Симисторный диммер с фазоимпульсным регулированием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизатор

 Комментарии к статье

Радиолюбители уже не один десяток лет собирают различные варианты тиристорного регулятора мощности. Этот узел, будучи включенным между сетью переменного тока напряжением 220 В и нагрузкой, позволяет в определенных пределах изменять мощность, выделяемую в нагрузке. Если нагрузкой служил бытовой осветительный прибор, такой узел называли темнителем, если паяльник - регулятором температуры его жала. Ныне из-за рубежа пришло не только новое название этих устройств - диммеры, но поступили в продажу и они сами. По мнению автора публикуемой ниже статьи, эти диммеры далеки от совершенства.

Диммер - это тиристорный регулятор мощности, предназначенный, в частности, для регулирования яркости свечения ламп накаливания в бытовых электроосветительных приборах (люстрах, бра, торшерах и т. п.). Его можно встраивать в настенные выключатели в жилых помещениях.

Анализ схем промышленно выпускаемых диммеров (в основном китайского производства) показал, что фазосдвигающая цепь в них питается нестабилизированным напряжением. Это приводит к тому, что момент открывания динистора в каждом полупериоде, а значит, и симистора, зависит от напряжения сети, что, в свою очередь, является причиной заметных перепадов мощности нагрузки диммера при колебаниях напряжения сети. Это ограничивает сферу применения подобных устройств.

В "Радио" было опубликовано описание регулятора мощности [1], в котором указанный недостаток преодолен. Но, к сожалению, этот регулятор рассчитан на работу с нагрузками, мощность которых не превышает 100 Вт. Попытка приспособить его к работе с более мощными лампами путем замены тринистора VS1 и диода VD2 [2] оказалась неудачной - на минимальной яркости лампы неприятно мерцают из-за однополупериодного выпрямления сетевого напряжения диодом VD2.

Выручить в этой ситуации мог бы диодный мост, включенный на входе регулятора (диод VD2 придется изъять), но разместить мощные диодный мост и тринистор в стандартной нише выключателя проблематично, не говоря уже об отсутствии в зоне монтажа активной конвекции воздуха. Наличие в цепи нагрузки пяти элементов надежности устройству тоже не добавляет.

К тому же лампы в светильниках, перегорая, часто вызывают замыкание цепи, хоть и кратковременное, но вполне достаточное для выведения из строя переключательного элемента. Каждый раз заменять этот элемент и выпрямительный мост весьма накладно как в плане трудозатрат, так и денежных расходов.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Фазоимпульсные регуляторы мощности с мощным симистором в качестве переключательного элемента отличают более высокий КПД и малое число элементов в цепи нагрузки, но из-за особенностей управления эти устройства зачастую схемно довольно громоздки [3]. Попытка объединить достоинства упомянутых схемных решений привела к устройству, схема которого показана на рис. 1. Оно, в отличие от описанного в [4], не требует применения импульсного трансформатора.

На транзисторах VT1 и VT2 собран аналог динистора, в который введен диод VD1. Это позволило использовать транзистор VT2 в роли замыкателя диагонали теперь уже маломощного выпрямительного моста VD3-VD6, включенного в цепь управляющего электрода симистора VS1.

В начале полупериода напряжения сети оба транзистора, диод VD1 и симистор закрыты, а конденсатор С1 разряжен. Увеличивающееся напряжение создает ток через резисторы R9, R8, диоды моста, резистор R7 и стабилитрон VD2. Падения напряжения на резисторе R9 пока недостаточно для открывания симистора. Стабилитрон VD2, включенный последовательно с балластным резистором R7, ограничивает напряжение между точками А и Б на уровне 12 В.

Через резисторы R3, R4 начинает заряжаться конденсатор С1. Как только напряжение на нем превысит напряжение на резисторе R6, начнет открываться транзистор VT1. Падение напряжения на резисторе R2 приоткроет транзистор VT2, из-за чего начнет уменьшаться напряжение на его коллекторе.

В результате этого начинает уменьшаться напряжение на резисторе R6. Возникает положительная ОС, действие которой приводит к лавинообразному открыванию обоих транзисторов аналога динистора. Как только падение напряжения на транзисторе VT2 станет меньше, чем на резисторе R6, откроется диод VD1, еще более ускоряя открывание аналога динистора и снижая тем самым мощность, рассеиваемую на транзисторе VT2. Оба транзистора в конце процесса входят в насыщение.

Выходная диагональ диодного моста VD3-VD6 оказывается замкнутой, ток через резисторы R8 и R9 увеличивается и открывается симистор VS1, подключая нагрузку к сети на оставшуюся часть полупериода. Скорость зарядки конденсатора С1, а значит, и момент открывания транзистора VT1 зависят от положения движка переменного резистора R4, которым и регулируют мощность, выделяющуюся в нагрузке.

Если сопротивление цепи R3R4 окажется настолько большим, что конденсатор не успеет зарядиться до напряжения, необходимого для открывания аналога динистора, он останется закрытым. Но в конце полупериода конденсатор С1 все равно разрядится транзистором VT1 вследствие того, что напряжение на резисторе R6 к этому моменту уменьшится до нулевого.

Такая привязка момента начала зарядки конденсатора С1 к началу полупериода необходима для того, чтобы исключить эффект "гистерезиса", который может возникнуть при регулировании мощности резистором R4. Этот эффект проявляется в "затягивании" регулировочной характеристики: при повороте ручки регулятора из положения минимальной мощности на малый угол мощность в нагрузке увеличивается скачком.

Резистор R1 ограничивает ток разрядки на безопасном для транзисторов уровне, растягивая разрядный импульс во времени для более уверенного открывания симистора, а R8 ограничивает ток через его управляющий электрод. Резистор R2 предотвращает самопроизвольное срабатывание аналога динистора из-за увеличения тока коллектора транзистора VT2 при его разогревании. Резистор R9 удерживает симистор закрытым (если он еще не был открыт) на пиках сетевого напряжения.

Максимальная мощность нагрузки регулятора при обеспечении эффективного охлаждения симистора и транзистора VТ2 - 1 кВт.

Рис. 2

Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Все резисторы, кроме R4, - МЯТ; R4 - любой малогабаритный, умещающийся в отведенном ему пространстве. Поскольку все детали регулятора находятся под напряжением сети, необходимо при его установке и пользовании учитывать это обстоятельство. В частности, ручка переменного резистора R4 должна быть изготовлена из изоляционного материала.

Резисторы R8, R9 распаивают на выводах симистора, устанавливаемого вне платы. Если мощность нагрузки превышает 600 Вт, симистор следует снабдить теплоотводом в виде пластины размерами 20x20x1 мм из меди. Конденсатор С1 - КМ-6, К73-17 или К73-9

Диоды КД105В можно заменить на КД105Г или другие на обратное напряжение не менее 400 В. Транзистор КТ361В заменим любым из этой серии (с коэффициентом h2іе>50), а КТ538А - на КТ6135А или, в крайнем случае, на КТ940А, у которого ограниченный запас по напряжению коллектор-эмиттер (h21E>20). Разъем Х1 - любой малогабаритный, с двумя контактами, рассчитанный на сетевое напряжение; можно использовать два одноконтактных. Подойдут также и винтовые соединительные зажимы.

Налаживания регулятор не требует, но, возможно, будет целесообразно подобрать точнее резистор R3 по достижению максимальной яркости ламп в крайнем левом (по схеме) положении движка резистора R4.

Собранную плату устанавливают в нишу предварительно демонтированного стенного выключателя. Снаружи нишу закрывают декоративной лицевой панелью, на которой закрепляют переменный резистор R4 - он будет служить и включателем освещения, и регулятором яркости. Устройство можно смонтировать также в подставке торшера или настольной лампы.

Литература

1. Нечаев И. Регуляторы температуры жала сетевых паяльников. - Радио, 1992, № 2, 3, с. 22-24.
2. Нечаев И. Регуляторы температуры жала сетевых паяльников (Наша консультация). - Радио, 1993, № 1, с. 45.
3. Бирюков С. Симисторные регуляторы мощности. - Радио, 1996, № 1, с. 44-46.
4. Сорокоумов В. Симисторный регулятор повышенной мощности. - Радио, 2000, №7, с. 41.

Автор: А. Дзанаев

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизатор.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Натрий-ионные аккумуляторы CATL 10.08.2021 Компания Contemporary Amperex Technology (CATL) пердставила натрий-ионный аккумулятор первого поколения, а также ее аккумуляторный блок AB, способный совмещать натрий-ионные и литий-ионные элементы в одном модуле. По принципу работы натрий-ионный аккумулятор аналогичен литий-ионному. Ионы натрия также перемещаются между катодом и анодом. Однако по сравнению с ионами лития ионы натрия имеют больший объем и более высокие требования в отношении структурной устойчивости и кинетических свойств материалов. Это стало сдерживающим фактором для развития промышленного производства натрий-ионных аккумуляторов. Нововведением CATL стало применение для изготовления катода материала "Prussian white" (эверитова соль) с более высокой удельной емкостью. Кроме того, компания модернизировала объемную структуру этого материала путем перераспределения электронов, что позволило решить проблему быстрого снижения емкости при циклической работе материала. В аноде CATL использовала твердый углеродный материал, отличающийся уникальной пористой структурой, обеспечивающей избыточные возможности хранения и быстрое перемещение ионов натрия, а также превосходные характеристики при циклических нагрузках. Первое поколение натрий-ионных аккумуляторов CATL, основанное на серии новых разработок в химической системе, обладает такими преимуществами, как высокая плотность энергии, возможность быстрой зарядки, превосходная термостойкость, отличные эксплуатационные свойства при низких температурах, высокая эффективность интеграции и др. Плотность энергии элемента натрий-ионного аккумулятора CATL может достигать 160 Втч/кг, а зарядка аккумулятора может производиться за 15 минут до уровня 80% при комнатной температуре. Кроме того, в условиях низких температур (-20°C) натрий-ионный аккумулятор имеет степень удержания емкости, превышающую 90%, а его эффективность системной интеграции может достигать более 80%. Термостойкость натрий-ионных аккумуляторов превосходит национальные требования по безопасности для тяговых аккумуляторов. Первое поколение натрий-ионных аккумуляторов может использоваться в различных вариантах электрификации транспорта, особенно в регионах со сверхнизкими температурами, где его преимущества становятся очевидными. Кроме того, оно может быть гибко адаптировано к прикладным потребностям всех сценариев в области накопления и хранения энергии. Целевым показателем развития следующего поколения натрий-ионных аккумуляторов является плотность энергии, превышающая 200 Втч/кг. Компания CATL разработала комплексное решение для аккумуляторной системы AB, состоящее в смешивании и подборке натрий-ионных и литий-ионных аккумуляторов в определенном соотношении и их интеграции в одну систему аккумуляторных батарей, а также управлении различными аккумуляторными системами посредством высокоточного алгоритма BMS. Аккумуляторная система AB может компенсировать нынешний недостаток плотности энергии в натрий-ионном аккумуляторе, а также расширить его преимущества в плане высокой мощности и производительности при низких температурах. Благодаря этой качественно новой структурной системе расширяются варианты применения литиево-натриевых аккумуляторных систем.

Другие интересные новости:

▪ Передающие антенны размером с ноготь

▪ Надувной киноэкран

▪ Демодуляторы квадратурно-модулированной фазовой модуляции ZL10313

▪ Новая форма материи - жидкое стекло

▪ Google поставит в школы США 27 тысяч хромбуков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Смерть - мое ремесло. Крылатое выражение

▪ статья Почему считают, что Наполеон был маленького роста? Подробный ответ

▪ статья Жожоба. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Малогабаритная антенна Си-Би диапазона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простое зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026