Мигалка для ремонта ёлочной гирлянды на 230В


Схема устройства на одном тринисторе серии КУ201 или КУ202, обеспечивающего мигание одной лампы или гирлянды, известна уже давно. Она была описана, например, в [1]. Для многих радиолюбителей это была одна из первых конструкций, для своего времени почти не имевшая недостатков. Но спустя почти сорок лет некоторые недостатки всё-таки проявились.

Первый - большие габариты, обусловленные размерами тринисторов того времени. Второй - неэкономичность, обусловленная значительной мощностью, рассеиваемой на резисторах. Но оказалось, что простая замена устаревшего тринистора современным экономичным и малогабаритным невозможна.

Автор предлагаемой статьи рассказывает, как он решил эту проблему.

Всё началось с того, что накануне новогоднего праздника старая, немало поработавшая мигающая ёлочная гирлянда стала гореть, не мигая. Вышли из строя встроенные в неё лампы с биметаллическими контактами, обеспечивающими мигание. Запас таких ламп был исчерпан, хотя обычных, без встроенной "мигалки", было ещё много.

Выбрасывать гирлянду показалось неразумным, захотелось её отремонтировать. А для этого нужно было найти замену отказавшим "мигалкам" - простую, чтобы за вечер можно было собрать несколько штук, и малогабаритную, чтобы новые "мигалки", врезанные в разрывы проводов гирлянды, были незаметны на ёлке.

Схемы мигалок для гирлянд

Прежде всего, я попробовал собрать "мигалку" по приведённой в [1] схеме, изображённой на рис. 1, заменив в ней устаревший тринистор более современным PCR606.

Заодно увеличил сопротивление резисторов, чтобы понизить рассеиваемую на них мощность. Да и конденсатор взял намного меньшей ёмкости, что должно было уменьшить габариты конструкции. Но собранное за несколько минут устройство, в отличие от сорокалетнего прототипа, отказалось работать.

Подбор резисторов ничего не дал. Лампа горела, питаясь пульсирующим током через диод и открытый тринистор, но мигать отказывалась.

Поиск решения в Интернете ничего не дал. Пришлось самостоятельно разбираться, как заставить "мигалку" работать Дело оказалось в слишком высокой чувствительности управляющего электрода тринистора PCR606.

Тока, текущего через резисторы R1 и R2, было вполне достаточно для открывания тринистора в каждом полупериоде независимо от степени заряженности конденсатора С1.

Пришлось добавить в цепь управляющего электрода дини-стор D83, который стал открываться при определённом напряжении на конденсаторе, подавая открывающий сигнал на управляющий электрод тринистора, и закрываться после некоторой разрядки конденсатора, разрывая цепь управляющего электрода. После этого конденсатор вновь заряжается и цикл повторяется.

Вариант 1 схемы мигалки для лампы на 220В

Рис. 1. Вариант 1 схемы мигалки для лампы на 220В.

В результате экспериментов получилось устройство, схема которого представлена на рис. 2. Резистор R1 обеспечивает необходимый для открывания тринистора VS2 ток, а диод VD1 обеспечивает зарядку конденсатора С1 только через резистор R2. Если собрать устройство без этих элементов, гирлянда (лампа EL1) лишь вспыхивает в моменты открывания динистора VS1 и сразу гаснет.

Вариант 2 схемы мигалки для лампы на 220В

Рис. 2. Вариант 2 схемы мигалки для лампы на 220В.

Налаживание "мигалки" требует некоторых пояснений. Время, в течение которого конденсатор С1 заряжается до напряжения открывания динистора VS1, задаёт резистор R2.

Но, увеличивая его сопротивление свыше 470. .820 кОм, следует иметь в виду два момента. Первый - ток зарядки оксидного конденсатора С1 настолько мал, что может оказаться соизмеримым с его током утечки.

Во время экспериментов мне попался конденсатор, напряжение на котором при сопротивлении резистора R2 820 кОм не поднималось выше 25 В. Следовательно, чем больше сопротивление резистора R2, тем выше требования к качеству конденсатора С1.

Второй - при сопротивлении резистора R2 свыше 360 кОм наступает хаотическое мигание, практически мерцание лампы. Причём, пока сопротивление этого резистора не превысило примерно 400 кОм, большую часть времени лампа всё-таки мигает и лишь иногда на очень короткое время переходит в режим мерцания.

При дальнейшем увеличении сопротивления лампа начинает всё больше и больше времени мерцать, хаотически вспыхивая с разной яркостью. С моей точки зрения для гирлянды режим хаотического мерцания даже более интересен, чем просто мигание. Теме мерцающих гирлянд журнал в своё время уделил внимание в статьях [2] и [3].

Предлагаемое устройство при соответствующей подборке резистора R2 позволяет добиться схожего эффекта. Конечно, по сравнению с "мигалками", описанными в [2] и [3], его возможности ограничены, но зато простота не идёт ни в какое сравнение.

Если использовать описанную "мигалку" именно в таком режиме, рекомендую уменьшить сопротивление резистора R2 до 100...150 кОм и включить последовательно с ним переменный резистор сопротивлением от 680 кОм до 1 МОм. Это позволит устанавливать режим мерцания по своему вкусу и оперативно изменять его.

Вариант 3 схемы мигалки для лампы на 220В

Рис. 3. Вариант 3 схемы мигалки для лампы на 220В.

Время, в течение которого тринистор открыт, задаёт резистор R1 К сожалению, изменять это время с его помощью можно только в сторону уменьшения, поскольку при увеличении его сопротивления свыше 75... 100 кОм ток разрядки конденсатора становится слишком маленьким.

Поэтому время, в течение которого тринистор открыт, в основном зависит от ёмкости конденсатора С1. При указанных на схеме номиналах деталей гирлянда включается примерно на 1,5...2 с, а выключается на 2...2,5 с - продолжительность её свечения и длительность паузы почти одинаковы.

Это вполне приемлемо. После увеличения ёмкости конденсатора С1 до 100 мкФ частота мигания, как и ожидалось, уменьшилась практически вдвое.

Рекомендую перед сборкой устройства на печатной плате собрать и отладить его на макетной плате, подобрав резисторы и конденсатор, обеспечивающие нужную частоту мигания лампы.

Если в гирлянде несколько ветвей, то в каждую из управляющих ими "мигалок" рекомендую установить конденсаторы и резисторы разных номиналов, чтобы ветви мигали вразнобой. Имейте в виду, что мигание начинается не сразу после включения.

Если ёмкость конденсатора С1 47 мкФ, а сопротивление резистора R2 150...300 кОм, то время от включения в сеть до момента, когда гирлянда начинает мигать, достигает 4. .5 с. При сопротивлении этого резистора 700.. 800 кОм задержка будет уже 10... 11 с.

Поскольку в рассматриваемом устройстве благодаря диоду VD2 через гирлянду протекает ток только положительных полупериодов сетевого напряжения. яркость её свечения понижена.

Это, впрочем, благотворно влияет на срок службы ламп. Если потребуется повысить яркость, диод можно заменить выпрямительным мостом.

При двухполупериодном выпрямлении средний ток зарядки конденсатора С1, естественно, увеличится вдвое, что можно скомпенсировать таким же увеличением сопротивления резистора R2.

Схема такого варианта "мигалки" представлена на рис. 3. Эффект мерцания в этом варианте не проявился даже при увеличении сопротивления резистора R2 до 1,2 МОм. Длительность пауз при этом возросла до 5 с. Продолжительность вспышек не изменилась.

Поскольку главной задачей было изготовление миниатюрной "мигалки", в ней использованы малогабаритные детали. Тринистор PCR606 взят из исправного блока управления гирляндой китайского производства, в которой сгорели лампы. В таких блоках применяют и другие тринисторы, например, PCR406 или PCR806. Но их параметры очень близки, поэтому подойдёт любой исправный.

Детали

Симметричный динистор DB3 или заменяющий его DB4 можно найти в электронном балласте неисправной компактной люминесцентной лампы.

Диоды 1N4007 взяты оттуда же. В качестве VD2 диод IN4007 можно заменить практически любым выпрямительным с обратным напряжением не менее 400 В и выпрямленным током, не менее потребляемого гирляндой в момент включения (а он в несколько раз больше её рабочего тока), например, КД209А- КД209В.

Для диода VD1 требования менее жёсткие: обратное напряжение - не менее 100 В, допустимый прямой ток - не менее 100 мА. Здесь подойдёт не только 1N4007, но и КД102А или КД102Б.

Выпрямительный мост КЦ407А можно заменить импортным, например, Z683 или МВ10М. Они ещё более миниатюрны, да и найти их можно в электронных балластах люминесцентных ламп.

Мост можно составить и из четырёх диодов 1 N4007. Конденсатор С1 - малогабаритный, но с малым током утечки, иначе устройство может не заработать. "Мигалка", собранная по схеме, изображённой на рис. 2, получилась довольно миниатюрной, её удалось собрать на плате размерами 20x17 мм.

Корпус для неё изготовлен из колпачка от маркера подходящего диаметра, открытый торец которого залит термоклеем, что исключило возможность случайного прикосновения к деталям и проводам, находящимся под напряжением сети.

Поскольку все детали "мигалки" находятся под напряжением сети, при её налаживании требуется соблюдать осторожность. А ещё лучше, все эксперименты проводить, питая устройство через разделительный трансформатор. Его можно очень быстро изготовить из трансформатора ТС-180 или подобного от цветного телевизора.

Соединив все имеющиеся вторичные обмотки этого трансформатора последовательно, можно получить изолированное от сети напряжение около 200 В, которого вполне достаточно для экспериментов.

При самостоятельном изготовлении разделительного трансформатора не старайтесь делать его мощным и наматывать обмотки толстым проводом.

Ведь его задача не только обеспечить гальваническую развязку с сетью, но и ограничить ток в цепи питания налаживаемой конструкции. Это убережёт многие детали от выхода из строя при ошибках в монтаже и замыканиях.

А. Карпачев, г. Железногорск Курской обл. Р-11-17.

Литература:

  1. Вазнин А. Тринисторный переключатель... одной гирлянды... - Радио, 1979, Ns 11,0.53.
  2. Новогодние гирлянды, - Радио. 1975, № 11, С. 54, 55, 64
  3. Межлумян А. Переключатели гирлянд. - Радио, 1978, № 11, с. 50-52.

1 1040 Ремонт и модернизация
Новый Год ремонт гирлянда гирлянды мигалка освещение
Написать комментарий:

cashback