0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тиристорный регулятор яркости настольной лампы

Тиристорный регулятор яркости настольной лампы

Не смотря на то, что лампы накаливания вымирающий вид:) Пока лампочки Ильича ещё выпускают, их можно пускать в ход, и применять как в быту так и в радиолюбительской практике. Какой бы мощности не была бы лампочка в настоль­ной лампе у радиолюбителя, её свечением можно управлять.

Для того что бы каждый раз не ввинчивать, вывинчивать разные лампочки если вам необходимо разная мощность 40 Вт , 60 Вт, 75 Вт, или все 100 Вт. Можно воспользоваться очень простым приспособлением — регулятором напряжения на тиристоре рисунок №1.

Рисунок №1 – Схема тиристорного регулятора

S1 – Выключатель
FU1 – Плавкий предохранитель рассчитанный на ток 1-2 А
C1 – Конденсатор электролитический 5 Микрофарад на 300 Вольт
VD1 – КД105Г
VD2 – КУ201В (КУ201Б) или аналоги подходящие по характеристикам
R1 – резистор (подбирается) 39 – 47 К на 1 Вт.
R2 – Переменный резистор 47 К на 1 Вт.

Два левых (входных) контакта предназначены для включения в сеть питания 220 В при помощи обычной вилки, к двум правым подключается непосредственно настольная лампа.
Не пренебрегайте требованиями к технике безопасности, потому что практически все элементы схемы прямо (гальванически) связаны с силовой сетью напряжением 220 В, и могут представлять прямую угрозу для жизни.
Рекомендую всё основное изделие спрятать в диэлектрический корпус исключающий прикосновение к токоведущим частям.

Подбор элементов для тиристорного регулятора яркости:

Начнем с регулятора яркости. Возможны два принципиально разных решения. Можно применить потенциометр с так назы¬ваемым выключателем сети, и тогда отпадает необходимость в отдельном вы-ключателе S1. Такими потенциометрами являются ТК и ТКД. Они должны быть с линейной зависимостью (кривая «А»). Особое внимание обратим на декоративную ручку, которая будет надета на ось потенциометра.

Если же мы решим оставить «штатный» выключатель на самой лампе, тогда можно применить практически любой другой тип потенциометра (но также обяза¬тельно с кривой «А»).

VD2 – незапираемый тиристор типа КУ201 с напряжением включения 50 В, но впол¬не можно использовать, (нет никакого смысла применять тиристор, напряжение открывания которого 300, 600 или 1000 В. Такой тиристор просто не откроется при напряжении сети 220 В) на пример тиристор типа КУ101Б с таким же напряжением тоже подходит. Важно лишь, чтобы максимально допустимый ток через него был не меньше тока, протекающего через лампочку. А он легко определяется по величине мощ-ности лампочки. Например, для лампочки мощностью 100 Вт при напряжении сети 220 В номинальный ток составит 100/ 220= 0.45 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1 при допустимом обратном напряжении не менее 250 В. Таким же во избежание случайностей лучше выбрать и рабочее напряжение для конденсатора С1. Номинальный ток предохранителя FU1 должен быть не меньше 1 А и не больше 2 А.
Главное при сборке не пренебрегайте правилами техники безопасности и грамотно подбирайте элементы схемы.

Недостаток схемы тиристорного регулятора яркости:

Не смотря на свою простоту, схема имеет существенный недостаток – это мерцание лампы, так что не торопитесь её делать, ещё есть масса полезных схем регулировки, которые я постараюсь выложить на страницах нашего сайта.

Регулировка напряжения на лампочки

Схема регулятора яркости для настольной лампы

Всем известны регуляторы яркости осветительных приборов на основе ламп накаливания. В литературе описано множество самодельных тиристорных регуляторов, да и в продаже большой выбор, как отдельных регуляторов, так и встроенных в светильники и настольные лампы. Практически всегда это фазовые регуляторы позволяющие регулировать эффективное напряжение на нагрузке от максимального значения, равного напряжению в сети (или даже немного ниже его) до некоторого минимального значения.

