Απλός έλεγχος ισχύος για την ομαλή λυχνία

Ένα άρθρο σχετικά με τον τρόπο κατασκευής μιας συσκευής για την ομαλή ενεργοποίηση των λαμπτήρων χρησιμοποιώντας το τσιπ KR1182PM1.

Οι ελεγκτές ισχύος χρησιμοποιούνται ευρέως. Η απλούστερη από αυτές μπορεί να θεωρηθεί ως συμβατική δίοδος, συνδεδεμένη σε σειρά με το φορτίο. Αυτός ο "κανονισμός" χρησιμοποιείται συχνότερα σε δύο περιπτώσεις: ως μέσο επέκτασης της διάρκειας ζωής ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως (συνήθως στις σκάλες στις κλίμακες) και για την αποτροπή υπερθέρμανση του συγκολλητικού σιδήρου. Σε άλλες περιπτώσεις, οι ρυθμιστές χρησιμεύουν για να αλλάξουν την ισχύ στο φορτίο σε ένα ευρύ φάσμα.

Ειδικό τσιπ KR1182PM1

Υπάρχουν πολλά σχέδια ρυθμιστικών αρχών, από τα πιο απλά έως τα πιο σύνθετα. Ένας από τους τρόπους δημιουργίας απλών, αξιόπιστων και πολυλειτουργικών ελεγκτών ήταν η δημιουργία ενός ειδικού τσιπ KR1182PM1.

Ο μικροκυκλώτης είναι ένας ρυθμιστής φάσης, κατασκευασμένος δομικά στο σχέδιο POWEP-DIP. Η θήκη είναι δεκαέξι ακίδων, η κλίση του πείρου είναι μετρική και οι ακίδες 4, 5 και 12, 13 δεν χρησιμοποιούνται, αν και εντός του μικροκυκλώματος συνδέονται μηχανικά με τον κρύσταλλο. Σκοπός τους είναι να αφαιρέσουν τη θερμότητα από τον κρύσταλλο. Επίσης, οι ακίδες 1, 2 και 7, 8 δεν χρησιμοποιούνται για σύνδεση. Το σχέδιο περιβλήματος μικροκυμάτων φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1. Θήκη τσιπ POWEP-DIP

Το εύρος του τσιπ KR1182PM1 είναι πολύ ευρύ. Πρώτον, είναι ο έλεγχος της λειτουργίας λαμπτήρων πυρακτώσεως, ο οποίος προβλέπει τόσο την πραγματική ρύθμιση της ισχύος όσο και την ομαλή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση.

Δεύτερον, το KR1182PM1 χρησιμοποιείται επιτυχώς για τον έλεγχο της συχνότητας περιστροφής ηλεκτρικών κινητήρων.

Και τρίτον, για τον έλεγχο ισχυρών θυρίστορ και triacs, πράγμα που καθιστά δυνατή την αύξηση της ισχύος φορτίου. Χωρίς τη σύνδεση εξωτερικών θυρίστορ, ο μικροκυκλώνας μπορεί να αλλάξει ισχύ που δεν υπερβαίνει τα 150 W, το οποίο, όπως βλέπετε, δεν είναι τόσο μικρό σε τέτοια μεγέθη.

Ο μικροκυκλώτης συσκευής KR1182PM1

Η εσωτερική δομή του τσιπ είναι πολύ περίπλοκη. Περιέχει δεκαεπτά τρανζίστορ, έξι δίοδοι και δώδεκα αντιστάτες. Επομένως, σε αυτό το άρθρο δεν θα εξετάσουμε λεπτομερώς τον μικροκυκλώνα, αλλά θα εξετάσουμε μόνο τους κόμβους του. Η εσωτερική δομή του τσιπ εμφανίζεται στο Σχήμα 2.

Σχήμα 2. Η εσωτερική δομή του τσιπ KR1182PM1.

