Симисторный диммер с фазоимпульсным регулированием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тока, напряжения, мощности

 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, 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 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.

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. Попытка объединить достоинства упомянутых схемных решений привела к устройству (рис. 1), которое 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 резистореR6, 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 C1 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. a 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 VT2 - 1кВт

Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате из фольгировакного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.

Все резисторы, кроме R4 - МЛТ, R4 - любой малогабаритный, умещающийся в отведенном ему пространстве. Поскольку все детали peгулятора 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 а КТ538А - на КТ6135А или, в крайнем случае, на КТ940А, у которого ограниченный запас по напряжению коллектор-эмиттер. 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.

Автор: А. Дзанаев, г. Оренбург

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тока, напряжения, мощности.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Генетика узоров на крыльях бабочек 07.09.2024

Бабочки давно привлекают внимание людей своими яркими и сложными узорами на крыльях. Эти удивительные образы служат не только для красоты, но и выполняют важные функции в жизни насекомых, такие как маскировка и привлечение партнеров. Недавнее открытие международной группы ученых проливает новый свет на генетические механизмы, ответственные за формирование этих узоров. До недавнего времени считалось, что ключевую роль в создании цветовых узоров на крыльях бабочек играют белки, производимые в клетках. Они обеспечивают расположение и распределение пигментов, которые и создают разнообразие цветов и оттенков. Однако новое исследование показало, что этот процесс гораздо сложнее и включает неожиданные механизмы на уровне генетики. Ученые обнаружили, что определяющим фактором в создании узоров на крыльях бабочек является не производство белков, как предполагалось ранее, а специфические молекулы РНК. Эти молекулы, производимые особым геном, играют решающую роль в контроле за формированием ...>>

Технология испарения пластика 07.09.2024

В наше время проблема пластиковых отходов стоит как никогда остро. Пластик, который окружает нас повсюду, загрязняет окружающую среду и требует решений для его эффективной переработки. Одним из таких решений стало новое открытие ученых из Калифорнийского университета в Беркли, которое обещает изменить подход к переработке пластика и приближает нас к созданию круговой экономики, где отходы становятся ценным ресурсом. Исследователи разработали инновационный химический процесс, который позволяет разлагать полиэтилен и полипропилен - главные компоненты одноразового пластика - до их исходных мономеров. Эти мономеры, в свою очередь, можно использовать для создания новых пластиков. Такой подход не только сокращает потребность в ископаемом сырье, но и открывает возможности для многократного использования материалов. Ключевым достижением стало замещение дорогих и нестабильных катализаторов, применяемых ранее, на более доступные и устойчивые. Новые катализаторы на основе натрия и вольфрама ...>>

Дружба детей из разных социальных слоев помогает снизить уровень бедности 06.09.2024

Социальные связи играют важную роль в жизни человека, влияя на его перспективы, карьеру и уровень дохода. Недавние исследования американских ученых показали, что дружба между детьми из семей с разным материальным положением может оказать значительное влияние на снижение уровня бедности. Такой неожиданный вывод подчеркивает важность социального взаимодействия между разными слоями общества и открывает новые возможности для преодоления экономического неравенства. Группа исследователей из США провела масштабное исследование, посвященное изучению дружбы между детьми из богатых и бедных семей. Результаты показали, что такие межклассовые дружеские связи, сформированные в раннем возрасте, способствуют увеличению доходов детей из малообеспеченных семей в будущем. Это происходит за счет того, что такие дружеские отношения открывают доступ к новым социальным сетям и возможностям, которые в ином случае могли бы быть недоступны. В разных странах существуют различные механизмы, которые позволя ...>>

Случайная новость из Архива Курящая мама вредит будущему ребенку 02.09.2013 Ученые выяснили, каким образом никотин, употребляемый беременной женщиной, влияет на ее потомство. Оказывается, никотин не только способствует привыканию и тяге к курению у ребенка, но и приводит к склонности вести нездоровый образ жизни. Общеизвестно, что курение во время беременности меняет процесс развития мозга плода и повышает риск преждевременных родов, низкого веса при рождении и выкидыша. Кроме того, известно, что пренатальное воздействие никотина увеличивает вероятность употребления табака и никотиновой зависимости в дальнейшей жизни ребенка, но до сих пор механизмы влияния никотина на еще не родившегося человека оставались неясными. Для того, чтобы раскрыть эти механизмы, нейробиологи из Университета Рокфеллера вводили беременным крысам малые дозы никотина, для беременной женщины соответствующие одной выкуренной сигарете в день. Ученые исследовали мозг и поведение потомства крыс и теперь понятно, почему люди, подвергшиеся воздействию никотина в утробе матери, с большей вероятностью становятся курильщиками. Кроме того, обнаружились и другие очень серьезные негативные побочные эффекты. Оказывается, никотин увеличивает количество конкретных типов нейронов в миндалине и гипоталамусе. Клетки данных участков мозга вырабатывают орексин, энкефалины и меланин-обогатительные гормоны, проще говоря, нейропептиды, которые отвечают за стимуляцию аппетита и увеличивают потребление пищи. При воздействии никотина в утробе матери, в мозге формируется большее количество клеток, вырабатывающих данные гормоны. В результате, подрастающее поколение не только более склонно к употреблению никотина, но и предпочитает есть больше жирной еды и употреблять больше алкоголя. Таким образом, воздействие никотина в утробе матери стимулирует нездоровый аппетит потомства, которое в итоге склонно к чрезмерному потреблению никотина, наркотических веществ, алкоголя и жирной пищи. Фактически, одна выкуренная сигарета в день или аналогичная доза никотина, полученная с пластырем или электронной сигаретой, приводит к тому, что мать "программирует" организм своего ребенка на неблагополучное развитие. Бороться с этой врожденной особенностью очень трудно, для этого необходима сильная воля самого "пострадавшего" подростка и соответствующая окружающая среда, где нормой является только здоровый образ жизни. К сожалению, в подростковом возрасте эти два фактора обычно в большом дефиците. Ранее, эти же ученые обнаружили, что чрезмерное употребление жирной пищи при беременности также формирует у будущего потомства вредную склонность к перееданию. В общем следует констатировать, что беременность - это большая ответственность, чем полагают некоторые люди.

Другие интересные новости:

▪ Угроза древнему городу инков

▪ Тишина после снегопада

▪ Решена проблема с отсутствием вдохновения

▪ Оптический привод Pioneer BDR-S07J записывает диски BDXL

▪ Визит доктора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Почить в Бозе. Крылатое выражение

▪ статья Почему опоссумы носят на себе потомство? Подробный ответ

▪ статья Жимолость съедобная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Измерение емкости и ЭПС конденсаторов комбинированным прибором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с раскладной коробкой. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024