Акустическое реле

June 14, 2010 by admin Комментировать »

Стремительное повышение цен на электроэнергию побуждает применять различные способы энергосбережения. Благодаря по­всеместному применению в различной радиоаппаратуре совре­менной электронной базы и экономичных источников питания эрго­номические показатели бытовой техники в последние годы резко

clip_image002

Рис. 1.29

улучшились, и все же несмотря на всеобщий прогресс заката архаичных, но дешевых ламп накаливания в обозримом будущем не предвидится.

Из-за низкого КПД таких ламп затраты на освещение зачастую превышают стоимость потребленной электроэнергии всеми други­ми электроприборами, находящимися в постоянной эксплуатации в этом же помещении. Снизить затраты на освещение можно с по­мощью различных устройств автоматики. Принципиальную схему одного из возможных вариантов такого устройства вы видите на рис. 1.29. Устройство представляет собой акустическое реле с плавным включением и отключением ламп накаливания. Примене­ние современной электронной базы позволило создать надежную, устойчиво работающую малогабаритную конструкцию. Основу предлагаемого реле составляют две микросхемы. Первая, DA1, представляет собой микромощный программируемый малошумя-щий усилитель в корпусе DIP8, вторая, DA2 – фазовый регулятор мощности в корпусе Power D1P12+4.

Сразу же после подачи напряжения питания замыканием вы­ключателя SA1 лампа накаливания EL1 находится в выключенном состоянии. От внутреннего источника стабильного тока микросхе­мы DA2 начинает заряжаться конденсатор 09. Процесс его зарядки до напряжения 1,5 В длится около 2 с, за это время лампа плавно зажигается, после чего продолжает светить с максимальной мощ­ностью. Конденсаторы 011, 012 предназначены для задержки включения транзисторных аналогов тринисторов на каждой полу­волне сетевого напряжения. Резистор R13 нужен для разрядки конденсатора С9 после отключения питания, что при последующем включении (спустя не менее чем 15 с) снова обеспечит плавное зажигание лампы накаливания.

Узел управления микросхемой DA2 получает питание от про­стейшего параметрического стабилизатора напряжения, построен­ного на стабилитроне VD5 и элементах СЮ, VD3, R14. Цепь VD4 R15 компенсирует влияние цепи VD3, R14 на узлы микросхемы DA2. Процесс зарядки конденсаторов С2, СЗ, СЮ после подачи напряжения питания длится около 10 с, после чего акустическое реле полностью готово к нормальному функционированию.

При включении лампы выключателем SA1 через резистор R10 начинает заряжаться конденсатор С7. При указанных на схеме но­миналах R10 и С7 зарядка этого конденсатора до напряжения 4…5 В длится около 90 с при условии, что на микрофон не оказывается существенного акустического воздействия. Как только напряжение на этом конденсаторе превысит суммарное пороговое напряжение затвор-исток полевых транзисторов \/Т2 и VT3, эти транзисторы откроются, конденсатор С9 начнет разряжаться через резистор R12 и открытый канал транзистора VT3, следовательно, лампа плавно погаснет в течение 3…4 с.

Если звуковое давление на мембрану микрофона превысит не­которое значение, то переменное напряжение звуковой частоты, усиленное ОУ DA1, поступит на детектор, построенный на диодах VD1 и VD2. Как только напряжение на конденсаторе 08 превысит 1,6.-2,5 В, транзистор VT1 откроется и разрядит конденсатор 07. Следовательно, транзисторы VT2 и VT3 закроются, конденсатор 09 снова начнет заряжаться, и лампа плавно включится. Исполь­зование в качестве ключей полевых п-канальных транзисторов обогащенного типа позволяет значительно упростить схему уст­ройства без ущерба для эксплуатационных характеристик акусти­ческого реле.

Ток, потребляемый микросхемой DA1, программируется рези­стором R5. В данном случае его значение находится в интервале 100… 150 мкА. Цепь R6 05 снижает усиление и шумы ОУ на высо­ких звуковых частотах. В некоторых случаях может оказаться полез­ным шунтирование микрофона конденсатором емкостью 0,01 мкФ. Резистор R7 уменьшает чувствительность реле к случайным ко­ротким звукам.

В конструкции могут быть применены постоянные резисторы МЛТ, 02-23, 02-33. Переменный резистор R4 – типа СПЗ-386,

РП1-63М. Оксидные конденсаторы – малогабаритные импортные аналоги К50-35 известных зарубежных производителей, керамиче­ские – КМ-5, КМ-6, К10-1. Если вы ограничены габаритами корпуса, то можно попробовать оксидно-полупроводниковые конденсаторы, например, ниобиевый К53-4. Нужно подобрать экземпляр с током утечки не более 50 нА при напряжении 15 В и температуре корпуса конденсатора 25 °С.

Диоды VD1, \/D2 – любые маломощные кремниевые, например, серий КДЮЗ, КД510, КД521, КД522. Диоды VD3, VD4 можно заме­нить на RL104-RL107, IN5395, КД102Б, КД243Д, серий КД209, КД528 (Б – Д). Стабилитрон VD5 – любой маломощный на 8…10 В, например, КС182А, КС126М, КС191Ж, Д814Б, 1N4739A, TZMC-9V1. Токовые ключи на полевых транзисторах можно заменить на КП501Б, КП501В или ZVN2120. При этом VT2 и VT3 желательно подобрать с возможно большим пороговым напряжением затвор-исток, иначе для получения длительной выдержки потребуется увеличение емкости конденсатора 07 или сопротивления резисто­ра R10.

Операционный усилитель КР1407УД2 можно заменить импорт­ным аналогом LM4250. Можно использовать и КР140УД12, если верхний по схеме вывод резистора R5 соединить с общим прово­дом и подобрать его сопротивление. Микрофон можно применить любой электретный с током потребления не более 500 мкА при пи­тающем напряжении 4,5 В.

На провода питания, идущие к микросхеме DA2, можно надеть небольшие ферритовые трубочки (L1, L2), аналогичные исполь­зуемым в импульсных блоках питания или блоках строчной раз­вертки.

Налаживание безошибочно собранного звукового реле сводится к установке напряжения, равного половине постоянного напряже­ния питания, подбором сопротивления резистора R1 на положи­тельном выводе конденсатора СЗ. Переменным резистором R4 устанавливается желаемая чувствительность микрофонного уси­лителя. Время выдержки, которое отрабатывает звуковое реле до отключения питания, зависит от параметров 07 и R10.

Микросхема КР1182ПМ1 способна работать с нагрузкой мощно­стью до 150 Вт. Рекомендуется использовать ее с лампами нака­ливания общей мощностью до 100 Вт. При этом к ее теплоотвод-ным выводам желательно припаять небольшой радиатор площа­дью 4…6 см^ из листовой латуни. Вместо пайки можно приклеить радиатор к корпусу микросхемы теплопроводным клеем «АлСил-5».

Если необходимо управлять лампами накаливания большей мощ­ности, то можно применить параллельное включение микросхем, либо дополнить устройство симистором.

При разводке платы следует учитывать возможное негативное влияние микросхемы DA2 на входные цепи ОУ DA1. Если в устрой­ство будет установлен дополнительный симистор, то существует вероятность, что уровень создаваемых помех сильно возрастет, поэтому может потребоваться применение сетевого LC фильтра.

Если резистор R13 заменить на переменный, то можно управ­лять мощностью, подаваемой на нагрузку. Можно увеличить сопро­тивление резистора R12, тогда при наступлении тмшины лампа накаливания будет погасать не полностью, что в неюторых случаях может бьпъ удобным.

При настройке и эксплуатации устройства следует учитывать, что все ее элементы имеют гальваническую связь с осветительной сетью, и соблюдать меры предосторожности.

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