Читайте так же:
Регулировка высоты струн с флойдом


Вот и получается, что все эти регуляторы могут только уменьшить яркость лампы относительно яркости при непосредственном её включении в сеть. Возможно это и хорошо. когда напряжение в сети соответствует номинальным 220V. Но существуют сети, особенно в сельской местности, в которых в определенные часы напряжение может снижаться до 160-180V и даже ниже. Соответственно снижается и яркость лампы. Более того, изменяется цвет её света ближе к красному, что особенно раздражает. И никакие фазовые тиристорные регуляторы не могут поднять напряжение на лампе выше напряжения в электросети.

Однако, способ увеличения напряжения есть. Достаточно вспомнить импульсный блок питания, например, телевизора, на выходе первичного мостового выпрямителя, при достаточной емкости накопительного конденсатора, постоянное напряжение достигает 300V и более. Таким же образом можно и повысить напряжение на лампе, запитав её через выпрямитель на мосту с накопительной емкостью на выходе. А для регулировки яркости преобразовать это постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы, скважность которого регулировать переменным резистором. Вот такой регулятор сможет поднять яркость горения лампы выше чем при её непосредственном вкпючении в сеть. Правда, есть опасность перестараться и сжечь лампу, поэтому нужно быть осторожным и начинать регулировку с минимального значения. Принципиальная схема регулятора яркости настольной лампы, работающего выше описанным способом показана на рисунке.

Напряжение от электросети поступает через предохранитель FS1 на выпрямительный мост на диодах VD1-VD4. На выходе моста есть накопительная емкость 200 мкФ, составленная из двух оксидных конденсаторов на напряжение 400V (конденсаторы для блоков питания телевизоров). Далее полученное постоянное напряжение (около 300V при входном переменном 220V) поступает в нагрузку (то есть, на лампу), но через полевой мощный транзистор VT1.

На логических инверторах микросхемы D1 собран ШИМ-генератор, формирующий импульсы, скважность которых можно регулировать переменным резистором R3 в широких пределах. Практически получается плавная регулировка яркости лампы накаливания от нуля до максимума, на котором при напряжении сети 220V возможно даже перегорание лампы.

Элементы D1.1-D1.2 образуют мультивибратор импульсов частотой около 200 Гц. Скважность импульсов регулируется переменным резистором R3, с помощью которого можно изменять в широких пределах соотношения разрядного и зарядного сопротивления частотозадающей RC-цепи C5-R2-R3. Соответственно изменяется соотношение продолжительностей логических нулей и логических единиц на выходе мультивибратора, то есть, продолжительностей полуволн. И вот этот импульсный сигнал поступает на затвор полевого транзистора VT1. Продолжительность открытого состояния ключа равна продолжительности положительной полуволны импульсного сигнала, генерируемого мультивибратором.

Нить накала лампы будет работать своего рода интегратором, и эффективное напряжение на ней, вернее мощность, будет зависеть от скважности импульсов, приходящих на затвор VT1.

Регулятор мощности для лампы на 220В, автоматическое повышение и понижение напряжения

Напряжение осветительной сети 220 вольт в зависимости от времени суток и временигода может изменяться в очень широком диапазоне, как в сельской местности, так и в городе.

Не редкость, когда в предутренние часы напряжение в сети достигает 240..260В, а в вечерние понижается до 160. 180 В. Пониженное сетевое напряжение приводит к тому, что обычные лампы накаливания работают с недокалом спирали, что значительно уменьшает мощность светового потока, спектр которого ещё более смещается в нежелательную низкочастотную «красную» зону.

Читайте так же:
Регулировка входного напряжения управления

Если при таком недостаточном освещении рабочего места приходится работать довольно долго и часто, например, занимаясь радиолюбительством, самообразованием, учёбой, любым другим хобби, требующим зрительного напряжения продолжительное время, это может негативно повлиять на остроту зрения.

