КОММУТАТОР «БЕГУЩАЯ ВОЛНА»

May 12, 2010 by admin Комментировать »

Д.Приймак

Большой популярностью у радиолюбителей пользуются переключатели елочных гирлянд, а также переключате­ли иллюминации, создающие эффект «бегущей волны». Об одном таком переключателе рассказывалось в статье Л. Соколова «Трехфазный переключатель елочных гир­лянд» в сборнике «В помощь радиолюбителю», вып. 65 (М, ДОСААФ, 1979).

Несмотря на достоинства этого переключателя (бес­трансформаторное питание, значительная мощность нагрузки каждого канала, регулирование одним пере­менным резистором направления и скорости движения «световых волн»), при эксплуатации его выявились и некоторые недостатки. Так, отсутствие фиксированного смещения на базах транзисторов мультивибратора и ма­лое сопротивление резистора в цепи эмиттеров услож­няли запуск мультивибратора, поэтому приходилось после включения устройства пользоваться кнопкой запуска. Из-за значительного коллекторного тока тран­зисторов, необходимого для надежного открывания три-нисторов, требовался гасящий резистор большой мощ­ности (8 Вт). Кроме того, температурная нестабильность частоты переключения мультивибратора приводила к уходу установленной скорости движения «волн», что требовало частой ее подстройки.

В предлагаемом устройстве — коммутаторе гирлянд (рис. 1) учтены перечисленные недостатки. Световой эффект «бегущая волна» обеспечивает четырехфазный (а не трехфазный) мультивибратор, выполненный на кремниевых транзисторах. Напряжение смещения на базах транзисторов мультивибратора фиксировано и определяется падением напряжения на резисторе R22. Коллекторный ток этих транзисторов уменьшен до 0,3 мА, а сопротивление общего эмиттерного резистора R19 составляет немногим более половины сопротивления коллекторной нагрузки «ячейки» мультивибратора. Эти меры обеспечили надежный самозапуск мультивибра­тора.

clip_image002

Рис. 1. Схема коммутатора гирлянд

Для увеличения стабильности скорости движения «световых волн» собственная частота переключения мультивибратора выбрана значительно ниже требуемой и синхронизирована частотой высокостабильного гене­ратора, выполненного по схеме релаксационного гене­ратора на аналоге однопереходного транзистора. Син­хронизирующие положительные импульсы частотой сле­дования около 400 Гц поступают на базы транзисторов мультивибратора через разделительные диоды и вызы­вают принудительное переключение мультивибратора.

Каждый каскад мультивибратора дополнен транзи­стором структуры n-р-n, причем его коллектор под­ключен к базе транзистора мультивибратора, а база со­единена с коллектором последнего через конденсатор связи небольшой емкости. При открывании транзистора мультивибратора открывается и дополнительный тран­зистор, а поскольку между ними существует положи­тельная обратная связь, оба они на время зарядки кон­денсатора связи входят в насыщение (работая как ана­лог тринистора). Через управляющий переход тринисто-ра, включенный в цепи эмиттера дополнительного тран­зистора, протекает импульс тока длительностью в не­сколько микросекунд и силой до 400 мА. Затем допол­нительный транзистор закрывается, а транзистор мультивибратора выходит из насыщения и остается открытым до прихода очередного синхронизирующего импульса. Источником энергии для формирования мощных импуль­сов служит конденсатор С1.

clip_image004

Рис. 2. Печатная плата (а) узла управления и расположение деталей на ней (б)

Питается узел управления тринисторами коммута­тора напряжением около 13 В, получаемым с помощью цепи из гасящих резисторов R24, R25, стабилитрона VD9 и конденсатора СП. Для уменьшения пульсаций пита­ющего напряжения ток через стабилитрон превышает ток потребления узла управления в 5…7 раз.

В коммутаторе использованы резисторы МЛТ-0,5 (R24, R25) и МЛТ-0,125 (остальные), причем конструк­ция печатной платы позволяет устанавливать и рези­сторы МЛТ-0,25, МЛТ-0,5. Транзисторы могут быть указанных на схеме серий с любыми буквенными индек­сами. Вместо диодов Д220 подойдут любые другие из серий КД102 — КД104, Д104 — Д106, Д220, Д223. Кон­денсаторы — КМ-3, КМ-4, КМ-6 или КТ-1. Конденсатор С1 может быть типа МБМ емкостью 0,05 мкФ на номи­нальное напряжение 160 В; СП — К50-20, К50-29 или К50-31 (емкостью 47 мкФ), а также К50-12 (емкостью 50 мкФ). Тринисторы могут быть КУ202К — КУ202Н или КУ201К, КУ201Л (в последнем случае допустимая мощ­ность нагрузки каждого канала должна быть несколько ниже — не более 600 Вт.) Вместо диодов Д247Б подой­дут Д246 — Д246Б, Д247, Д248Б. Стабилитрон КС213Е выбран из-за его способности работать при малых токах стабилизации. Его можно заменить на Д813 или Д814Д, подобрав резисторы R24, R25, но лучшие результаты дает использование в качестве стабилитрона двух тран­зисторов серий КТ315, соединенных последовательно эмиттерными переходами (выводы коллекторов остают­ся свободными).

Детали узла управления можно смонтировать на пе­чатной плате (рис. 2), а силовую часть коммутатора-т-на плате из изоляционного материала с применением навесного монтажа.

clip_image006

Рис. 3. Схема приставки к ком­мутатору

Налаживание коммутатора сводится к настройке ге­нератора синхронизирующих импульсов на частоту 400 Гц. Для этого движок переменного резистора R1 устанавливают примерно в среднее положение, вместо резистора R2 временно впаивают переменный резистор сопротивлением 470 кОм, подключают к тринисторам нагрузку. Включают коммутатор в осветительную сеть и перемещением движка временного переменного рези­стора добиваются очень медленного переключения источ­ников света. Измерив сопротивление временного пере­менного резистора, заменяют его постоянным резисто­ром такого же сопротивления.

Несколько разнообразить световой эффект можно с помощью приставки к коммутатору, собранной по схеме на рис. 3. Теперь скорость перемещения «световых волн» будет периодически сначала, скажем, плавно замед­ляться в течение 10 с, а затем плавно возрастать в тече­ние такого же времени.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты