Схема диммера на симисторе: 5 схем сборки самодельного светорегулятора

Делаем простой диммер своими руками

Диммер – электронное устройство, позволяющее управлять напряжением в нагрузке, а значит, и мощностью. Реализовать регулировку можно несколькими способами. Но наиболее распространён фазовый способ, суть которого состоит в управлении во времени моментом отпирания силового ключа (транзистора, тиристора). В сетях переменного тока лучше всего зарекомендовали себя диммеры на основе симметричного тиристора (симистора) в виде простой и недорогой конструкции. Как сделать диммер своими руками из доступных деталей, описано в этой статье.

Схема и принцип её работы

Практически все современные симисторные диммеры бытового назначения имеют общую элементную базу. Все остальные детали схемы выполняют дополнительные функции: осуществляют индикацию, способствуют стабильной работе на пониженном напряжении, делают регулировку более плавной и так далее.

Принцип действия симисторного регулятора рассмотрим на примере наиболее распространённой схемы диммера на 220 вольт, представленной на рисунке. Основной элемент схемы – симистор VS1. Он пропускает ток в обоих направлениях при появлении на управляющем электроде отпирающего импульса. Силовые электроды VS1 подключаются последовательно с нагрузкой. Поэтому ток нагрузки равен току симистора. В цепи управления силовым ключом расположен динистор VS2, открытое и закрытое состояние которого зависит от величины напряжения на его электродах. Элементы R1, R2 и С1 участвуют в цепи заряда конденсатора С1. Диод VD1 и светодиод LED образуют цепь индикатора включенного состояния. При включении диммера симистор закрыт и ток нагрузки не протекает. В момент появления очередной положительной или отрицательной полуволны сетевого напряжения через резисторы R1 и R2 начинает протекать ток. Конденсатор С1 заряжается со скоростью, которая определяется сопротивлением указанных резисторов. Ввиду того что напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, образуется некоторый фазовый сдвиг между напряжением в сети и на С1. При достижении на конденсаторе напряжения равного напряжению срабатывания динистора (32В), последний открывается, что приводит к появлению импульса на управляющем электроде VS1 и его отпиранию. Через нагрузку протекает ток. Симистор находится в открытом состоянии до окончания полуволны (смены полярности) сетевого напряжения. Затем процесс повторяется.

За счёт изменения сопротивления R2 происходит увеличение (уменьшение) фазового сдвига. Чем больше сопротивление, тем дольше будет заряжаться конденсатор и тем меньше будет время открытого состояния симистора. Другими словами, вращение ручки регулятора приводит к изменению мощности в нагрузке.

Печатная плата и детали сборки

Для того чтобы собрать представленный диммер своими руками, потребуются следующие радиодетали:

• С1 – неполярный металлоплёночный конденсатор ёмкостью 0,022-0,1 мкФ-400В;
• R1 – резистор 4,7-27 кОм-0,25 Вт;
• R2 – переменный резистор со встроенным выключателем 0,5-1 МОм-0,5 Вт;
• VD1 – выпрямительный диод 1N4148, 1N4002 или аналогичные;
• VS1 – симистор BT136-600D или BT136-600E;
• VS2 – динистор DB3;
• LED – светодиод индикаторный.

Диммер в приведенной комплектации рассчитан на подключение электроприбора мощностью не более 500 Вт. Если мощность нагрузки превышает 150 Вт, то симистор крепят на радиатор. Печатная плата 25 на 30 мм доступна для скачивания здесь.

Область применения

В повседневной жизни диммер чаще всего применяют для регулировки яркости ламп освещения. Подключая его в цепь питания галогенных ламп, получают готовое устройство плавного розжига света, которое в разы продлевает срок службы осветительного прибора. Часто радиолюбители собирают диммер своими руками для регулировки нагрева паяльника. Регулятор мощности с увеличенной нагрузочной способностью можно использовать для изменения скорости вращения электродрели.

Запрещено подключать диммер к электроприборам, которые содержат электронный блок обработки сигнала (например, блок питания). Исключение составляют светодиодные лампы с возможностью диммирования.

Как сделать диммер на 220 и 12 В: схемы, видео, инструкция

Очень часто возникает потребность в регулировании яркости лампы в пределах определенной величины, это как правило, от 20% до 100%. Выставлять яркость меньше не имеет смысла, поскольку большинство ламп просто не работают в таком режиме или дают мизерное количество света, которого хватит только на свечение лампы, но при этом ничего освещать она не будет. Можно пойти в магазин и купить готовый прибор, но сейчас цены на данные устройства очень завышены и не соответствуют получаемому изделию. Так как мы с вами мастера на все руки, то будем делать данные девайсы самостоятельно. Сегодня рассмотрим несколько схем, благодаря которым вам станет понятно, как сделать диммер на 12 В и 220 В своими руками.

На симисторе

Для начало рассмотрим схему светорегулятора, работающего от сети 220 Вольт. Данный тип устройств работает по принципу фазового смещения открывания силового ключа. Сердцем диммера является RC цепочка. Узел формирования управляющего импульса, в качестве которого выступает симметричный динистор. И собственно, сам силовой ключ, управляющий нагрузкой – симистор.

Рассмотрим работу схемы. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Так как R1 является переменным, то с его помощью меняется напряжение в цепочке R2C1. Динистор DB3 включен в точку между ними и при достижении напряжения порога его открывания на конденсаторе C1 он срабатывает и подает импульс на силовой ключ – симистор VS1. Он открывается и пропускает через себя ток, тем самым на выходе мы получаем напряжение. От положения регулятора зависит, какая часть волны пойдет на лампу. Чем быстрее заряжается конденсатор, тем быстрее открывается ключ, и большая часть волны и мощности пойдет на нагрузку. Таким образом, схема буквально отрезает часть синусоиды. Ниже представлен график работы устройства.

Значение (t*) – это время, за которое конденсатор заряжается до порога открывания силового элемента. Эта схема диммера проста и легко повторяется на практике. Лучше всего она работает на лампах накаливания, из-за того что спираль в лампе имеет инертность, а вот со светодиодными и иными лампами могут возникнуть проблемы, поэтому необходимо перед окончательной установкой проверить работоспособность схемы конкретно на ваших потребителях. Рекомендуем просмотреть предоставленное ниже видео, в котором наглядно показывается, как сделать светорегулятор на симисторе:

Симисторный регулятор мощности на 1000 Вт

На тиристорах

Вы можете не покупать симистор, а сделать простой светорегулятор на тиристорах, которые можно легко достать из старой неработающей аппаратуры и плат, по типу телевизоров, магнитофонов и т.д. Схема немного отличается от предыдущей, тем что для каждой полуволны стоит свой тиристор, и тем самым свой динистор для каждого ключа.

Кратко опишем процесс регулирования. Во время положительной полуволны емкость C1 заряжается через цепочку R5, R4, R3. При достижении порога открывания динистора V3, ток через него попадает на управляющий электрод тиристора V1. Ключ открывается, пропуская положительную полуволну через себя. При отрицательной фазе тиристор запирается, а процесс повторяется для другого ключа V2 и конденсатора С2, который заряжается через цепочку R1, R2, R5.

Фазные регуляторы — димеры можно использовать не только для регулировки яркости ламп накаливания, а также для регулирования скорости вращения вентилятора вытяжки, можно сделать приставку для паяльника и регулировать таким образом температуру его жала для улучшения качества пайки.

Видео инструкция по сборке:

Сборка тиристорного диммера

Важно! Данный способ регулирования не подходит для работы с люминесцентными, экономными компактными и светодиодными лампами из-за особенностей их работы.

Конденсаторный светорегулятор

На ряду с плавными регуляторами в быту получили распространение конденсаторные диммеры. Работа данного девайса основана на зависимости передачи переменного тока от величины емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток он пропускает через себя. Таким образом, с помощью конденсатора можно уменьшить мощность, подаваемую на лампу, однако этот способ не позволяет производить регулировку плавно. Данный вид самодельного диммера может быть довольно компактным, все зависит от требуемых параметров яркости, а следовательно, от емкости конденсатора, которая связана с его размерами.

Как видно из схемы, есть три положения: 100% мощности, через гасящий конденсатор (уменьшение мощности) и выключено. В устройстве используется неполярный бумажный конденсатор, который можно раздобыть в старой технике. О том, как правильно выпаивать радиодетали из плат мы рассказали в соответствующей статье!

Ниже приведена таблица, связывающая емкость и напряжение на лампе.

На основе этой схемы можно самому собрать простой ночник и с помощью тумблера или переключателя управлять яркостью светильника.

На микросхеме

Для регулирования мощностью, подаваемой на нагрузку в цепях постоянного тока 12 Вольт, часто используют интегральные стабилизаторы — КРЕНки. Применение микросхемы упрощает разработку и монтаж устройств за счет малого числа радиодеталей. Такой самодельный диммер прост в настройке и обладает некоторыми функциями защиты.

С помощью переменного резистора R2 создается опорное напряжение на управляющем электроде микросхемы. В зависимости от выставленного параметра регулируется значение на выходе от максимума в 12 В до минимума в десятые доли Вольта. Недостаток данных регуляторов в малом КПД и максимально возможной мощности подключаемой нагрузки, в следствие этого, есть необходимость установки дополнительного радиатора для хорошего охлаждения КРЕН, поскольку часть энергии выделяется на нем в виде тепла. Однако, это идеальный вариант для маломощных схем постоянного тока и низкого напряжения, за счет своей простоты и универсальности.

Данный регулятор освещения был повторен мной и отлично справлялся со светодиодной лентой 12 Вольт, длиною три метра и давал возможность регулировать яркость светодиодов от ноля до максимума.

Отличный вариант – диммер на интегральном таймере 555, который управляет силовым ключом КТ819Г, короткими ШИМ импульсами. Установив высокую частоту работы схемы, можно избавиться от мерцания, которое часто возникает из-за дешевых покупных диммеров и вызывает быструю усталость и раздражение глаз у человека.

В таком режиме транзистор пребывает в двух состояниях: полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем минимальны, что позволяет подключать более мощную нагрузку и использовать схему с малым радиатором, что по сравнению с предыдущей схемой с регулятором на КРЕН, выгодно отличается по габаритам и экономичности.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще один мастер-класс, в котором показано, как можно сделать регулятор освещения для светодиодов:

Изготовление регулятора света на 12 Вольт

Вот собственно и все идеи сборки простого светорегулятора в домашних условиях. Теперь вы знаете, как сделать диммер своими руками на 220 и 12В.

Будет интересно прочитать:

Диммер своими руками | AUDIO-CXEM.RU

Приветствую тебя мой дорогой читатель. Сегодня мы будем собирать диммер своими руками. По-другому он называется регулятор мощности переменного тока. Куда мы его можем «запихать» или где его можем применить? Везде и хоть куда!

Дело в том, что диммер может найти широкое применение, как в хозяйстве, так и в вашей мастерской. Регулировать мощность с помощью него можно на электронагревателе водяного бака или самогонного аппарата, а также в самодельном инкубаторе или вулканизаторе для заклеивания проколотых автомобильных камер.

Отдельное слово хочу сказать про применение данной конструкции в мастерской. Диммером можно плавно регулировать температуру нагрева паяльника, скорость вращения дрели или болгарки, а также просто для регулирования яркости ламп накаливания.

Теперь можно сделать вывод, что диммер является бесценным устройством в хозяйственной деятельности и мастерской.

Схема диммера (регулятора мощности)

Основным регулирующим элементом является симистор он же триак BTA06-600. Его можно заменить на практически любой аналог из серии BTA, например BTA12-60, BTA24-600 или другой. Пересчет номиналов элементов при этом производить не нужно.

Первые цифры маркировки означают максимальный ток в открытом состоянии. Максимальное обратное напряжение определяется второй группой цифр. Таким образом, BTA06-600 это триак с током 6А и напряжением 600В, которого хватит для регулировки нагрузки мощностью 800Вт. При выборе симистора рекомендую брать запас по току. Обычно я беру двукратный запас. На цене это отражается незначительно, а надежность конструкции повышается заметно, да и душа спокойна.

Резистор R1 должен быть мощностью 0.25Вт, даже при использовании диммера на 3кВт резистор будет холодным. Также нет особых требований для переменного резистора, берем любой. Конденсатор C1 пленочный, напряжением 400В. Предохранитель выбирается в зависимости от тока нагрузки.

Светодиод можно не устанавливать, тогда вместо диода VD1 необходимо установить перемычку.

Предохранитель F1 можно установить на отдельной колодке или на проводе, выведя колпачок его корпуса на заднюю панель диммера.

Работа схемы

При подключении нагрузки симистор VD4 закрыт. В это время начинает протекать ток через предохранитель F1, нагрузку и резисторы R1, R2, заряжая конденсатор C1. Как только на конденсаторе C1 напряжение поднимется выше 32В, откроется динистор VD3 и через него потечет ток, открывая VD4. Последний начинает пропускать через себя ток нагрузки и закрывается он только в тот момент, когда синусоида проходит нулевой потенциал. Далее все повторяется по циклу.

Переменным резистором R2 регулируется скорость зарядки конденсатора C1. Чем дольше он будет заряжаться до порога открытия VD3, тем дольше будет закрыт VD4, а когда он закрыт, происходит отрезание синусоиды на нагрузке.

Несколько слов об охлаждении

К фланцу регулирующего элемента необходимо прикрепить радиатор охлаждения. Не забываем между ними положить слой теплопроводной пасты. Площадь поверхности радиатора нужно подобрать опытным путем.

Из своего опыта скажу, что для регулировки паяльника или лампы накаливания мощностью 80Вт можно обойтись без радиатора.  При работе на нагрузку 1кВт (BTA12-600) с площадью радиатора 200см² температура последнего достигает 90⁰C при длительности работы 5ч. При пятичасовой работе (BTA24-600) на нагрузку 3кВт я достиг комнатной температуры радиатора, для этого я установил небольшой кулер от процессора ПК, обеспечив его питание от миниатюрного выпрямителя.

Для исключения нагрева силовых дорог печатной платы, при работе на большую мощность (более 1кВт), следует дорожки покрыть толстым слоем олова или пропаять медным проводом.

Сетевые провода и провода нагрузки рекомендуется впаять в плату, чтобы исключить плохой контакт и нагрев клемм.

Меры техники безопасности

Диммер работает при высоком напряжении (220В), поэтому при его работе лучше не трогать инструментом или руками конструкцию. Если кому интересно, то скажу вам, что от фланца симистора током не «бьет», и соответственно от радиатора тоже (проверено).

Проверять работоспособность диммера лучше всего на лампе накаливания мощностью 60-80Вт. Не стоит пробовать подключать светодиодные, энергосберегающие и другие лампы, включающие в себя пусковые устройства и импульсные преобразователи.

Печатная плата диммера СКАЧАТЬ

Как собрать диммер своими руками

Согласитесь, иногда возникает потребность в регулировании яркости лампы. Ну, действительно, не всегда требуется, чтобы она светила на полную мощность. Если в вечернее время вы собрались семьёй в зальной комнате за беседой, достаточно приглушённого освещения. Зачем же включать люстру на полную мощность, гнать лишние киловатт-часы и переплачивать за расход электроэнергии. В таком случае выручает регулятор освещения, по-другому это устройство называется диммером. С его помощью можно изменять электрическую мощность лампы и тем самым регулировать яркость света. Многие мужчины, знатоки электротехники и любители радиоэлектроники, собирают диммер своими руками.

Но тут возникает вполне логичный вопрос, зачем нужен самодельный диммер, если можно пойти в магазин электротехнических товаров и купить заводское устройство? Во-первых, цена на заводской регулятор прямо скажем не маленькая. Но это ещё полбеды. Возникают иногда потребности установки диммера, например, для настольной лампы. И если вы отправитесь в магазин, то не факт, что найдёте устройство подходящих вам размеров, чтобы можно было впихнуть его в такой осветительный прибор. Так что проблема, собрать диммер в домашних условиях своими руками, всё-таки актуальна и поэтому посвятим ей данную статью.

Основная цель и суть диммера

Пару слов о том, что такое диммер и зачем он вообще нужен?

Это устройство электронное, предназначается для того, чтобы с его помощью изменять электрическую мощность. Чаще всего, таким образом меняют яркость осветительных приборов. Работает с лампами накаливания и светодиодами.

Электрическая сеть поставляет ток, который имеет синусоидальную форму. Чтобы в лампочке изменилась яркость, требуется подача на неё обрезанной синусоиды. Отсечь передний или задний фронт волны можно за счёт тиристоров, установленных в схеме диммеров. Это способствует уменьшению напряжения, подаваемого на светильник, что соответственно приводит к снижению мощности и яркости света.

Важно помнить! Такие регуляторы генерируют электромагнитные помехи. Чтобы их уменьшить, в схему диммеров включают индуктивно-ёмкостной фильтр либо дроссель.

Элементы схемы

Начнём с того, что определимся, какие элементы нам потребуются для схемы регулятора яркости освещения.

На самом деле схемы довольно простые и не потребует каких-то дефицитных деталей, с ними сможет разобраться даже не слишком опытный радиолюбитель.

1. Симистор. Это триодный симметричный тиристор, по-другому его ещё называют триак (название пошло из английского языка). Представляет собой полупроводниковый прибор, который является тиристорной разновидностью. Используется для коммутирующих операций в электрических цепях на 220 В. Симистор имеет два основных силовых вывода, к которым последовательно подключается нагрузка. Когда симистор закрыт, в нём отсутствует проводимость и нагрузка получается выключенной. Как только на него подаётся отпирающий сигнал, между его электродами появляется проводимость и нагрузка включается. Его основной характеристикой является ток удержания. Пока через его электроды протекает ток, превышающий эту величину, симистор остаётся открытым.
2. Динистор. Он относится к полупроводниковым приборам, является разновидностью тиристоров, и обладает двунаправленной проводимостью. Если рассмотреть принцип его работы подробнее, то динистор представляет собою два диода, которые включены навстречу друг другу. Динистор по-другому ещё называют диак.
3. Диод. Это электронный элемент, который в зависимости от того, какое направление принимает электрический ток, обладает разной проводимостью. Он имеет два электрода – катод и анод. Когда к диоду прикладывают прямое напряжение, он открыт, в случае с обратным напряжением диод закрыт.
4. Неполярный конденсатор. Их основное отличие от других конденсаторов заключается в том, что они могут подключаться в электрическую цепь без соблюдения полярности. В процессе эксплуатации допускается смена полярности.
5. Постоянный и переменный резисторы. В электрических цепях они считаются пассивным элементом. Постоянный резистор обладает каким-то определённым сопротивлением, у переменного эта величина может изменяться. Их основное предназначение – преобразовать силу тока в напряжение или наоборот напряжение в силу тока, поглотить электрическую энергию, ограничить ток. Переменный резистор иначе ещё именуют потенциометр, у него имеется подвижный отводной контакт, так называемый движок.
6. Светодиод для индикатора. Это такой полупроводниковый прибор, который имеет электронно-дырочный переход. Когда через него пропускается в прямом направлении электрический ток, он создаёт оптическое излучение.

Схема диммера на симисторе использует фазовый способ регулировки. При этом основным регулирующим элементом является симистор, от его параметров зависит мощность нагрузки, которую можно подключить к данной схеме. К примеру, если использовать симистор ВТ 12-600, то можно регулировать мощность нагрузки до 1 кВт. Если вы захотите сделать свой диммер на более мощную нагрузку, то соответственно выбирайте и симистор с большими параметрами.

Принцип работы

Перед тем, как сделать диммер своими руками, давайте разберёмся, в чём заключается суть его работы.

• При подключении схемы в электрическую цепь, на неё поступает переменное напряжение 220 В из сети. Когда в синусоиде напряжения наступает полупериод положительный, через резисторы и один из диодов начинает протекать ток, за счёт чего происходит зарядка конденсатора.
• Как только напряжение достигает параметра, необходимого для пробоя динистора, начинает протекать ток через динистор и через управляющий электрод симистора.
• Этот ток способствует тому, что симистор открывается. Лампы, которые последовательно с ним подсоединены, оказываются подключенными к цепи и зажигаются.
• Как только синусоида напряжения пройдёт через ноль, симистор закроется.
• Когда синусоида напряжения достигает полупериода отрицательного, весь процесс повторяется аналогичным образом.
• Момент открытия симистора имеет прямо пропорциональную зависимость от величины активного сопротивления в схеме. При изменении этого сопротивления можно менять в каждом полупериоде время открытия симистора. Тем самым будет плавно изменяться потребляемая мощность лампочки и яркость её свечения.

