Устройство регулирования освещения большой мощности

September 22, 2011 by admin Комментировать »

Освещение крупногабаритных помещений, комнат и залов осуществляется, как правило, большим количеством ламп накаливания, собранных в люстры, светильники или другие различные осветительные устройства. В современных устройствах регулирования освещения широкое применение находят симисторные регуляторы мощности для питания от сети переменного тока нагрузок с большой тепловой инерцией. Чаще всего применяется симистор типа КУ208, у которого максимально допустимый ток равен 5 А, но этого в ряде практических случаев недостаточно, да и сам симистор является дефицитным прибором. Для решения этой проблемы можно применить тиристор типа КУ202, он обеспечивает вдвое больший ток нагрузки и более распространен в радиолюбительской практике, чем симисторы, но для работы на обоих полупериодах сети переменного тока их необходимо включать в диагональ выпрямительного моста, составленного из мощных диодов.

Тиристорные регуляторы мощности относятся к электронным устройствам, в которых коммутация происходит в моменты перехода сетевого напряжения через нуль, а мощность регулируется, как правило, изменением числа полупериодов напряжения, подводимого к нагрузке. Отличается рассматриваемое устройство от других регуляторов мощности большей экономичностью, простотой схем- но-технического решения, небольшим количеством комплектующих ЭРЭ, однако оно содержит четыре биполярных транзистора, работать с которыми надо осторожно.

Устройство регулирования освещения предназначено для защиты ламп накаливания от перегорания в момент включения и бросков тока, превышающих допустимые значения, когда нить лампы находится в холодном состоянии, а ее сопротивление очень мало.

На рис. 3.11 приведена принципиальная электрическая схема устройства регулирования освещения большой мощности.

Работает устройство только при подключении к сети переменного тока напряжением 220 В, обеспечивая регулирование напряжения ламп накаливания, суммарная мощность которых не превышает 2000 Вт. В устройстве регулирования применен один тиристор, который открывается только в начале первого полупериода сетевого напряжения при мгновенном напряжении сети в пределах 18—20 В, что обеспечивает минимальный уровень помех, возникающих при переключении тиристора, при одновременном изменении числа полупериодов тока, протекающих через нагрузку за определенный промежуток времени.

Устройство регулирования состоит из входных и выходных цепей, выпрямительного устройства, управляющего элемента, собранного на тиристоре VS1, включенного в диагональ моста, транзисторного ключа, реле времени со стабилизатором напряжения.

Подключение устройства к сети переменного тока осуществляется с помощью электрического соединителя XI или непосредственным подключением выходных проводов к неразборным контактам. На входе устройства установлен плавкий предохранитель F1, защищающий элементы устройства от коротких замыканий при ошибках в монтаже и перегрузках. Индикаторная лампочка ///, также установленная на входе устройства, загорается сразу же после включения в сеть и свидетельствует о готовности устройства к эксплуатации. Включение и выключение устройства осуществляется с помощью двух переключателей S1 и S2.

Выпрямительное устройство собрано на четырех выпрямительных диодах VD2y VD4y VD7 и VD8 по однофазной двухполупериодной схеме Греца, которая характеризуется повышенной частотой пульсации выпрямленного напряжения, возможностью включения в сеть переменного тока без трансформатора, а также сравнительно небольшим обратным напряжением на выпрямительных диодах.

Биполярный транзистор VT1 выполняет функции ключа, управляющего работой тиристора VS1. В закрытом состоянии тиристора ток через нагрузку не проходит. Транзистор VT1 рассчитывается на напряжение перехода

Рис. 3.11. Схема устройства регулирования освещения большой мощности.

эмиттер—коллектор 300—350 В, а статический коэффициент передачи примененных транзисторов должен быть не менее 50. Важное значение в схеме имеет конденсатор С/, расчетная емкость которого влияет на работу транзистора VT2. Резисторы /?5, R7 и конденсатор С/ обеспечивают работу транзистора в открытом состоянии при мгновенном напряжении более 20 В.

После включения устройства в сеть начинает заряжаться конденсатор С2. В это время транзистор VT1 и тиристор VS1 открываются в начале каждого полупериода сетевого напряжения. После полной зарядки конденсатора С2 открывается транзистор VT4 и закрывает транзистор VT1 и тиристор VS1. При дальнейшем росте напряжения на аноде тиристора открывается транзистор VT3, и конденсатор С2 разряжается. Конденсатор С2 заряжается снова через резистор R10, и если он успевает зарядиться в начале положительного полупериода сетевого напряжения, то через лампы накаливания протекает не менее половины номинального тока, который зависит также от положения движка этого резистора. Время зарядки конденсатора С2 регулируется переменным резистором R10, и от этого зависит величина тока нагрузки. При полностью выведенном сопротивлении резистора R10 в нагрузку поступает 50% номинального значения тока и лампы горят вполнакала, разогревая нить. Резистором R10 регулируется мощность нагрузки в пределах от 50 до 98%. Напряжение зарядки конденсатора С2 стабилизировано стабилитроном VD9, и конденсатор заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона VD6.

При изготовлении устройства регулирования применены следующие комплектующие ЭРЭ: тиристор VS1 типа КУ202; транзисторы VTI типа КТ940А, VT2 — КТ315Б, VT3 — КТ315Г, VT4 — КТ315Б; выпрямительные диоды VDI типа КДЮ5Б, VD2 — КД203А, VD3 — КДЮ5Б, VD4 — КД203A, VD5 — КД105Б, VD7 — КД203А, VD8 — КД203А; стабилитроны VD6 типа Д814А, VD9 — Д814Д; конденсаторы С/ типа КМ-6-Н50-0.1 мкФ, С2 — К73-16-0,5 мкФ; резисторы R1 типа МЛТ-0,5- 1,5 МОм, R2 — МЛТ-2 1,5 кОм, R3 — МЛТ-0,5-15 кОм, R4 — МЛТ-1- 75 кОм, R5 — МЛТ-0,5-2,7 кОм, R6 — МЛТ-2-36 кОм, R7 — МЛТ-1- 100 кОм, R8 — МЛТ-0,5-220 кОм, R9 — МЛТ-0,5-2,7 кОм, R10 — СП- 1-1-А-130 кОм, R11 — МЛТ-0,5-68 кОм; предохранитель плавкий F1 типа ПМ-1-2 А; переключатели S/ и S2 типа П2К, неоновая лампочка тлеющего разряда Н! типа ТН-0,3; электрический соединитель XI типа «вилка» с электрическим кабелем.

При монтаже, регулировке и ремонте можно использовать другие комплектующие элементы, не ухудшающие качество работы и отвечающие требованиям эксплуатации данного устройства. Тиристор типа КУ202М можно заменить на тиристоры типов,КУ202Н, КУ211А, КУ210А; резисторы типа МЛТ — на ОМЛТ, ВС, МТ, ВСа, С1-4; выпрямительные диоды типа КДЮ5Б — на МД226, Д226, Д229Б, Д237Б; стабилитрон типа Д814Д — на КС515А, Д816В.

При замене выпрямительных диодов необходимо выбирать такие, чтобы обратное напряжение было не менее 300 В, это же условие необходимо выполнить при замене тиристора. Мощные выпрямительные диоды и тиристор должны быть установлены на радиаторы охлаждения с активной площадью рассеивания тепла 100 см2. Транзистор типа КТ940 можно заменить на транзисторы типов КТ812А, КТ812Б, КТ969А.

Техническая характеристика

устройства регулирования освещения большой мощности

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В ……………………………….. 220

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………… 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, %……………………………….. — 10…-f-15

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………… 49,5—50,5

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ………………….. 10

Мощность устройства регулирования, Вт……….. 2000

Количество ламп накаливания, включаемых

одновременно, мощностью 100 Вт, шт…………. 20

Максимальный ток нагрузки, А…………………….. 8

Сопротивление изоляции токоведущих

проводников, МОм, не менее……………………… 10

Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . .80

Кпд, %, не менее …………………………………………… 92

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

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