Для изменения мощности на нагрузке создано не мало схем, тем не менее, радиолюбители продолжают эксперименты. Существующие схемы фазовой регулировки мощности хоть и привлекают своей простотой изготовления, но обладают одним существенным недостатком: с уходом амплитуды напряжения приходится заново подбирать элементы управления симистором. К тому же, регулировать мощность потенциометром не так удобно, если понадобится вернуться к ранее заданному режиму, то необходимо подключать вольтметр. Существующие схемы дискретного регулирования основаны на принципе деления частоты, и использовать такой регулятор для ламп накаливания не представляется возможным. Их применяют в основном для регулирования мощности нагревательных элементов.

Предлагаемая схема (рис.1) основана на принципе фазовой регулировки мощности на нагрузке дискретным способом.

(нажмите для увеличения)

Рассмотрим работу схемы при установленном переключателе в положение 10.

Синусоидальное сетевое напряжение (рис.2,a) 50 Гц ограничивается по току резистором R1 и выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 (рис.2,b), частота импульсов удваивается, амплитуда на выходе моста примерно на 1,4 больше напряжения стабилизации стабилитрона VD10, а следовательно, и напряжения питания микросхем.

Синхроимпульсы, ограниченные резисторами R4, R5, поступают на 1 ножку D1.1. В начальный момент времени на выводе 1 микросхемы D1.1 - логический ноль, вследствие этого на выводе 3 D1.1 RS-триггера - логическая единица (рис.2,c), которая запустит генератор на элементах D1.3, D1.4. Генератор настроен на частоту 1000 Гц. В момент подключения к сети импульсы 100 Гц, пройдя через диод VD9, будут отфильтрованы емкостью C2 и стабилизированы VD10, емкость C3 начнет заряжаться, и произойдет сброс счетчика D2. Импульсы с генератора начнут заполнять счетчик D2, после 10 импульса (рис.2,d) на выводе 11 D2 появится лог."1", которая через резистор R8 откроет транзистор VT1, вследствие чего будет открыт оптодинистор VS1 и через диодный мост VD5-VD8 - симистор VS2.

Мощность на нагрузке будет минимальной вследствие открытия симистора в конце периода (рис.2,e). Одновременно с открытием транзистора VT1 через конденсатор C1 произойдет сброс RS-триггера D1.1, D1.2, а через резистор R9 - сброс счетчика D2. Длительность импульса сброса, а также открывания симистора зависят от номиналов R9, R11, C3.

Если же переключатель SA1 установить в положение 1, то сброс счетчика произойдет при первом же пришедшем импульсе (рис.2,f). В этом случае мощность на нагрузке будет максимальной.

Данная схема приведена с одним переключателем и одним счетчиком, поэтому дискретность переключения мощности равна примерно 10%. Для более плавного изменения мощности необходимо установить дополнительные счетчики и переключатели. Все входы сброса объединяются, с выхода первого переключателя сигнал заводится на вход "C" второго счетчика и т.д., с выхода последнего переключателя - к резисторам R8, R9. Также необходимо увеличить частоту заполнения счетчиков 2, 3, 4 кГц и т.д. Возможно применение данной схемы для работы на низком напряжении 12...36 В, необходимо только изменить номинал резистора R1.

Точность установки мощности зависит в основном от дрейфа частоты генератора.

Если необходима большая точность, то можно порекомендовать схему кварцованного генератора (рис.3), если, конечно, не учитывать нестабильность сетевого напряжения как по напряжению, так и по частоте.

Устройство собрано на печатной плате (рис.4) размерами 55х80 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Все детали, кроме переключателя, размещены на печатной плате. SA1 монтируют на передней панели устройства.

Шлейф, соединяющий переключатель с платой, должен быть не длиннее 25 см.

Детали. Симистор в данном устройстве можно применить любой, так как это зависит только от необходимой регулируемой мощности. Конструкция была опробована с применением оптотиристоров TO125-12,5. Для этого светодиоды оптотиристоров были соединены последовательно, а выходные тиристоры - встречнопараллельно, резистор R6 был заменен резистором сопротивлением 220 Ом. Стабилитрон VD10 любой на напряжение стабилизации 9...15 В. Возможно заменить микросхемы 561 серии микросхемами 176 серии, надо только установить стабилитрон на напряжение стабилизации 9 В. C4 желательно применить с наименьшим температурным дрейфом. VT1 любой из серий КТ315, КТ3102. Диоды VD1-VD4, VD9 на напряжение 50...300 В и ток 100...300 мА. Диоды VD5-VD8 на напряжение не менее 300 В. SA1 любой 1 группы на 10 положений.

Автор: С.М. Абрамов