Тиристорные регуляторы мощности. Скачать Сенсорный регулятор яркости светильника (люстры) Схема регулятора яркости настольной лампы

Для настройки яркости ламп накаливания применяются специальные регуляторы. Данные устройства еще называются диммерами. Они существуют разных модификаций, и в случае необходимости в магазине всегда можно подобрать необходимую модель. В основном они заменяют собой выключатель в лампе накаливания. Простейшая модификация включает в себя один поворотный контроллер с ручкой. При настройке яркости изменяется дополнительно показатель потребления электроэнергии.

Если вспомнить старые времена, то регуляторы для настройки яркости не использовались. Вместо них устанавливались специальные реостаты. С их помощью также можно было регулировать люминесцентные лампы. В целом со своими обязанностями они справлялись хорошо, однако у них был один недостаток. Связан он с Как говорилось ранее, современные регуляторы затрачивают меньше электричества, если их использовать не на полную мощность. В случае с реостатами это правило не действует. При минимальной мощности расходуется электричество так же, как и при максимуме. Излишки в данном случае преобразуются в тепло.

Схема обычного регулятора

Простая схема регулятора яркости предполагает использование потенциометра линейного типа, а также пары транзисторов с небольшой мощностью. Для подавления высокой частоты в системе применяются конденсаторы. Сердечники в устройствах данного типа нужны только ферритового типа. Непосредственно перед клеммами устанавливается динистор с тиристором.

Как установить поворотный регулятор в лампу?

Для того чтобы настольная лампа с регулятором яркости работала нормально, следует проверить напряжение на полупроводнике. Сделать это можно при помощи обычного тестера. Далее следует осмотреть плату лампы накаливания. Если она установлена однокального типа, то все сделать довольно просто. Выходные полупроводники важно присоединить к выходным отверстиям, на которых имеется отрицательная полярность. В данном случае сопротивление максимум должно составлять 3 Ома. Для проверки устройства необходимо провернуть котроллер и следить при этом за яркостью лампы накаливания.

Установка кнопочного регулятора в лампу

Чтобы регулятор яркости лампы накаливания работал исправно, важно внимательно ознакомиться с управленческой платой устройства. Далее необходимо подсоединить все контакты. Если схема используется многоканальная, то напряжение на ней проверяется тестером. Непосредственно соединение контактов осуществляется при помощи пайки. Важно при этом во время работы не задеть резисторы. Дополнительно необходимо позаботиться об изоляции проводки. Перед включением регулятора нужно проверить надежность всех соединений. После подачи электроэнергии необходимо попробовать изменить яркость, нажимая на кнопку.

Высоковольтные регуляторы яркости

Высоковольтный регулятор яркости освещения, как правило, можно встретить в театрах. Там лампы накаливания используются довольно мощные, и устройства должны быть способными выдерживать большие нагрузки. Симисторы для этой цели применяются высоковольтные (с маркировкой КУ202). Транзисторы используются биполярные, однако обычные их модификации также устанавливаются.

Припаиваются возле тиристоров и необходимы для быстрой передачи сигнала. Стабилитроны чаще всего можно встретить с маркировкой Д814. Стоят они в магазине довольно дорого, и это следует учитывать. в системе способны выдерживать на уровне 60 Ом. В это время обычные аналоги сплавляются только с 5 Ом.

Модели с прецизионными резисторами

Регулятор яркости с резисторами данного типа рассчитан на лампы накаливания средней мощности. Стабилитроны в данном случае применяются на 12 В. Переменные резисторы в регуляторах встречаются довольно редко. Низкочастотные модификации использоваться могут. Повысить коэффициент проводимости в данном случае можно за счет увеличения количества конденсаторов. За симистором они обязаны располагаться попарно. В таком случае тепловые потери будут минимальными. Отрицательное сопротивление в сети порой представляет серьезную проблему. В конечном счете перегрузка приводит к поломке стабилитрона. Электролитические конденсаторы с низкочастотными помехами справляются довольно успешно. Главное при этом - не давать резко высокое напряжение на лампу.

Схема регулятора с высокомегаомными резисторами

Регулятор яркости данного типа может использоваться для управления лампами разного типа. Схема его включает высокомегаомные резисторы а также обычный стабилитрон. Тиристор в данном случае устанавливается рядом с конденсатором. Для снижения предельной частоты специалисты часто используют предохранители плавкого типа. Они способны выдерживать нагрузку на уровне 4 А. При этом предельная частота на выходе будет составлять максимум 50 Гц. Симисторы общего назначения входное напряжение способны выдерживать на уровне 15 В.