Подробнее принцип работы и последующая сборка устройства описаны в этом видео:

Сборка схемы

Теперь мы подошли к тому, чтобы собрать наш диммер. Имейте в виду, что схема может быть навесной, то есть с применением соединительных проводов. Но будет лучше использовать печатную плату. Для этой цели вы можете взять фольгированный текстолит (достаточно будет размера 35х25 мм). Диммер, собранный на симисторе с применением печатной платы, позволяет свести к минимуму размеры блока, он будет иметь малые габариты, а это даёт возможность устанавливать его на место обычного выключателя.

Перед началом работ запаситесь канифолью, припоем, паяльником, кусачками и соединительными проводами.

Далее схема регулятора собирается по следующему алгоритму:

1. На плату нанесите схемы соединения. Для выводов подсоединяемых элементов просверлите отверстия. При помощи нитрокраски прорисуйте на схеме дорожки, а также определите место монтажных площадок для пайки.
2. Далее плату необходимо протравить. Приготовьте раствор хлорного железа. Посуду возьмите такую, чтобы плата не ложилась плотно на дно, а своими уголками как бы упиралась о её стенки. Во время травления переворачивайте плату периодически и помешивайте раствор. В случае, когда это надо сделать быстро, согрейте раствор до температуры 50-60 градусов.
3. Следующий этап – лужение платы и промывка её спиртом (ацетон использовать нежелательно).
4. В проделанные отверстия установите элементы, лишние концы отрежьте и при помощи паяльника пропаяйте все контакты.
5. Припаяйте при помощи соединительных проводов потенциометр.
6. А теперь собранная схема диммера тестируется для ламп накаливания.
7. Подключите лампочку, включите схему в электрическую сеть и вращайте ручку потенциометра. Если всё собрано верно, то яркость свечения лампы должна изменяться.

Подключение

Как правило, диммеры устанавливают на место выключателей. То есть он монтируется на разрыв фазы последовательно с нагрузкой. Это, кстати, очень важно, как и при подключении выключателя. Ни в коем случае не перепутайте фазу и ноль, если вы установите диммер на разрыв нуля, выйдет из строя электронная схема. Чтобы не допустить ошибки, перед установкой при помощи индикаторной отвёртки точно убедитесь – где у вас фаза, а где ноль.

Далее алгоритм такой:

1. Обесточьте рабочее место путём отключения вводного автомата на комнату или квартиру.
2. Демонтируйте из монтажной коробки выключатель.
3. Подайте напряжение и на отсоединённых проводах точно определите фазу и ноль. Обнаруженную фазу каким-то образом наметьте (маркером или изолентой).
4. Снова отключите вводное питание. Входные клеммы диммера подсоедините к фазному проводу, выходные клеммы соединяются с нагрузкой. У заводских регуляторов клеммы маркируются, в этом случае надо производить подсоединение согласно маркировке. Но для диммеров нет принципиальной разницы, так что подключение фазы может быть произвольным.
5. Диммер для светодиодных ламп 220 В, сделанный своими руками, устанавливается точно также. Единственное принципиальное отличие, он должен устанавливаться перед контролёром этих ламп. То есть с диммера выход идёт на вход контролёра.

Диммер, который вы собрали своими руками, можно использовать не только, как регулятор мощности на симисторе для освещения. С его помощью вы можете изменять скорость вращения вытяжного вентилятора или регулировать температуру жала паяльника. Так что если вы дружите с радиоэлектроникой, вам вполне по силам сделать симисторный регулятор. Быть может, он не сильно облегчит вашу жизнь, но сам факт того, что вы сотворили это сами, уже хорошо.

Схемы диммеров своими руками — ElectrikTop.ru

Изменение величины сетевого напряжения дает возможность управлять бытовыми электроприборами. Например, увеличивать или уменьшать яркость свечения ламп, что в ряде случаев используется для экономии электроэнергии, но чаще для создания особых световых эффектов. Такие устройства называются диммерами (затемнителями). Сегодня мы вам расскажем о том, как сделать диммер своими руками.

Способы управления величиной напряжения

Регуляторы яркости света работают на одном из двух принципов:

1. Рассеивания.
2. Отсекания части подаваемой электрической энергии.

Рассеивание

Заключается в использовании резистивных свойств проводника. Это довольно простые элементы, их называют реостатами. Они состоят из одного проводника, обычно скрученного в спираль, и подвижного контакта, напряжение на котором зависит от того, на каком витке спирали он расположен. Та часть энергии, которая не используется, рассеивается в виде тепла, что и является главным недостатком устройства – при напряжениях свыше 100 вольт нагрев столь значительный, что может вызвать пожар.

Этот способ универсальный, может применяться как к постоянному, так и переменному току. Он редко используется напрямую, но на его основе строятся все схемы регулирования.

Отсекание

Применяется только к переменному току, у которого можно «отрезать» часть синусоиды, получив последовательность разнополярных импульсов, частота следования и амплитуда которых зависит от момента (фазы) и длительности периода отсекания. Способ связан с меньшим рассеиванием энергии, но приводит к значительному искажению формы синусоиды, что плохо действует на потребителей с преимущественно индуктивной или емкостной нагрузкой. Например, использование диммеров для управления частотой вращения электромоторов вызывает их перегрев. Эпюры отсекаемых частей синусоиды показаны на рисунке ниже.

Способ чаще всего используется для изменения яркости свечения ламп накаливания и им подобных светотехнических устройств – галогенных и металлогалогенных ламп. Его категорически нельзя применять для управления компактными люминесцентными лампами и ограниченно – для светодиодных. В основном для тех, схемы питания которых (драйверы) поддерживают диммирование, о чем обычно пишется на их упаковке.

Реализуются с помощью так называемых ключевых схем, построенных на тиристорах, динисторах и симисторах.

• Тиристор – диод, пропускающий ток только в одном направлении в тот момент, когда на его управляющем электроде появляется отпирающее напряжение.
• Симистор – фактически двойной тиристор, пропускающий ток в обоих направлениях. Применяется для упрощения монтажной схемы.
• Динистор – диод, пропускающий электрический ток при достижении порогового значения напряжения. Используется для построения времязадающих цепочек.

Тиристорная схема

Тиристорная схема диммера на 220 вольт приведена на рисунке ниже.

Тиристоры обозначены литерами V1 и V2. Обратите внимание, что они включены встречно, поскольку каждый пропускает часть полуволны синусоиды одного знака. Напряжения отпирания динисторов V3 и V4 регулируется рассеивающим энергию реостатом R5. Схема имеет две времязадающие цепочки: V3–C1 и V3–C2. В зависимости от уровня отпирающего напряжения на переменном резисторе R5 изменяется время зарядки конденсаторов, при разряде которых открываются ключи V1 и V2. Этим и определяется фаза пропускания синусоиды. Тиристоры можно найти в силовых схемах старых бытовых приборов – телевизоров или пылесосов.

Симисторная схема

Ключевая схема на симисторе приведении на рисунке ниже.

Ее преимущество в компактности. У нее один управляющий элемент – VS1 и одна времязадающая цепочка, состоящая из VS2 и С1. Рассеивающий регулятор напряжения – переменный резистор R1. Остальные элементы обеспечивают стабильность работы схемы.

Диммеры на постоянном токе

Только светодиодные лампы с цоколем типа Е (винтовой, аналогичный лампе накаливания) имеют собственный блок питания, преобразующий переменный ток в постоянный. Остальные светодиодные источники света, среди которых и светодиодные ленты, должны снабжаться отдельным блоком питания. Диммер для светодиодной ленты также должен работать от источника постоянного тока.

Оптимальным решением будет объединение блока питания ленты и диммера. Для этого используется схема с использованием микросхемы КР 142ЕН 12А, представленная на рисунке ниже.

Сама микросхема является регулируемым стабилизатором компенсационного типа. Её вывод 1 является точкой, на которую подается опорное напряжение, определяющее его величину на выходе диммера. Регулировка производится с помощью резистора R2, который является классическим рассеивателем энергии.

Зная принцип построения схем управляющих яркостью свечения ламп, вы можете не только сделать такое устройство самостоятельно, но и произвести ремонт диммера, купленного в магазине.

устройство, принцип работы + как сделать диммер самому

Выпускаемые промышленностью всевозможные диммеры способны расширить функциональность почти любых осветительных приборов, повысить их экономичность. Но если ситуация не типичная, к примеру, если важны небольшие размеры, то сможет помочь только самодельное устройство.

Кроме того, изготовление может стать более дешевым вариантом, чем покупка, что действует крайне убедительно. Мы расскажем, как собрать диммер своими руками. В представленной нами статье подробно изложено, какие комплектующие потребуются, в какой последовательности выполнять работы.

Содержание статьи:

Когда покупка – худший вариант?

Заводские регуляторы яркости способны обеспечить ожидаемый экономический результат или повысить комфортность проживания во всех типичных ситуациях. Кроме того, их стоимость бывает различной, что позволит совершить покупку «по карману».

Но все же в ряде ситуаций можно не найти подходящего по размерам или мощности варианта, поэтому выходом может стать самоделка.

В большинстве случаев заинтересованный человек сможет приобрести недорогой заводской диммер, рабочие качества которого удовлетворят его

Встречаются нестандартные ситуации, когда промышленные изделия не удовлетворяют потребности человека. К примеру, так бывает, если необходим небольшого размера, есть желание улучшить эстетические свойства его панели управления.

Или человек считает за необходимое повысить экономичность, сделать более удобным управление, добиться каких-либо цветовых эффектов, улучшить любую другую характеристику.

Изготовление простейшего диммера является несложной задачей, тем более потребуются только доступные всем инструменты, основным из которых является паяльник

А также самостоятельно выполнить сборку можно, когда в наличии есть необходимые комплектующие, что позволит существенно удешевить процедуру.

Что нужно знать о диммерах?

Глагол «to dim» в английском языке означает «становиться тусклым», «темнеть». Это явление и является сутью регуляторов яркости. Кроме того, человек дополнительно получает еще ряд преимуществ.

Плюсы использования прибора

Среди достоинств следует выделить такие дополнительные возможности:

• снизить потребление электроэнергии — это приводит к большей экономичности;
• заменить несколько видов осветительных приборов — к примеру, одна лампа может выполнять функции ночного торшера, основного освещения и т. д.

Кроме того, пользователь может получить различные световые эффекты, к примеру, использовать обычное освещение под управлением диммера в качестве светомузыки.

А также его функциональность позволяет работать совместно с системами безопасности или просто имитировать присутствие людей в помещении. Что поможет владельцам любого помещения защитить свое имущество от злоумышленников или вообще предотвратить их несанкционированное проникновение в квартиру, офис.

Основой конструкции диммера является симистор. Важно помнить, что его мощность должна на 20-50% превышать аналогичный показатель нагрузки. Кроме того, он должен выдерживать напряжение в 400 В. Это обеспечит изделию долговечность

Дополнительно регулятор яркости способен сделать управление источниками освещения, другими электроприборами более удобным, эффективным. К примеру, можно применять радио- или инфракрасные сигналы, что позволит выполнять необходимые манипуляции дистанционно.

Или же есть возможность использовать несколько точек управления осветительным прибором вместо одного. Например, если пользователь хочет сделать более современным освещение в спальне, то регуляторы можно установить на входе туда, а также возле кровати.

Подобное решение сделает жизнь владельцев несколько комфортнее. Таким же образом можно поступить в любом другом помещении.

Как выполняется регулирование?

Если заинтересованный человек решил самостоятельно собрать диммер, то процедуру нужно начинать выполнять не с раздумий о том, как это сделать, а с определения целей и задач, которые будут решаться.

Так выглядит обычная синусоида тока, а суть диммирования в том, чтобы «обрезать» ее. Это уменьшит продолжительность импульса и даст возможность электроприбору работать не на полную мощность

Так перед тем, как приступить к сборке необходимо определиться какой вид ламп будет применяться. Эта процедура обязательная, потому что существуют различные принципы управления яркостью свечения.

К ним относятся:

• изменение напряжения — такой способ будет актуальным при использовании устаревших ламп накаливания;
• широтно-импульсная модуляция — этот вариант необходимо применять для управления яркостью современных энергосберегающих осветительных приборов.

Изменение напряжения светодиодных ламп малоэффективно из-за того, что они работают в узком диапазоне и при небольшом отклонении от нормы просто тухнут или не включаются. Что не позволит полностью раскрыть потенциал обычных устройств, потому для них выпускают специализированные .

Кроме того, использование простых, но устаревших реостатов не дает возможности экономить на электроэнергии. Ведь излишки электроэнергии в виде тепла просто рассеиваются в воздухе.

Правильно сделанный диммер должен обеспечить именно такую синусоиду, при которой короткие импульсы чередуются с продолжительными паузами. Причем чем она продолжительней, а сила сигнала меньше, тем тусклее будет светиться лампа

С помощью широтно-импульсной модуляции получится собрать регулятор яркости, обеспечивающий лампам возможность работать при 10-100% их мощности. При этом пользователь получит приятный бонус в виде сэкономленной электроэнергии.

А также можно в полном объеме использовать все остальные преимущества диммеров, среди которых и долговечность.

Относительная простота конструкции

Несмотря на то что бытовые регуляторы яркости позволяют получать заметный визуальный и экономический эффект, они отличаются несложным устройством.

Что обеспечивает длительный срок эксплуатации, а в случае, когда человек решил выполнить самостоятельную сборку, то и простоту этой операции. В результате справиться с ней сможет почти любой желающий, даже не обладая специальными знаниями.

Самодельный диммер можно использовать в разных сферах, но при этом следует учитывать, что его изготовление на одной пайке компонентов не закончится. Так как самоделке понадобится придать привлекательный внешний вид

Так, самые востребованные современные диммеры созданы на основе всего нескольких элементов:

• динистора, часто встречается и другое его название — диак;
• симистора, по-другому — триак;
• узла формирования импульса.

Кроме того, в конструкции необходимо присутствие нескольких второстепенных частей, без которых работа невозможна. К ним относятся конденсаторы, резисторы (постоянного, переменного тока). Каждый из основных перечисленных полупроводниковых приборов выполняют свою часть работы по управлению яркостью ламп.

Симистор нередко сравнивают с дверью для электричества, причем в которую можно входить в обе стороны. То есть существует возможность пропускать ток к лампам в неограниченном объеме, но при необходимости и возвращать его излишки обратно.

Этот рисунок представляет собой упрощенную схему диммера. Которая свидетельствует, что могут быть различные особенности, но основным регулирующим элементом все равно останется симистор

Выполнение такого процесса обеспечивает анод с катодом. Они меняются местами в зависимости от направления перемещения электричества. Кроме того, предусмотрена многослойная проводниковая конструкция, которая позволяет выполнять задачи максимально точно.

Само переключение направления выполняет динистор, который представляет из себя двунаправленный диод.

Факторы усложнения схемы

Человек, желающий собрать диммер самостоятельно, должен задуматься не только о приобретении нужных полупроводников. Поскольку конструкция должна будет обеспечить возможность выполнять управление, размещение и даже придать достаточные эстетические свойства, предстоит учитывать ряд моментов.

К ним относятся:

• вид управления;
• способ размещения;
• внешний вид.

Поскольку перечисленные пункты существенно влияют на рабочие характеристики регулятора яркости, то с каждым из них следует разобраться отдельно. Что позволит справиться с работой качественно.

Существующие виды управления прибором

Так как диммером понадобиться управлять, то человеку следует выбрать оптимальный вариант. Потому что их много и каждый имеет свои особенности, преимущества и недочеты. Это существенно повлияет на конструкцию.

Манипуляции возможно выполнять любым из следующих способов:

• механическим;
• электронным;
• дистанционным.

Но чаще всего для всевозможных самодельных диммеров используется первый вариант. Так как механическое управление является простейшим в сборке, а при покупке комплектующих заплатить придется меньше всего.

Схема диммера дает возможность понять, как он работает. А именно при появлении в сети тока, он, проходя через резисторы и один из встроенных диодов, заряжает конденсатор. Избыточное напряжение из которого попадает на динистор и симистор. От его положения и зависит передаваемая на лампы нагрузка

В этом случае человеку понадобится только регулятор, которым может быть поворотный рычаг. При желании его можно заменить нажимным элементом. В таком случае все манипуляции будут выполняться обычными клавишами, знакомыми по традиционным выключателям.

Нередко используются комбинированные поворотно-нажимные приборы. Они дают возможность операции включения/выключения производить клавишами, саму же регулировку — поворотным рычагом. Что многие пользователи считают удобным.

Любой из указанных вариантов размерами и внешним видом может быть схож с обычным выключателем, что позволит заменить такой прибор. Это является еще одним преимуществом. Электронное управление подразумевает использование для выполнения всех необходимых манипуляций сенсоров. Они также выполнены в форме традиционных выключателей и легко заменяют их.

Перед механическими аналогами сенсорные имеют значительное преимущество в виде современного внешнего вида. Обратной стороной медали будет более высокая стоимость комплектующих. Дистанционное управление наиболее комфортное, удобное, выполняется оно с помощью обычных пультов.

Виды передачи командного сигнала бывают различными:

• радиосигнал;
• инфракрасный сигнал.

В первом случае пользователь сможет осуществлять необходимую регулировку с любого места здания, помещения и даже из-за их пределов. Что удобно, эффективно, но комплектующие будут стоить дороже, чем при покупке пульта с инфракрасным сигналом.

Сигнал способен передать нужную информацию только при наведении на сам . А это получится выполнить только в пределах одного помещения.

Более простой является навесной вариант сборки регулятора яркости. А наиболее долговечной считается печатная плата, которая позволит предотвратить многие виды досрочной поломки

Все же указанную особенность обычно недостатком не считают, поэтому более доступные комплекты с инфракрасным сигналом популярней. К дистанционным способам управления относится и акустический, но в таком случае придется приобрести датчик, способный улавливать звуковые команды: хлопки в ладоши, звуки музыки и прочие подобные шумы.

Все же следует знать, что последний вариант больше эффектный, чем эффективный. Так как любые сторонние звуки, к примеру, лай домашнего любимца, громкий разговор приведут к несанкционированному изменению яркости свечения ламп. Это не всегда будет радовать пользователей.

В то же время, вмонтированный в конструкцию диммера акустический датчик способен сделать незабываемой любую вечеринку, так как заставляет осветительные приборы реагировать на изменение громкости музыки. То есть, таким образом, вполне можно заменить светомузыку.

Кроме того, следует знать, что все популярней становятся варианты управления с помощью компьютера при проводном или беспроводном подключении, а также смартфона, планшета, которые передают нужный командный сигнал по Wi-Fi.

Печатные платы отличаются компактностью и долговечностью в сравнении с навесной схемой. Кроме того, они более безопасные, что важно, так как диммеры используются в помещениях, где находятся люди

Чтобы иметь возможность воспользоваться любым из перечисленных способов, конструкцию диммера необходимо оснастить нужными элементами. Что делает ее сложней, поэтому более дорогой. В результате наиболее востребованным вариантом управления традиционно остается механический.

Тип размещения прибора

Любой современный диммер можно разместить всего тремя способами, а в быту используется итого меньше — только 2. Один вариант востребован редко из-за своей конструктивной сложности и производительности.

Поэтому для жилья или небольших коммерческих помещений применяются такие виды размещения:

• накладные;
• встроенные.

В первом случае диммером заменяют традиционный выключатель, во втором — он устанавливается не на виду, то есть монтируется в раздаточную коробку, специально сделанную нишу. Это значит, что в одной ситуации человеку необходимо позаботиться о панели управления с высокими эстетическими качествами.

А в другой этот нюанс не играет никакой роли. Так как прибор будет спрятан от глаз. Зато придется использовать только дистанционный способ управления. Накладными бывают в основном механические или электронные разновидности.

Принцип работы диммера

Наиболее эффективным является способ управления яркостью с помощью широтно-импульсной модуляции. Так как он наиболее подходит для современных .

Принцип работы в этом случае представляет собой подачу тока короткими импульсами, между которыми выдерживается продолжительная пауза. Причем чем большее ее продолжительность, тем меньше яркость свечения.

Подключение регуляторов является важным этапом сборки, так как от него зависит функциональность и комфортность, собственно ради чего люди и выполняют такую работу

В то же время простейшие устройства способны менять характеристики света обычным уменьшением/увеличением подающегося напряжения. Но такой вариант принесет пользу только при использовании ламп накаливания.