Ухудшение качества освещения при пониженном напряжении особенно заметно, если применяются лампы накаливания на повышенное рабочее напряжение 235. 245 вольт.

Обычные фазовые регуляторы мощности, собранные на тринисторах, симисторах, полевых транзисторах или на специализированных микросхемах, например, КР1182ПМ1, могут только понижать яркость подключенных к ним ламп накаливания, но не могут её увеличить более той, чем, если бы эти же лампы были включены в сеть без этих устройств.

Эта проблема может быть решена, если лампы накаливания подключать к сети через регулируемый мощный автотрансформатор или стабилизатор напряжения переменного тока.

Но в последнее время, как автотрансформаторы, так и недорогие конденсаторно-дроссельные стабилизаторы, применявшиеся в былые годы для питания стабильным напряжением ламповых телевизоров, стали почти антиквариатом, а если и имеются в наличии, то по-прежнему используются для питания номинальным напряжением различной радиоаппаратуры.

Если в вашей местности пониженное напряжение сети бывает очень часто, вам поможет несложное устройство, принципиальная схема которого дана на рис. 1.

Принципиальная схема

Схема предназначена для работы со светильниками, мощностью до 75 Вт. Следует отметить, что большинство настольных светильников рассчитано на работу с лампами накаливания мощностью не более 60. 75 Вт.

Принципиальная схема Автоматического регулятора мощности для ламп накаливания на 220В

Рис. 1. Принципиальная схема Автоматического регулятора мощности для ламп накаливания на 220В.

В редких случаях разрешается установка лампы мощностью до 100 Вт.

Данное устройство может не только понижать эффективное напряжение питания лампы накаливания относительно входного сетевого напряжения питания, но и повышать его. Например, если в сети вместо ожидаемых и «законных» 220 вольт только 165, то поворотом ручки переменного резистора можно легко увеличить напряжение на лампе до 210. .. 230 В.

В основу этого устройства положен тот факт, что лампам накаливания безразлично переменным или постоянным током они питаются. Кроме ламп накаливания к этому устройству можно подключать и другие приборы соответствующей мощности, например, паяльник.

Эта конструкция представляет собой почти обычный фазовый регулятор мощности, но перед подачей на нагрузку его выходное напряжение выпрямляется диодным мостом V05, пульсации сглаживаются высоковольтным оксидным конденсатором С2.

Как известно, при выпрямлении переменного напряжения диодным мостом со сглаживающим конденсатором, выходное постоянное напряжение получается выше значения входного переменного напряжения. При напряжении в сети 220 В и мощности подключенной лампы EL1 40 Вт, диапазон регулировки постоянного напряжения на лампе EL1 составляет 100. .280 вольт.

Узел управления тринисторами построен на транзисторах VТ1, VТ2, которые включены как аналог однопереходного транзистора, и на высоковольтных транзисторах VT3, VТ4, которые включены аналогом маломощного высоковольтного тринистора с малыми токами включения и удержания.

Мощность, которая подаётся на нагрузку, зависит от сопротивления переменного резистора R1. Чем оно меньше, тем большее напряжение поступит на лампу накаливания.

Мощные высоковольтные тринисторы VS1, VS2 включены встречно-параллельно. Открывшиеся от очередного импульса тока разряда конденсатора С1 транзисторы VT3, VТ4, шунтируют выход диодного моста VD4, что приводит к протеканию импульсов тока через управляющие электроды тринисторов, которые также открываются.

Читайте так же:
Регулировка напряжения на электростанциях

Так как не полностью заряженный оксидный конденсатор С2 для тринисторов и диодного моста VD5 представляет собой короткозамкнутую нагрузку, то необходимо принять специальные меры, воспрепятствующие постепенной деградации свойств и выходу этих элементов из строя.

