Для охолодження силових діодів потрібен ефективний охолоджувач з металу чи кераміки. Тому важливо прийняти правильне рішення щодо того, яким саме він має бути. Зокрема, для роботи у мережах 220 вольтів слід також прийняти до уваги, що розміщення таких агрегатів без відповідних позначок може бути небезпечним для користувачів. Насправді, для безпечної роботи можна розмістити діоди на слюдяних прокладках, що дозволить ізолювати провідники з високою напругою від охолоджувача. Таким чином, останній можна буде заземлити, убезпечивши користувачів від випадкового ураження електричним струмом. Ясна річ, що це зменшує ефективність такого охолоджувача, тому що електроізоляційні прокладки додають тепловий опір, який негативно відображається на відводі тепла від кристалу діода у кінцевому результаті. Тому слід уникати такої практики та розміщувати діоди безпосередньо на радіаторі. Також варто застосовувати термо-провідну пасту для зменшення теплового опору.

У випадку використання електроізоляційних прокладок може бути і інша проблема, пов’язана з накопиченням бруду у зоні розміщення елементів з високою напругою. Справа у тім, що під час роботи, такий вузол створює додаткове статичне напруження електричного поля навколо себе. У повітрі весь час знаходиться деяка частка пилу та водяної пари, і під час знаходження їх у зоні впливу цього поля, вони починають електризуватися та накопичуватися там. Тому таке рішення може бути не дуже надійним у випадку експлуатації приладу, до прикладу, надворі чи там де є великий перепад температур. В наслідком якого, є конденсат на металевих поверхнях. Та потенційно можливий електричний пробій ізоляційної прокладки.

У випадку ж експлуатації установки з відносно малими напругами, коли не має потреби у захисті від перенапруження чи ураження електричним струмом, існує проблема з потенційним перегрівом. Як вже було сказано вище, ізоляційна прокладка зменшує ефективність охолодження діодів, тому якості та правильному підбору матеріалів повинно бути приділено достатньо уваги. У випадку ж використання окремих охолоджувачів, такої проблеми не має. Але окремі охолоджувачі будуть займати більше місця у корпусі приладу.

Ізоляція окремих діодів на загальному охолоджувачі може бути складним інженерним завданням. Тому цьому питанню слід привернути достатньо уваги для уникнення проблем з експлуатацією приладу, де буде розміщений цей вузол. Для ізоляції діода від радіатора можна використовувати слюдяні прокладки товщиною 0.1-0.2 мм. Існує проблема з центруванням гвинтового контакту діода у монтажному отворі. Для розміщення приладу точно по центру потрібно застосовувати центрувальну гільзу із ізоляційного матеріалу.

Для розміщення окремих охолоджувачів можна та варто виділити місце у корпусі приладу, де є хороша вентиляція. Більше того, варто зробити додаткові засоби для охолодження масиву з радіаторів. Якщо охолоджувачі розміщуються у верхній частині корпусу, то можна зробити додаткові вентиляційні отвори у нижній частину корпусу. Також варто зробити отвори у верхній кришці для забезпечення циркуляції повітря. При необхідності, можна встановити вентилятор для примусового охолодження масиву радіаторів.

Монтаж масиву радіаторів краще за все зробити на пластині з тестоліту чи гітінаксу із товщиною стінки 5мм, а не кріпити кожен з радіаторів окремо на стінку корпусу приладу, тому що це дозволить розміщувати радіатори у довільному місці на монтажній пластині, а також це додаткова електрична безпека у випадку, коли діоди підключені безпосередньо до електромережі без використання понижувального трансформатора.

Автор: Петро Гладун

Welcome to WordPress. This is your first post. Edit or delete it, then start blogging!

Усього чотири мікросхеми, стільки ж транзисторів та тиристорів, та з десяток резисторів та конденсатор знадобиться для побудови автомата, що забезпечує десять варіантів послідовностей перемикання чотирьох лампочкових новорічних гірлянд. Потрібну програму встановлюють перемиканням перемикачів SA1 та SB1.

На елементах DD2.1 – DD2.3 зібрано задаючий генератор. Частота генерації імпульсів якого залежить від ємності конденсатора C1 і сумарного опору резисторів R1 та R2. Змінним резистором R2 «Частота» плавно змінюють частоту генерації імпульсів, а це означає і частоту перемикання гірлянд.

З виходу генератора (вивід 8 мікросхеми DD2) імпульси надходять до сінхронізуючих входів тригерів DD3.1 – DD4.2, на яких виконано регістр зсуву. У залежності від положення рухомого контакту перемикача SA1 «Програма» буде та чи інша послідовність появи рівнів логічних сигналів (0 чи 1) на прямих чи інверсних виходах тригерів. Кнопковим перемикачем SB1 «Корекція» користуються для запуску регістру зсуву і корекції заданої програми перемикання гірлянд. В залежності від тривалості утримання кнопки в натисненому стані (коли її рухомий контакт з’єднаний за схемою з нижнім нерухомим), при одному і тому ж положення перемикача SA1, можна отримати кілька різновидів перемикання гірлянд.

Кожна гірлянда з’єднана послідовно з тиристором, на керуючий електрод якого, подано через токообмежуючий резистор напругу 5 вольтів, а паралельно керуючому електроду і катоду, під’єднано транзисторний ключ. Коли на базі транзистора рівень логічного 0 (він надходить з інверсного виходу тригера), транзистор закритий, але зате відкрити тиристор, гірлянда увімкнена. Як тільки на вхід надходить рівень логічної 1, транзистор відкривається та шунтує керуючий електрод тиристора. Тиристор закривається, гірлянда гасне.

Як вже було зазначено, варіюючи тривалістю утримання кнопки SB1 у натисненому стані, можна запрограмувати самі найрізноманітніші комбінації вмикань гірлянд. Так, у положені «1» перемикача SA1 вдається отримати такі комбінації, де тире — це об’єднані одночасно гірлянди, що світяться, крапка з комою — перелік варіантів комбінацій: 1, 2, 3, 4; 1 – 2, 2 – 3, 3 – 4, 4 – 1; 1 – 2 – 3, 2 – 3 – 4, 3 – 4 – 1, 4 – 1 – 2; 1 – 3, 2 – 4. У положені «2» наступні комбінації: 1, 1 – 2, 1 – 2 – 3, 1 – 2 – 3 – 4, 2 – 3 – 4, 3 – 4, 4, 2 – 3, 1 – 3 – 4, 2 – 4, 3, 1 – 4, 2, 1 – 3, 1 – 2 – 4; у положенні «3»: 2 – 3, 1 – 3 – 4, 1 – 2 – 4; 1 – 2, 2, 3; у положені «4»: 1, 1 – 2, 1 – 2 – 3, 2 – 3 – 4, 3 – 4. 4; у положені «5»: 1 – 3, 2 – 4. У положені «6» вступає у роботу вузол, що виконаний на елементах DD1.1 – DD1.3, DD2.4 і виконуючий операцію «ВИКЛЮЧНЕ АБО». Гірлянди починають перемикатися по змінюючій послідовності, створюючи враження повторення різноманітності попередніх програм. У положенні «7» робота автомату зупиняється, і спалахують усі гірлянди.

Живляться гірлянди від електромережі через двонапівперіодний випрямляч на діодах VD1 – VD4, а мікросхеми та транзисторні ключі — від будь-якого джерела зі стабілізованою вихідною напругою 5 вольтів, при струмові навантаження до 200 мА.  При вказаних на схемі діодах та тиристорах, потужність кожної гірлянди може досягати 500 Вт.

Транзистори буль-які із серії КТ315; тиристори — КУ201, КУ202 з індексами К-Н; діоди — будь-які, що розраховані на напругу не менше 300 вольтів та випрямлений струм перевищуючий загальний струм споживання гірлянд. Постійні резистори — МЛТ-0.25, змінний — СП-1; конденсатор CapXon KZ; перемикач SA1 — галетний, до прикладу, 11П1Н (число його положень обмежують переставленням фіксатора); SB1 — кнопка КМ1-1.

Частина деталей автомата змонтована на друкованій платі з одностороннього фольгованого текстоліту, яка встановлена на загальному шасі із ізолюючого матеріалу. на цьому ж шасі закріплені П-подібні радіатори, що зігнути із шматків листового алюмінію товщиною 2мм і розмірами 25х55 мм, до який прикріплені тиристори та діоди. На шасі також можуть бути розміщені деталі стабілізуючого джерела живлення.

Органи керування автоматом — перемикачі, змінний резистор та вимикач блока живлення (його на схемі не має) встановлюють на передній стінці корпусі, в яком встановлено шасі. На задній стінці монтують клеми (йоні також не показані на схемі) чи роз’єми для підключення гірлянд.

При відсутності мікросхеми К155ЛЕ1 можна взагалі обійтися без неї, відмовившись від комплексної програми перемикання гірлянд (положення «6» перемикача SA1), чи зібрати цей вузол автомата на мікросхемі К155ЛА3 по доданій схемі. Вузол значно спроститься, якщо використати у ньому один з елементів мікросхеми К155ЛП5. У цьому випадку вивід 3 мікросхеми підключають до контакту «6» перемикача SA1, а виводи 1 та 2 — відповідно для 12 і 9 мікросхеми DD3.1. Очевидно що повинні бути підключені і виводи 7 та 14 мікросхеми. У будь-якому випадку нового виконання вузла знадобиться змінити малюнок доріжок на друкованій платі.

Автомат не потребує налагодження, проте для надійного перемикання гірлянд, можливо, знадобиться зменшення опору резисторів у ланцюгах керуючих електродів тиристорів до 200 Ом. При бажані змінити інтенсивність перемикання гірлянд, потрібно змінити значення опорів у ланцюгу генератора імпульсів.

Автор: Петро Гладун