В случае использования LED-приборов в паре с устройством смогут работать только , так как обычные светодиодки не регулируются.

Собственноручное изготовление диммера

Изначально предстоит определиться с рядом параметров, среди которых мощность, тип размещения, управления. Без этой процедуры работоспособный регулятор получится создать только случайно, что бывает редко.

Далее необходимо приобрести или получить в собственность другим путем симистор, динистор, а также узел, который формирует управляющий импульс, например, взять из ненужного прибора.

Кроме того, понадобится конденсатор и 2 резистора, способные поддерживать определенную ранее мощность. Причем один из них должен быть переменным. Эта особенность позволит менять напряжение тока.

На схеме указано, как пользователь сможет управлять одним источником света с помощью двух регуляторов, установленных в разных частях помещения, что удобно

А когда его значение достигнет максимально возможного для используемого динистора, то он срабатывает и подает необходимый командный импульс. Который направляется на симистор, а далее попадает к лампам или другим электроприборам.

Когда откроется этот силовой ключ зависит от положения органов управления. Так как это могут быть и 220 В, и 40 В, если оно необходимо человеку.

Поскольку умельцы изготавливают в основном накладные регуляторы яркости, то установить его в цепь не составит труда. Так как эта операция ничем не отличается от монтажа традиционного выключателя

Все перечисленные выше элементы конструкции соединяются в одно изделие согласно приложенной схеме с помощью проводов и пайки. Контакты необходимо тщательно изолировать. Так как короткое замыкание — одна из нескольких распространенных причин поломки электрооборудования.

Подключение димера к цепи

Это не менее важная часть работы, чем само изготовление, так как во многом от качества зависит долговечность эксплуатации. Кроме того, подключение влияет на удобство и комфортность управления, поэтому диммеры принято делить и по этой характеристике.

Они бывают следующими:

• по типу выключателя — они заменяют собой традиционные выключатели и регулируют один светильник или их группу, например, люстру с большим количеством осветительных элементов;
• проходными — позволяют управлять одним электроприбором, к примеру, светодиодной лампой, с помощью нескольких регуляторов, для удобства расположенных в различных частях помещения, здания.

В первом случае при использовании сети, включающей в себя 3 провода, ноль и заземление идут на светильник, другой электроприбор, а фаза на разрыв. То есть процедура является знакомой всем, кто заменял обычные выключатели.

При выполнении проверки регулятора, его монтажа и эксплуатации человеку следует соблюдать меры безопасности, так как через него проходит достаточное напряжение, чтобы нанести вред здоровью

При монтаже двух проходных диммеров от распределительной коробки следует подвести к каждому из них по три провода. Это обязательное условие. Затем первые два контакта используются для соединения обоих регуляторов. Для обеспечения надежности следует использовать перемычку.

Еще один из свободных контактов подсоединяется к фазе, а последний к осветительному прибору. После чего соединение проверяется на работоспособность.

Во время этих операций следует помнить о соблюдении мер безопасности — каждая из них может выполняться только после обесточивания сети.

С ориентирами выбора диммера для управления светодиодной лентой ознакомит , полностью посвященная этой интересной теме.

Выводы и полезное видео по теме

Первый ролик позволит быстрее разобраться с процедурой изготовления:

Следующий видеоматериал позволит ознакомиться с принципом работы современных диммеров:

Любой пользователь, даже не обладающий специальными навыками, сможет разобраться с тем, как правильно сделать несложный диммер своими руками. Это совсем недорогое и несложное решение. Главное  — подобрать элементы нужной мощности и качественно соединить их между собой.

В то же время необходимо будет придать изделию достойный внешний вид, что осложняет задачу. Но для этой цели можно использовать корпуса промышленных регуляторов, причем даже бывших в употреблении.

Хотите рассказать о том, как собирали прибор для регулировки интенсивности освещения собственноручно? Есть желание поделиться технологическими тонкостями или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь полезными сведениями, впечатлениями и фото по теме статьи.

Схемы регуляторов мощности (диммеров) на симисторах

Принцип работы симисторных регуляторов мощности (напряжения) в цепях
переменного тока.

Что такое симистор, принцип его работы, а также справочные характеристики некоторых популярных приборов мы с Вами внимательно рассмотрели на странице &nbspСсылка на страницу.
Там же мы отметили, что симистор пришёл на смену рабочей лошадке-тиристору и практически полностью вытеснил его из электроцепей переменного тока.

Вспомним пройденный материал.
Отличительной чертой симистора является то, что при подаче на его управляющий электрод тока (напряжения), прибор переходит в проводящее состояние, замыкая нагрузку, причём проводит ток, независимо от полярности, приложенного к нагрузке напряжения.
Полярность открывающего напряжения должна быть либо отрицательной для обеих полярностей напряжения на условном аноде, либо совпадать с полярностью «анодного» напряжения (т.е. быть плюсовой в момент прохождения положительной полуволны и минусовой — в момент прохождения отрицательной).

Итак. Важным плюсом симисторных схем в электроцепях переменного тока является отсутствие выпрямительных устройств, и двухполюсность напряжения в нагрузке, что даёт возможность подключать их, помимо всего прочего, как трансформаторам, так и электродвигателям переменного тока.

Познакомимся с расхожими схемами симисторных регуляторов.

Для начала давайте рассмотрим простейшую, но вполне себе работоспособную схему симисторного регулятора мощности с фазово-импульсным управлением, позволяющего работать с нагрузками вплоть до 1200 Вт.

Рис.1

При замене симистора на другой, с большей величиной допустимого тока, мощность нагрузки можно увеличивать практически неограниченно.

А теперь — как это всё работает?
В начале действия положительного полупериода симистор закрыт. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через последовательно соединённые резисторы R1 и R2. Причём увеличение напряжения на конденсаторе С1 отстаёт (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов и номинала ёмкости С1. Чем выше значения резисторов и конденсатора — тем больше сдвиг по фазе.
Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нём не достигнет порога пробоя динистора (около 35 В). Как только динистор откроется (следовательно, откроется и симистор), через нагрузку потечёт ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого симистора и нагрузки.
При этом симистор остаётся открытым до конца полупериода, т.е. момента, когда полуволна сетевого напряжения приблизится к нулевому уровню.
Переменным резистором R2 устанавливают момент открывания динистора и симистора, производя тем самым регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

При действии отрицательной полуволны принцип работы устройства аналогичен.

Диаграммы напряжения на нагрузке при различных значениях переменного резистора приведены на Рис.1 справа.

Для предотвращения ложных срабатываний триаков, вызванных переходными процессами в индуктивных нагрузках (например, в электродвигателях и обмотках трансформаторов), симисторы должны иметь дополнительные компоненты защиты. Это, как правило, демпферная RC-цепочка (снабберная цепь) между силовыми электродами триака, которая используется для ограничения скорости изменения напряжения (на схеме Рис.1 показана синим цветом).
В некоторых случаях, когда нагрузка имеет ярко выраженный ёмкостной характер, между силовыми электродами необходима индуктивность для ограничения скорости изменения тока при коммутации.

Существуют и различные модификации приведённой выше простейшей схемы диммера.

Рис.2

Дополнительная цепочка R3 C2 (Рис.2 слева) призвана увеличить максимально достижимый фазовый сдвиг между сетевым напряжением и напряжением, поступающим на левый вывод динистора, что в свою очередь позволяет производить более глубокую регулировку мощности, подводимой к нагрузке.

На схеме, приведённой на Рис.2 справа, цепь, образованная диодами D1, D2 и резистором R1, обеспечивает плавность регулировки при минимальной выходной мощности. Без неё характеристика управления регулятором имеет гистерезис, что проявляется в скачкообразном повышении регулируемой мощности от нуля до 3…5% от максимальной.
Диодно-резисторная цепочка разряжает конденсатор при переходе сетевого напряжения от отрицательной к положительной полуволне и, тем самым, устраняет эффект скачкообразного начального увеличения мощности в нагрузке.

Изредка можно встретить устройства, в которых регулировка мощности производится посредством отдельной схемы, которая формирует импульсы с регулируемой длительностью для управления симистором.
Такие диммеры обладают значительно лучшими характеристиками, чем представленные выше, однако обратной стороной медали является повышенная сложность устройств и необходимость наличия отдельного источника питания схемы. Исключения составляют устройства, выполненные на специализированных ИМС. Примером такой микросхемы является фазовый регулятор КР1182ПМ1.

Рис.3

Применение КР1182ПМ1 в регуляторах мощности (Рис.3) позволяет добиваться как хорошей повторяемости, так и широкого диапазона перестройки и высокой температурной стабильности.

А если уж мы решили заморачиваться созданием отдельной схемы формирования управляющих импульсов, то имеет смысл отказаться от фазово-импульсного метода управления, и обратиться в сторону регуляторов мощности, работающих по принципу пропускания через нагрузку определённого целого числа периодов сетевого напряжения в единицу времени.
При таком способе регулирования появляется возможность включения симистора вблизи точки пересечения сетевым переменным напряжением нулевого потенциала, вследствие чего радикально снижается уровень помех, вносимых в электросеть.
Освещение таким диммером не запитаешь ввиду заметного мерцания, а вот для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов — самое то.

Рис.4

Данная схема (Рис.4) перекочевала со страницы https://www.radiokot.ru/circuit/power/converter/50/ и представляет собой модификацию регулятора мощности, описанного в журнале Радио, 2009, № 9, с. 40–41 «В.Молчанов Симисторный регулятор мощности». Вот, что пишет автор.

«Устройство предназначено для беспомехового регулирования мощности электронагревательных приборов, работающих от сети переменного тока 220 В.
Кроме снижения уровня коммутационных помех, в регуляторе реализован принцип пропускания в нагрузку целого числа периодов сетевого напряжения. При таком способе регулирования с высокой точностью обеспечивается отсутствие постоянной составляющей напряжения на нагрузке, вследствие чего дополнительно снижается уровень искажений, вносимых в электросеть. Это особенно важно в случае мощной нагрузки.
Максимальная мощность нагрузки, подключаемой к регулятору, составляет 1 кВт. Потребляемый регулятором ток от сети не превышает 4 мА (действующее значение), типовое потребление – 3,5 мА.

На микросхеме DD1 и элементах R1, C1, VD1, VD2 выполнен синхронизированный с сетью генератор прямоугольных импульсов. Период импульсов, вырабатываемых генератором, составляет около 1,3 с. Резистор R1 регулирует скважность импульсов. Элементы DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 включены как два RS‑триггера, на входы которых (выводы 1 и 9 микросхемы) через делитель R7R6 поступает часть сетевого напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 выполняют функцию мощного инвертора логических сигналов для управления симистором. Питание устройства осуществляется через параметрический стабилизатор, в котором задействованы балластный резистор R7, стабилитрон VD3 и сглаживающий конденсатор C3. Когда напряжение на верхнем по схеме сетевом выводе относительно нижнего отрицательное, стабилитрон VD3 пропускает ток в прямом направлении, когда положительное – ограничивает напряжение на выводах 1 и 9 микросхемы DD1 на уровне 10 В. Ток, проходящий через эти выводы и внутренние защитные диоды микросхемы, заряжает конденсатор C3 до напряжения около 9,2 В, которое служит для питания низковольтной части устройства. Использование защитных диодов микросхемы не приводит к её защёлкиванию, поскольку амплитудное значение тока через резистор R7 ограничено и составляет около 5 мА.

Во время проверки регулятора мощности удобно в качестве нагрузки подключить лампу накаливания (желательно на 100 Вт или более). Устройство обычно не нуждается в налаживании, но если оказалось, что симистор VS1 открывается ненадёжно (лампа в нагрузке не включается или мерцает), можно попробовать уменьшить сопротивление резистора R4 или подобрать экземпляр симистора с меньшим током открывания. Резистор R4 позволяет выставить мгновенное напряжение сети, при котором происходит открывание симистора. Это напряжение может быть рассчитано по формуле Uпор ≈ Uпит∙R7/(2∙R4), где Uпит ≈ 9,2 В – напряжение на конденсаторе C3, сопротивления резисторов R6 и R7 должны быть равны. Уменьшение сопротивления резистора R4 обеспечивает более надёжное открывание симистора, но увеличивает уровень создаваемых помех, поэтому делать его сопротивление менее 30 кОм нежелательно».

И конечно, было бы совсем неправильно не упомянуть о таком важном представителе симисторного семейства, как — оптосимистор.
Оптосимистор включается посредством освещения полупроводникового слоя и представляет собой комбинацию оптоизлучателя и симистора в одном корпусе. Преимущество — простая однополярная схема управления и гальваническая изоляция цепей управления от фаз сетевого напряжения.

Оптосимисторы могут коммутировать нагрузку как сами (Рис.5),

Рис.5

так и управлять более мощными симисторами (Рис.6).

Рис.6

За счёт полной гальванической развязки управляющих цепей оптосимистора, основное его предназначение — это управление мощностью нагрузки при помощи логических устройств или микроконтроллеров с собственными цепями питания.

Рис.7

В качестве примера на Рис.7 приведена схема регулятора мощности паяльника.
Вот, как работу этой схемы описывает уважаемый Falconist на странице сайта http://forum.cxem.net .

«Оптосимистор серии МОС204х/306х/308х содержит внутри себя схему пересечения питающим напряжением нуля, т.е. открывается только в точке нулевого значения синусоидального сетевого напряжения, независимо от момента поступления управляющего напряжения на его светодиод. Тем самым обеспечивается ключевой режим подключения нагрузки, с практически полным отсутствием ВЧ помех, проникающих в сеть 220 В. Поэтому его замена на оптосимисторы МОС302х/305х, не имеющих такой схемы, крайне нежелательна, т.к. порочит сам принцип беспомехового регулирования.
Конденсатор С1 является балластным реактивным сопротивлением. Ток, который он пропускает совместно с подключенным параллельно ему резистором R1,приближенно составляет 16 мА. Данный ток используется для питания таймера DA1 и инфракрасного светодиода оптрона DA2».

Работа таймера, формирующего управляющий сигнал для оптотиристора, аналогична работе DD1 на Рис.4 и сводится к формированию импульсов с изменяемой скважностью.

 

Симистор — Как работают диммерные переключатели

В последнем разделе мы видели, что диммерный переключатель быстро включает и выключает световую цепь, чтобы уменьшить энергию, поступающую к переключателю света. Центральным элементом в этой схеме переключения является переключатель переменного тока на триоде или симистор .

Симистор — это небольшой полупроводниковый прибор, похожий на диод или транзистор. Подобно транзистору, симистор состоит из различных слоев полупроводникового материала .Это включает материал N-типа , который имеет много свободных электронов, и материал P-типа , который имеет много «дырок», куда могут уходить свободные электроны. Чтобы узнать об этих материалах, ознакомьтесь с разделом «Как работают полупроводники». И для демонстрации того, как эти материалы работают в простом транзисторе , см. Как работают усилители.

Вот как материал N-типа и P-типа устроен в симисторе.

Вы можете видеть, что симистор имеет две клеммы, которые подключены к двум концам цепи.Между двумя выводами всегда есть разница в напряжении, но она меняется в зависимости от колебаний переменного тока. То есть, когда ток движется в одну сторону, верхний вывод заряжается положительно, а нижний вывод заряжается отрицательно, а когда ток движется в другую сторону, верхний вывод заряжается отрицательно, а нижний вывод заряжается положительно.

Логический элемент также подключен к схеме посредством переменного резистора . Этот переменный резистор работает так же, как и переменный резистор в старой конструкции диммерного переключателя, но он не тратит почти так много энергии, генерируя тепло.Вы можете увидеть, как переменный резистор вписывается в схему на схеме ниже.

Так что здесь происходит? В двух словах:

• Симистор действует как переключатель, управляемый напряжением.
• Напряжение на затворе управляет действием переключения.
• Переменный резистор регулирует напряжение на затворе.

В следующем разделе мы рассмотрим этот процесс более подробно.

Схема диммера с использованием SCR — TRIAC

Это многие идеи схемы диммера переменного тока.Зачем это нужно?

Представьте, что в вашей спальне слишком светло. Вам нравится это? Да, вы хотите спать спокойно. Поменяйте лампочку на маловаттную. Это не удобно. Иногда по ночам хочется почитать книгу.

Итак, если можно регулировать яркость. Это здорово?

И что?
Допустим, у вас есть припой для железа с высокой мощностью, 60 Вт. Его нельзя использовать с более новыми ИС.

Вы также можете использовать схему диммера для уменьшения мощности.

Что еще?
Уменьшите нагрев других электрических устройств с помощью катушек.
Он также может регулировать скорость вращения двигателя вентилятора.
Также можно применить к автоматическому диммеру

Звук хороший, правда?

Не волнуйтесь, эти схемы вам не сложно.

Они используют TRIAC и SCR в качестве основного компонента и регулируют потенциометр и переключатели.

См. Другие схемы проектов ниже:

• Низковольтный диммер переменного тока для лампы 6,3 В
• Очень дешевая схема диммера переменного тока
• Схема автоматического диммера света
• Цепь переменного тока 100 Вт TRIAC Dimmer схема
• Схема диммера переменного тока с использованием TRIAC и DIAC
• Как создать диммер переменного тока
• Изменить диммер переменного тока на автоматическое освещение

1 # Низковольтный диммер переменного тока для 6.Лампа 3V

Это низковольтная цепь диммера переменного тока для лампы 6V. Пока друзья могут не увидеть преимуществ этой схемы.

Но я думаю, что это преимущество в:

Первый шаг # Мы изучим работу TRIAC.
Во-вторых, высокая безопасность из-за низкого напряжения переменного тока.

У них простая работа.

UJT-Q1, D1, VR1, C1, R1, R2 будет генерировать частоту для активных TRIAC. Тогда это заставит Лампу загореться.

Какой рабочей скоростью TRIAC можно управлять с помощью потенциометра-VR1.

Итак, диммер простой.

Мы можем использовать другой уровень напряжения источника питания, например, AC12V.

Q1 — UJT. Например 2N4891 или другие.

Надеюсь эта схема будет идеей для друзей.

# 2: Очень дешевая схема диммера переменного тока

Далее, это очень простая схема диммера переменного тока , легкая и недорогая.

В приведенной ниже схеме мы используем схему диммера с линией питания переменного тока.

Итак, надо быть очень осторожными.

Как это работает

Включите S1 в положение ON и выберите S2 в режим затемнения.

Мы используем конденсатор последовательно с лампой. Конденсатор снижает мощность лампы.

S2 выбирает полную или меньшую выходную мощность.

Емкость конденсатора С1 зависит от размера и мощности лампы, требуемой яркости.

Мы можем использовать несколько конденсаторов, чтобы выбрать разную емкость.

C1 должен быть конденсатором из полиэстера или металлизированного полипропилена.И напряжение выше 400 В.

Не используйте в этой цепи электролитный конденсатор.

При коротком замыкании на выходе конденсатор C1 сразу выходит из строя.

Схема самая простая. Но если хотите легкой настройки.

Как мы это делаем?

# 3: Схема автоматического регулятора освещенности

Представьте, что свет в комнате постепенно усиливается по мере того, как наступает ночь. Это хорошо? Не волнуйтесь, это легко с несколькими компонентами.

Посмотрите на схему ниже.

Это схема автоматического регулятора яркости . Вам не нужно самостоятельно приглушать свет. Это очень удобно, потому что мы используем LDR для обнаружения внешнего света. Далее для управления симистором и яркостью лампы.

Как это работает

Предположим, что слабый свет, поэтому напряжение на LDR очень велико. Делает триак работает. И лампа очень яркая

Напротив, дневная. LDR получает много света, низкое сопротивление.Сильнейший ток течет через него на землю. Итак, на симистор низкий ток. Тогда лампа не работает или низкая яркость.

В этой схеме мы использовали только лампу накаливания, 220 В переменного тока, 50 Гц, 5 Вт. Потому что мы можем использовать маломощный симистор и базовые схемы.

Важно! Не прикасайтесь к цепи напрямую. Вы можете получить удар электрическим током.

Вы просто научитесь использовать симистор в основном. Работает хорошо, правда?

Мы будем использовать его в цепи диммера.

См. Ниже

# 4: Цепь диммера TRIAC 100 Вт переменного тока

Это простая схема диммера AC TRIAC . Мы можем уменьшить яркость лампы до 100 Вт. Если в TRIAC высокая температура. Его следует держать с большим радиатором.

DIAC (двунаправленный диодный переключатель переменного тока) представляет собой разновидность диода. Он переключает напряжение переменного тока или триггер на затвор TRIAC.

Отрегулируйте VR1, чтобы уменьшить яркость лампы.

Осторожно! эта цепь должна быть в электрическом изоляционном ящике, который постоянно замыкается.Через него протекает электричество высокого напряжения.

Эта схема может работать при нагрузке менее 100 Вт. Но если вам нужно больше ватт.

Посмотрите на следующую схему.

# 5: Цепь диммера переменного тока с использованием TRIAC и DIAC

В этой схеме используется больше компонентов, чем в приведенной выше схеме. Конечно, лучше.

Как?

Схема диммера переменного тока с использованием TRIAC и DIAC (обновление из предыдущей схемы)

Работа схемы

Яркость лампы L1 регулируется VR1.Которая контролирует скорость зарядки C1. Тогда это зарядное напряжение будет управлять работой симистора.

Допустим, мы меньше настраиваем VR1, C1 заряжается быстрее. Это приводит к тому, что L1 ярче. Напротив, VR1 много, C1 заряжается медленно. Это делает L1 менее ярким.

Потому что периоды времени, в течение которых симистор работает, короче, чем он не работает.

В заключение, уровень яркости L1 будет отрегулирован в соответствии с настройкой VR1.

R1 защищает VR1 от повреждений от слишком большого количества токов.

R2 и C2 устраняют сигнал помехи как внутри, так и вне цепи.

Как собрать светорегулятор TRIAC AC

Вы хотите узнать больше. Чтобы попробовать создать его самостоятельно, правда?
Посмотрите на схему. Выше схемы немного другое.

Как это работает

В этой схеме используется специальный симистор с Diac внутри .
Это просто. И добавим еще несколько компонентов.
Конечно, лучше.

Как можно приглушить свет?

Мы знаем, что сеть переменного тока имеет синусоидальную форму.Использование Triac — это электронный переключатель. Работает очень быстро в AC.

Если мы подадим сигнал другой формы на затвор симистора. Мы легко можем это контролировать.

И Конденсаторы и резисторы являются основными компонентами для изменения формы сигнала переменного тока.

Вы начинаете понимать?

Позвольте мне продолжить вам объяснять.

Посмотрите на схему.

Если VR1 имеет высокое сопротивление. Ток медленно течет к заряду C1. И ворота Triac будут медленно получать ток. Но сеть переменного тока работает быстрее.Итак, при нагрузке синусоида не полная. Лампочка гаснет.

Напротив, мы рекомендуем VR1 с низким сопротивлением. Ток заряжается до C1 быстрее. Затем ворота Triac также быстро получают ток. Итак, под нагрузкой идет довольно полная синусоида. Лампочка горит.

Триггер с двойной постоянной времени

Зачем использовать C2, R3 и R4?

Мы назвали схему запуска с двойной постоянной времени.

Помогает плавно регулировать яркость лампы или нагрузки.Не внезапно, как в приведенной выше схеме.

Как он строится

Если вы хотите построить эту схему, это очень просто. Вы можете собрать его на перфорированной печатной плате.

или

Посмотрите на компоновку печатной платы и компоновку компонентов ниже.

Рисунок 2: компоновка печатной платы и компоновка компонентов этой схемы.

Примечание: Предохранитель следует использовать в качестве текущей нагрузки. например, мы используем лампу мощностью 100 Вт, мы будем использовать предохранитель, ток 100 Вт / 220 В = 0.45А или 0,5А.

Что еще важнее, вы можете увидеть: 555 Диммер переменного тока

Хорошее предложение

Г-н Герсон сказал, что диммер переменного тока мощностью 1200 Вт с использованием симистора Q4006LT
Почему диммер на 1200 Вт при использовании предохранителя 0,5 А? Стоит ли предохранитель на 5А?

При использовании предохранителя 0,5 А. По математике он должен быть на 120 Вт тусклее.

Давайте посчитаем еще раз:

Мощность (кажущаяся, начиная с переменного тока) = VI (действующее значение) = 220 В переменного тока x 0,5 А = 110 ВА (максимум, из-за ограничения предохранителя)

Предположим, что коэффициент мощности равен 1 (невозможно в реальных условиях , кроме трехфазного)

Входная мощность (макс.) = 110 Вт.
Power_in (допустим, pf = 0,7, реалистичный случай) = 110 x 0,7 = 77 Вт, это более реалистичная потребляемая мощность.

Итак, если потребляемая мощность составляет всего около 77 Вт. Пожалуйста скажи мне. Как он мог выдавать 1200 Вт? Это невозможно по закону сохранения энергии. Предохранитель просто ДЫРАЕТСЯ каждый раз, когда включается на полную мощность.

Чтобы получить мощность 1200 Вт для типичного реалистичного случая.

Вам необходимо:
Номинал предохранителя (Irms)
= Pr / (V * pf)
= 1200 / (220 * 0,7) = 6.5A

Конечно! Вам может не понадобиться множество токов.Так как это диммер. Но на максимальной яркости. Вам нужно использовать ток 6,5 А. Иначе я уверен, что что-то перегорит (предохранитель).

Преобразование диммера переменного тока в автоматическое освещение

Способ преобразования диммера переменного тока в схему переключателя света для включения-выключения и автоматического диммера или двух в одной форме. Поскольку обычный диммер использует TRIAC для управления нагрузкой, как контакт реле. Так что мы можем легко сделать это из нескольких частей.

Схема автоматического регулятора яркости ночного света

См. Рисунок 1.
Мы помещаем детали, включая S2, LDR и RA-33K, 1 / 2W или RB в цепь диммера переменного тока.

Включите выключатель S2, эта цепь становится схемой автоматического выключателя света.

Когда нет света (или ночью) на LDR, цепь будет замкнута, лампа как нагрузка будет светиться.

А потенциометр VR-500K регулирует чувствительность.

С его помощью можно управлять включением и выключением уличных фонарей или фонарей на автостоянке в течение дня. LDR1 — это своего рода NTC, когда на него попадает свет, его сопротивление уменьшается.

Схема автоматического регулятора яркости дневного света

Но на рисунке 2 будет работать, чтобы изменить первый. Кроме того, выберите переключатель-S2 в положение LDR1, тогда эта схема станет схемой автоматического переключателя дневного света.

Это может управлять лампами на складе. Если открыть дверь и направить солнечный свет на LDR, лампа будет светиться.

LDR1 на рисунке 2 — это датчик типа PTC. Когда на него падает свет. Вместо этого он увеличит сопротивление. Это дает возможность управлять включением-выключением.Или подходит для более тусклого света снаружи.

LDR может устанавливаться как на коробке, так и снаружи. Но важная потребность вдали от света достаточно. Это будет цепь не работает правильно.

Мы можем припаять больше устройств к печатной плате, и S1 может быть установлен в коробке для безопасности при использовании.

Не только это, смотрите!
Диммер на 3000 Вт для индуктивной нагрузки

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Учебное пособие по

симисторам и схемы переключения симисторов

Будучи твердотельным устройством, тиристоры могут использоваться для управления лампами, двигателями или нагревателями и т. Д. Однако одна из проблем использования тиристора для управления такими цепями заключается в том, что, как и диод, «тиристор» является однонаправленным устройством. Это означает, что он пропускает ток только в одном направлении, от анода к катоду .

Для цепей переключения постоянного тока эта «односторонняя» характеристика переключения может быть приемлемой, поскольку после срабатывания вся мощность постоянного тока подается прямо на нагрузку.Но в схемах переключения синусоидального переменного тока это однонаправленное переключение может быть проблемой, поскольку оно работает только в течение одной половины цикла (как полуволновой выпрямитель), когда анод является положительным, независимо от того, что делает сигнал затвора. Тогда при работе от переменного тока тиристор передает на нагрузку только половину мощности.

Чтобы получить двухполупериодное управление мощностью, мы могли бы подключить один тиристор к двухполупериодному мостовому выпрямителю, который запускается на каждой положительной полуволне, или соединить два тиристора вместе в обратной параллели (встречно-встречно), как показано ниже, но это увеличивает как сложность, так и количество компонентов, используемых в схеме переключения.

Конфигурации тиристоров

Однако существует другой тип полупроводникового устройства, называемый «Triode AC Switch» или Triac для краткости, который также является членом семейства тиристоров, которые могут использоваться в качестве твердотельного устройства переключения мощности, но, что более важно, это «двунаправленный» » устройство. Другими словами, симистор может быть приведен в состояние проводимости как положительным, так и отрицательным напряжением, приложенным к его аноду, а также положительными и отрицательными импульсами запуска, приложенными к его клемме затвора, что делает его устройством с двухквадрантным переключением, управляемым затвором.

Симистор ведет себя так же, как два обычных тиристора, соединенных вместе в обратной параллели (встречно-встречно) по отношению друг к другу, и из-за такого расположения два тиристора имеют общий вывод затвора в едином трехконтактном корпусе.

Поскольку симистор проводит в обоих направлениях синусоидальной формы волны, концепции клеммы анода и клеммы катода, используемые для идентификации основных силовых клемм тиристора, заменены идентификаторами: MT ₁ , для Main Terminal 1 и MT ₂ для Главный терминал 2 с терминалом G ворот, на который ссылается то же самое.

В большинстве приложений переключения переменного тока вывод затвора симистора связан с выводом MT ₁ , аналогично соотношению затвор-катод тиристора или соотношению база-эмиттер транзистора. Конструкция, легирование P-N и схематический символ, используемый для обозначения симистора Triac , приведены ниже.

Символ и конструкция симистора

Теперь мы знаем, что «симистор» — это 4-х слойный PNPN в положительном направлении и NPNP в отрицательном направлении, трехконтактное двунаправленное устройство, которое блокирует ток в состоянии «ВЫКЛ», действуя как переключатель разомкнутой цепи, но в отличие от обычного тиристора, симистор может проводить ток в любом направлении при запуске одним импульсом затвора.Тогда симистор имеет четыре возможных режима срабатывания, как показано ниже.

• Ι + Mode = MT ₂ положительный ток (+ ve), положительный ток затвора (+ ve)
• Ι — Режим = MT ₂ ток положительный (+ ve), ток затвора отрицательный (-ve)
• ΙΙΙ + Mode = MT ₂ отрицательный ток (-ve), положительный ток затвора (+ ve)
• ΙΙΙ — Режим = MT ₂ отрицательный ток (-ve), ток затвора отрицательный (-ve)

И эти четыре режима, в которых может работать симистор, показаны с использованием кривых ВАХ симистора.

Кривые ВАХ симистора

В квадранте Ι симистор обычно приводится в действие положительным током затвора, обозначенным выше как режим Ι +. Но он также может запускаться отрицательным током затвора, режим Ι–. Точно так же в квадранте –Ι _G также является обычным, режим ΙΙΙ– вместе с режимом ΙΙΙ +. Однако режимы Ι– и ΙΙΙ + являются менее чувствительными конфигурациями, требующими большего тока затвора для запуска, чем более распространенные режимы запуска симистора + и ΙΙΙ–.

Также, как и кремниевые управляемые выпрямители (SCR), симисторы также требуют минимального тока удержания I _H для поддержания проводимости в точке пересечения форм сигналов. Тогда, даже несмотря на то, что два тиристора объединены в одно единственное симисторное устройство, они по-прежнему демонстрируют индивидуальные электрические характеристики, такие как разные напряжения пробоя, токи удержания и уровни триггерного напряжения, точно такие же, как мы ожидаем от одного устройства SCR.

Применение симистора

Симистор является наиболее часто используемым полупроводниковым устройством для переключения и управления мощностью систем переменного тока, поскольку симистор можно включить либо положительным, либо отрицательным импульсом затвора, независимо от полярности источника переменного тока в то время.Это делает симистор идеальным для управления лампой или нагрузкой двигателя переменного тока с помощью очень простой схемы переключения симистора, представленной ниже.

Цепь переключения симистора

На приведенной выше схеме показана простая схема переключения питания симистора, управляемая постоянным током. При разомкнутом переключателе SW1 ток не течет на затвор симистора, поэтому лампа выключена. Когда SW1 замкнут, ток затвора подается на симистор от источника питания батареи V _G через резистор R, и симистор приводится в действие с полной проводимостью, действуя как замкнутый переключатель, и полная мощность потребляется лампой из синусоидального источника питания.

Поскольку батарея подает положительный ток затвора на симистор всякий раз, когда переключатель SW1 замкнут, симистор постоянно стробируется в режимах Ι + и ΙΙΙ + независимо от полярности вывода MT ₂ .

Конечно, проблема с этой простой схемой переключения симистора заключается в том, что нам потребуется дополнительный положительный или отрицательный источник питания затвора, чтобы запустить симистор в проводимость. Но мы также можем запустить симистор, используя само фактическое напряжение питания переменного тока в качестве напряжения срабатывания затвора.Рассмотрим схему ниже.

Цепь переключения симистора

Схема показывает симистор, используемый в качестве простого статического переключателя питания переменного тока, обеспечивающего функцию «ВКЛ» — «ВЫКЛ», аналогичную работе предыдущей цепи постоянного тока. Когда переключатель SW1 разомкнут, симистор действует как разомкнутый переключатель, и лампа пропускает нулевой ток. Когда SW1 замкнут, симистор включается через токоограничивающий резистор R и самотормозится вскоре после начала каждого полупериода, таким образом переключая полную мощность на ламповую нагрузку.

Поскольку питание является синусоидальным переменным током, симистор автоматически отключается в конце каждого полупериода переменного тока в качестве мгновенного напряжения питания, и, таким образом, ток нагрузки на короткое время падает до нуля, но повторно фиксируется с использованием противоположной половины тиристора в следующем полупериоде. пока переключатель остается замкнутым. Этот тип управления переключением обычно называется двухполупериодным из-за того, что контролируются обе половины синусоидальной волны.

Поскольку симистор фактически представляет собой два последовательно соединенных тиристора, мы можем продолжить эту схему переключения симистора, изменив способ срабатывания затвора, как показано ниже.

Модифицированная схема переключения симистора

Как указано выше, если переключатель SW1 разомкнут в положении A, ток затвора отсутствует и лампа выключена. Если переключатель перемещается в положение B, ток затвора течет в каждом полупериоде так же, как и раньше, и лампа потребляет полную мощность, поскольку симистор работает в режимах Ι + и ΙΙΙ–.

Однако на этот раз, когда переключатель подключен к положению C, диод предотвратит срабатывание затвора, когда MT ₂ является отрицательным, поскольку диод смещен в обратном направлении.Таким образом, симистор работает только в положительных полупериодах, работая только в режиме I +, и лампа будет гореть на половинной мощности. Затем, в зависимости от положения переключателя, нагрузка выключена, , , половинная мощность, или , полностью включена, .

Управление фазой симистора

Другой распространенный тип схемы переключения симистора использует фазовое управление для изменения величины напряжения и, следовательно, мощности, подаваемой на нагрузку, в данном случае на двигатель, как для положительной, так и для отрицательной половин входного сигнала.Этот тип управления скоростью двигателя переменного тока обеспечивает полностью регулируемое и линейное управление, поскольку напряжение можно регулировать от нуля до полного приложенного напряжения, как показано.

Управление фазой симистора

В этой базовой схеме запуска фазы используется симистор, включенный последовательно с двигателем через синусоидальный источник переменного тока. Переменный резистор VR1 используется для управления величиной фазового сдвига на затворе симистора, который, в свою очередь, регулирует величину напряжения, подаваемого на двигатель, путем его включения в разное время в течение цикла переменного тока.

Напряжение запуска симистора получается из комбинации VR1 — C1 через Diac (диак — это двунаправленное полупроводниковое устройство, которое помогает обеспечить резкий импульс тока запуска для полного включения симистора).

В начале каждого цикла C1 заряжается через переменный резистор VR1. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на C1 не станет достаточным для запуска диакритического сигнала в проводимость, что, в свою очередь, позволяет конденсатору C1 разряжаться на затвор симистора, переводя его в состояние «ВКЛ».

Когда симистор запускается в проводимость и насыщается, он эффективно замыкает цепь управления фазой срабатывания затвора, подключенную параллельно ему, и симистор берет на себя управление в течение оставшейся части полупериода.

Как мы видели выше, симистор автоматически выключается в конце полупериода, и процесс запуска VR1 — C1 запускается снова в следующем полупериоде.

Однако, поскольку симистор требует разных значений тока затвора в каждом режиме переключения, например + и ΙΙΙ–, симистор поэтому асимметричен, что означает, что он не может срабатывать в одной и той же точке для каждого положительного и отрицательного полупериода. .

Эта простая схема управления скоростью симистора подходит не только для управления скоростью двигателя переменного тока, но и для регуляторов яркости ламп и электрического нагревателя, и фактически очень похожа на симисторный регулятор света, используемый во многих домах. Однако коммерческие симисторные диммеры не следует использовать в качестве регулятора скорости двигателя, поскольку обычно симисторные диммеры предназначены для использования только с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания.

Затем мы можем закончить это Учебное пособие по Triac , суммируя его основные моменты следующим образом:

• «Симистор» — это еще один четырехслойный трехконтактный тиристор, аналогичный тиристору.
• Симистор может быть активирован в любом направлении.
• Существует четыре возможных режима запуска для симистора, 2 из которых являются предпочтительными.

Управление мощностью переменного тока с использованием симистора чрезвычайно эффективно при правильном использовании для управления нагрузками резистивного типа, такими как лампы накаливания, нагреватели или небольшие универсальные двигатели, обычно используемые в портативных электроинструментах и ​​небольших приборах.

Но помните, что эти устройства можно использовать и подключать непосредственно к сетевому источнику переменного тока, поэтому тестирование цепи следует проводить, когда устройство управления питанием отключено от сети.Пожалуйста, помните безопасность прежде всего !.

Схема простого диммерного переключателя симистора

В большинстве моих предыдущих постов мы определенно уже выяснили, как именно симисторы используются в электронных схемах для переключения нагрузок переменного тока.
Симисторы — это в основном устройства, которые обычно способны включать определенную подключенную нагрузку в качестве реакции на внешний триггер постоянного тока.
Даже несмотря на то, что эти типы могут быть интегрированы для процессов полного включения и полного выключения нагрузки, устройство, кроме того, широко используется для регулирования переменного тока, так что выходная мощность нагрузки может быть уменьшена до любого предпочтительного значения.
Например, симисторы — это чрезвычайно широко используемые приложения для диммерных переключателей, в которых схема сделана так, чтобы устройство переключалось таким образом, что оно работает только для определенной части синусоидальной волны переменного тока и остается отключенным во время оставшейся части синусоидальной волны.
Этот результат представляет собой соответствующий выходной переменный ток, который включает стандартное среднеквадратичное значение, более доступное, чем фактический входной переменный ток.
Соответствующая нагрузка также отвечает на это более низкое значение переменного тока и, таким образом, управляется этим удельным потреблением или последующей мощностью.
Именно это происходит внутри электрических диммерных переключателей, которые обычно можно использовать для управления потолочным вентилятором и лампами накаливания.

Базовая и лучшая схема диммерного переключателя на симисторе

Принципиальная схема, представленная выше, является классической иллюстрацией диммерного переключателя, в котором симистор продолжает использоваться для управления глубиной света.
Когда сеть переменного тока подается на вышеуказанную цепь, в соответствии с настройкой потенциометра, C2 полностью заряжается после определенной задержки, обеспечивая необходимое напряжение зажигания на диак.
Диак работает и приводит симистор в состояние проводимости, но при этом также высвобождается конденсатор, заряд которого падает ниже напряжения зажигания диака.
Из-за этого диак предотвращает срабатывание, как и симистор.
Такое случается для каждого цикла синусоидального сигнала сетевого переменного тока, который разрезает его на дискретные части, что приводит к хорошо настроенному выходу с более низким напряжением.
Настройка потенциометра устанавливает заряд и время отпускания C2, который часто выбирает, сколько времени симистор остается в рабочем режиме для синусоидальных сигналов переменного тока.
Вероятно, будет стремиться выяснить, почему C1 включен в цепь, просто потому, что схема определенно работала бы даже без него.
Это точно, C1 определенно не требуется, если связанная нагрузка является резистивной нагрузкой, такой как лампа накаливания и т. Д.
Несмотря на это, если нагрузка является индуктивной, включение C1 становится крайне критичным.
Индуктивные нагрузки имеют плохую привычку возвращать элемент накопленной энергии в обмотке обратно в шины питания.
Этот сценарий может заблокировать C2, который затем перерастет в неспособность правильно заряжать для начала последующей последующей инициации.
C1 в этом случае помогает C2 поддерживать цикл, предлагая всплески малых напряжений, даже если C2 полностью разряжен, и, таким образом, поддерживает правильную скорость переключения симистора. Цепи диммера
Triac имеют свойство создавать множество радиочастотных помех в воздухе во время работы, поэтому RC-сеть становится критически важной при использовании этих диммерных переключателей для снижения радиочастотных генераций.Вышеупомянутая схема демонстрируется без этой функции, поэтому будет генерироваться ряд радиочастотных помех, которые могут прервать работу передовых электронных аудиосистем.
Схема диммерного переключателя, указанная ниже, включает необходимые меры для устранения вышеупомянутой ситуации.

Список деталей для вышеуказанной улучшенной схемы диммера вентилятора

C1 = 0,1u / 400 В
C2, C3 = 0,1 / 250 В,
R1 = 15K,
R2 = 330K,
R3 = 33K,
R4 = 100 Ом ,

VR1 = 220K, линейный
Diac = DB3,
Triac = BT136
L1 = 40uH

Диммирование светодиодов с традиционными диммерами TRIAC

Автор: Армандо Эмануэль Роджио, старший.

Диммеры

TRIAC разработаны для резистивных нагрузок, таких как лампы накаливания или галогенные лампы, и имеют значительную установленную базу в США и во всем мире. К сожалению, эти диммеры с фазовым регулированием несовместимы со светодиодами, поскольку светодиоды не являются резистивной нагрузкой. Поэтому решения на основе светодиодов, использующие традиционные драйверы светодиодов, не будут работать должным образом с настенными диммерами TRIAC.

Рис. 1. Обозначение схемы симистора.

TRIAC — это полупроводниковый триод с двумя выводами и затвором. Можно подумать о TRIAC как о двух кремниевых управляемых выпрямителях (SCR), которые представляют собой тип тиристоров, соединенных спиной друг к другу. Типичный SCR имеет четыре слоя чередующихся полупроводниковых материалов P-типа и N-типа.

SCR отключается, когда через него не течет ток, и может быть включен, когда к его затвору подается ток. SCR проводит ток в одном направлении, но TRIAC может проводить ток в любом направлении, поэтому TRIAC выглядит как два SCR.

Поскольку TRIAC отключаются, когда через них нет тока, они были популярными решениями для затемнения в домашних условиях в эпоху накаливания. Диммеры TRIAC используют синусоидальные волны переменного тока, которые имеют нулевое напряжение дважды в течение каждого цикла. В США таких циклов 60 в секунду, так что TRIAC отключается 120 раз в секунду.

Запорный конденсатор, заряжаемый от переменного резистора, часто служит для приложения заряда к затвору TRIAC, снова включающему его.Когда настенный диммер установлен на низкий уровень, он замедляет ток, протекающий через переменный резистор, и поэтому требуется больше времени для зарядки пускового конденсатора и повторного включения TRIAC, эффективно прерывая синусоидальную волну переменного тока (рисунок 2).

Рисунок 2: TRIAC эффективно прерывает синусоидальную волну переменного тока и уменьшает ток, достигающий лампочки.

В традиционной лампе накаливания пульсирующий ток заставляет свет тускнеть. Важно отметить, что величина тока, подаваемого на нагрузку — например, на лампочку — меняется не только между включением и выключением; есть наклонное увеличение к концу каждого полупериода, поэтому срезание синусоидальной кривой переменного тока ограничивает освещение до световой фазы каждого цикла.Поскольку светодиоды не являются чисто резистивной нагрузкой, при замене ламп накаливания на основе светодиодов возникают как минимум две проблемы.

Во-первых, светодиоды могут не тускнеть, как ожидалось, поскольку светодиоды либо включены, либо выключены, поэтому уровни освещения могут не меняться так, как ожидают пользователи, или свет может мерцать. Во-вторых, мерцание с частотой 120 Гц, производимое диммерами TRIAC, может сократить срок службы светодиода.

К счастью, существует несколько решений для драйверов светодиодов, которые устраняют разрыв между существующими диммерами TRIAC и светодиодами.Драйверы светодиодов будут уменьшать яркость лучше при использовании широтно-импульсной модуляции, когда поток мощности к нагрузке быстро включается и выключается, но без какого-либо увеличения или уменьшения тока с наклоном.

Примеры светодиодных драйверов, которые позволяют регулировать яркость TRIAC, включают LM3450 от National Semiconductor и TPS92210 от Texas Instruments. Как правило, эти типы драйверов светодиодов будут получать синусоидальный ток от диммера TRIAC и управлять им для создания плавного, немерцающего затемнения светодиода, которое не влияет на надежность или долговечность.

В частности, LM3450 предлагает функции управления коэффициентом мощности и декодера фазового затемнения в одном устройстве. Драйвер светодиода LM3450 интерпретирует фазовое затемнение настенных диммеров TRIAC и выдает соответствующую форму волны широтно-импульсной модуляции.

Декодер диммера TRIAC, согласно National Semiconductor, определяет угол затемнения выпрямленного переменного тока. Затем LM3450 декодирует угол затемнения, фильтрует его и преобразует линию в форму волны импульсной модуляции с частотой 500 Гц, способной правильно регулировать яркость светодиода.

National Semiconductor также использует схему динамического удержания на LM3450, которая помогает предотвратить пропуски зажигания фазового диммера. Согласно National Semiconductor, «как динамическое удержание, так и декодер дискретизируются синхронно, чтобы уменьшить общее падение эффективности из-за дополнительного тока удержания. Когда происходит период дискретизации декодирования, динамическое удержание активируется, чтобы обеспечить декодирование правильного угла. Потому что В этом методе выборки циклы без выборки потенциально могут вызвать пропуски зажигания фазового диммера, но не должны влиять на регулировку выходного тока светодиода.Наконец, динамический фильтр и переменная частота дискретизации обеспечивают быстрое и плавное изменение яркости ».

Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Понимание проблем с диммером симистора для обеспечения совместимости (ЖУРНАЛ)

+++++

Эта статья была опубликована в июньском выпуске журнала LEDs Magazine за 2012 год.

Просмотрите содержание и загрузите PDF-файл полного выпуска за июнь 2012 г. или просмотрите версию электронного журнала в своем браузере.

+++++

Энергоэффективность побуждает потребителей заменять стандартные лампы накаливания на модифицированные светодиодные лампы. К сожалению, они часто обнаруживают, что производительность, которую они ожидали годами, не достигается — по крайней мере, когда продукты твердотельного освещения (SSL) используются с существующими симисторами или диммерами с отсечкой фазы.Давайте рассмотрим проблему совместимости диммеров и требования к универсально совместимому диммеру.

Мы обсудим три основные причины проблем совместимости с диммерами. Устаревшие диммеры не предназначены для светодиодных нагрузок. Нет отраслевых стандартов, определяющих требования к производительности. А существующая инфраструктура бытовой электропроводки может ограничивать возможности современных средств управления освещением.

Текущее состояние органов управления освещением и ламп

По данным Министерства энергетики США, сегодня в домах США насчитывается более четырех миллиардов ламп накаливания.Но по последним оценкам Philips Lighting, к 2015 году светодиодное освещение захватит до 50 процентов потребительского рынка.

Хотя светодиодные и компактные люминесцентные (КЛЛ) лампы отвлекают долю рынка от ламп накаливания благодаря преимуществам экономии энергии и затрат, Проблема возникает, поскольку потребители все еще нуждаются в дополнительном обучении относительно того, как эти новые лампы будут работать с их существующими устройствами управления освещением накаливания, в частности, диммерами.

Многие потребители обратились к диммерам или автоматическим регуляторам диммирования вместо стандартных выключателей света, потому что приглушенное освещение может снизить потребление энергии и создать атмосферу.Проблема, однако, в том, что почти все диммеры, которые сегодня можно найти в домах, были разработаны для стандартных ламп накаливания.

При использовании энергосберегающей лампы домовладелец обычно ожидает опыта, аналогичного лампам накаливания. Хотя некоторые светодиодные лампы отмечены как совместимые с диммерами накаливания, существуют различные степени того, что можно определить как «совместимые». Светодиодные лампы с регулируемой яркостью, как правило, совершенно иначе взаимодействуют с этими устаревшими устройствами. При использовании светодиодной лампы с регулируемой яркостью и диммером накаливания может возникнуть ряд нежелательных результатов, в том числе:

• Уменьшенный диапазон затемнения

• Мерцание или дрожание лампы

• Непостоянные характеристики в зависимости от количества и ассортимента ламп управляется одним диммером лампы накаливания.

Давайте углубимся в основные причины проблем с совместимостью и обсудим решения, предлагаемые в настоящее время в отрасли. Решения должны соответствовать текущим технологическим потребностям с учетом как прошлых, так и будущих технологических проблем.

Различные нагрузки, смешанные результаты

Хотя существуют приложения, в которых светодиодные лампы будут работать с диммером накаливания, в целом диммер лампы накаливания будет обеспечивать несовместимые характеристики с SSL.Основная проблема заключается в конструкции каждого типа ламп. Лампа накаливания по своей природе представляет собой простую резистивную нагрузку с линейным откликом на уставку диммера (рис. 1). Стандартные диммеры с лампами накаливания особенно хорошо работают с этим типом нагрузки, включая их с регулируемым фазовым углом после начала каждого полупериода переменного тока, тем самым изменяя форму волны напряжения, подаваемого на лампы. При переключении вместо поглощения части подаваемого напряжения тратится минимальная мощность, а затемнение может происходить почти мгновенно.

Напротив, нагрузка на светодиодные лампы может сильно различаться у разных производителей и конструкций. Но большинство из них можно охарактеризовать как диодно-конденсаторный источник питания, питающий источник постоянного тока (рис. 2). Диоды выпрямляют приложенное переменное напряжение, позволяя ему заряжать накопительный конденсатор, в то время как светодиодные элементы потребляют постоянный ток от источника питания, который зависит от желаемого уровня затемнения и яркости.

Что отличает этот тип нагрузки от ламп накаливания, так это нелинейная зависимость между приложенным напряжением и током, протекающим в нагрузке.В лампах накаливания, как показано на рис. 1, приложенное напряжение на нагрузке и результирующий ток, протекающий через нагрузку, линейно связаны законом Ома (V = IR). В этом случае сопротивление задает масштаб, а форма кривой тока повторяет форму волны напряжения, отличаясь только масштабом.

В светодиодных нагрузках приложенное напряжение и результирующий ток не связаны простой линейной зависимостью. В модели диодно-конденсаторного источника питания светодиодной лампы ток течет от приложенного напряжения к нагрузке только тогда, когда величина приложенного напряжения превышает сохраненное напряжение на конденсаторе источника питания.Сохраненное напряжение на конденсаторе источника питания, в свою очередь, зависит от тока, потребляемого самими светодиодными элементами, который является функцией яркости светодиода.

Следовательно, ток, протекающий от источника питания к лампе, зависит как от мгновенного значения формы входного переменного напряжения, так и от яркости светодиодной лампы. Изменение интенсивности или уровня затемнения светодиодной лампы влияет на то, где в цикле линии переменного тока нагрузка начинает потреблять ток. Эта точка перегиба также влияет на величину тока, протекающего через лампу.Взаимосвязь между этими пиками тока и временем в каждом линейном цикле, где возникают эти пики тока, нелинейно зависит от конструкции лампы, яркости светодиода и установленного уровня затемнения.

Состояние нормативно-правового регулирования

Дополнительные проблемы совместимости между лампами и диммирующими устройствами часто возникают из-за отсутствия стандартов эффективности диммирования в ламповой промышленности и того, как каждый из них уникально соответствует драйверам светодиодов, что приводит к широкому спектру несоответствий между продуктами .Это отсутствие стандартизации проявляется не только в различиях характеристик между производителями, но и в различных продуктах в линейках продуктов некоторых производителей. Сложности возникают из-за того, что для любой данной лампы может потребоваться набор электрических и электронных характеристик — тока, напряжения, силы тока и управляющих сигналов, — которые сильно отличаются от любой другой лампы. В то время как одну лампу можно затемнить с помощью определенного устройства затемнения, другие — нет.

Усилия по установлению стандарта производительности для твердотельных регуляторов яркости направлялись членами Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) и других комитетов по освещению.NEMA, например, разработала стандарт под названием SSL 6-20104, который предоставляет производителям светодиодных ламп руководство по подходящей работе со стандартными диммерами, лампами накаливания и фазорегулирующими устройствами. Однако в настоящее время стандарт NEMA не предоставляет шкалу оценок или подробных сведений о том, что считается совместимым. Хотя эти стандарты служат отправной точкой, они все еще не завершены и требуют дополнительных поправок для обеспечения полного соответствия между устройствами затемнения и лампами.

Согласно действующим стандартам UL, в частности UL 14725, предназначенным для регулирования безопасности диммеров, светодиодная лампа классифицируется как «электронный балласт».«Одной из важных проблем, решаемых в стандарте UL 1472, является пусковой ток, который генерируется при запуске многих нагрузок светодиодных ламп. Высокий пусковой ток может привести к выходу из строя контактов переключателя, что представляет угрозу безопасности во многих полевых приложениях, таких как диммеры, где переключатель служит средством отключения.

Для оценки безопасности комбинации диммера и электронных балластов UL применила системный подход, потребовав от производителей диммеров предоставить информацию о предполагаемой электронной нагрузке (т.е., КЛЛ, светодиодный или электронный балласт) для каждого диммера. Исследование UL будет включать использование указанных электронных балластов или синтетической нагрузки, демонстрирующих одинаковые характеристики пускового и установившегося режима при испытаниях на перегрузку, выносливость и температуру.

Устаревшая проводка и синхронизация

Третья серьезная проблема, которая еще больше усугубляет проблемы несогласованности между диммерами и лампами, заключается в том, что большая часть существующей инфраструктуры жилой электропроводки была построена без нейтрального провода в распределительной коробке.Отсутствие нейтрального провода называется двухпроводным управлением освещением, а включение нейтрали в распределительной коробке называется трехпроводным управлением освещением. Необходимость поддержки двух различных сценариев подключения создает определенные проблемы, которые проектировщики управления освещением должны учитывать при планировании управления более широким диапазоном типов ламп с помощью одного диммера.

Некоторые диммеры предназначены для работы только с одним или другим типом, в то время как некоторые предназначены для работы с обоими типами установок.Но для всех диммеров, даже тех, которые предназначены как для двух-, так и для трехпроводной установки, существуют значительные различия в производительности между этими двумя установками с точки зрения того, как питается схема диммера и как диммер синхронизируется с линейным напряжением. При использовании для управления нагрузками ламп накаливания эти различия в основном незначительны. Но когда они используются для управления светодиодными нагрузками, они создают серьезные проблемы для стабильного регулирования яркости и освещения.

Независимо от типа цепи, все диммеры с фазовым управлением должны синхронизироваться с линией переменного тока для правильной работы.Без возможности распознавания линии переменного тока и ее переходов через ноль диммер с фазовым управлением не смог бы определить правильную синхронизацию для переключения напряжения переменного тока и потерял бы способность контролировать и уменьшать яркость ламповой нагрузки. Конечный результат — мерцание и колебание светового потока.

Трехпроводная установка

При трехпроводной установке (рис. 4) у вас есть линейный, нагрузочный и нейтральный провода в распределительной коробке. Линейный провод идет от источника переменного тока и питает как диммер, так и нагрузку.Провод нагрузки подключен к ламповой нагрузке и обеспечивает обратный путь для мощности, подаваемой на нагрузку. Третий провод, нейтральное соединение, обеспечивает необходимый обратный путь для диммера, даже когда нагрузка отключена или находится в состоянии, при котором ток не потребляется.

Нейтраль — важная особенность трехпроводных подключений. Это обеспечивает прямое подключение диммера к источнику переменного тока независимо от состояния нагрузки. Этот третий провод не только гарантирует, что диммер имеет питание для управления собственной внутренней схемой, даже когда нагрузка отключена или выключена, он также обеспечивает чистый сигнал входящего источника питания переменного тока для обнаружения переходов через ноль и синхронизации с линией.Оба они необходимы для стабильного фазоуправляемого диммирования, и их легче получить в трехпроводных схемах.

Двухпроводные установки

В двухпроводных устройствах и установках (рис. 5) в электрической коробке присутствуют только два провода — линейный провод и провод нагрузки. В этом случае диммер просто устанавливается последовательно между линией и нагрузкой. Имея всего два провода, диммер должен полагаться на ток, проходящий через нагрузку, как для питания своей внутренней схемы, так и для обнаружения переходов через ноль для синхронизации с линией переменного тока.

Когда светодиодные лампы плохо работают с диммером, часто вина возлагается на цепь диммера. Но чаще всего источник проблемы действительно кроется в том, чем ток нагрузки светодиода отличается от тока лампы накаливания в двухпроводных приложениях.

Если ток нагрузки постоянный, как в случае с лампами накаливания, то легко получить стабильную линейную синхронизацию и достаточную мощность для внутренней схемы диммера. Однако в случае светодиодных ламп ток нагрузки намного меньше и менее постоянен, и синхронизация линии становится затруднительной.Точно так же ток нагрузки светодиодных ламп в выключенном состоянии может быть настолько мал, что даже получение нескольких миллиампер для питания внутренней схемы диммера может быть проблематичным. Без надлежащего питания и стабильной линейной синхронизации может возникнуть мерцание лампы.

Изменения кодов

В 2011 году Национальный электротехнический кодекс (NEC) добавил требование к новым установкам, требующее наличия нейтрального провода во всех распределительных коробках. Хотя возникла серьезная озабоченность по поводу дополнительных затрат на строительство, это требование было добавлено после двенадцати лет дебатов и эффективно касается усовершенствований в области управления освещением, которым требуется нейтральный провод для безопасной и эффективной работы.Многие устройства управления освещением требуют, чтобы переключатель был обеспечен резервным напряжением и током на переключателе для работы.

Раньше многие электрики не включали нейтральный провод в местах переключателей, и в результате заземляющий провод оборудования использовался в качестве нейтрального проводника. Хотя ток на заземляющем проводе оборудования обычно составляет менее 0,50 мА, скопление большого количества переключателей может привести к недопустимому току на заземляющих проводниках оборудования.С этим изменением ушли в прошлое те времена, когда использовались тупиковые трехполюсные переключатели и двухпроводные шлейфы переключения.

Хотя последние требования NEC включают использование нейтрального провода во всех новых распределительных коробках, подавляющее большинство существующих установок, выпущенных до 2011 года, вероятно, не имеют нейтрального провода. Понимая это, следует предположить, что, по всей вероятности, домашняя система является двухпроводной. Таким образом, продукты для регулирования яркости, представленные на рынке, должны иметь возможность предлагать не только трехпроводное решение для удовлетворения всех необходимых требований сегодняшних и будущих достижений в области освещения, но также оставаться обратно совместимыми, чтобы эффективно работать со всеми двухпроводными решениями.

Универсальные диммеры

Ранние продукты, предназначенные для обеспечения совместимости как с двух-, так и с трехпроводной установкой, использовали подход, который не позволял добиться оптимальных характеристик ламп. Использование базовых, низкочастотных регулировок дифферента и ограниченной возможности программирования для работы с различными нагрузками привело к менее эффективным решениям. Были достигнуты успехи, и производители устройств, такие как Leviton, предлагают новые варианты, которые лучше взаимодействуют с уникальными характеристиками светодиодных ламп и используют их.

Ответственность за предоставление потребителям оптимальных световых решений ложится на производителей как устройств, так и ламп. Совместные усилия необходимы не только для разработки новых совместимых устройств, отвечающих меняющимся потребностям, но и для обеспечения необходимого обучения потребителей, объясняя, как несоответствия между существующими диммерами накаливания и энергосберегающими лампами могут повлиять на их восприятие освещения.

Leviton сотрудничал с крупными производителями ламп при совместном тестировании светодиодных и CFL-ламп каждой компании для выпуска универсальных диммеров Leviton.В рамках официального выпуска продукта для универсальных диммеров производители ламп участвовали в оценке продукта, заключающейся в оценке характеристик диммеров с конкретными лампами. Измерения включали диапазон регулирования яркости, напряжение включения, напряжение отпускания, появление мерцания, шума и пускового тока.

Понимая различия между производителями и отсутствие отраслевых стандартов, компания Leviton разработала собственную внутреннюю шкалу оценки характеристик ламп — практику, которую применяют и другие производители устройств.Эти установленные компанией стандарты являются субъективными и основаны на конкретных продуктах, и различия могут создавать проблемы для проектировщиков, установщиков и потребителей. Как обсуждалось в предыдущих разделах, сейчас, более чем когда-либо, установление отраслевых стандартов производительности необходимо для отрасли освещения и управления.

Строгие протоколы испытаний, однако, помогают гарантировать, что Leviton сможет и дальше удовлетворять рыночный спрос на энергоэффективное освещение с помощью сложных средств управления освещением, которые совместимы со светодиодными и CFL-лампами, оставаясь при этом обратно совместимыми с лампами накаливания.

Дизайн регулятора яркости

Команда разработчиков Leviton использовала несколько методов, чтобы гарантировать, что его регуляторы света работают с широким спектром ламп. Например, диммеры минимизируют требования к току питания цепи управления. Наличие схемы управления диммером, которая требует меньшего тока питания, означает большую совместимость с приложениями с более низким током нагрузки, что типично для светодиодных ламп. В новейших разработках используется конструкция микросхем питания с использованием управляющих ИС с низким энергопотреблением и современных микроконтроллеров с низким энергопотреблением.Это важные внутренние компоненты, обеспечивающие работу диммера. Чем меньше энергии потребляют эти микросхемы, тем больше совместимости будет иметь схема управления диммером со светодиодными нагрузками в двухпроводной конфигурации.

Другой важной частью универсального дизайна является использование передовых методов синхронизации линии, которые противостоят воздействию нерегулярных токов нагрузки. В старых диммирующих устройствах линейная синхронизация выполняется с помощью простого обнаружения перехода через ноль. В этом методе используется схема для определения момента, когда напряжение переменного тока переключает полярность и пересекает нулевую точку напряжения.Метод перехода через нуль по-прежнему используется в старых конструкциях, поскольку он требует простой схемы, практичен и работает с лампами накаливания.

Для светодиодных нагрузок в двухпроводных приложениях простой техники перехода через нуль иногда недостаточно. К счастью, достижения в технологии микроконтроллеров позволили сделать передовые алгоритмы и подходы синхронизации доступными для экономичных конструкций с жесткими ограничениями по мощности. Используя маломощный микроконтроллер в диммере, передовое программное обеспечение может быть настроено против трудностей измерения цикла линии переменного тока с нерегулярными линейными токами, присутствующими в приложениях с двухпроводной нагрузкой на светодиоды.

Извлеченные уроки

По мере того, как энергоэффективные лампы продолжают проникать на рынок освещения, количество новых средств управления освещением, отвечающих конкретным потребностям этих ламп, увеличивается. Потребители могут в полной мере воспользоваться всеми преимуществами новых, более энергоэффективных ламп.

Дизайнеры, установщики и потребители должны ознакомиться с нюансами этих энергоэффективных ламп и узнать, как они будут взаимодействовать с конкретными контроллерами диммирования, чтобы обеспечить максимальную выгоду от экономии энергии и создания атмосферы.

Цепи диммера

Авторские права Томи Энгдал 1997-2000 гг.

Индекс

Заявление об ограничении ответственности

Я от всего отказываюсь. Содержание статей ниже может быть полностью неточным, неуместным или ошибочным. Нет никаких гарантий относительно пригодности указанных схем и информации для каких-либо целей, кроме как в качестве средства самообучения.

Диммирование света основано на регулировке напряжения, которое попадает на лампу.Регулировка яркости возможна на протяжении многих десятилетий с помощью регулируемых силовые резисторы и регулируемые трансформаторы. Эти методы были используется в кинотеатрах, на сценах и других общественных местах. Проблема эти методы управления светом заключались в том, что они большие, дорогие, имеют низкую эффективность, и ими трудно управлять из удаленного места.

Силовая электроника быстро развивалась с 1960 года. В период с 1960 по 1970 год. поступили на рынок тиристоры и симисторы. Используя эти компоненты, было довольно легко сделать небольшие и недорогие диммеры, которые имеют хорошие эффективность.Электронное управление также позволило сделать их легко управляемый из удаленного местоположения. Электронные диммеры этого типа стали доступны после 1970 года и в настоящее время используются во многих местах как дома, рестораны, конференц-залы и в сценическом освещении.

Твердотельные диммеры работают, изменяя «рабочий цикл» (время включения / выключения). полного переменного напряжения, подаваемого на регулируемые огни. Например, если напряжение подается только половину каждого цикла переменного тока, лампочка будет казаться намного менее яркой, чем когда она получить полное переменное напряжение, потому что для нагрева нити требуется меньше энергии.Твердотельные диммеры используют настройку регулятора яркости, чтобы определить, в какой момент каждого цикла напряжения включать и выключать свет.

Типичные регуляторы света построены с использованием тиристоров и точного времени. при срабатывании тиристора относительно нулевых переходов Электропитание переменного тока используется для определения уровня мощности. Когда тиристор срабатывает, он продолжает проводить до тех пор, пока ток не пройдет через него переходит в ноль (точно при следующем пересечении нуля, если нагрузка чисто резистивная, как лампочка).Изменяя фазу, на которой вы запускаете симистор, вы изменяете рабочий цикл и, следовательно, яркость света.

Вот пример нормальной мощности переменного тока, которую вы получаете от розетки. (картинка должна выглядеть как синусоида):

 ... ...
                 . . . .
                . . . .
              ------------------------------------ 0 В
                        . . ..
                         . . . .
                          ... ...
 

А вот что попадает в лампочку при срабатывании диммера симистор включен в середине фазы переменного тока:

 ... ...
                  | . | .
                  | . | .
              ------------------------------------ 0 В
                          | . | .
                          | .| .
                          ... ...
 

Как видите, варьируя точку включения, количество мощность, попадающая в лампочку, регулируется, и, следовательно, свет выход можно контролировать.

Преимущество тиристоров перед простыми переменными резисторами состоит в том, что они (в идеале) рассеивают очень мало энергии, поскольку они либо полностью включены, либо полностью выключены. Обычно тиристор вызывает падение напряжения на 1-1,5 В при прохождении через ток нагрузки.

Что такое тиристоры и симисторы

Выпрямитель с кремниевым управлением — это один из типов тиристеров, используемых в мощность, которую нужно контролировать, является однонаправленной.Симистор — тиристер используется там, где необходимо регулировать мощность переменного тока.

Оба типа обычно выключены, но могут срабатывать при слабом токе. Импульс на вход, называемый вентилем. После срабатывания они остаются включенными. пока ток, протекающий через основные клеммы устройства уходит в ноль.

И тиристоры, и симисторы представляют собой 4-х слойные структуры PNPN. Обычно SCR описывается по аналогии с парой перекрестно соединенные транзисторы — один NPN, а другой PNP.

 + ------ +
    +> ------------ + ЗАГРУЗИТЬ + ---------------- +
                   + ------ + |
                                           |
                                          E \ |
                                      PNP | --- + -------  ----- + --- | NPN
                                               | \ E
                                                 |
                                                 |
    -> ------------------------------------------ +
 

Если мы подключим положительную клемму источника питания, скажем, лампочку, и затем к эмиттеру транзистора PNP и его возврату к эмиттеру транзистора NPN, ток не будет течь до тех пор, пока пробой номинальное напряжение транзистора не превышается из-за отсутствия базы ток ни к чему.

Однако, если мы подадим ток на базу транзистора NPN (IG (+)), он включится и подаст ток на базу транзистора PNP, который включится, обеспечивая больший ток для транзистор NPN. Вся конструкция теперь находится во включенном состоянии и останется таким, даже если вход в базу NPN будет удален пока напряжение питания не упадет до 0, а ток нагрузки не упадет до 0.

Тот же сценарий верен, если мы изменим блок питания и воспользуемся IG (-) вход для триггера.

Симистор работает в основном аналогичным образом, но полярность Затвор может быть либо +, либо — в течение любого полупериода источника переменного тока. Обычно триггерные сигналы, используемые для запуска симисторов: короткие импульсы.

Лампа накаливания физика

Типичная лампа накаливания потребляет энергию и использует ее для нагрева нити накала. пока он не начнет излучать свет. В процессе около 10% энергия преобразуется в видимый свет. При первом включении лампы сопротивление холодной нити накала может быть в 29 раз ниже его теплостойкости.Эта характеристика хорош с точки зрения быстрого разогрева, но это означает, что даже в 20 раз больше установившийся ток будет потребляться в течение первых нескольких миллисекунд операции. Производители ламп приводят типичное значение сопротивления лампы в холодном состоянии 1/17%. рабочее сопротивление, хотя пусковые токи обычно только в десять раз больше рабочего тока, когда такой Принимаются во внимание такие вещи, как сопротивление кабеля и источника питания. Полупроводники, проводка и предохранители диммера должны проектироваться с учетом этого пускового тока.Характеристика пускового тока лампы накаливания (вольфрамовая нить) лампы чем-то похожи на перенапряжение характеристика типовых тиристоров, предназначенных для регулирования мощности, создания им неплохой матч. Типичный в десять раз устойчивый государственные рейтинги, которые применяются к обоим при холодном пуске, позволяют многим симисторам переключать лампы с номинальным током, близким к их собственным номинальным значениям в установившемся режиме.

Поскольку нить накала лампы имеет конечную массу, потребуется некоторое время. (в зависимости от размера лампы) для достижения рабочей температуры и дают полный световой поток.Эта задержка воспринимается как «отставание», и только как быстро можно уменьшить яркость освещения. В театральной применение эти проблемы уменьшаются с помощью предварительного нагрева (небольшой ток протекает через лампу, чтобы она оставалась теплой, когда она погашена).

Идеальная лампа будет производить 50% светового потока при 50% потребляемой мощности. К сожалению, лампы накаливания даже близко не к этому. Большинство требует в минимум 15% мощности, чтобы вообще включиться, а затем увеличить интенсивность с экспоненциальной скоростью.

Чтобы усложнить задачу, человеческий глаз воспринимает интенсивность света. как своего рода обратная логарифмическая кривая.Отношение значения контроля фазы (задержка включения симистора после пересечения нуля) и мощность, подаваемая на лампочка очень нелинейная. Чтобы обойти эти проблемы, большинство производители диммеров для театрального освещения используют запатентованные кривые интенсивности в их схемах управления, чтобы попытаться сделать выбранные интенсивность более точно соответствует воспринимаемой интенсивности.

Самая простая схема

Следующая схема основана на информации из раздела Часто задаваемые вопросы по ремонту: http: //www.repairfaq.org /

Это тип распространенных диммеров, широко доступных на оборудовании. магазины и домашние центры. Схема является базовой моделью для света диммер на 120 В переменного тока. Эта базовая конструкция может работать с лампочками. в диапазоне мощности от 30 Вт до нескольких сотен Вт (в зависимости от конструкции).

 Черный o ----------------- + ------------ + ----------- +
                           | | |
                           | R1 \ |
                           | 220 К / <- + |
                           | \ | |
                           | | | |
                           | + - + |
                           | | |
                           | R2 / |
                       C1 _ | _ 47 К \ |
                  .047 мкФ --- / __ | __ Th2
                           | | _ \ / \ _ SC141B
                           | + --- |> | / | 200 В
                           | | | <| --- |
                           | C2 _ | _ D1 |
                           | .062 мкФ --- Diac |
                           | | |
     Красный o ----------------- + --- 1940 --- + ----------- +
                                 L1
                         40 T # 18, 2 слоя
                       Ферритовый сердечник 1/4 "x 1"
 

Назначение потенциометра P1 и конденсатора C2 в комбинации диак и симистора: просто чтобы задержать точку стрельбы диака от перехода через ноль.Чем больше сопротивление (P1 + R2), питающее конденсатор C2, тем больше времени требуется. чтобы напряжение на конденсаторе поднялось до точки, в которой диак D1 загорается включив симистор Th2. Конденсатор С1 и индуктор L1 сделать простой фильтр радиопомех. Без этого цепь будет генерировать довольно много помех, потому что срабатывание симистор в середине фазы переменного тока вызывает быстрорастущие скачки тока. Симистор Th2 может выдерживать 6 А постоянного тока при правильном охлаждении, поэтому схема сможет обрабатывать около 300-500 Вт мощности при небольшом радиатор установлен на Th2.Если Th2 не охлаждается, максимальная мощность рейтинг, вероятно, составляет около 150 Вт.

Список компонентов:

 C1 47 нФ 250 В
C2 62 нФ 100 В
R1 линейный потенциометр 220 кОм (с хорошей изоляцией)
R2 47 кОм 1 / 2Вт
D1 Diac (например BR100-03
Th2 SC141B или аналогичный (200 В, 6 А, Igt / lj <50 / <200 мА, корпус TO220)
L1 Самодельная катушка на 40 витков провода №18 зашита
    на двух слоях на ферритовом сердечнике 1/4 "x1"
 

Хотя диммер предназначен только для ламп накаливания или нагрева, эти обычно в некоторой степени работает с универсальными двигателями, а также с люминесцентными лампы до 30–50% яркости.Долгосрочная надежность неизвестна для эти неподдерживаемые приложения.

Минимальный контур

Я также видел очень похожую схему диммера, размещенную на sci.electronics.design группа новостей один день (отправленный Сэмом Голдвассером). Это тип обычных диммеров (например, замена стандартных настенные переключатели), широко доступные в хозяйственных магазинах и домашних центрах. В этой схеме используются немного другие значения компонентов, чем в предыдущей. и не имеет фильтрации радиопомех.Этот содержит минимальное количество компонентов для работы!

 Черный o -------------------------------- + -------- +
                                           | |
                                        | | |
                                     R1 \ | |
                                  185 К / <- + |
                                        \ v CW |
                                        | __ | __ Th2
                                        | _ \ / \ _ Q2008LT
                                        + --- |> | / |
                                        | | <| - '|
                                    C1 _ | _ Diac |
                                 .1 мкФ --- (часть |
                 S1 | Th2) |
    Черный o ------ / --------------------- + ----------- +
 

S1 является частью блока управления, в который входит R1. Reostat, R1, изменяет величину сопротивления в цепи триггера RC. Это позволяет регулировать угол срабатывания симистора почти на всем протяжении полная длина каждого полупериода формы волны переменного тока в линии электропередачи. Когда срабатывает в начале цикла, свет яркий; при срабатывании в конце цикла, свет приглушен.

Список компонентов:

 C1 100 нФ 100 В
R1 линейный потенциометр 185 кОм
Th2 Q2008LT (симистор 200V 8A со встроенным диаком в корпусе TO220)
 

Схема должна выдерживать нагрузку до 150 Вт без радиатор. Если для Th2 предусмотрен большой радиатор, схема должна теоретически сможет выдерживать нагрузки почти до 1 кВт, но я бы не пробуйте больше 800Вт.

Из-за каких-то неизбежных (по крайней мере, для этих дешевых диммеры) взаимодействие между нагрузкой и линией, есть некоторый гистерезис относительно самой тусклой настройки: необходимо будет увеличить контролировать немного дальше точки, где он полностью выключается, чтобы получить свет чтобы вернуться снова.

Краткое описание схемы работы схемы:
Задержка от перехода через нуль сети до срабатывания триака формируется с помощью цепь образована R1, C1 и диак. Регулируемое сопротивление резистора R1 регулирует скорость, с которой C1 заряжается от входящего питания. Выше сопротивление, дольше требуется C1 для зарядки до определенного напряжения. Когда напряжение на C1 достигает напряжения триггера (обычно около 30 В) диак, диак начинает проводить, что разряжает заряд от C1 через диак до симистора, вызывающий это вызвать.В результате напряжение на C1 падает. до нуля вольт (очень близко к нему), и симистор начинает проводить. Электропроводность симистора заставляет мощность течь через цепь к нагрузка (лампочка). Напряжение на симисторе практически равно нулю (на практике около 1 В или меньше), поэтому конденсатор не получает заряжается до тех пор, пока симистор проводит. Симистор работает до тех пор, пока через него проходит достаточный ток, в этом случае до следующего перехода сетевого напряжения через ноль. В этот момент работа снова начинается с зарядки C1.

Следующая схема представляет собой схему регулятора освещенности HELVAR 1 кВт. издается в журнале Bebek Electronics. Схема представляет собой довольно типичную схему диммера на основе TRIAC без каких-либо необычных особенностей. Схема запуска немного улучшена по сравнению с указанной выше схемой 120 В переменного тока. Эта схема предназначена только для работы с неиндуктивными нагрузками, такими как стандартные. лампочки. Схема предназначена для затемнения лампочек в диапазоне 50-1000Вт.

 o ----- ЛАМПА -------- + ------------ + - + ------ + --- + ----- --- +
                           | | | | | |
                           | P1 \ | P2 \ | |
                           | 500 К / <- + 1M / <- + |
                           | LIN \ \ |
                           | | | |
230V | + --------- + |
AC IN | | |
                           | R1 / |
                     C1 _ | _ 2k2 \ | A2
                   150 нФ --- / R2 __ | __ Th2
                    400V | | 6k8 _ \ / \ _ TIC226D
                           | + - / \ / \ / --- + --- |> | G / | A1
                           | | | | <| ---- |
                           | C2 _ | _ C3 _ | _ D1 |
                           | 150 нФ --- 33 нФ --- ER900 / |
                           | 400V | | BR100-03 |
                           | | | |
         o ---- ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ --------- + --- 1940 --- + --------- + ------------ +
                                 L1
                               40.0,100 мкГн
 

Потенциометр P1 в этой цепи используется для управления настройкой диммера. Триммер P2 используется для установки диапазона затемнения (сколько света может быть затемненным максимально). Когда схема настроена, P2 должен быть отрегулирован так, чтобы тогда P1 находился в максимальном значении сопротивления (свет наиболее тусклый) просто полностью погасла лампочка. Эта регулировка обеспечивает плавное затемнение цепи диммера. от нуля до максимального значения. Если P2 настроен на предустановку слишком сильно затемненного положение, схема не тускнеет красиво от настройки выключения света или операция, когда P1 находится в максимальном значении, непредсказуема.Если вы настроили P2 на слишком низкое значение, вы просто не сможете затемнить лампочка полностью выключена (в некоторых случаях это может быть намеренное настройки, например, в театральном освещении, где используется предварительный нагрев).

Список компонентов:

 C1 150 нФ 400 В конденсатор (предпочтительно конденсатор номиналом X)
C2 150 нФ 400 В
C3 33 нФ 400 В
D1 ER900 или BR100-03 diac
P1 линейный потенциометр 500 кОм
P2 1 Триммер МОм
R1 2,2 кОм 1 / 2Вт
R2 6,8 кОм 1 / 2Вт
Симистор Th2 TIC226D (400 В, 8 А, Igt / lh <10 / <60 мА)
L1 Фильтрующая катушка 40-100 мкГн, 4.5 А или более допустимая нагрузка по току
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ 5А быстро
 

При создании схемы не забудьте поставить небольшой радиатор на симистор Th2, потому что без должного охлаждения он не выдерживает полный диммер мощностью 1 кВт (ток около 4,4А). Если вы этого не сделаете поставить радиатор, максимально доступная мощность из схемы около 300 Вт. Катушка L1 должна выдерживать постоянный ток. не менее 4,5 А и может иметь любое значение от 40 до 100 микрогенри. Для C1 я бы рекомендовал 150 нанофарад хорошего качества. конденсатор, предназначенный для работы от сети (возможно, конденсатор класса X), потому что конденсатор низкого качества не выдерживает такого рода места слишком долго.

Поскольку диммеры подключаются напрямую к электросети, необходимо убедиться, что что никакая часть цепи не может быть затронута во время ее работы. Этот Лучше всего установить схему диммера в небольшую пластиковую коробку. Не забудьте использовать потенциометр с пластиковым стержнем и установить его так, чтобы металлические части потенциометра не открываются для пользователя.

Не забудьте сделать печатную плату так, чтобы следов было достаточно допустимая нагрузка по току для максимальной нагрузки. Убедитесь, что вы иметь достаточное расстояние между дорожками печатной платы, чтобы выдерживать сетевое напряжение.Не забудьте установить предохранитель правильного размера для цепи. Щит предохранителя быть в действии (F), если вы хотите защитить TRIAC (не используйте типы FF или T). Убедитесь, что все компоненты могут выдерживать напряжения, с которыми они сталкиваются в цепи. Для работы 230 В используйте симистор не менее 400 В (лучше 600 В). Конденсатор, который подключается между сетевыми проводами цепи диммера должен быть конденсатор, который предназначен для такого рода приложений (они отмечены буквой X на дело).

Не забывайте использовать катушку такого типа, которая может выдерживать ток полной нагрузки без перегрев или насыщение.Используйте конденсаторы с достаточно высоким напряжением рейтинг. Убедитесь, что в TRIAC достаточно вентиляции, чтобы не перегреваться при полной нагрузке. По соображениям безопасности это очень хорошая идея. поставить защиту от перегрева в цепь регулятора освещенности, чтобы защитить цепь диммера от опасных перегрев из-за плохой вентиляции или небольшой перегрузки, потому что в таких случаях предохранитель не обеспечивает хорошей защиты.

Хотя свет можно полностью выключить с помощью симистора или тиристоры, эти компоненты обычно не считаются достаточно надежны, чтобы их можно было использовать в качестве выключателей света, удаляющих опасное напряжение в световой цепи при необходимости.В малых диммер обычно есть переключатель, который встроен в Потенциометр управления диммером. В больших системах затемнения переключение обычно выполняется с помощью отдельного контактора или реле.

Симисторы и тиристоры чувствительны к сверхтокам. При затемнении обычных лампочек короткое замыкание вызвано тем, что вполне вероятны ожоги нити. По этой причине диммеры должны иметь собственный предохранитель, защищающий его от сбоев в такая ситуация.

Тиристоры имеют определенную способность выдерживать перегрузки по току и предохранитель нужно подбирать так, чтобы он сгорел раньше тиристора. в ситуации перегрузки по току.Обычно это означает, что тиристор / симистор должен иметь текущий рейтинг в 2..5 раз больше, чем рейтинг предохранителя, чтобы быть уверенным, что предохранитель перегорит до тиристора / симистора. в случае короткого замыкания. Тип предохранителя также должен быть достаточно быстрым, чтобы сгореть в данном случае перед тиристором / симистором. В некоторых случаях может потребоваться использовать специальные предохранители для эффективной защиты компонентов.

Тиристор должен иметь достаточно высокий номинальный импульсный ток также для Нормальная операция.Например, при нормальном затемнении лампочки лампочка с холодной нитью включается на 90 градусов после переход через нуль (означает при максимальном пике линейного напряжения), пиковый ток может быть в 20 раз больше номинального тока лампы.

Современный тиристорный (симисторный или SCR) диммер имеет одну довольно жесткую недостаток его производительности в том, что он тускнеет на включение тока к нагрузке на полпути через каждую сеть цикл. Отрезание ведущей гладкой части от сети цикл вырабатывает ток с очень коротким временем включения, который генерирует как сетевые искажения, так и электромагнитные помехи.Дроссели включены в диммеры, чтобы замедлить быстрое включение (время нарастания) прерванный ток. Чем дольше время нарастания меньше электромагнитных помех и искажений в сети.

Включение симистора в середине фазы вызывает быстрые изменения напряжения и тока. Типичный тиристор / симистор начинает полностью проводить примерно через 1 микросекунду после срабатывания, поэтому текущее изменение работает очень быстро, если никак не ограничивается. Эти быстрые напряжение и ток изменения вызывают высокочастотные помехи, идущие в сетевую проводку, если только есть подходящий фильтр радиопомех (RFI), встроенный в схема.Углы на осциллограмме эффективно состоят из 50/60 Гц плюс различное количество других частот, которые кратны 50/60 Гц. В некоторых случаях помехи доходят до Частоты 1..10Mhz и даже выше. В проводка в вашем доме действует как антенна и, по сути, транслирует его в эфир. Дешевые диммеры плохого качества не имеют адекватной фильтрации и они легко вызывают множество радиопомех.

В схемах диммера обычно используются катушки, ограничивающие ограничить скорость нарастания тока до того значения, которое приведет к приемлемому EMI.Типичная фильтрация в диммеры вызывают время нарастания тока (ток возрастает с 10% до 90%) в диапазоне 30..50 микросекунд. Это дает приемлемые результаты в типичных применениях диммеров в домашних условиях. (обычно это ограничение выполняется с использованием катушки 40..100 мкГн).

Если диммеры используются в местах, где диммер представляет собой серьезную проблему для чувствительного звукового оборудования (театры, телестудии, рок-концерты и т. д.) было бы предпочтительнее более медленное время нарастания тока. Обычно текущий время нарастания световых диммеров, предназначенных для сценических применений, текущая скорость нарастания около 100..350 микросекунд. Если шум это большая проблема (телестудии и т. д.), даже более медленное время нарастания тока иногда спрашивают. Время нарастания тока до 1 миллисекунды может быть достигается с помощью специальных диммеров или подходящей дополнительной катушки, установленной последовательно с диммером.

Сама катушка обычно не решить всю проблему из-за собственной емкости индуктора: они обычно резонируют ниже 200 кГц и выглядят как конденсаторы для возмущения выше резонансной частоты. Вот почему должен быть также конденсаторами для подавления помех на более высоких частотах.

Если ваша схема диммера вызывает помехи, вы можете попытаться отфильтровать помех за счет параллельного добавления небольшого конденсатора (обычно от 22 до 47 нФ) цепи диммера как можно ближе к электронике внутри схема по возможности. Не забывайте использовать конденсатор, который рассчитан на это. вид применения (используйте конденсаторы, помеченные знаком X). Имейте в виду, что конденсатор фильтра и его проводка образуют резонансный контур с определенными резонансная частота (обычно около 3.6 МГц с конденсатором 0,1 мкФ). Конденсатор плохо работает как фильтр с частотами выше резонансная частота контура.

Все диммеры с фазовым регулированием являются нелинейными нагрузками. Нелинейная нагрузка - это нагрузка, в которой ток не пропорционален напряжению. Нелинейная нагрузка на системы диммирования вызвана тем, что ток включается только на часть сетевого цикла с помощью системы регулировки яркости с фазовым регулированием. Эта нелинейная нагрузка создает гармонические искажения в фидере обслуживания.

Гармоники - это токи, которые возникают на частоте, кратной частоте напряжения линии электропередачи. В Европе, где частота сети составляет 50 Гц, Частота 2-й гармоники 100 Гц; третья гармоника - 150 Гц и так далее. В Северной Америке, где частота сети составляет 60 Гц, частота второй гармоники составляет 120 Гц; третья гармоника - 180 Гц и так далее.

Избыточные гармонические токи вызывают нагрев проводников и стальных сердечников трансформаторов и двигателей. Гармонические токи нечетного порядка (в частности, 3-я гармоника) складываются в нейтральный проводник трехфазных систем распределения электроэнергии.Гармонический ток 3-го порядка, присутствующий в нейтрали, представляет собой арифметическую сумму гармонического тока, присутствующего в трех фазных проводниках. (это также относится к 9-й, 15-й и т. д. гармоникам). Теоретически гармоники могут увеличить нейтральный ток в 3,0 раза по сравнению с током в фазном проводе. С типовой системой регулировки яркости с фазовым регулированием подключен к трехфазному питанию, гармоники обычно повышают нейтраль ток примерно в 1,37 раза больше фазного тока. Если провода не подходят для этого, может возникнуть перегрев нейтрального проводника. или необъяснимые падения напряжения могут произойти в больших системах затемнения.

Иногда нагрев распределительного трансформатора может быть проблемой, потому что трансформаторы рассчитаны на неискаженные токи нагрузки 50 или 60 Гц. Когда токи нагрузки нелинейны и имеют значительную гармоническую составляющую, они вызывают значительно больший нагрев, чем такой же неискаженный ток. В сильно затемненной системе вы не сможете ультилировать больше, чем около 70% номинальной мощности трансформатора из-за гармоник индуцированный нагрев. Кроме того, трансформаторы используются для питания систем диммирования. подвергаются нагрузкам из-за пусковых токов холода лампы (может быть до 25 раз больше нормального тока).Пусковые токи и гармоники может резко сократить срок службы служебного трансформатора.

Устранение влияния гармонических токов в большом диммере системы обычно требуют увеличения сечения нейтральных проводов и снижения номинальных характеристик служебный трансформатор.

В обычном случае с диммером малой мощности вам не нужно много о гармониках и нагрузках трансформатора, потому что легкая нагрузка в несколько сотен ватт - это всего лишь малая доля от полной нагрузки трансформатора.

У каждого хорошего диммера внутри есть дроссель фильтра. Эти дроссели помогают отфильтровывать электрические шумы, которые часто вызывают гудение. подбираться в звукосниматели и звукосниматели музыкальных инструментов. Чем медленнее нарастание тока, тем меньше шума улавливает звуковая система.

Дроссели также помогают устранить "пение лампы", которое может вызвать слышимый шум от осветительных приборов. Лампы с номинальной мощностью мощностью 300 Вт или более при затемнении имеют тенденцию к более или менее акустическому шуму. Если этот акустический шум является проблемой, его можно устранить, добавив серию катушка, которая ограничивает время нарастания тока примерно до 1 миллисекунды.

Обеспечивая эти функции фильтрации, сами дроссели может вызвать небольшой шум. Быстрые изменения тока в катушке могут сделать проводку катушки Материал сердечника легко вибрирует, что вызывает жужжание. Небольшое жужжание - это нормально для диммеров с фильтрами. Если жужжание от диммера может быть проблемой, рекомендуется диммер размещен в том месте, где это гудение не будет проблемой.

Что касается «пения лампочки», лампочка состоит из ряда опор и, по сути, тонких мотков проволоки.Когда количество тока, протекающего резко изменения магнетизма изменение может быть намного сильнее, чем на простая синусоида. Следовательно, нити лампы будут стремиться чтобы больше вибрировать с диммером, разрушающим форму волны, и когда нити вибрируют относительно их опорных столбов, вы получит кайф. Если у вас гудение, это всегда стоит попробовать заменить лампочку другой марки. Некоторые лампы дешевых брендов имеют неадекватную опору для нити накала и просто переход на другой бренд может помочь.

Жужжание лампочек - обычно признак «дешевого» диммера. Диммеры в них должны быть фильтры. Задача фильтра - "закруглить" острые углы нарезанной волны, тем самым снижение электромагнитных помех и резкие скачки тока, которые могут вызвать жужжание. В дешевых диммерах экономили на производственные затраты за счет снижения затрат на фильтрацию, что делает ее менее эффективными.

В системах затемнения очень высокой мощности проводка, идущая к освещению, также может вызвать жужжание. Быстрый ток заставляет электрическую проводку немного вибрировать бит, и если провод установлен так, чтобы вибрация могла передаваться на какой-то другой материал тогда было слышно гудение.Жужжание вызвало из-за вибрации проводки проблема только в очень большой мощности системы, такие как театральное освещение с несколькими киловаттными лампами, подключенными к тот же кабель. Диммеры с лучшими фильтрами могут уменьшить проблему, потому что фильтр замедляет изменение тока, поэтому провода производят меньше шума.

Почему при затемненном освещении иногда гудит и как это исправить?

Из-за того, что все диммеры выдают мощность при настройках, отличных от полной яркости, нити внутри лампочки могут вибрировать при затемненном освещении.Эта вибрация нити вызывает гул. Чтобы заглушить прибор, небольшое изменение настройки яркости обычно устранить шум лампы. Самый эффективный способ приглушить светильник - заменить лампочку.

Как избежать жужжания, которое диммеры вызывают в моей звуковой системе?

Существует множество способов, которыми диммерный шум может попасть в аудиосистемы и это в основном метод проб и ошибок в определении того, что, в частности, вызывает ваша проблема и, следовательно, как ее исправить. Принципиальные способы - либо резервное питание от сети. или наведены в ваше аудиооборудование или кабели.

То, что вы обычно слышите в аудиосистеме, синфазный шум на горячую и нейтраль, всплеск включения скр. Чем больше время нарастания тока в диммере, тем больше шума отправляется на сетевую разводку. Таким образом, диммер с хорошей фильтрацией будет генерировать меньше проблем с шумом.

Уменьшите вероятность попадания в сеть, полностью отключив отдельно от источника питания от освещения, по возможности получить полное отдельная розетка (или розетки) для звука, откуда бы электричество плата забор есть.Если это невозможно, то изолирующий трансформатор останавливает довольно много шум на вторичной стороне (лучше с экраном между катушками). Так что поместите звуковую систему на изолирующий трансформатор и привяжите к земле (земля) проблем почти нет. Предполагается, что звуковая проводка правильно, особенно если экранирование выполнено хорошо и отсутствуют петли заземления.

Чтобы уменьшить вероятность наводок на аудиокабели, проложите все аудиокабели без уровня динамиков как симметричные линии (или, конечно, любой длины).Возможно, вам придется купить балансировочные трансформаторы, если ваш комплект уже не сбалансирован. Также держите их физически подальше от любых кабель освещения проходит как можно. Убедитесь, что ваша система у горячего есть какие-либо вредные контуры заземления. Убедитесь, что ни один из ваших аудиоустройств не находится рядом с диммерными стойками.

Теперь можно плавно приглушить свет?

При использовании многих дешевых диммеров свет "включается", а не плавно гаснет. Эта проблема обычно связана с конструкцией диммера. электроника.Один метод, используемый в некоторых дешевых диммерах, позволяющий плавное затемнение - это установка другого потенциометра (триммера) через управляющий потенциометр. Этот подстроечный потенциометр настроен так, чтобы диммер работал плавно:

• a) Установите «Контроль» на минимальный уровень освещенности.
• б) Отрегулируйте "Триммер" для нитей ТОЛЬКО "свечения"
• в) Выключить диммер
• г) Включите диммер, чтобы увидеть, «светятся» ли нити. ЕСЛИ нет ... установите триммер ... переходите к c)

Продолжайте до тех пор, пока на лампы не поступит минимальное напряжение / ток. (нити вообще не светятся).Когда все будет правильно отрегулировано, цепь диммера сработает. красиво тускнеет от самых низких настроек до максимальной яркости.

Можно ли использовать эти бытовые диммеры в качестве диммеров сценического освещения?

Если вы хотите сделать стол с многоканальным освещением, вы можете иногда заводку, если такую ​​гниду можно соорудить из дешевых бытовых диммеров. К сожалению, большинство дешевых бытовых диммеров не подходят для сценического освещения. Ограничения в этом виде использования связаны с производительностью, номинальная мощность, надежность и помехи.

Обычно самый дешевый диммер не гаснет плавно с нуля, но внезапно включается примерно на 20%. Вы можете исчезнуть плавно, но как только они исчезнут, вам придется вернуться к 20%, чтобы они давай же. Некоторые диммеры работают лучше других.

Самые дешевые бытовые диммеры обычно плохо фильтруются, поэтому помехи, вызванные встроенной многоканальной диммерной платой таким образом может легко вызвать жужжание звуковой системы.

Тогда во многих случаях номинальная мощность бытовых диммеров может быть проблема.Обычно бытовые диммеры имеют мощность мощность около 300 Вт, что недостаточно для любого мощного сценический свет мощностью 500 Вт.

Дешевые бытовые диммеры плохо сочетаются друг с другом. Это означает, что при этом настройки, лампы в одной цепи будут казаться в два раза ярче, чем по другой цепи.

Обычные диммеры предназначены только для уменьшения непрозрачных нагрузок, таких как лампочки и электрические обогреватели. Обычные диммеры не подходят для ослабления индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы, люминесцентные лампы, неоновые лампы, галогенные лампы с трансформаторами и электродвигателями.Есть для этих приложений доступны специальные диммеры.

Если вы подключите индуктивную нагрузку к диммеру, диммер может не работать. работает должным образом (например, не затемняет эту нагрузку должным образом) и даже могут быть повреждены скачками напряжения, вызванными индуктивная нагрузка при радикальном изменении тока. Еще одна проблема - фазовый сдвиг между напряжением и текущая причина индуктивностью. Если вы используете нормальный простой диммер, соединенный последовательно с проводом переходя к нагрузке, это приведет к тому, что цепь диммера не будет правильно работайте с высокоиндуктивными нагрузками.Специальные диммеры которые имеют отдельную управляющую электронику, подключенную к обоим живой и нейтральный провод, а затем симистор, который контролирует ток к нагрузке обычно намного лучше работают с индуктивными нагрузками.

Часто, когда индуктивные нагрузки вызывают проблемы с обычными диммерами, вы можете устранить указанные проблемы, исправив "балластную" нагрузку накаливания параллельно с индуктивной нагрузкой. Обычно 100 Вт хватает на множество индуктивных нагрузок. Помните, что индикативные нагрузки могут довольно сильно гудеть. особенно при затемнении, и трансформаторы могут нагреваться больше, потому что повышенного содержания гармоник в приходящей к ним мощности.

Диммер со встроенными трансформаторами

Полностью нагруженные галогенные трансформаторы обычно довольно хорошо тускнеют. Если вы планируете затемнить галогенные трансформаторы света, попробуйте только тусклые традиционные трансформаторы, потому что трансформатор с тороидальным сердечником не обычно тусклый хорошо. Большинство дешевых галогенных трансформаторов света относятся к этой категории так же, как трансформатор, например, в Пинспот-фары PAR36. Для такого трансформатора необходимо что ток после диммера остается симметричным, так что в трансформаторе отсутствует постоянная составляющая, которая может вызвать отключение трансформатора (и привести к перегрузке и окончательное разрушение трансформатора).Одни из самых дешевых диммеры могут быть не очень хороши по симметрии, но диммеры хорошего качества, предназначенные также для индуктивных грузы не должны иметь проблем симметрии.

При диммировании трансформаторов каким-либо образом сомнительно типа сделать диммер для индуктивных нагрузок, это хорошая идея установить плавкий предохранитель последовательно с первичной обмоткой трансформатора, чтобы он удар, когда трансфермер пытается получить слишком много энергии от линии. Это защитит трансформатор от перегрева, который может быть вызван из-за насыщения сердечника трансформатора (что может быть вызвано небольшим Смещение постоянного тока вызвано не очень хорошо работающим диммером).Правильный предохранитель убережет трансформаторы от перегорания.

В любом случае нормальные трансформаторы, питающие легкие нагрузки, не работают. диммируется с помощью диммера хорошего качества, который может выдержать как минимум некоторое количество индуктивной нагрузки обычно без особых проблем. В любом случае следует отметить, что когда трансформатор затемненный таким образом, он может нагреваться несколько больше, чем в обычном работа (полная мощность без затемнения). Другая вещь стоит упомянуть, что когда трансформатор затемнен, обычно он производит заметно более слышимый шум, чем при нормальной работе (шум зависит от используемого трансформатора).

Если в вашей галогенной системе освещения используется электронный трансформатор тогда вы должны очень внимательно проверить, можно ли его затемнить. Некоторые электронные трансформаторы сделаны регулируемыми и работают хорошо сочетается с традиционными диммерами. Те, кого не хотят диммер может быть поврежден диммером и даже повредить ваш диммер.

Затемнение люминесцентных ламп

Если вы попытаетесь тусклый флуоресцентный свет на обычном диммере, вам нужно включить диммер полный, чтобы свет включился, и вы можете только приглушить его только до 30-50% яркости.За что-либо меньшее, чем это, вы будете нужны специальные диммеры и специальные люминесцентные светильники.

Электродвигатели с затемнением

Типичные диммерные блоки будут подавать питание на двигатели и заставлять их работать, но диммеры не предназначены для этого. Некоторые диммеры могут быть повреждены при подключении индуктивные нагрузки к ним. И когда симистор выходит из строя, полуволновой его вынимает мотор тоже. Хорошая идея для защиты мотора от сбоев состоит в том, чтобы использовать плавкий предохранитель, рассчитанный на нагрузку двигателя последовательно с двигателем. Этот предохранитель, вероятно, сгорит до того, как двигатель будет поврежден, если он имеет размер. правильно.

Диммеры, рассчитанные на индуктивные нагрузки, работают достаточно хорошо с универсальными двигателями или двигателями переменного / постоянного тока. щетки и используются в электродрелях, пылесосах, электрические газонокосилки и т. д. двигатели правильный диммер работает хорошо.

Моторы, используемые в вентиляторах электроники, вполне вероятно асинхронный двигатель, который не очень хорошо управляем. Эти двигатели в большинстве вентиляторов являются квадратичными. устройств, большая часть регулятора скорости будет на конце шкалы, но это будет правдой с любым контролем.Диммеры для потолка. управление скоростью вентилятора работает довольно хорошо, а также немного нормального света диммеры, рассчитанные на индуктивные нагрузки.

Если диммер не удовлетворителен, помните, что электродвигатели обычно лучше всего управляются маленьким вариаком, трансформатор, реостат, серийные лампочки и т. д., которые не портят синусоидальная форма волны. Даже этот метод не помогает контролировать синхронный двигатель, который всегда пытается вращаться одновременно скорость солнечной энергии от сети.

Электронные нагрузки, такие как импульсные источники питания, обычно не предназначен для затемнения. Если взять для примера типичный переключая блок питания на нормальный диммер, пытаясь это может привести к повреждению диммера и / или сам блок питания. Блок питания может быть поврежден из-за он никогда не предназначался для работы с сигналами других форм чем довольно много синусоиды (другие формы волны могут вызвать ток шипы). Диммер может быть поврежден сильным скачком тока. импульсный источник питания принимает при запуске симистора на диммере проводить в середине фазы.

«Электронные трансформаторы», используемые для питания галогенных ламп 12 В, которые очень модно для внутреннего освещения. Те «трансформеры» маленькие переключение источников питания, которые просто прерывают сеть на частоте около 40 кГц, поэтому небольшой ферритовый сердечник может использоваться для изоляции и понижения напряжения (до 12 В RMS).

Как правило, не рекомендуется пытаться подключать такой тип. от «трансформатора» до обычного диммера, если только это не «трансформатор» - это тип, который предназначен для работы правильно с обычным диммером (в этом случае Дело в том, что сказано в инструкции «трансформера» или в чехле).Например, доступны небольшие трансформаторы. которые говорят "диммируется обычным диммером", так что те можно без проблем использовать с обычными диммерами.

Другими «электронными трансформаторами» я бы не стал тускнеть. диммер с нормальным управлением фазой, чтобы избежать возможных повреждение оборудования. Довольно много трансформаторов для электроники (но не все) которые не могут быть затемнены обычным светорегулятором, могут быть затемнены с диммерами обращенно-фазового типа на транзисторной основе. у меня есть читал истории успеха по этому поводу, но сам никогда не пробовал этот метод.Если вы планируете использовать этот метод, то лучше всего убедитесь, что электронные трансформаторы у вас хорошо тусклые и у вас есть для них подходящий диммер.

Некоторые из более дорогих «трансформеров» имеют очень аккуратный диммер также управляется внешними элементами управления, поэтому нет необходимости в каком-либо внешнем диммере (только элементы управления).

Основной принцип работы диммера такой же, как и у диммеров, описанных выше. Единственная разница в том, как контролируется димер.Руш контролирует осуществляется с помощью специальной управляющей ИС и сенсорной металлической пластины. Диммер обычно имеет металлическую пластину, которая подключена к цепи. через резистор высокого номинала (> 1 МОм). Ваше тело немного похоже на антенна и передает сигнал сети 50 Гц (или 60 Гц в зависимости от страны) в схему. Сигнал переменного тока подается на формирователь цепь (преобразованная в прямоугольную форму), а затем обычно в диммер IC.

Типичный сенсорный диммер состоит из следующих схемных частей:

• Специальная схема синхронизации, которая определяет, был ли контакт на сенсорной панели длинным или коротким.Во время работы кратковременное прикосновение пальцами к сенсорной пластине (50 - 400 мс) включит или выключит свет в зависимости от его предыдущего состояния.
• Схема памяти, в которой хранится уровень силы света.
• Схема, генерирующая импульсы, необходимые для изменения интенсивности света

Сенсорные диммеры, которые обычно управляют TRIAC в диапазоне проводимости от 45 ° C до 152 ° C. полупериода сети, в то время как ИС потребляет энергию от оставшейся мощности до 180 ° C полупериода.

Siemens - одна из компаний, поставляющих эти микросхемы (например, SLB-0586). Сама микросхема будет работать по-разному в зависимости от того, как долго вы прикасаетесь к ней. тарелка для.

Использование диммеров освещения фазовый контроль - вы включаете в точке на кривой напряжения питания после перехода через нуль, так что общая энергия, подводимая к лампе, равна уменьшенный. Время между переходом через ноль и переключением регулируется внешний интерфейс управления, который чаще всего представляет собой управляющее напряжение 0-10 В постоянного тока или цифровой интерфейс DMX512.

Диммер простой, управляемый напряжением

 230V AC o --- ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ---- ЛАМПА -------------- + ----------- + ---------- ----- +
  ВХОД 2А | | |
                                        \ R2 | |
                                        / 2.2K | |
                    R1 \ | R4 |
                   2,2 кОм / | 220 Ом /
              + o - / \ / \ ------ + | | 1Вт \
         КОНТРОЛЬ __ | _ ----> / R3 | /
         ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ _ \ / _ ----> \ LDR | |
                             | / __ | __ Th2 |
              - о ------------ + | _ \ / \ _ BTA04 / 600T |
                                        + --- |> | / | |
                                        | | <| - '| |
                                    C1 _ | _ Diac | C2 _ | _
                                100 нФ --- | 100 нФ ---
                                        | | 250VAC |
 НЕЙТРАЛЬНЫЙ o ----------------------------- + ----------- + ------ --------- +
 

Эта схема может управлять нагрузками до 2 А (460 ВА).Схема представляет собой обычную схему регулятора яркости света, но потенциометр заменен резистором LDR, который изменяет его сопротивление в зависимости от уровня освещенности. В этой цепи светодиод горит от управления. Источник напряжения используется для освещения LDR светом переменной интенсивности, поэтому вы должны убедиться, что LDR не получает свет от других источников.

Эта схема в основном очень проста и не очень чувствительна к тому, что такое LDR. используется как R2. Недостатком этой схемы является то, что управление не очень линейный, и различные диммеры, построенные на этой схеме, могут иметь довольно разные характеристики (в основном в зависимости от светодиода и LDR характеристики).Управляющее напряжение оптически изолировано от цепь диммера подключена к сети. Если вам нужно средство безопасности затем не забудьте, что между светодиодом и LDR должно быть достаточно расстояния, или используйте прозрачный изолятор между ними, чтобы гарантировать хорошую электрическую изоляцию. Если чувствительность диммера не подходит для схемы, описанной выше, затем вы можете отрегулировать значение R1, чтобы получить диапазон управляющего напряжения, который вы хотеть.

Эта схема является частью опубликованной схемы автоматического регулятора яркости света. в журнале Elektor Electronics Magazine, июль / август 1998 года, страницы 75-76.

Профессиональные диммеры, управляемые напряжением

Диммеры с дистанционным управлением в театральных и архитектурных приложения обычно используют управляющий сигнал 0-10 В для управления яркостью лампы. В этом случае 0 В означает, что лампа горит, а сигнал 10 В означает, что лампа в полностью на. Напряжение между этими значениями регулирует фазу, когда TRIAC будет Пожар. Вот типичная схема цепи управления:

 Компаратор
                          
                            | \ Резистор
  Вход 0-10 В> ------------- | + \
                            | > ----- / \ / \ / \ ------ +
                        + --- | - / |
                        | | / оптопара к цепи TRIAC
                        | |
                  Сигнал рампы Земля
                переходит с 10 В на 0 В
              за один полупериод от сети
          (10 мс при частоте сети 50 Гц)

 

Схема работает так, что выход компаратора низкий, когда входное напряжение выше. чем линейное напряжение.Когда напряжение линейного сигнала становится ниже входного напряжения выход компаратора становится высоким, что вызывает протекание тока через резистор на оптопару, которая вызывает подключение симистора. Потому что сигнал рампы начинается при каждом переходе через ноль с 10 В и линейно переходит к 0 В за время одного полупериода входное напряжение контролирует время срабатывания симистора после каждого переход через ноль (так что напряжение управляет фазой зажигания. Необходимая линейная рампа сигнал может генерироваться схемой, которая разряжает конденсатор при постоянном токе и быстро заряжайте его при каждом переходе сетевого напряжения через ноль.

Вы можете использовать свою собственную схему для запуска TRIAC или вы можете использовать готовое полупроводниковое реле для этого (поставляется в компактном корпусе и обеспечивает оптоизоляцию в одном корпусе с TRIAC). Если вы планируете использовать готовое твердотельное реле вам понадобится SSR БЕЗ переключения через ноль. Вам нужен индуктор последовательно с переключающим элементом (SSR или симистор). для предотвращения проблем с ди / дт и помогает сократить выброс высокочастотного излучения. шум. Значения обычно варьируются от 40 мкГн до 6 мГн: они обычно указаны в время нарастания фронта включения.Типичные диммеры домашнего света используйте катушку 40..100 мкГн, что дает время нарастания 30..50 микросекунд. Чем больше значение катушки, тем больше время нарастания. Обратите внимание, что приближение времени нарастания только грубое, потому что используемые индукторы нелинейны: индуктивность зависит от тока нагрузки.

Схема запуска TRIAC с оптопарой может быть, например, построена с использованием Оптиколог MOC3020 и некоторые другие компоненты. Вот один пример схемы (часть схемы диммера из книги схем Elektor Electronics 302):

 R1 R2
     180 1K
+ --- / \ / \ / \ ---------- + + ---- / \ / \ / ------------- + ----- ------- + -----------> 230 В
                   1 | | 6 | | Горячий
                   + ===== + IC1 | MT1 |
                   | MOC | TRIAC + - + |
                   | 3020 | Драйвер G | | ТРИАК |
                   + ===== + / | | TIC226D |
                   2 | | 4 / + - + |
+ ------------------- + | | | MT2 |
                        + ------------------- + | |
                                            | | |
                                            \ | |
                                      R4 / | | C1
                                      1К \ | --- 100 нФ
                                            / | --- 400 В
                                            | | |
                                            | ) |
                                            | (L1 |
                                            | ) 50..100 |
                                            | (uH |
                                            | | | Нейтральный
                                            + - + ------------ + ---- o o -> 230 В
                                                                  нагрузка
 

В большинстве профессиональных диммеров с подсветкой используются твердотельные реле. У них больше в их, чем вы ожидаете, обычно включая оптоизоляцию вход управления.Точное содержание является коммерческой тайной, но работа версии с управлением напряжением очень похожа на идея описана выше.

Многие профессиональные диммеры имеют также дополнительные настройки. доступны, чтобы они лучше работали в своей операционной среде. Одна из типичных настроек - это предварительный нагрев. Когда используется предварительный нагрев, (регулируемый) ток всегда пропускается, думала накануне лампочки световой канал отключается на световом пульте. Этот ток предварительного нагрева сохраняет нити лампы в тепле (но недостаточно, чтобы давать значительный световой поток) так что скачок тока при повторном включении света перерезанный.Этот уменьшенный пик тока увеличивает срок службы лампочек.

Еще одна регулировка, доступная в некоторых диммерах, - это установка скорости отклика. Скорость срабатывания диммера - это время, необходимое для срабатывания диммера. outptu, чтобы выйти на новый уровень после получения новой настройки уровня инструкция с пульта управления. Это время обычно измеряется в миллисекундах. Типичные скорости отклика, доступные для диммеров, находятся в диапазоне 30..500 миллисекунд. Высокая скорость отклика полезна при создании световых эффектов и концертное освещение.В студии свет обычно не нужно менять очень быстро, так что было бы неплохо, если диммер будет медленно выходить из старого установка на новое значение. Более низкая скорость отклика благотворно влияет на срок службы лампы, так как удар от холодных нитей будет уменьшен, поскольку период времени требуется для линейного увеличения, затем увеличивается до полной яркости.

Некоторые диммеры также имеют настройку для регулировки управляющего напряжения. диапазон. Контроль 0-10 В является наиболее распространенным способом контроля небольших диммерных систем, но были и другие уровни напряжения в использовании.Если диммер имеет регулировку диапазона напряжений, его можно настроить для правильной работы с множеством различных элементов управления освещением столы.

Самая простая форма управления состоит в том, что напряжение напрямую регулирует фаза, когда симистор противоречит. Это работает, но не лучший отклик управляющего потенциометра на модуль димера. По этой причине разные производители разработали множество различных кривые отклика от управляющего напряжения до выхода диммера. Вот некоторые из наиболее распространенных:

• Линейный: выходная фаза изменяется линейно в зависимости от входа (максимальное изменение уровня освещенности между 30% и 70% настройками)
• Квадрат: выходная мощность изменяется линейно с входной (линейная зависимость квадратичного закона стандартизирована Обществом инженеров освещения США).При установке 50% вы увидите уровень освещенности около 50% от максимального.
• S-образная кривая: измененная форма квадрата с большим контролем в центре диапазона
• Истинная мощность: выходная мощность изменяется линейно с входным напряжением, так что лампа получает 50% своей номинальной мощности при настройке 50% (используется больше при промышленном управлении, чем при затемнении света)
• Экспоненциальное нарастание: световой поток наиболее сильно изменяется в диапазоне регулирования от 70% до 100%.
• Реле: выход переключается на полную мощность, когда входной сигнал превышает 25% от полного управляющего напряжения (с некоторым оборудованием предел составляет 50%)

В настоящее время некоторые продвинутые коммерческие диммеры поддерживают многие из них. кривые отклика управляющего напряжения, чтобы пользователь мог настроить димер для использования режим, наиболее удобный для пользователя в конкретном применение.

Управление фазой с помощью микропроцессора

Если вам нужно цифровое управление диммером вы можете использовать простой микроконтроллер для управления фазой. Микроконтроллер должен сначала прочитать значение настройки диммера через некоторый интерфейс (коммерческие цифровые диммеры используют интерфейс DMX512). обычно контрольное значение - это 8-битное число, где 0 означает свет выключен и 255 этот индикатор горит полностью.

Микроконтроллер может легко сгенерировать необходимый триггер. сигнал, используя следующий алгоритм:

• Преобразование значения освещенности в число программных циклов
• Сначала дождитесь пересечения нуля
• Запустить программный цикл, который ждет необходимое время, пока не наступит время срабатывания TRIAC.
• Отправить импульс в схему TRIAC, чтобы запустить TRIAC для проведения

Программный цикл - довольно простой метод и полезен, если вы знаете, сколько времени он занимает. для выполнения каждой команды микропроцессора.Другая возможность - использовать таймеры микроконтроллера:

• Вы можете генерировать прерывание при каждом переходе через ноль и при каждом отсчете таймера.
• При каждом пересечении нуля микроконтроллер загружает значение задержки в таймер и начинает считать.
• По истечении времени счетчика генерируется прерывание. Процедура прерывания таймера посылает триггерный импульс в схему TRIAC.

Управление обратной фазой - это новый способ уменьшения яркости света. Идея управления обращенной фазой состоит в том, чтобы включить, а затем переключить компонент проводить в каждой точке пересечения нуля и выключать на регулируемой положение в середине фазы переменного тока.Время точки выключения затем контролирует мощность нагрузки. Форма волны точно обратная из них используется в традиционных диммерах.

 ... ...
                 . | . |
                . | . |
              ------------------------------------ 0 В
                        . | . |
                         . | . |
                          ......
 

Потому что переключающий компонент должен быть выключен посередине фазы переменного тока традиционные тиристоры и симисторы не являются подходящие компоненты. Возможные компоненты для такого рода управляющими будут транзисторы, полевые транзисторы, IGBT и тиристоры GTO. Силовые полевые МОП-транзисторы - вполне подходящие компоненты для этого и они использовались в некоторых схемах диммера.

Обратный фазовый контроль имеет ряд преимуществ перед традиционным. диммеры во многих диммерных приложениях. Производители диммеров с инверсной фазой рекламируют свою продукцию быть более эффективным и менее шумным.Правильное управление электроники можно построить диммер с обратной фазой без любые магнитные поля или вибрации, вызванные ими.

Поскольку точка включения всегда точна в нулевой фазе, нет сильных скачков тока и электромагнитных помех, вызванных включением. Используя силовые полевые МОП-транзисторы, это можно сделать скорость выключения относительно слотом для достижения тихие операции с точки зрения электромагнитных помех и акустических или шум накаливания лампы накаливания.

Один из старых подходов к затемнению света - сделать это с помощью переменный трансформатор (Variac или аналогичная марка) в качестве диммера.Некоторые из них сделаны специально для этого применение - поместятся в коробку двойного размера (может, даже в одинарный настенный ящик, если вы приобретете маленький) и выдержит несколько сто ватт. Они тяжелые и механически «жесткие» (по сравнению с симисторный диммер) и не из дешевых - но они выдают хорошие, чистые 60 Гц синусоида (или очень близко к ней) при всех напряжениях, и не добавляйте переключение шум.

Нулевое перекрестное переключение минимизирует шум при переключении и затемнение. К сожалению, такой подход не очень практичен. для затемнения ламп.При частоте сети 60 Гц, вы были бы ограничены включением лампы и выключается с дискретными интервалами 120 Гц. Вы легко получите довольно неприятное мерцание 15-20 Гц, если диммер-драйвер не может своего рода дизеринг для расширения спектра мерцания. Я ни разу видел, как используется такой диммер.

В некоторых случаях один диод может затемнить лампочку при подключении. последовательно с лампой. Тогда диод пропускает только положительный или отрицательная половина сетевого напряжения на лампочку.Если поставить переключатель параллельно с диодом вы получаете диммер с двумя настройки: полный и затемненный. Диод действительно будет работать на малых нагрузки, но при больших нагрузках составляющая постоянного тока этот диод вызывает не подходит для распределительных трансформаторов в электрическая система распределения (заставит их нагреваться больше чем при нормальном использовании).

ПРИМЕЧАНИЕ. Следующая информация взята из обсуждения. из обсуждения в группе новостей sci.engr.electrical.compliance в феврале-марте 2000 г.Факты не проверены никакими стандартными документами, но я подозреваю, что информация верна, потому что большинство авторов статей, в которых эксперты на поле (например, Джон Вудгейт) и информации имеет смысл для меня.

Гармоники

Гармоники сети обычно проверяются от частоты сети до частоты 2 кГц. (2,4 кГц в странах с частотой 60 Гц). Диммеры с фазовым управлением до 1 кВт не нуждаются в проверке на гармоники. Нет смысла, потому что гармоники очень предсказуемы и дизайнер ничего не может сделать, чтобы уменьшить их.

Профессиональные (согласно определению в IEC / EN61000-3-2) диммеры от 1 кВт до 3680 Вт тоже не подлежат ограничениям.

Диммеры мощностью более 3680 Вт, все профессиональные, подпадают под будущее. IEC / EN61000-3-12, и все еще обсуждается, нужно ли иметь ограничение Rsce (как определено в IEC61000-3-4) или нет.

Кондуктивные выбросы

Диммеры должны соответствовать стандартам кондуктивного излучения. Наведенные выбросы начинаются в 9 кГц для некоторых продуктов и для диммеров применимый стандарт для это CISPR15 / EN55015.Этот стандарт применим к освещению. оборудование и аксессуары для светильника (например, диммер).

В стандарте CISPR15 / EN55015 (который сейчас применяется, а не CISPR14 / EN55014). Диммеры для домашнего использования должны соответствовать ограничениям класса B, но класс A должен подходить для профессиональных диммеров. Кондуктивные излучения в основном представляют собой гармоники и могут существовать до в мегагерцовый частотный регион.

Соблюдать ограничения на кондуктивные излучения не так просто, особенно для профессиональные диммеры.Дроссель вряд ли помогает, потому что типичный фильтрация резонирует с частотой около 100 кГц (выше для маломощных бытовых диммеров). Выше этих частот катушка не подавляет высокочастотные гармоники. Это означает, что часто необходимо опрыскивать довольно большие (до 1 мкФ) конденсаторы вокруг схемы для уменьшения выбросы. В профессиональных диммерах для этого требуется, чтобы индуктивность проводку свести к минимуму, иначе заглушки и проводка индуктивности резонируют, и выбросы повышаются, а не снижаются.

Многие производители профессиональных диммеров заземляют тиристоры. раковина, эффективно вводящая радиочастотный шум в заземляющий провод. Это уменьшит излучаемые излучения и могут быть соображения безопасности сделать это. Обратная сторона RF (гармоник), связанных с заземляющий провод - это то, что в некоторых случаях индуктивность заземляющего провода настолько высока, что корпус прибора несет заметное напряжение.