Выключатели с регуляторами на полевом транзисторе

Выключатели с регулятором яркости на отличаются хорошей защитой. Короткие замыкания в системе происходят довольно редко, и это, несомненно, является преимуществом. Дополнительно следует учитывать, что стабилитроны для регуляторов могут применяться только с маркировкой КУ202. В данном случае они способны работать с резисторами малой частоты и хорошо справляться с помехами. Симисторы в схемах располагаются за резисторами. Предельное сопротивление в системе обязано поддерживаться на уровне 4 Ом. Напряжение на входе резисторы держат примерно 18 В. Предельная частота, в свою очередь, не должна превышать 14 Гц.

Регулятор с подстроечными конденсаторами

Регулятор яркости с подстроечными конденсаторами может успешно использоваться для настройки мощности люминесцентных ламп. Выключатели в данном случае должны располагаться за диодным мостом. Стабилитроны в схеме нужны для подавления помех. Резисторы переменного типа, как правило, предельное сопротивление выдерживают на уровне 6 Ом.

При используются исключительно для поддержания напряжения на должном уровне. Симисторы через себя способны пропускать ток на уровне примерно 4 А. Предохранители плавкого типа в регуляторах встречаются довольно редко. Проблема с электропроводимостью в таких устройствах решается при помощи переменного резистора на выходе.

Модель с простым тиристором

Регулятор яркости света с простыми тиристорами больше всего подходит для кнопочных моделей. Система защиты, как правило, в нем отсутствует. Все контакты в регуляторе изготавливаются из меди. Максимум сопротивление на входе обычный тиристор способен выдержать 10 В. Для поворотных контроллеров они подходят плохо. Прецизионные резисторы с такими регуляторами работать не способны. Связано это с большим уровнем отрицательного сопротивления в цепи.

Высокочастотные резисторы также устанавливаются довольно редко. В данном случае уровень помех будет значительным и приведет к перегрузке стабилитрона. Если говорить про обычные настольные лампы, то лучше всего использовать обычный тиристор на пару с проволочными резисторами. Проводимость тока у них находится на довольно высоком уровне. Они редко перегреваются, мощность рассеивания в среднем колеблется в районе 2 Вт.

Использование переменных конденсаторов в схеме

Благодаря использованию переменных конденсаторов удалось добиться плавной смены яркости ламп накаливания. При этом электролитические модели работают совершенно иначе. Транзисторы для таких конденсаторов больше всего подходят на 12 Вт. Напряжение на входе должно поддерживаться на уровне 19 В. Также следует предусмотреть использование плавких предохранителей. Тиристоры, как правило, применяются с маркировкой КУ202. Для поворотных модификаций они подходят хорошо. Для повышения коэффициента проводимости потенциометры применяют с выключателями сети.

Устройство однопереходного регулятора

Однопереходный регулятор яркости света славится своей простотой. Резисторы в нем, как правило, применяются на 4 Вт. При этом напряжение максимум он способен держать на уровне 14 В. При его использовании важно учитывать, что во время работы лампочка может мерцать. Плавкие предохранители в устройствах используются довольно редко.

На входе номинальный ток максимум может оставлять 4 А. Тиристоры типа КУ202 способны в такой системе работать только на пару с диодным мостом. Симистор в устройстве необходимо подключать за резистором. Чтобы подсоединить регулятор яркости к лампе, нужно зачистить все контакты. Корпус для устройства важно применять диэлектрический. В таком случае безопасность работы будет гарантирована.

Создание комфорта невозможно без правильно подобранного освещения. Особенно это актуально для вечернего времени суток, когда яркий свет от светильника может даже раздражать. Поэтому и было специально разработано устройство, помогающее легко изменять степень освещённости. Этот прибор представляет собой регулятор яркости ламп накаливания 220 В, позволяющий плавно управлять их накалом. При этом такой светорегулятор помогает экономить электроэнергию.

Устройство и виды

Сегодня в продаже можно встретить большое количество светорегуляторов для различных осветительных приборов. Одним из самых недорогих и простых по принципу действия является приспособление, управляющее яркостью свечения ламп накаливания. Всё дело в том, что лампа представляет собой простейшее осветительное устройство.