Для ограничения бросков тока через VS1, VS2, VD5, L1, С2 предназначен мощный проволочный резистор R12 Варистор R8 защищает высоковольтные транзисторы от повреждения всплесками напряжения сети. Фильтр C3L2R15C4 снижает уровень проникающих в сеть помех.

Так как это устройство может не только понижать напряжение питания, но и повышать, напряжение питания нагрузки необходимо контролировать с помощью вольтметра. На элементах R13. R14, VТ5, РА1 сделан простейший вольтметр постоянного тока с растянутой шкалой [Л1, Л2].

Чувствительность вольтметра устанавливается подбором сопротивления R13 При эксплуатации устройства нужно учитывать, что на его выходе постоянный ток, к нему нельзя подключать приборы, предназначенные для работы исключительно на переменном токе. Наиболее просто это обеспечить, если для подключения нагрузки (светильника) использовать электровилку и розетку, нестандартной конструкции.

Детали

Постоянные резисторы можно использовать типов С1-4, С2-23, С2-33, МЛТ соответствующей мощности. Проволочный резистор R12 желательно отечественного производства ПЭВ-10 или С5-37-10.

Его можно изготовить и самостоятельно, намотав на корпусе неисправного резистора ПЭВ-15 несколько витков нихромовой проволоки от спирали для «открытых» электроплиток или от неисправного кипятильника, утюга мощностью 800. 1200 Вт.

Использовать вместо проволочного резистора другой, например, 5 штук параллельно включенных металлоплёночных резисторов МЛТ-2, нельзя. Переменный резистор типа СПЗ-12К совмещённый с выключателем питания, контакты которого рассчитаны на ток 1 А и напряжение 220 В.

Подойдёт и аналогичный исправный переменный резистор с выключателем, применявшийся ранее в ламповой радиоле или телевизоре. На его ось обязательно должна быть надета ручка из изоляционного материала. Конденсатор С2 автор использовал импортный фирмы «Hitano».

Подойдёт любой аналогичный конденсатор ёмкостью 100. 220 мкФ на рабочее напряжение 400..450В. Остальные конденсаторы К73-17в, К73-248, К73-39. Стабилитрон VD1 можно заменить любым маломощным на 10. 15 В, например, Д814Г, Д814Д, КС212Ж, КС207В, КС512А, TZMC-10.

Диоды VD2, VD3 можно заменить любыми из серий КД 105, КД209, КД243, Д226, 1 N4001. 1 N4007. Вместо диодного моста VD4 можно применить КЦ407А, КЦ422Г, DB104 . DB107, RS204. RS207.

Диодный мост VD5 можно заменить на КВРС104. KBPS110, KBL04. KBL10, КВРС604. КВРС610 или четырьмя диодами P600G, КД257Г, КД202Р.

Светодиод использован ультра-яркий красного цвета свечения. Вместо него подойдёт любой аналогичный, например, серий КИПД21, КИПД40, L1503.

Транзистор VТ1 можно заменить любым из серий КТ502, КТ361, КТ3107, SS9012, 2SB1116; VТ2 — КТ503, КТ315, КТ3102, SS9014, 2SC2710.

Высоковольтные: VT3 — КТ9178А, КТ851Б, 2SA1625M, 2SA1625L, 2SA1625K. VТ4 — КТ969А, КТ9179А, КТ850Б, 2SC2330R, 2SC2330Y. Мощные тринисторы в металлическом корпусе, например, отечественные КУ202Н на теплоотводы можно не устанавливать.

Тринисторы, выполненные в пластмассовом корпусе ТО-220 нужно каждый установить на теплоотвод из дюралюминиевой пластины 35x35x1 мм. Замену этим тринисторам можно подобрать, воспользовавшись справочными данными из [ЛЗ].

Желательно использовать тринисторы на ток не менее 8 А и рабочее напряжение не ниже 400 В. Микроамперметр РА1 использован типа М4762.1 от индикатора уровня записи/воспроизведения бытового магнитофона.

