Освітлення великогабаритних приміщень, кімнат і залів здійснюється, як правило, великою кількістю ламп розжарювання, зібраних в люстри, світильники або інші різні освітлювальні пристрої. У сучасних пристроях регулювання освітлення широке застосування знаходять сімісторних регулятори потужності для живлення від мережі змінного струму навантажень з великою тепловою інерцією. Найчастіше застосовується сімістор типу КУ208, у якого максимально допустимий струм дорівнює 5 А, але цього в ряді практичних випадків недостатньо, та й сам сімістор є дефіцитним приладом. Для вирішення цієї проблеми можна застосувати тиристор типу КУ202, він забезпечує вдвічі більший струм навантаження і більш поширений в радіоаматорського практиці, ніж сімістори, але для роботи на обох напівперіодах мережі змінного струму їх необхідно включати в діагональ випрямні мосту, складеного з потужних діодів.

Тиристорні регулятори потужності відносяться до електронних пристроїв, в яких комутація відбувається в моменти переходу мережевої напруги через нуль, а потужність регулюється, як правило, зміною числа напівперіодів напруги, що підводиться до навантаження. Відрізняється розглядається пристрій від інших регуляторів потужності більшою економічністю, простотою схем-но-технічного рішення, невеликою кількістю комплектуючих ЕРЕ, проте воно містить чотири біполярних транзистора, працювати з якими треба обережно.

Пристрій регулювання освітлення призначене для захисту ламп розжарювання від перегорання в момент включення і кидків струму, що перевищують допустимі значення, коли нитка лампи знаходиться в холодному стані, а її опір дуже мало.

На рис. 3.11 приведена принципова електрична схема пристрою регулювання освітлення великої потужності.

Працює пристрій тільки при підключенні до мережі змінного струму напругою 220 В, забезпечуючи регулювання напруги ламп розжарювання, сумарна потужність яких не перевищує 2000 Вт У пристрої регулювання застосований один тиристор, який відкривається тільки на початку першого напівперіоду мережевої напруги при миттєвому напрузі мережі в межах 18-20 В, що забезпечує мінімальний рівень перешкод, що виникають при перемиканні тиристора, при одночасній зміні числа напівперіодів струму, що протікають через навантаження за певний проміжок часу.

Пристрій регулювання складається з вхідних і вихідних ланцюгів, випрямного пристрою, керуючого елемента, зібраного на тиристори VS1, Включеного в діагональ моста, транзисторного ключа, реле часу зі стабілізатором напруги.

Підключення пристрою до мережі змінного струму здійснюється за допомогою електричного з'єднувача XI або безпосереднім підключенням вихідних проводів до нерозбірним контактам. На вході пристрою встановлений плавкий запобіжник F1, Що захищає елементи пристрою від коротких замикань при помилках в монтажі і перевантаженнях. Індикаторна лампочка / / /, також встановлена ​​на вході пристрою, загоряється відразу ж після включення в мережу і свідчить про готовність пристрою до експлуатації. Включення і виключення пристрою здійснюється за допомогою двох перемикачів S1 і S2.

Випрямний пристрій зібрано на чотирьох випрямних діодах VD2y VD4y VD7 і VD8 за однофазною двухполуперіодної схемою Греца, яка характеризується підвищеною частотою пульсації випрямленої напруги, можливістю включення в мережу змінного струму без трансформатора, а також порівняно невеликим зворотним напругою на випрямних діодах.

Біполярний транзистор VT1 виконує функції ключа, який керує роботою тиристора VS1. У закритому стані тиристора струм через навантаження не проходить. Транзистор VT1 розраховується на напругу переходу

Рис. 3.11. Схема пристрою регулювання освітлення великої потужності.

емітер-колектор 300-350 В, а статичний коефіцієнт передачі застосованих транзисторів повинен бути не менше 50. Важливе значення у схемі має конденсатор С /, розрахункова місткість якого впливає на роботу транзистора VT2. Резистори /? 5, R7 і конденсатор С / забезпечують роботу транзистора в відкритому стані при миттєвому напрузі більше 20 В.