В лампе накаливания используются свойства определённого типа материала излучать свет при нагреве. Для того чтобы это излучение было видно, температура тела должна превышать 570 °C (красный спектр). Нагрев вещества достигается путём пропускания через него тока. Поэтому в качестве источника излучения должен использоваться тугоплавкий проводник, сопротивление которого току позволит преобразовать электрическую энергию в световую. Всеми этими качествами обладает вольфрам, который и используется в качестве нити накала.

Рабочая температура вольфрама достигает 2000-2800 °C, из-за чего спектр свечения лампы сдвинут в жёлтый цвет. При таких температурах вольфрам окисляется, поэтому для избегания процесса окисления нить помещается в вакуумированную колбу, которая заполняется инертным газом. В качестве газа используется азот, аргон или криптон.

Принцип действия светорегулятора для ламп накаливания построен на изменении степени нагрева вольфрамовой нити в колбе. Достигается это путём регулирования силы тока, проходящей через прибор света. Такие регуляторы называются диммерами. Различные их виды можно встретить в специализированных торговых точках по продаже светового оборудования, но при желании можно изготовить диммер и своими руками. Его несложная конструкция позволяет собрать и подключить устройство самостоятельно даже людям, которые не имеют специальных технических знаний.

Принцип действия

Своим названием диммер обязан английскому слову dim, которое переводится как «затемнять». По своей сути он является регулятором электрической мощности. Простейшим его видом является реостат, но для изменения световой силы приборов его не используют из-за низкого коэффициента полезного действия (КПД). Другим его видом является автотрансформатор. Однако крупные его размеры и внушительный вес делают применение автотрансформатора неудобным.

Развитие полупроводниковых приборов позволило использовать для светорегулировки новые технологии, работающие на принципе преобразовании частоты. Таким образом, регуляторы освещения для лампы накаливания разделяют на два вида:

• аналоговые;
• цифровые.

В основе принципа аналогового устройства лежит отбор энергии от осветительного прибора путём изменения сопротивления линии. Например, в случае использования реостата, который представляет собой переменный резистор, происходит изменение сопротивления в цепи с подключённой лампочкой. Для этого последовательно в цепь нити накала включается переменный резистор. Увеличение его сопротивления ведёт к уменьшению силы тока, поступающего на лампу, а значит, нить меньше нагревается, и свечение становится тусклее. Но при таком подходе потребление мощности не уменьшается, её часть выделяется на реостате, приводя к его нагреву.

Неудобства использования аналоговых регуляторов почти полностью решены в цифровых устройствах. В их основе применяется принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), позволяющий управлять подачей мощности к нагрузке. Это достигается путём изменения длительности импульсов при определённой частоте сигнала. Для этого используются коммутационные элементы, которые собираются на транзисторах, работающих в ключевом режиме, и генератор - ШИМ-контроллер. Задача последнего заключается в управлении электронными ключами.

В закрытом состоянии ток через ключ очень мал, а значит, мощность рассеивания ничтожна. В открытом состоянии, несмотря на большой ток, сопротивление также мало, а тепловые потери незначительны. Наибольшее количество тепла выделяется в момент переключения ключа. Изменение светосилы осветителя зависит от периода времени и скважности импульса сигнала, при этом значение тока остаётся постоянным.

Характеристики и возможности

Использование светорегуляторов имеет ряд преимуществ по сравнению с простым включением и выключение света. В первую очередь - это дополнительный комфорт, а во вторую - экономия электроэнергии. Современные приборы позволяют изменять освещение, даже не притрагиваясь к выключателям света из-за возможности использования пульта дистанционного управления. Можно выделить следующие основные преимущества:

• повышение энергоэффективности освещения;
• плавное включение и выключение света;
• продление срока эксплуатации осветительных приборов;
• работа ламп по запрограммированному алгоритму.

Сегодня производители предлагают устройства, различающиеся по виду, стоимости и набору дополнительных функций. Но при этом отмечаются и недостатки. Прежде всего, это чувствительность к перегреву, поэтому в помещениях с высокой температурой их устанавливать не рекомендуется. Кроме этого, из-за особенностей работы прибора возникают радиоимпульсы, которые могут стать источником помех.

Следует знать, что у ламп накаливания отсутствует индуктивность и ёмкость. Они представляют собой инерционные устройства. А это значит, что при уменьшении потребляемой мощности изменяется цветовая температура света. Из жёлтого спектра она сдвигается в сторону красного излучения. Освещение на малой мощности может оказаться неприятным, потому некоторые производители встраивают в свои устройства порог отсечения. При достижении определённой величины лампа сразу отключается. К основным характеристикам прибора относят:

Производители приборов

Покупая устройство, не в последнюю очередь нужно обращать внимание на его производителя. Приобретение некачественного товара может привести к возникновению пожара, поэтому лучше отдавать предпочтение известным производителям. Обычно они имеют обширную сеть сервисных центров, благодаря чему гарантийный ремонт осуществляется в кратчайшие сроки, но чаще всего изделие просто меняется на новое. К лидирующим компаниям, выпускающим диммеры для ламп накаливания, относят:

Схемотехника устройств

Существует довольно много технических решений изготовления светорегулирующих приборов. Но ключевые блоки их однотипные - это элементы управления и управляющий модуль. Самый простой вариант схемы диммера для лампы накаливания содержит не более пяти радиоэлементов и лёгок к повторению даже начинающему радиолюбителю, в то время как сложные многофункциональные приборы содержат микросхемы и программный код.

Простые схемы можно выполнять навесным монтажом, а вот для сложных устройств понадобится изготовить печатную плату. При самостоятельной сборке прибора любой сложности следует быть внимательным и соблюдать аккуратность, так как работы связаны с опасным для жизни напряжением 220 вольт.

Поворотный диммер

Такая схема не содержит дефицитных радиодеталей, а её ключевым элементом является симистор. Суть схемы сводится к тому, что ток появится на лампе лишь в том случае, если на управляющем электроде симистора возникнет отпирающий сигнал. Когда он откроется, нагрузка подключится.

Генератор в схеме реализован на двух симисторах VS1 и VS2. При включении в сеть 220 вольт конденсаторы C1 и C2 через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться. Как только уровень напряжения достигает значения, позволяющего открыться VS1, появляется ток, а конденсатор C1 разряжается. Чем больше сопротивление цепочки R1-R2, тем медленнее происходит заряд, а значит, и увеличивается скважность импульсов. При изменении сопротивления R2 регулируется длительность импульсов.

Таблица радиоэлементов:

Светорегулятор на микроконтроллере

Такого типа схемы используются в диммерах с возможностью дистанционного управления. Главным элементом устройства является микроконтроллер DD1. Через делитель напряжения R8-R10 сетевое напряжение поступает на вход контроллера. Переход синусоидального сигнала через ноль характеризуется падающим фронтом напряжения, что вызывает прерывание программы микросхемы.

Элементы VD3-VD4 образуют стабилизированный однополупериодный выпрямитель. Конденсатор С6 и резистор R6 нужны для защиты параметрического стабилизатора. Для сборки такого прибора своими руками понадобится изготовить печатную плату, а уровень знаний по радиоэлектронике должен быть средним.

Конденсаторы C1 и C2 играют роль фильтра и предназначены для сглаживания выпрямленного напряжения. Через диод VD1 в случае пропадания напряжения в сети 220 В происходит разряд C5. На транзисторе VT1 собран ключ, разряжающий C4 при взаимодействии пользователя с сенсорной пластиной. В качестве неё можно использовать даже самодельную металлическую пластину, приклеенную с обратной стороны клавиши любого выключателя.

Симистор должен быть рассчитан на максимальное рабочее напряжение не менее 600 вольт, а его ток обязан превышать требуемый нагрузкой в два раза. Если на четвёртом выводе микроконтроллера присутствует единица, тогда симистор закрыт. Для его открытия формируется импульс сигнала длительностью не менее 15 мкс.

Радиоэлемент устанавливается на радиатор. В качестве фотоприёмника используется любой фотоэлемент с несущей частотой инфракрасного сигнала 36 кГц.

В магазине заводской стоит дорого - около 10 долларов, да они и не очень надежные. У меня был такой, и через пару месяцев сгорел так, что восстановлению не подлежал и я решил сделать самостоятельно схему которая по цене не превышает 1 доллар. Вот схема самого на BT136-600:

А это схема подключения к лампе и сети:

Или проще говоря, можно подключать вместо выключателя. О деталях регулятора яркости: C1-0.1мкф(104), динистор DB3, тиристор (симистор) можно использовать другой, в зависимости от тока нагрузки. Переменный резистор в диапазоне 500ком-1мом, светодиод любой.

Налаживание заключается в подборе сопротивления переменного резистора так, чтоб изменение яркости происходило плавно по всему положению вращения его ручки. Материал предоставил ansel73.

Здесь мы рассмотрим самый популярный среди самодельиков и китайских производителей простой переменного тока - так называемый "диммер ", который используется для контроля питания резистивной нагрузки, такой как лампы накаливания или нагревательные элементы (утюга, плиты, тепловентилятора, паяльника и т.д.). Максимальная нагрузка, которую он может обрабатывать, составляет 400 ватт. Такая схема очень часто встречается даже в промышленных регуляторах и доказала свою эффективную работу при номинальной мощности.

Электрическая схема регулятора яркости

Список деталей регулятора яркости

• R1 3.9K - 0,25 ватт
• R2 470K линейный потенциометр
• C1 33 нФ / 400V конденсатор
• C2 100 нФ полиэстеровый конденсатор
• L1 20 витков 0.8 мм эмаль-провода на 4 мм ферритовом сердечнике
• D1 DB4 динистор
• T1 BTA10-400B тиристор
• радиатор для T1
• PCB винтовые клеммы

Схема работает по принципу контроля фазы переменного тока 220 В позволяя подключать нагрузку на разных участках сетевой синусоиды. Подробнее смотрите на графики - сверху слабая моность (регулятор на минимум), а снизу средняя (регулятор на середину шкалы).

Регулировка осуществляется потенциометром R2, который контролирует время, необходимое для заряда C2 через R1-R2. Ёмкость C2 заряжается до тех пор, пока не достигнет напряжение пробоя динистора D1, который затем открывает кратковременно T1. После того, как тиристор приоткрылся - нагрузка получает электрическую энергию. Компоненты L1 и C1 работают как фильтр подавления помех.

Схема регулятора яркости ламп накаливания напрямую подключена к электросети, так что смертельно опасное напряжение присутствует на всех элементах платы. Берегите себя. Соответственно и потенциометр должен иметь пластиковую рукоятку, чтобы обеспечить достаточный уровень изоляции 220 В.

Чтобы сделать регулятор напряжения для лампы накаливания торшера или бра с лампой накаливания, нужно совсем мало радиодеталей.

Первый вариант регулятора яркости

Взгляните на электросхему на рис. 1.44.

Тиристор VS1 находится под управлением динистора VD1. При каждой полуволне сетевого напряж. емкость Сl подвергается зарядке сквозь величину Rl. Когда напряжение на емкости Cl увеличится до напряж. включения динистора VD1 - он окажется в открытое положении.

Тиристор VS1 отпирается, а емкость Сl разряжается сквозь динистор и контролирующий ввод тиристора. Изменяя величину сопротивления Rl, меняем момент заряда емкости, а, значит, и момент включения тиристора. Таким образом, есть возможность регулировать яркости ламп накаливания от нуля до Uc/2 — UBK (Uc - сетевое напряжение, UBK - напряжение включения динистора).

Поскольку тиристор отпирается только при положительной полуволне напряжения, то и регулировка яркости ламп накаливания производится до половины сетевого напряжения. Для включения максимальной яркости ламп накаливания может служить штатный выключатель светильника, показанный на рисунке пунктиром.

Второй вариант регулятора яркости лампы накаливания

Регулятором, показанным на рис. 1.45, возможно менять напряжение от ноля до 100 % за вычетом напряж. включения динистора.

При выключенном переключателе SA1 электросхема работает аналогично описанной выше. После включения переключателя SA1 одна полуволна напряж. проходит на лампу Н1.1 сквозь диод VD1, а подача другой полуволны напряж. регулируется. сопротивлением Rl.

Регулятор яркости ламп накаливания по этой электросхеме возможно использовать для изменения температуры жала паяльника. В этом случае переключатель SA1 может выполнять роль включателя дежурного режима. При максимальном сопротивлении Rl и выключенном переключателе SA1 электросхема ток не потребляет, в связи с этим надобность в дополнительном выключателе отпадает.