Prosta kontrola mocy dla płynnego włączania lampy

Artykuł o tym, jak zrobić urządzenie do płynnego włączania lamp za pomocą układu KR1182PM1.

Kontrolery mocy są szeroko stosowane. Najprostszy z nich można uznać za konwencjonalną diodę, połączoną szeregowo z obciążeniem. Ta „regulacja” jest najczęściej stosowana w dwóch przypadkach: jako środek przedłużający żywotność lampy żarowej (zwykle na klatkach schodowych w klatkach schodowych) i zapobiegający przegrzanie lutownicy. W innych przypadkach regulatory służą do zmiany mocy w obciążeniu w szerokim zakresie.

Specjalistyczny układ KR1182PM1

Istnieje wiele projektów regulatorów, od najprostszych do najbardziej złożonych. Jednym ze sposobów tworzenia prostych, niezawodnych i wielofunkcyjnych sterowników było stworzenie specjalistycznego układu KR1182PM1.

Mikroukład jest regulatorem fazy wykonanym strukturalnie w obudowie POWEP-DIP. Obudowa ma szesnaście pinów, podziałka pinów jest metryczna, a kołki 4, 5 i 12, 13 nie są używane, chociaż wewnątrz mikroukładu są one połączone mechanicznie z kryształem. Ich celem jest usunięcie ciepła z kryształu. Do połączenia nie są również używane piny 1, 2 i 7, 8. Rysunek obudowy mikroukładu pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Obudowa na chip POWEP-DIP

Zakres układu KR1182PM1 jest bardzo szeroki. Po pierwsze, kontrola działania żarówek zapewnia zarówno rzeczywistą regulację mocy, jak i płynne włączanie i wyłączanie.

Po drugie, KR1182PM1 z powodzeniem stosuje się do kontrolowania częstotliwości obrotów silników elektrycznych.

I po trzecie, kontrolować potężne tyrystory i triaki, co umożliwia zwiększenie mocy obciążenia. Bez podłączenia zewnętrznych tyrystorów mikroukład może przełączać moc nie większą niż 150 W, co, jak widać, nie jest tak małe przy takich rozmiarach.

Mikroukład urządzenia KR1182PM1

Wewnętrzna struktura układu jest dość skomplikowana. Zawiera siedemnaście tranzystorów, sześć diod i tuzin rezystorów. Dlatego w tym artykule nie przyjrzymy się szczegółowo mikroukładowi, ale rozważymy tylko jego poszczególne węzły. Wewnętrzna struktura układu pokazana jest na rysunku 2.

Rysunek 2. Struktura wewnętrzna układu KR1182PM1.

Aby kontrolować obciążenie wewnątrz mikroukładu, istnieją dwa trinistory (tyrystory), z których każdy jest zmontowany w formie analogu tranzystorowego. Na schemacie są to tranzystory VT1, VT2 i VT3, VT4. Aby zapewnić działanie na napięcie przemienne, trinistory są przełączane równolegle, podobnie jak zwykłe tyrystory.

W tranzystorach VT15 ... VT17 zamontowana jest jednostka sterująca, która jest połączona poprzez diody rozdzielające VD6 i VD7 z elektrodami sterującymi trinistorów.

Oprócz tych elementów sterownik ma wbudowane zabezpieczenie termiczne, które ogranicza prąd wyjściowy, chroniąc w ten sposób mikroukład przed przeciążeniami i awariami.

Do układu podłączonych jest bardzo niewiele części zewnętrznych. Po pierwsze są to kondensatory C1 i C2. Ich celem jest zapewnienie pewnego opóźnienia włączenia tyrystorów w stosunku do momentu, w którym napięcie sieciowe przechodzi przez zero. Ponadto nie pozwalają na otwarcie tyrystorów, gdy całe urządzenie jest podłączone do sieci.

Po drugie, jest to obwód sterujący podłączony do pinów 3 i 6. Znaczenie jego pracy jest następujące. Kiedy napięcie sieciowe jest włączone, kondensator C3 nie jest ładowany, więc zamyka prawie zaciski 3 i 6, więc obciążenie zostaje odłączone. Kondensator zaczyna ładować się płynnie z generatora prądu wykonanego na tranzystorach VT11 i VT12. w miarę ładowania jasność lampy EL1 również płynnie wzrasta od zera do maksimum.

Jeśli zamkniesz przełącznik SB1, kondensator C3 stopniowo się rozładuje, a jasność lampy odpowiednio zmniejszy się, aż zgaśnie. Kondensator C3 może być w zakresie 200 ... 500 uF. W pierwszym przypadku opóźnienie włączenia będzie wizualnie niedostrzegalne, w drugim osiągnie kilka sekund. Rezystor R1 może również mieć wartość w zakresie od 100 omów do dziesiątek KOhm, co wpływa na czas płynnego wyłączenia.

Wiadomo, że lampa żarowa o mocy 150 W w momencie włączenia zużywa prąd do 10 A, ale jeśli opóźnienie włączenia jest minimalne i nie jest nawet zauważalne wizualnie, prąd rozruchowy po włączeniu nie przekracza 2 A.

Ryc. 3 pokazuje prosty ręczny regulator mocy. W takim przypadku najlepiej zastosować rezystor zmienny z przełącznikiem jako rezystor sterujący. Rezystor powinien być włączony, aby po wyłączeniu SA1 jego rezystancja była minimalna. Tak więc, podczas włączania i obracania rezystora R1, moc zmieni się od zera do maksimum. Taki regulator jest odpowiedni do kontrolowania jasności lampy, podgrzewania lutownicy i prędkości wentylatora domowego.

Rysunek 3. Regulator mocy na układzie KR1182PM1.

Jak wspomniano powyżej, moc przełączana przez pojedynczy układ nie jest większa niż 150 watów. Jeśli zachodzi potrzeba zwiększenia mocy urządzenia, można użyć równoległego połączenia dwóch układów, jak pokazano na rysunku 4. Takie połączenie pozwala kontrolować obciążenie co najmniej 300 watów.

Rysunek 4. Równoległe połączenie mikroukładów KR1182PM1.

Najłatwiejszym sposobem wykonania takiego połączenia jest lutowanie mikroukładu na „dwóch piętrach” - dodatkowy mikroukład jest po prostu wlutowany do tego, który jest już zainstalowany na płytce drukowanej. W takim przypadku nie jest wymagana modyfikacja samej płyty.

Jeśli moc obciążenia jest taka, że ​​nawet równoległe połączenie mikroukładów nie jest w stanie sobie z tym poradzić, wówczas moc regulatora można znacznie zwiększyć, podłączając obciążenie przez triak. W tym przypadku mikroukład kontroluje tylko triak, a ten ostatni kontroluje rzeczywiste obciążenie. Schemat takiego połączenia pokazano na rysunku 5.

Rysunek 5. Podłączanie potężnego obciążenia przez triak.

Podobnie jak w poprzednim przypadku, rezystor zmienny R1 w połączeniu z przełącznikiem SA1 służy jako element regulacyjny. Tylko jego połączenie jest nieco inne. Zrzucanie obciążenia występuje, gdy grupa styków SA1 zamyka styki 3 i 6 mikroukładu. Odpowiednio, w tej pozycji rezystor R1 musi mieć minimalną rezystancję. Należy tutaj zrobić takie przypomnienie - pamiętaj, że jeśli styki mikroukładu 3 i 6 są zamknięte, wówczas obciążenie zostanie odłączone!

Na tym zakres układu KR1182PM1 nie kończy się daleko! Zamiast prostego kontaktu można zamknąć 3 i 6 wnioski fototranzystor, - okazuje się przełącznik zmierzchowy z płynnym włączeniem. Jeżeli do tych wniosków podłączony jest transoptor tranzystorowy, możliwe staje się ustabilizowanie napięcia przemiennego lub kontrola z urządzenia na mikrokontrolerze. Wszystkich możliwości po prostu nie można policzyć.

W następnej części artykułu rozważany będzie obwód trójfazowego rozruchu silnika oparty na mikroukładach KR1182PM1.

Boris Aladyshkin