Дроссели L1, L2 — одинаковые, наматывают проводом ПЭВ-2 0,56 — 145 витков на кольце К38х24х7 из феррита М2000НМ-А Острые кромки феррита предварительно затупляют, затем кольцо обматывают тесьмой или фторопластовой лентой. Готовый дроссель пропитывают лаком или компаундом. Можно использовать клей БФ-2.

Читайте так же:
Регулировка пластиковые окна в зимний период

Печатная плата

Печатная плата устройства приводится на рис. 2. Устройство может быть смонтировано в пластмассовом корпусе размерами 140x100x65 мм, в котором должно быть просверлено несколько сотен вентиляционных отверстий диаметром 2. 2,5 мм.

ДИММЕР В СИСТЕМЕ ОСВЕЩЕНИЯ

Диммеры в системах освещения

Диммеры — это устройства, регулирующие интенсивность искусственного освещения. Первые конструкции диммеров представляли собой обыкновенные реостаты, то есть, мощные переменные сопротивления, гасящие часть напряжения.

Использовались такие приборы в кинотеатрах для плавного выключения освещения зрительного зала. При включении реостата последовательно с лампочкой накаливания, согласно закону Ома для участка цепи, питающее напряжение падает на нити накала лампочки и реостате пропорционально их электрическому сопротивлению.

Таким образом, увеличение сопротивления реостата приводит к уменьшению напряжения на нити накала лампочки, а следовательно, к уменьшению интенсивности её свечения. Изменяя сопротивление реостата можно добиться изменения яркости свечения лампы от полного накала до отключения.

  • реостатные диммеры достаточно громоздки;
  • активное сопротивление реостата выделяет большое количество теплоты;
  • при уменьшении яркости свечения осветительных приборов не происходит экономии электроэнергии.

Ещё один вид устройств, иногда применяемый для диммирования освещения, представляет собой автотрансформатор с подвижным контактом ползункового или роликового типа, перемещающийся по обмотке, благодаря чему плавно изменяется коэффициент трансформации.

И хотя приборы данного типа не рассеивают электрическую мощность на сопротивлении, бесполезно превращая её в тепло, они ещё более громоздки, чем реостаты. Это обстоятельство сильно ограничивает сферу применения таких устройств.

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ОСВЕЩЕННОСТИ

Получившие распространение в настоящее время регуляторы освещения построены на основе электронной схемы. Принцип работы таких устройств заключается в том, что на источник света подаётся не полный период переменного напряжения, а только часть, длительность которой регулируется.

Это достигается путём применения электронных ключей (обычно тиристоров), которые, закрываясь в нужные моменты времени «отрезают» часть синусоиды питающего напряжения. Фаза выключения тиристора регулируется, благодаря чему изменяется длительность питания лампы в течение каждого периода.

В результате применения таких регуляторов, на световой прибор поступают «обрывки» синусоиды, при этом яркость свечения пропорциональна среднему значению величины напряжения за период.

Кроме этого, применение регуляторов освещения может существенно продлить срок службы лампочек накаливания. Объясняется это тем, что электролампы перегорают, как правило, в момент включения, когда сопротивление холодной нити накала минимально, а подача толчком рабочего напряжения вызывает резкий бросок тока.

Большинство диммеров же устроено таким образом, что в момент включения на устройство освещения подаётся не более 10% рабочего напряжения, а дальнейшее его увеличение происходит плавно. Следует заметить, что эти приборы можно использовать только с активными инерционными нагрузками,

Например, с их помощью кроме регулирования яркости свечения лампочек накаливания, можно регулировать количество теплоты, выделяемой электрическими нагревателями, то есть применять их в системах управления отоплением.

Совершенно недопустимо применение диммирования электрических двигателей.

ДИММИРУЕМЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ

С появлением светодиодных источников освещения также появилась потребность в диммировании светодиодных ламп, однако применительно к ним этот процесс имеет ряд особенностей.

Главной особенностью светодиодного прибора освещения является то обстоятельство, что сам источник света в них, то есть, светодиод, или светодиодный модуль, имеет очень малое напряжение питания.

Поэтому, для использования светодиодов для привычного для нас освещения на 220 вольт, необходимо применение специального переходного устройства, которое обычно называют драйвером. Таким образом, любая светодиодная лампочка, предназначенная для включения в сеть 220 вольт, кроме собственно светодиодов, содержит также драйвер той или иной конструкции.

Читайте так же:
Как отрегулировать пластиковые окна рехау блиц

Возможность применения светорегулятора для светодиодных ламп определяется типом драйвера, применённого в данной лампе. Регулирование яркости свечения самого светодиода может быть осуществлено путём изменения питающего тока, с учётом того, что напряжение питания светодиода постоянно, и имеет величину порядка 1 – 2 вольта.

Некоторые конструкции драйверов представляют собой обычные выпрямительные схемы с гашением избыточного напряжения. При изменении входного напряжения таких драйверов происходит пропорциональное изменение тока, поступающего на светодиоды. Лампы, оснащённые драйверами такого типа, могут подключаться к диммерам.

Задача регулирования яркости свечения светодиодных источников света чаще всего решается с помощью широтно – импульсной модуляции. Данный способ позволяет осуществлять управление посредством цифровых схем.

Суть метода заключается в том, что на светодиодный источник света подаётся последовательность прямоугольных импульсов высокой частоты. Амплитуда импульсов равна напряжению, при котором происходит уверенное зажигание светодиода.

Регулирование заключается в изменении скважности импульсов, то есть, соотношения продолжительности импульсов и интервалов между ними. Чем импульсы длиннее, а интервалы между ними короче, тем ярче свечение светодиода, и наоборот. В схемах широтно – импульсного регулирования применяются специализированные микросхемы ШИМ – генераторов.

Существуют типы диммированных светодиодных ламп, драйвер которых содержит регулятор яркости свечения. Управление такими регуляторами может осуществляться дистанционно, с помощью пульта. Некоторые схемы драйверов содержат ШИМ – генератор, питающий светодиодные источники света высокочастотными импульсами постоянной скважности. Такие драйверы не могут быть подключены к диммеру.

Следует добавить, что применение диммирования светодиодных источников в системах освещения позволяет не только повысить комфорт за счёт выбора требуемого уровня освещённости, но и продлить срок службы светодиодов, так же, как и в случае с лампочками накаливания.

Современные диммеры чаще всего выпускаются в габаритах обычных клавишных выключателей, и могут быть легко установлены вместо них.

БРЕНДЫ И ПРОИЗВОДИТЕЛИ – КАК ВЫБРАТЬ

Заслуживает внимания продукция фирмы Makel, серии изделий lillium care и lillium natural care которой предлагают поворотные диммеры, а также устройства с дистанционным управлением, имеющие различное цветовое оформление, благодаря которому изделия впишутся в интерьер, выполненный в любом стиле.

В составе продуктовой линейки серии регуляторы света для светодиодных ламп и традиционных ламп накаливания мощностью 600 Ватт и 1000 Ватт. Для защиты электронной схемы диммера от воздействия высокочастотных помех, устройства оснащены сетевыми фильтрами высокой частоты. Дистанционный регулятор яркости для светодиодных ламп, выпускаемый компанией Makel, имеет мощность 400 Ватт.

Серия установочных изделий Mimoza включает в себя диммеры, специально созданные для регулировки светодиодных ламп. Среди них – регулятор с дистанционным инфракрасным управлением освещением. Товары фирмы Makel сравнительно недороги и обладают довольно высоким соотношением цены и качества.

Именитая компания Schneider Electric предлагает приборы серии Unica, в составе которой как обычные поворотные диммеры, так и радиоуправляемые приборы для системы «умный дом». Большинство приборов также выполнено в габаритах классических выключателей с использованием декоративных рамок, выполненных в различных стилях.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector