Симисторный регулятор мощности и автомат управления

освещением

Генератор импульсов на симметричном динисторе DB3, описанный в статье "Из деталей энергосберегающих люминесцентных ламп" ("Радио", 2012, № 6, с. 26), можно применить для управления симистором и собрать на этой основе ещё два устройства: регулятор мощности нагревательных приборов (паяльник, сушка для обуви) или светильников с лампами накаливания и автомат управления освещением.

Как и в описанных ранее конструкциях, значительная часть применённых в них деталей от КЛЛ (компактных люминесцентных ламп).

Схема регулятора мощности с фазоимпульсным управлением показана на рис. 1. На симметричном динисторе VS1, резисторах R1, R2 и конденсаторе СЗ собран генератор импульсов. Симистор VS2 обеспечивает подачу сетевого напряжения на нагрузку. Фильтр C1L1C2 подавляет помехи, возникающие при переключении симисто-ра VS2. Наличие этого фильтра крайне желательно.

Регулятор работает следующим образом. При подключении его к сети начинается зарядка конденсатора СЗ, скорость которой зависит от сопротивления резисторов R1  и R2. В момент,

когда напряжение на конденсаторе достигает значения около 32 В, открывается динистор VS1 и конденсатор быстро разряжается через него, резистор R3 и управляющий электрод симистора VS2. Так формируется импульс тока, открывающий симистор. Благодаря применению симметричного динистора импульс формируется при любой полярности сетевого напряжения.

Переменным резистором R1 можно изменять момент появления импульса по отношению к началу каждого полупериода сетевого напряжения, регулируя тем самым напряжение, а значит, и мощность, поступающую в нагрузку. При указанных на схеме номиналах элементов R1, R2 и СЗ интервал регулиро-

вания напряжения — 150...220 В.

Расширить его можно применением конденсатора СЗ большей ёмкости или переменного резистора R2 большего сопротивления.

Все детали устройства монтируют на печатной плате, чертёж которой изображён на рис. 2. Постоянные резисто-

ры — С2-23, МЛТ, переменный — СП4-1, СПО. Конденсаторы С1, С2, дроссель L1 и динистор VS1 от КЛЛ.

Номинальное напряжение конденсатора СЗ должно быть не менее 50 В (подойдут, например, КМ-5, К10-17 любой группы по ТКЕ, кроме Н90). Поскольку максимальный ток применяемого в КЛЛ дросселя

Схемы источники питания

Симисторный регулятор мощности и автомат управления освещением.

всего 300...400 мА, мощность нагрузки регулятора не должна превышать 60...80 Вт. Если же она больше, следует использовать дроссель с соответствующим значением предельного тока, например, RLB1314-220KL (индуктивность — 22 мкГн, ток — до 2,2 А), RLB1314-330KL (соответственно 33 мкГн и 1,8 А) фирмы Bourns. Их габариты больше, чем у используемого в КЛЛ, но места на плате для любого из них достаточно. При мощности нагрузки до 200 Вт симистор VS2 может работать без теплоотвода.

Переменный резистор закрепляют на плате термоклеем. Внешний вид смонтированного устройства показан на рис. 3. Небольшие размеры позволяют встроить его в корпус настольной лампы.

Если в состав генератора на динисторе ввести светочувствительный узел, можно собрать автомат управления осветительными приборами на основе ламп накаливания (рис. 4). Такое устройство (по сути, фотореле) включит освещение при наступлении сумерек и выключит на рассвете. Сетевое напряжение подводится к выпрямительному мосту VD1—VD4 через помехоподавляющий фильтр C1L1C2. Выпрямленное напряжение через диод VD5 поступает на сглаживающий конденсатор СЗ, к которому подключен светочувствительный делитель напряжения, состоящий из резисторов R1, R4 и фоторезистора R7. Совместно с конденсатором С5 и симметричным динистором VS1 этот делитель образует релаксационный генератор импульсов.

В светлое время суток, когда сопротивление фоторезистора R7 мало, напряжения на конденсаторе С5 недостаточно для открывания динистора, поэтому генератор не работает, тринистор VS2 закрыт и осветительные приборы, подключенные к розетке XS1, обесточены.

По мере уменьшения естественной освещённости сопротивление фоторезистора растёт и напряжение на конденсаторе С5 увеличивается. Когда оно достигает примерно 32 В, генератор начинает работать, формируемые им импульсы открывают тринистор VS2 и он подключает нагрузку к выпрямителю.

С рассветом процесс протекает в обратной последовательности: увеличение освещённости приводит к уменьшению сопротивления фоторезистора и напряжения на конденсаторе С5, и когда оно становится меньше 32 В, генератор на динисторе прекращает работу, симистор закрывается и осветительные приборы гаснут.

Для того чтобы включение и выключение освещения происходило чётко, в устройство введён узел, состоящий из транзистора VT1, резисторов R2, R3, R5, R6, конденсатора С4 и диода VD6. С помощью транзистора изменяется коэффициент деления светочувствительного резистивного делителя, обеспечивая гистерезис при включении и выключении. Как видно, резисторы R2, R3 и R5 шунтируют фоторезистор R7 (нижнее плечо делителя) постоянно, а подстроечный резистор R6 — только в то время, когда транзистор открыт. В светлое время суток генератор не работает, конденсатор С4 заряжен, транзистор VT1 открыт и резистор R6 шунтирует фоторезистор R7, понижая напряжение на нём.

С уменьшением освещённости сопротивление фоторезистора и напряжение на нём растут.

Когда генератор начинает работать, симистор VS2 открывается, включая освещение, и конденсатор С4 быстро разряжается через

него и диод VD6. Это приводит к закрыванию транзистора VT1 и увеличению сопротивления нижнего плеча делителя напряжения, а значит, к более чёткому переключению устройства. С ростом освещённости напряжение на фоторезисторе уменьшается и в какой-то момент генератор перестаёт работать, конденсатор С4 заряжается через резистор R5, транзистор VT1 открывается и напряжение на фоторезисторе уменьшается ещё больше.

Все детали, кроме фоторезистора, монтируют на печатной плате, чертёж

которой представлен на рис. 5.

Постоянные резисторы — С2-23, подстроечные — СПЗ-19, конденсаторы СЗ, С4 — оксидные импортные, остальные — плёночные от КЛЛ, но С5 может быть и керамическим, например КМ-5. Фоторезистор R7 — серии VT900 с темновым сопротивлением не менее 1 МОм. Вместо тринистора КУ202Н можно применить КУ202М, КУ201Л или симистор ТС106-10.

Плату необходимо установить в корпус из изоляционного материала, а фоторезистор соединить с ней проводами в надёжной изоляции. Для защиты от воздействия окружающей среды фоторезистор желательно поместить в небольшой прозрачный пластмассовый или стеклянный футляр (например, во флакон от лекарства). Его также следует защитить от прямых солнечных лучей и света от осветительных приборов.

Всё сказанное ранее о зависимости мощности нагрузки от допустимого тока дросселя L1 полностью относится и к данному автомату: при использовании дросселя от КЛЛ она не должна превышать 60...80 Вт, в противном случае его необходимо заменить более сильноточным.

Необходимо также учесть, что максимальная мощность нагрузки ограничена и допустимым током выпрямительного моста: её предельное значение при использовании диодов 1N4007 (средний прямой ток — 1 А) — 400 Вт. При мощности нагрузки до 200 Вт теплоотвод для тринистора не обязателен.

Налаживание устройства сводится к установке порога включения (выключения) нагрузки и гистерезиса. Порог срабатывания устанавливают подстроечным резистором R4 (при этом движок резистора R6 должен находиться в среднем положении), гистерезис — резистором R6 (минимальное значение — в правом — по схеме — положении его движка). Порог срабатывания автомата зависит от напряжения сети, но для такого устройства это не принципиально.

Следует помнить, что все элементы описанных в статье устройств находятся под напряжением сети, поэтому при налаживании и эксплуатации необходимо строго соблюдать правила техники электробезопасности.

И. НЕЧАЕВ, г. Москва

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика

Источник: Журнал Радио 2012 №9

Симисторный регулятор мощности и автомат управления

освещением.

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

Симисторный регулятор мощности и автомат управления 
освещением
Симисторный регулятор мощности и автомат управления 
освещением
Симисторный регулятор мощности и автомат управления 
освещением
Симисторный регулятор мощности и автомат управления 
освещением
Симисторный регулятор мощности и автомат управления 
освещением