы передаем на откуп потребителям нашей ИС, учитывая наши недостаточно высокие познания в этом вопросе.)

1. При использовании ИС в схемах управления лампами накаливания необходимо помнить, что в холодном состоянии сопротивление спирали лампы приблизительно в 10 раз меньше, чем в разогретом. При этом амплитудное значение тока в момент включения лампы мощностью, например, 150 Вт достигает 10 А. Конструкция микросхемы выдерживает такой ток только несколько миллисекунд. Разогрев же спирали лампы определяется в несколько полупериодов сетевого напряжения. Схема плавного включения позволяет путем постепенного увеличения фазового угла постепенно увеличивать подаваемое на лампу напряжение, что позволяет ее спирали разогреться до максимальной температуры к моменту подачи полной фазы. При этом осциллографические исследования показали, что при рекомендуемых значениях номиналов внешних элементов для схемы плавного включения ток через лампу мощностью 150 Вт за весь интервал включения не превышает 2-2.5 А.

2. Все вышесказанное относится к схеме плавного включения лампы при условии, что включение производится ключем К (на основной схеме включения), а не штепсельной вилкой. При включении лампы в сеть штепсельной вилкой микосхема будет подвергаться значительным токовым перегрузкам по следующим причинам. Если первоначально лампа плавно включится, то после отключения лампы от сети внешняя емкость С3, задающая время включения, будет разряжаться только своим током утечки (так как входное сопротивление входа управления очень велико), и в течении неопределенного времени будет оставаться заряженной. Если в это время снова подать сетевое напряжение (спираль уже остыла), то схема будет пропускать почти полную фазу сетевого напряжения, лампа и микросхема будут выдерживать токовую перегрузку до разогрева спирали. Этот режим аналогичен включению в сеть штепсельной вилкой лампы со схемой регулировки яркости, когда регулировочный резистор стоит в положении, соответст-

апрель 11 г.

6

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

вующем полной яркости. Эти режимы для ИС являются достаточно тяжелыми и при многократном повторени будут уменьшать надежностные характеристики микросхемы, поэтому основная рекомендация заключается в следующем:

включение в сеть штепсельной вилкой ламп мощностью выше 100 Вт желательно производить с положением выключателя К “замкнуто”;

в конструкции приборов с регулировкой яркости желательно совместить сетевой выключатель с регулировочным резистором, при этом выключатель должен размыкаться после вывода резистора на минимальное значение (верхний рисунок), этому будет соответствовать состояние лампы “выключено”. В этом положении рекомендуется и включать устройство в сеть. При использовании маломощного выключателя (нижний рисунок) его замыкание должно происходить после вывода резистора на минимальное значение, это также соответствует состоянию лампы “выключено”, включение в сеть штепсельной вилкой желательно производить в этом же положении.

3.При использоваании ИС в схемах регулировки скорости вращения электрических двигателей, например, вентиляторов, необходимо помнить о том, что микросхема обеспечивает задержку включения тиристоров относительно нуля фазы переменного напряжения, приложенного на нее. При индуктивной нагрузке фаза напряжения на микросхеме сдвинута относительно фазы сетевого напряжения. Если при этом индуктивная нагрузка оказывается чувствительна к несимметричности полуволн положительной и отрицательной полярности, например, намагничивание сердечников индуктивностей, то при одинаковом угле отсечки, формируемом микросхемой, средние токи через индуктивную нагрузку окажутся различными, что в конечном итоге может неблагоприятно сказываться на КПД двигателей. Поэтому следует обратить внимание на это явление при решении вопроса о применении ИС для каждого конкретного типа двигателя.

ТИПОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ _______

На следующих графиках приведены типовые зависимости для некоторых параметров. Если на графике отсутствует указание температуры, то данная зависимость приведена для температуры +25°С.

Если на графике не указаны режимы измерения, то они соответствуют наиболее критичным режимам, приведенным в таблице электрических параметров.

апрель 11 г.

7

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

апрель 11 г.

8

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ____________

(нумерация выводов в описании работы дана условно и не соответствует нумерации выводов в корпусе!)

ИС в составе устройства для регулирования мощности является двухпроводным по способу включения, т.е. включается последовательно с нагрузкой и конструкционно может объединяться, например, с выключателем. Также отсутствие активного запирания тиристоров позволяет использовать это устройство для регулировки мощности, отдаваемую в индуктивную нагрузку, так как после перехода фазы сетевого напряжения через нуль тиристоры будут оставаться открытыми до момента полного прекращения тока через индуктивную нагрузку.

На Фиг.1 приведена структурная схема устройства для регулирования мощности (УРМ), на Фиг.2 представлены временные диаграммы его работы, на Фиг.3 приведены схемы практического включения.

УРМ содержит два тиристора 7 и 8, включенных встречно-параллельно между силовыми выводами 1 и 2, управляемый преобразователь напряжения в ток 15 со входами 5 и 6 подключения управляющего элемента, запитываемый диодным мостом с диодами 9, 10, 11 и 12, включенным между силовыми выводами 1 и 2. Выход управляемого преобразова теля напряжения в ток 15 через развязывающие диоды 17 и 16 подключен к входам 3 и 4 управления тиристорными элементами 7 и 8 соответственно. К входам управления 3 и 4 также подключены эмиттеры транзисторов 13 и 14 P-N-P-типа проводимости, база-коллекторные переходы которых включены последовательно с диодами 9 и 10 двух плеч диодного моста.

Устройство работает следующим образом.

При закрытых тиристорах 7 и 8 при подаче сетевого напряжения управляемый преобразователь напряжения в ток 15 будет запитываться через диодный мост (диоды 9, 10, 11, 12) и формировать на выходе ток величиной I. Уровень тока определяется уровнем управляющего напряжения на входе управления 5 относительно вывода 6 и может устанавливаться внешним элементом управления (резистором или емкостью).

апрель 11 г.

9

НТЦ СИТ

СХЕМА ФАЗОВОГО РЕГУЛЯТОРА

К1182ПМ1

На Фиг.3.1 уровень задается емкостью C3, на Фиг.3.2 потенциометром R.

Если в данный момент времени на вывод 1 приложено более положительное напряжение, чем на вывод 2, то выходным током управляемого преобразователя 15 будет заряжаться емкость С2 (на Фиг.3), подключенная к входу 3 управления тиристором 7. Ток для питания управляемого преобразователя будет протекать через вывод 1, транзистор 14 P-N-P-типа проводимости, диод 10, управляемый преобразователь 15, диод 11 и вывод 2 УРМ.

Транзистором 14 емкость С1 (на Фиг.3) будет поддерживаться в разряженном состоянии. Когда напряжение на емкости С2 возрастет до уровня, соответствующего порогу открывания тиристора 7, последний включится и будет пропускать ток в нагрузку. Управляемый преобразователь 15 шунтируется тиристором 7, который остается включенным до конца полупериода сетевого напряжения (или до конца протекания тока при работе на индуктивную нагруз-

ку).

Таким образом, управляемый преобразователь 15 с помощью емкости С2 сформирует задержку включения тиристора 7. При пороге открывания тиристора 0.7 В задержка включения определится как

t= (0.7*С2)/ Iвых15 (1), где:

t – время задержки включения тиристора;

0.7 – порог [В] открывания тиристора;

Iвых15 – выходной ток управляемого преобразователя 15;

С2 – значение емкости С2.

После того как напряжение между выводами 1 и 2 изменит свою полярность, т.е. напряжение на выводе 2 станет более положительным, чем на выводе 1, тиристор 7 окажется включенным в обратном направлении и не будет пропускать ток, а диодный мост из диодов 9, 10, 11 и 12 начнет запитывать управляемый преобразователь 15. Ток будет протекать через вывод 2, база-коллекторный переход транзистора 13, диод 9, преобразователь 15, диод 12, вывод 1.

Емкость С2, подключенная между выводами 3 и 2 (на Фиг.3), начнет разряжаться транзистором 13; емкость С1, подключенная между выводами 4 и 1 (на Фиг.3), начнет заряжаться выходным током управляемого преобразователя 15, и через время t (формула 1) напряжение на ней достигнет порогового уровня включения тиристора 8. Тиристор включится, начнет пропускать ток в нагрузку и зашунтируе управляемый преобразователь.

Таким образом, на одной полуволне сетевого напряжения одна из емкостей заряжается и с необходимой задержкой включает тиристор, другая емкость разряжается одним из дополнительных транзисторов, включенных в плечо диодного моста, на другой полуволне функции емкостей меняются.

Резисторы R4 и R5 служат для разряда емкостей С1 и С2 (Фиг.3) при отключении устройства от сети.

Управляемый преобразователь напряжения в ток 15 состоит из вторичного источника напряжения (резистор R1, стабилитрон D1 и транзисторы Т1, Т2 и Т3), запитывающего генератора токов (резистор R2, транзисторы Т4, Т5 и Т6, диод D2), собственно преобразователя напряжения в ток (транзисторы Т7, Т8, резистор R3) и отражательного генератора тока (транзисторы Т9, Т10). Преобразователь 15 работает следующим образом. На вторичный источник напряжения подается выпрямленное сетевое напряжение (через выпрямительные диоды 9, 10, 11, 12), из которого он формирует напряжение 6.3 В (на эмиттере транзистора Т1 относительно вывода 6). Запитывающий генератор задает вытекающий ток входа 6 управляемого преобразователя напряжения в ток коллектором транзистора Т5 (диод D2 служит для

исключения обратного тока входа, который разряжал бы емкость С3 на Фиг.3.1,когда тиристоры 7 и 8 закрыты и, соответственно, вторичный источник питания не формирует 6.3 В), а также запитывает собственно преобразователь коллекторным током транзистора Т6. Собственно преобразователь напряжения в ток состоит из эмиттерного повторителя на транзисторах

апрель 11 г. 10 НТЦ СИТ

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий