Универсальный регулятор мощности и яркости.

Автор: Провада Юрий Петрович aka Simurg
Опубликовано 10.08.2010

2010

Вашему вниманию предлагается универсальный регулятор мощности с новым видом регулирования угла с двух сторон синуса. В качестве нагрузки можно подключать любой потребитель (постоянного тока) - коллекторные двигатели, паяльники, лампы накаливания любого напряжения, энергосберегающие лампы. А питать регулятор на любое переменное напряжение.
Ну теперь по порядку:

В настоящее время широкое распространение получили энергосберегающие лампы. Чтобы пользоваться светильником как ночником, или дежурной подсветкой в темном коридоре надо снизить их яркость. Можно простыми средствами регулировать их яркость а соответственно и ресурс (который возрастает до десяти раз) . Простым тиристорным регулятором менять яркость этих ламп нежелательно. В схемах электронных балластов, которые применяются в энергосберегающих лампах, на выходе после моста стоит электролитический конденсатор, который плохо работает с тиристорными регуляторами (большой импульсный зарядный ток приводит к их нагреву). В предлагаемых Вашему вниманию схемах регуляторов яркости применён принцип регулирования угла с двух сторон синусоиды, вначале и в конце, что позволяет снизить нагрузку на электролитический конденсатор. Целью является простота регулятора, минимальное тепловыделение, повторяемость, дальнейшая возможность модернизации и малые габариты. На выход регулятора можно подключать в том числе обычные лампы накаливания до 25 ватт, напряжением даже на 12 вольт (базовая схема) и паяльники до 150 ватт 220 в. Рассмотрим три схемы под единым названием "Бесплатный ночник",: да и дневник тоже.
Первый вариант схемы "базовый" на основе которого можно построить ряд других доработок. Принцип работы схемы предельно прост, на выходе TL431 получаем прямоугольные импульсы для управления полевым транзистором ( Может быть любой на 400в и ток от 2А и выше, например BUZ90)
"Базовый" вариант схемы:

Принцип регулирования угла с двух сторон синусоиды вначале и в конце:

Импульсный заряд электролитического конденсатора происходит в очень короткие моменты, и только через один импульс плавного дозаряда, что не вызывает его нагрева, а пульсации частотой уже 200 Гц практически не заметны на самой лампе.
Заряд конденсатора:

Настройка заключается в подборе резистора R5 по желаемому диапазону регулировки (от 0% до 100% или от 60% до 100% или от 0% до 40%) При работе лампы на 60% мощности её ресурс резко возрастает.
Если в данной схеме включить светодиод в прямом включении последовательно со стабилитроном, он будет являться индикатором мощности (Его применение желательно когда регулятор используется для паяльника. Яркость его свечения указывает на выходную мощность).

В процессе эксплуатации данной схемы было замечено неустойчивое включение некоторых типов энергосберегающих ламп, которым необходим был начальный прогрев. Далее они работали и регулировались нормально. В связи с этим появилась схема с предварительным разогревом.
Схема с предварительным разогревом:

В момент включения С2 разряжен и напряжение на затворе открывает Т2, который в свою очередь шунтирует вход TL431, на выходе которой устанавливается высокий уровень 12в. Т1 открывается и подает на лампу всё напряжение в течении времени определяемой цепью R6, C2. Лампа быстро разогревается и готова к работе на пониженном напряжении питания без морганий и погасания. D7 необходим для быстрого разряда C2 при выключении регулятора.

Выше приведенные схемы не могут работать на нагрузку более 2-х ламп без нагрева транзистора Т1, (он устанавливается без радиатора), так как управление им происходит без применения драйвера. Для подключения более 3-х ламп предлагается схема с несложным драйвером.
Схема с драйвером:

В "базовую" схему добавился формирователь импульсов на Т2 и драйвер на Т3 - Т5. Транзистор Т1 IRF740. Данная схема показала хорошие результаты не только при работе на энергосберегающую лампу но и на обычную лампу накаливания, на паяльник 150 ватт.

Все приведенные схемы могут работать на любом напряжении от ~10в до ~250в. Необходимо только подобрать R1 (его можно убрать со стабилитроном если напряжение до 20в) и R2. Данные схемы очень надежны и работают у меня уже 5 лет не выключаясь на подсветку ванной комнаты. И лампу за 5 лет ни разу еще не менял! Также у человека "базовая" схема работает на движок подачи проволоки в сварочном полуавтомате.

Вот Вы и спросите: "А почему название "Бесплатный ночник"?" А я Вам расскажу. Собираете, например "базовую" схему, выставляете яркость немного больше минимума устойчивой работы лампы. Затем отключив все потребители в доме (И холодильник тоже). Обычно это ночью. Идёте на площадку - засовываете лапы в распределительный щиток:, ой в смысле смотрите на счётчик. И что мы видим - диск медленно доходит до язычка компенсации самохода (внутри у него такая штука есть) и :. О С Т А Н А В Л И В А Е Т С Я !!!!! А свет то у Вас горит - целых три лампы подсветки - ванная, коридор и кухня. А тут и простор для дальнейшей модернизации. На кухне я сделал без переменного резистора, а подобрал по минимуму устойчивого свечения. А штатный выключатель в лампе просто закорачивает сток - исток выходного транзистора, включая лампу на максимум. Очень удобно.

Файлы:
Печатные платы в формате SL 5.0.

Вопросы, как обычно, складываем тут.