Jednoduché ovládání výkonu pro zapnutou hladkou lampu

Článek o tom, jak vyrobit zařízení pro plynulé zapnutí lamp pomocí čipu KR1182PM1.

Regulátory výkonu jsou široce používány. Nejjednodušší z nich lze považovat za konvenční diodu, spojenou v sérii se zátěží. Tato „regulace“ se nejčastěji používá ve dvou případech: jako prostředek k prodloužení životnosti žárovky (obvykle na schodištích na schodištích) a k zabránění přehřívání páječky. V jiných případech slouží regulátory ke změně výkonu zátěže v širokém rozsahu.

Specializovaný čip KR1182PM1

Existuje mnoho návrhů regulátorů, od nejjednodušších po nejsložitější. Jedním ze způsobů, jak vytvořit jednoduché, spolehlivé a multifunkční regulátory, bylo vytvoření specializovaného čipu KR1182PM1.

Mikroobvod je fázový regulátor, konstrukčně vyrobený v provedení pouzdra POWEP-DIP. Pouzdro je šestnáctipinové, rozteč kolíků je metrická a kolíky 4, 5 a 12, 13 se nepoužívají, i když uvnitř mikroobvodu jsou mechanicky spojeny s krystalem. Jejich účelem je odvádět teplo z krystalu. Pro připojení se nepoužívají ani kolíky 1, 2 a 7, 8. Výkres pouzdra mikroobvodu je znázorněn na obrázku 1.

Obrázek 1. Pouzdro na čip POWEP-DIP

Rozsah čipu KR1182PM1 je velmi široký. Zaprvé je to ovládání provozu žárovek, které zajišťuje jak skutečnou regulaci výkonu, tak zajištění plynulého zapnutí a vypnutí.

Za druhé, KR1182PM1 se úspěšně používá k řízení frekvence otáčení elektrických motorů.

A zatřetí, ovládat silné tyristory a triakové, což umožňuje zvýšit výkon zátěže. Bez připojení externích tyristorů může mikroobvod přepínat výkon nejvýše 150 W, což, jak vidíte, není v takových velikostech tak malé.

Zařízení mikroobvod KR1182PM1

Vnitřní struktura čipu je poměrně komplikovaná. Obsahuje sedmnáct tranzistorů, šest diod a tucet rezistorů. Proto se v tomto článku nebudeme podrobně zabývat mikroobvodem, ale vezmeme v úvahu pouze jeho jednotlivé uzly. Vnitřní struktura čipu je znázorněna na obrázku 2.

Obrázek 2. Vnitřní struktura čipu KR1182PM1.

Pro řízení zátěže uvnitř mikroobvodu existují dva trinistory (tyristory), z nichž každý je sestaven ve formě tranzistorového analogu. V diagramu jsou to tranzistory VT1, VT2 a VT3, VT4. Pro zajištění provozu na střídavé napětí jsou trinistory spínány proti paralelním i běžným tyristorům.

U tranzistorů VT15 ... VT17 je sestavena řídicí jednotka, která je prostřednictvím dělicích diod VD6 a VD7 spojena s regulačními elektrodami trinistoru.

Kromě těchto prvků má regulátor zabudovanou jednotku tepelné ochrany, která omezuje výstupní proud, čímž chrání mikroobvod před přetížením a poruchou.

K čipu je připojeno velmi málo externích součástí. Nejprve se jedná o kondenzátory C1 a C2. Jejich účelem je poskytnout určité zpoždění při zapnutí tyristorů vzhledem k okamžiku, kdy síťové napětí prochází nulou. Navíc neumožňují otevření tyristorů, když je celé zařízení připojeno k síti.

Za druhé, jedná se o řídicí obvod připojený na piny 3 a 6. Význam jeho práce je následující. Když je síťové napětí zapnuto, kondenzátor C3 není nabitý, takže uzavírá svorky 3 a 6 téměř krátce, takže zátěž je odpojena. Kondenzátor se začne hladce nabíjet z proudového generátoru vyrobeného na tranzistorech VT11 a VT12. při nabíjení se jas lampy EL1 také plynule zvyšuje z nuly na maximum.

Pokud zavřete spínač SB1, kondenzátor C3 se postupně vybije a jas lampy se podle toho sníží, dokud nezhasne. Kondenzátor C3 může být v rozsahu 200 ... 500 uF. V prvním případě bude zpoždění zapnutí vizuálně nepostřehnutelné, ve druhém dosáhne několik sekund. Rezistor R1 může mít také hodnotu v rozsahu od 100 ohmů do desítek KOhm, což ovlivňuje dobu plynulého vypnutí.

Je známo, že žárovka s výkonem 150 W v době zapnutí spotřebovává proud až 10 A, ale pokud je zpoždění zapnutí minimální a není ani vizuálně patrné, zapínací proud při zapnutí nepřesahuje 2 A.

Obrázek 3 ukazuje jednoduchý ručně ovládaný regulátor výkonu. V tomto případě je nejlepší použít jako regulační odpor variabilní rezistor se spínačem. Odpor by měl být zapnutý tak, aby při vypnutém SA1 byl jeho odpor minimální. Při zapnutí a otáčení rezistoru R1 se tedy výkon změní z nuly na maximum. Takový regulátor je vhodný pro řízení jasu lampy, zahřívání páječky a rychlosti domácího ventilátoru.

Obrázek 3. Regulátor výkonu na čipu KR1182PM1.

Jak bylo uvedeno výše, výkon přepnutý jediným čipem není vyšší než 150 wattů. Pokud je potřeba zvýšit výkon zařízení, můžete použít paralelní připojení dvou čipů, jak je znázorněno na obrázku 4. Takovéto připojení umožňuje řídit zátěž alespoň 300 wattů.

Obrázek 4. Paralelní zapojení mikroobvodů KR1182PM1.

Nejjednodušší způsob, jak vytvořit takové spojení, je pájení mikroobvodu do „dvou podlaží“ - další mikroobvod se jednoduše pájí na ten, který je již nainstalován na desce plošných spojů. V tomto případě není nutná žádná změna samotné desky.

Pokud je výkon zátěže takový, že s ním nemůže vyrovnat ani paralelní připojení mikroobvodů, může být výkon regulátoru významně zvýšen připojením zátěže přes triak. V tomto případě mikroobvod ovládá pouze triak a ten řídí skutečné zatížení. Schéma takového spojení je znázorněno na obrázku 5.

Obrázek 5. Připojení silné zátěže pomocí triaku.

Jako v předchozím případě se jako regulační prvek použije variabilní rezistor R1 kombinovaný se spínačem SA1. Pouze její spojení je poněkud odlišné. K uvolnění zátěže dochází, když skupina kontaktů SA1 uzavře kontakty 3 a 6 mikroobvodu. V této poloze tedy musí mít odpor R1 minimální odpor. Je vhodné si tu připomenout - nezapomeňte, že pokud jsou kontakty mikroobvodů 3 a 6 uzavřené, zátěž bude odpojena!

Rozsah čipu KR1182PM1 tak nekončí daleko! Místo jednoduchého sepnutí kontaktu lze připojit 3 a 6 závěrů fototranzistor, - ukáže se spínač soumraku s hladkým začleněním. Pokud je k těmto závěrům připojen tranzistorový optočlen, je možné stabilizovat střídavé napětí nebo řízení ze zařízení na mikrokontroléru. Všechny možnosti jednoduše nelze spočítat.

V další části článku bude uvažován třífázový obvod měkkého startu motoru založený na mikroobvodech KR1182PM1.

Boris Aladyshkin