Για τον έλεγχο του φορτίου εντός του μικροκυκλώματος, υπάρχουν δύο τρισίστορ (θυρίστορ), καθένας από τους οποίους συναρμολογείται με τη μορφή ενός αναλογικού τρανζίστορ. Στο διάγραμμα, αυτά είναι τα τρανζίστορ VT1, VT2 και VT3, VT4. Για να εξασφαλιστεί η λειτουργία σε εναλλασσόμενη τάση, οι τρινίστρες μετατρέπονται σε παράλληλες παράλληλες, καθώς και τα συνηθισμένα θυροσκόπια.

Στις τρανζίστορ VT15 ... VT17, συναρμολογείται μονάδα ελέγχου, η οποία συνδέεται μέσω διαχωριστικών διόδων VD6 και VD7 στα ηλεκτρόδια ελέγχου των τρινιστών.

Εκτός από αυτά τα στοιχεία, ο ελεγκτής διαθέτει μια ενσωματωμένη μονάδα θερμικής προστασίας, η οποία περιορίζει το ρεύμα εξόδου, προστατεύοντας έτσι το μικροκυκλώματα από υπερφόρτωση και αστοχία.

Υπάρχουν πολύ λίγα εξωτερικά μέρη συνδεδεμένα στο τσιπ. Πρώτον, αυτοί είναι πυκνωτές C1 και C2. Σκοπός τους είναι να παράσχουν μια ορισμένη καθυστέρηση στην ενεργοποίηση των θυρίστορ σε σχέση με τη στιγμή που η τάση δικτύου περνάει από το μηδέν. Επιπλέον, δεν επιτρέπουν την ενεργοποίηση των θυρίστορ όταν συνδέεται ολόκληρη η συσκευή στο δίκτυο.

Δεύτερον, είναι ένα κύκλωμα ελέγχου συνδεδεμένο με τις ακίδες 3 και 6. Η έννοια της εργασίας του έχει ως εξής. Όταν η τάση δικτύου είναι ενεργοποιημένη, ο πυκνωτής C3 δεν φορτίζεται, επομένως κλείνει τους ακροδέκτες 3 και 6 σχεδόν βραχέως, οπότε το φορτίο αποσυνδέεται. Ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει ομαλά από μια γεννήτρια ρεύματος που γίνεται στα τρανζίστορ VT11 και VT12. καθώς φορτίζεται, η φωτεινότητα της λάμπας EL1 αυξάνεται ομαλά από μηδέν σε μέγιστο.

Εάν κλείσετε τον διακόπτη SB1, ο πυκνωτής C3 θα αποφορτιστεί σταδιακά και η φωτεινότητα της λυχνίας μειώνεται αναλόγως μέχρι να σβήσει. Ο πυκνωτής C3 μπορεί να κυμαίνεται από 200 έως 500 uF. Στην πρώτη περίπτωση, η καθυστέρηση ενεργοποίησης θα είναι οπτικά ανεπαίσθητη, στη δεύτερη θα φτάσει σε αρκετά δευτερόλεπτα. Η αντίσταση R1 μπορεί επίσης να έχει μια τιμή που κυμαίνεται από 100 ohms έως δεκάδες KOhm, η οποία επηρεάζει το χρόνο ομαλής απενεργοποίησης.

Είναι γνωστό ότι ένας λαμπτήρας πυράκτωσης με ισχύ 150 W κατά το χρόνο ενεργοποίησης καταναλώνει ρεύμα μέχρι 10 Α, αλλά εάν η καθυστέρηση ενεργοποίησης είναι ελάχιστη και δεν είναι ακόμη ορατή, το ρεύμα εισόδου κατά την ενεργοποίηση δεν υπερβαίνει τα 2 A.

Το σχήμα 3 δείχνει έναν απλό χειροκίνητο ρυθμιστή ισχύος. Σε αυτή την περίπτωση, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή αντίσταση με έναν διακόπτη ως αντίσταση ελέγχου. Η αντίσταση πρέπει να είναι ενεργοποιημένη έτσι ώστε όταν η SA1 είναι απενεργοποιημένη, η αντίσταση της είναι ελάχιστη. Έτσι, κατά την ενεργοποίηση και την περιστροφή της αντίστασης R1, η ισχύς θα αλλάξει από το μηδέν στο μέγιστο. Ένας τέτοιος ρυθμιστής είναι κατάλληλος για τον έλεγχο της φωτεινότητας της λάμπας, της θέρμανσης του συγκολλητικού σιδήρου και της ταχύτητας του οικιακού ανεμιστήρα.

Σχήμα 3. Ρυθμιστής ισχύος στο τσιπ KR1182PM1.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ισχύς που αλλάζει από ένα μόνο τσιπ δεν είναι μεγαλύτερη από 150 watts. Εάν υπάρχει ανάγκη αύξησης της ισχύος της συσκευής, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την παράλληλη σύνδεση δύο τσιπ, όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Μια τέτοια σύνδεση επιτρέπει τον έλεγχο ενός φορτίου τουλάχιστον 300 watt.

Εικόνα 4. Παράλληλη σύνδεση των μικροκυκλωμάτων KR1182PM1.

Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει μια τέτοια σύνδεση είναι η συγκόλληση του μικροκυκλώματος σε "δύο ορόφους" - ο πρόσθετος μικροκυκλώτης είναι απλά συγκολλημένος σε αυτόν που είναι ήδη εγκατεστημένος στην πλακέτα κυκλώματος. Σε αυτή την περίπτωση, δεν απαιτείται αλλαγή του ίδιου του πίνακα.

Εάν η ισχύς φορτίου είναι τέτοια ώστε ακόμη και η παράλληλη σύνδεση των μικροκυκλωμάτων δεν μπορεί να αντιμετωπίσει, τότε η ισχύς του ρυθμιστή μπορεί να αυξηθεί σημαντικά συνδέοντας το φορτίο μέσω τριακ. Σε αυτή την περίπτωση, ο μικροκυκλώνας ελέγχει μόνο το triac και ο τελευταίος ελέγχει το πραγματικό φορτίο. Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας σύνδεσης φαίνεται στο σχήμα 5.

Εικόνα 5. Σύνδεση ενός ισχυρού φορτίου μέσω ενός τριακ.

Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, ως ρυθμιστικό στοιχείο χρησιμοποιείται ένας μεταβλητός αντιστάτης R1, συνδυασμένος με έναν διακόπτη SA1. Μόνο η σύνδεσή του είναι κάπως διαφορετική. Η απόρριψη φορτίου συμβαίνει όταν η ομάδα επαφών SA1 κλείνει τις επαφές 3 και 6 του μικροκυκλώματος. Κατά συνέπεια, σε αυτή τη θέση, η αντίσταση R1 πρέπει να έχει μια ελάχιστη αντίσταση. Είναι σκόπιμο να κάνετε μια τέτοια υπενθύμιση εδώ - να θυμάστε ότι αν οι επαφές των μικροκυκλωμάτων 3 και 6 είναι κλειστές, τότε το φορτίο θα αποσυνδεθεί!

Σε αυτό, το πεδίο εφαρμογής του τσιπ KR1182PM1 δεν τελειώνει πολύ! Αντί για ένα απλό κλείσιμο επαφών 3 και 6 συμπεράσματα μπορούν να συνδεθούν φωτοτρανζίστορ, - αποδεικνύεται διακόπτης λυκόφωτος με ομαλή ένταξη. Εάν ένας οπτικός συζευγέας τρανζίστορ συνδέεται με αυτά τα συμπεράσματα, καθίσταται δυνατή η σταθεροποίηση της εναλλασσόμενης τάσης ή ελέγχου από τη συσκευή στον μικροελεγκτή. Όλες οι δυνατότητες απλά δεν μπορούν να μετρηθούν.

Στο επόμενο μέρος του αντικειμένου θα εξεταστεί ένα τριφασικό κύκλωμα μαλακής εκκίνησης κινητήρα με βάση τα μικροκυκλώματα KR1182PM1.

Μπόρις Aladyshkin