Вся электротехника России без посредников
Самодельные светорегуляторы. Часть пятая. Еще несколько простых схем
Светорегулятор на аналоге однопереходного транзистора
Схема такого светорегулятора показана на рисунке 1.
Несмотря на абсолютную с первого взгляда непохожесть схем, работают они практически одинаково. Регулирование яркости лампы производится фазовым методом управления тиристором, правда, подключение нагрузки несколько иное.
В рассматриваемой схеме нагрузка регулятора, лампочка, включена в диагональ выпрямительного моста по переменному току. Сам же тиристор включен в диагональ по постоянному, выпрямленному, току. В предыдущей схеме в эту диагональ включена и собственно лампочка, но в данном случае это ничего не меняет.
На транзисторах VT1, VT2 собран узел плавного запуска, о котором будет рассказано ниже, а пока рассмотрим работу собственно регулятора. Если мысленно провести по рисунку 1 вертикальную черту между транзистором VT2, и резисторами R3 и R4, то все, что окажется правее этой черты, и есть собственно светорегулятор.
Рисунок 1. Светорегулятор на аналоге однопереходного транзистора
Вместо однопереходного двухбазового транзистора КТ117А, в схеме формирования запускающего импульса применен его аналог, собранный на транзисторах VT3, VT4. Если соединить проволочной перемычкой коллектор и эмиттер транзистора VT2, то конденсатор C2 будет заряжаться через резисторы R3 и R4.
Когда напряжение на нем достигнет напряжения открывания аналога однопереходного транзистора, то он откроется и сформирует импульс напряжения на УЭ тиристора VS1, который включится и через нагрузку потечет ток. Запирание тиристора произойдет так же, как в предыдущей схеме в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Резистором R4 регулируется яркость, о чем свидетельствует надпись на схеме. Максимальная яркость будет достигнута, когда движок переменного резистора R4 выведен в крайнее левое по схеме положение, скорость заряда конденсатора C2 максимальна.
Если проволочная перемычка между коллектором и эмиттером транзистора VT2 была установлена, то ее следует снять и продолжить дальнейшие исследования. Схема плавного запуска работает следующим образом.
В момент включения питания конденсатор C1 еще не заряжен, поэтому составной транзистор VT1 VT2 закрыт, а сопротивление участка коллектор – эмиттер транзистора VT2 большое, между резисторами R3 и R4 практически обрыв, что не позволяет заряжаться времязадающему конденсатору C2.
После включения питания по цепи VD1, R1 начинает заряжаться оксидный конденсатор C1. Напряжение на нем начинает плавно возрастать, что приводит к постепенному открыванию составного транзистора VT1 VT2 и конденсатор C2 постепенно заряжается.
Постоянная времени заряда конденсатора C1 такова, что процесс зарядки длится несколько секунд, столько же времени происходит медленное уменьшение сопротивления участка коллектор – эмиттер транзистора VT2, настолько медленное, что похоже на медленное вращение резистора R4 в сторону уменьшения сопротивления: происходит плавное увеличение яркости, которое способствует увеличению срока службы собственно самой лампы накаливания.
Причем в конечном итоге яркость установится в соответствии с положением движка резистора R4, при какой яркости выключили вчера, при той же яркости включится и сегодня. Естественно, что после такого запуска, можно при необходимости регулировать яркость светильника вручную.
Параллельно сетевому выключателю SA1 установлена цепочка из резистора R9 и неоновой лампы HL1, назначение которой подсвечивать выключатель в темном помещении.
Светорегуляторы с использованием динисторов
Схема такого светорегулятора показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Светорегулятор на динисторах
В качестве образца такого светорегулятора можно привести промышленную схему, которая использовалась в отечественных термопластавтоматах (станки для литья изделий из пластмассы). В них она, конечно, не являлась светрегулятором, просто управляла мощностью электрических нагревателей, являясь составной частью, по сути дела, выходным каскадом терморегуляторов.
Силовым элементом схемы являются тиристоры T1, T2 включенные встречно – параллельно, о чем уже упоминалось выше. Каждым тиристором управляет своя цепь запуска, выполненная на динисторе, для каждого тиристора используется свой динистор и свой же конденсатор. Конденсаторы заряжаются через общий для них регулятор – переменный резистор R5 и отдельные диоды D1, D2.
Предположим, что начал заряжаться конденсатор C1. Его цепь заряда следующая: провод NULL, D2, R5, R6, конденсатор C1, лампа La1, провод LINE. Предполагается, что в это время на проводе положительная волна синусоиды. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигнет порогового напряжения динистора T4, последний откроется и через УЭ тиристора T2 пройдет открывающий импульс. Тиристор останется в открытом состоянии до тех пор, пока сетевое напряжение не перейдет через ноль. В следующем полупериоде точно так же откроется тиристор T1.
Маленькое замечание. Если любой из выводов переменного резистора R5 отключить от схемы с помощью контакта (на схеме не показан), то ток через нагрузку прекратится. Именно в таком режиме использовался этот регулятор мощности в термопластавтоматах, упомянутых чуть выше.
Нетрудно видеть, что на каждый тиристор приходится свой набор управляющих элементов. Современная элементная база позволяет сделать подобный регулятор еще проще, количество деталей в два раза меньше.
Светорегулятор на современной элементной базе
Его схема показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Светорегулятор с использованием составного динистора
Такая схема содержит совсем немного деталей: вместо двух динисторов, как в предыдущей схеме используется всего один, но зато составной. Просто в одном корпусе два одинаковых динистора включены встречно – параллельно, поэтому такой динистор может работать в цепи переменного тока, полярность включения значения не имеет. Он будет работать в любом случае, если, конечно, исправный.
Кстати, именно эти динисторы используются в энергосберегающих лампах, поэтому, если есть потребность в таких деталях, не выбрасывайте сразу пришедшую в негодность лампу. Тут тоже небольшое замечание: динисторы не «прозваниваются» тестером, поэтому не следует сразу их выбрасывать, надо проверить в схеме.
Силовой ключ выполнен на симисторе, управляющий электрод которого подсоединен напрямую к двунаправленному динистору. Как только напряжение на конденсаторе C1 достигнет порога срабатывания динистора, на УЭ симистора сформируется управляющий импульс, а далее все будет так, как было написано выше.
Регуляторы мощности и светорегуляторы в интегральном исполнении
Одним из типичных представителей таких регуляторов является микросхема КР1182ПМ1А. Внешне она выглядит как обычная цифровая или аналоговая микросхема, поскольку выполнена в стандартном корпусе DIP-16. Это такой пластмассовый прямоугольник с 16-ю выводами. Используя всего несколько навесных деталей можно создать несколько интересных практических конструкций: плавное включение света, сумеречный выключатель, просто регулятор мощности.
Как составная часть микросхема легко вписывается в состав различных устройств регулирования мощности. При этом она способна без внешних силовых элементов – симисторов или тиристоров коммутировать нагрузку мощностью до 150Вт. Если включить параллельно две микросхемы, просто напаяв их в два этажа, то мощность нагрузки можно увеличить вдвое. Простейшая схема включения микросхемы показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Светорегулятор на микросхеме КР1182ПМ1
Но и это, оказывается, еще не самый простой и экономичный вариант. Для самых ленивых, в лучшем смысле этого слова, есть интегральные регуляторы мощности, которые используют всего лишь две навесные детали – собственно лампочку и переменный резистор, причем мощность резистора не превышает одного ватта. Такие используются в качестве регулятора громкости в старой аппаратуре. Схема подключения такой «микросхемы» показана на рисунке 5, а внешний вид на рисунке 6.
Рисунок 5. Схема подключения интегрального регулятора мощности POLYDEX R1500
На рисунке 6 показан внешний вид интегрального регулятора мощности POLYDEX R1500.
Рисунок 6. POLYDEX R1500. Внешний вид
Предыдущие части статьи:
Самодельные светорегуляторы. Часть первая. Разновидности тиристоров
Самодельные светорегуляторы. Часть вторая. Устройство тиристора
Самодельные светорегуляторы. Часть третья. Как управлять тиристором?
Самодельные светорегуляторы. Часть четвертая. Практические устройства на тиристорах
Борис Аладышкин
Источник: http://electrik.info
Схема такого светорегулятора показана на рисунке 1.
Несмотря на абсолютную с первого взгляда непохожесть схем, работают они практически одинаково. Регулирование яркости лампы производится фазовым методом управления тиристором, правда, подключение нагрузки несколько иное.
В рассматриваемой схеме нагрузка регулятора, лампочка, включена в диагональ выпрямительного моста по переменному току. Сам же тиристор включен в диагональ по постоянному, выпрямленному, току. В предыдущей схеме в эту диагональ включена и собственно лампочка, но в данном случае это ничего не меняет.
На транзисторах VT1, VT2 собран узел плавного запуска, о котором будет рассказано ниже, а пока рассмотрим работу собственно регулятора. Если мысленно провести по рисунку 1 вертикальную черту между транзистором VT2, и резисторами R3 и R4, то все, что окажется правее этой черты, и есть собственно светорегулятор.
Рисунок 1. Светорегулятор на аналоге однопереходного транзистора
Вместо однопереходного двухбазового транзистора КТ117А, в схеме формирования запускающего импульса применен его аналог, собранный на транзисторах VT3, VT4. Если соединить проволочной перемычкой коллектор и эмиттер транзистора VT2, то конденсатор C2 будет заряжаться через резисторы R3 и R4.
Когда напряжение на нем достигнет напряжения открывания аналога однопереходного транзистора, то он откроется и сформирует импульс напряжения на УЭ тиристора VS1, который включится и через нагрузку потечет ток. Запирание тиристора произойдет так же, как в предыдущей схеме в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Резистором R4 регулируется яркость, о чем свидетельствует надпись на схеме. Максимальная яркость будет достигнута, когда движок переменного резистора R4 выведен в крайнее левое по схеме положение, скорость заряда конденсатора C2 максимальна.
Если проволочная перемычка между коллектором и эмиттером транзистора VT2 была установлена, то ее следует снять и продолжить дальнейшие исследования. Схема плавного запуска работает следующим образом.
В момент включения питания конденсатор C1 еще не заряжен, поэтому составной транзистор VT1 VT2 закрыт, а сопротивление участка коллектор – эмиттер транзистора VT2 большое, между резисторами R3 и R4 практически обрыв, что не позволяет заряжаться времязадающему конденсатору C2.
После включения питания по цепи VD1, R1 начинает заряжаться оксидный конденсатор C1. Напряжение на нем начинает плавно возрастать, что приводит к постепенному открыванию составного транзистора VT1 VT2 и конденсатор C2 постепенно заряжается.
Постоянная времени заряда конденсатора C1 такова, что процесс зарядки длится несколько секунд, столько же времени происходит медленное уменьшение сопротивления участка коллектор – эмиттер транзистора VT2, настолько медленное, что похоже на медленное вращение резистора R4 в сторону уменьшения сопротивления: происходит плавное увеличение яркости, которое способствует увеличению срока службы собственно самой лампы накаливания.
Причем в конечном итоге яркость установится в соответствии с положением движка резистора R4, при какой яркости выключили вчера, при той же яркости включится и сегодня. Естественно, что после такого запуска, можно при необходимости регулировать яркость светильника вручную.
Параллельно сетевому выключателю SA1 установлена цепочка из резистора R9 и неоновой лампы HL1, назначение которой подсвечивать выключатель в темном помещении.
Светорегуляторы с использованием динисторов
Схема такого светорегулятора показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Светорегулятор на динисторах
В качестве образца такого светорегулятора можно привести промышленную схему, которая использовалась в отечественных термопластавтоматах (станки для литья изделий из пластмассы). В них она, конечно, не являлась светрегулятором, просто управляла мощностью электрических нагревателей, являясь составной частью, по сути дела, выходным каскадом терморегуляторов.
Силовым элементом схемы являются тиристоры T1, T2 включенные встречно – параллельно, о чем уже упоминалось выше. Каждым тиристором управляет своя цепь запуска, выполненная на динисторе, для каждого тиристора используется свой динистор и свой же конденсатор. Конденсаторы заряжаются через общий для них регулятор – переменный резистор R5 и отдельные диоды D1, D2.
Предположим, что начал заряжаться конденсатор C1. Его цепь заряда следующая: провод NULL, D2, R5, R6, конденсатор C1, лампа La1, провод LINE. Предполагается, что в это время на проводе положительная волна синусоиды. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигнет порогового напряжения динистора T4, последний откроется и через УЭ тиристора T2 пройдет открывающий импульс. Тиристор останется в открытом состоянии до тех пор, пока сетевое напряжение не перейдет через ноль. В следующем полупериоде точно так же откроется тиристор T1.
Маленькое замечание. Если любой из выводов переменного резистора R5 отключить от схемы с помощью контакта (на схеме не показан), то ток через нагрузку прекратится. Именно в таком режиме использовался этот регулятор мощности в термопластавтоматах, упомянутых чуть выше.
Нетрудно видеть, что на каждый тиристор приходится свой набор управляющих элементов. Современная элементная база позволяет сделать подобный регулятор еще проще, количество деталей в два раза меньше.
Светорегулятор на современной элементной базе
Его схема показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Светорегулятор с использованием составного динистора
Такая схема содержит совсем немного деталей: вместо двух динисторов, как в предыдущей схеме используется всего один, но зато составной. Просто в одном корпусе два одинаковых динистора включены встречно – параллельно, поэтому такой динистор может работать в цепи переменного тока, полярность включения значения не имеет. Он будет работать в любом случае, если, конечно, исправный.
Кстати, именно эти динисторы используются в энергосберегающих лампах, поэтому, если есть потребность в таких деталях, не выбрасывайте сразу пришедшую в негодность лампу. Тут тоже небольшое замечание: динисторы не «прозваниваются» тестером, поэтому не следует сразу их выбрасывать, надо проверить в схеме.
Силовой ключ выполнен на симисторе, управляющий электрод которого подсоединен напрямую к двунаправленному динистору. Как только напряжение на конденсаторе C1 достигнет порога срабатывания динистора, на УЭ симистора сформируется управляющий импульс, а далее все будет так, как было написано выше.
Регуляторы мощности и светорегуляторы в интегральном исполнении
Одним из типичных представителей таких регуляторов является микросхема КР1182ПМ1А. Внешне она выглядит как обычная цифровая или аналоговая микросхема, поскольку выполнена в стандартном корпусе DIP-16. Это такой пластмассовый прямоугольник с 16-ю выводами. Используя всего несколько навесных деталей можно создать несколько интересных практических конструкций: плавное включение света, сумеречный выключатель, просто регулятор мощности.
Как составная часть микросхема легко вписывается в состав различных устройств регулирования мощности. При этом она способна без внешних силовых элементов – симисторов или тиристоров коммутировать нагрузку мощностью до 150Вт. Если включить параллельно две микросхемы, просто напаяв их в два этажа, то мощность нагрузки можно увеличить вдвое. Простейшая схема включения микросхемы показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Светорегулятор на микросхеме КР1182ПМ1
Но и это, оказывается, еще не самый простой и экономичный вариант. Для самых ленивых, в лучшем смысле этого слова, есть интегральные регуляторы мощности, которые используют всего лишь две навесные детали – собственно лампочку и переменный резистор, причем мощность резистора не превышает одного ватта. Такие используются в качестве регулятора громкости в старой аппаратуре. Схема подключения такой «микросхемы» показана на рисунке 5, а внешний вид на рисунке 6.
Рисунок 5. Схема подключения интегрального регулятора мощности POLYDEX R1500
На рисунке 6 показан внешний вид интегрального регулятора мощности POLYDEX R1500.
Рисунок 6. POLYDEX R1500. Внешний вид
Предыдущие части статьи:
Самодельные светорегуляторы. Часть первая. Разновидности тиристоров
Самодельные светорегуляторы. Часть вторая. Устройство тиристора
Самодельные светорегуляторы. Часть третья. Как управлять тиристором?
Самодельные светорегуляторы. Часть четвертая. Практические устройства на тиристорах
Борис Аладышкин
Источник: http://electrik.info