Після включення пристрою в мережу починає заряджатися конденсатор С2. У цей час транзистор VT1 і тиристор VS1 відкриваються на початку кожного напівперіод мережевої напруги. Після повної зарядки конденсатора С2 відкривається транзистор VT4 і закриває транзистор VT1 і тиристор VS1. При подальшому зростанні напруги на аноді тиристора відкривається транзистор VT3, і конденсатор С2 розрядиться. Конденсатор С2 заряджається знову через резистор R10, і якщо він встигає зарядитися на початку позитивного напівперіод мережевої напруги, то через лампи розжарювання протікає не менше половини номінального струму, який залежить також від положення движка цього резистора. Час зарядки конденсатора С2 регулюється змінним резистором R10, і від цього залежить величина струму навантаження. При повністю виведеному опорі резистора R10 в навантаження надходить 50% номінального значення струму і лампи горять вполнакала, розігріваючи нитку. Резистором R10 регулюється потужність навантаження в межах від 50 до 98%. Напруга зарядки конденсатора С2 стабілізовано стабілітронів VD9, І конденсатор заряджається до напруги стабілізації стабілітрона VD6.

При виготовленні пристрої регулювання застосовані наступні комплектуючі ЕРЕ: тиристор VS1 типу КУ202; транзистори VTI типу КТ940А, VT2 – КТ315Б, VT3 – КТ315Г, VT4 – КТ315Б; випрямні діоди VDI типу КДЮ5Б, VD2 — КД203А, VD3 — КДЮ5Б, VD4 – КД203A, VD5 – КД105Б, VD7 — КД203А, VD8 — КД203А; стабілітрони VD6 типу Д814А, VD9 – Д814Д; конденсатори С / типу КМ-6-Н50-0.1 мкФ, С2 – К73-16-0, 5 мкФ; резистори R1 типу 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; запобіжник плавкий F1 типу ПМ-1-2 А; перемикачі S/ і S2 типу П2К, неонова лампочка тліючого розряду Н! типу ТН-0, 3; електричний з'єднувач XI типу «вилка» з електричним кабелем.

При монтажі, регулюванню і ремонту можна використовувати інші комплектуючі елементи, що не погіршують якість роботи та відповідають вимогам експлуатації даного пристрою. Тиристор типу КУ202М можна замінити на тиристори типів, КУ202Н, КУ211А, КУ210А; резистори типу МЛТ – на ОМЛТ, ВС, МТ, ВСА, С1-4; випрямні діоди типу КДЮ5Б – на МД226, Д226, Д229Б, Д237Б; стабілітрон типу Д814Д – на КС515А, Д816В.

При заміні випрямних діодів необхідно вибирати такі, щоб зворотне напруга була не менше 300 В, це ж умова необхідно виконати при заміні тиристора. Потужні випрямні діоди і тиристор повинні бути встановлені на радіатори охолодження з активною площею розсіювання тепла 100 см2. Транзистор типу Кт940 можна замінити на транзистори типів КТ812А, КТ812Б, КТ969А.

Технічна характеристика

пристрою регулювання освітлення великої потужності

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, %……………………………….. – 10 …- f-15

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 49,5-50,5

Коефіцієнт нелінійних спотворень живильної мережі

змінного струму,%, не більше ………………….. 10

Потужність пристрою регулювання, Вт ……….. 2000

Кількість ламп розжарювання, що включаються

одночасно, потужністю 100 Вт, шт …………. 20

Максимальний струм навантаження, А. ……………………. 8

Опір ізоляції струмовідних

провідників, МОм, не менше ……………………… 10

Перешкодозахищеність пристрою при впливі

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . .80

Ккд,%, не менше …………………………………….. ……. 92

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.