Фазовый регулятор яркости лампы освещения на 220В (CD4049A)
Типовая схема фазового регулятора состоит из тиристора и динистора (или транзисторного аналога динистора). Она всем известна, и все знают, как она работает.
Здесь описывается схема аналогичного по действию устройства, построенного на цифровой микросхеме типа К561ЛН2 и ключевом полевом транзисторе типа IRF840.
Микросхема К561ЛН2 содержит шесть логических инверторов На двух из них D1 1 и D1.2 сделан триггер Шмитта. Как известно, главное свойство триггера Шмитта это преобразование нарастающего или (и) спадающего напряжения в импульс.
Триггер Шмитта имеет разные уровни переключения в нуль и единицу, которые зависят от соотношения сопротивлений, в данном случае, резисторов R2 и R3.
Рис. 1. Принципиальная схема фазового регулятора яркости лампы освещения на 220В (CD4049A).
На микросхеме D1 выполнен триггер Шмитта и драйвер мощного полевого ключевого транзистора VT1. Драйвер выполнен на элементах D1.3-D1.6. Эти элементы включены параллельно, чтобы соответственно увеличить нагрузочную способность выхода Это нужно чтобы микросхема D1 не перегружалась импульсами тока зарядки и разрядки затвора полевого транзистора.
Дополнительно разряду емкости затвора способствуют диоды VD4 и VD5, которые подавляют выбросы напряжения на емкости затвора полевого транзистора УТ1.
Теперь о работе схемы. Напряжение электросети поступает на схему через выпрямительный мост на диодах VD6-VD9. Поэтому, нагрузка, мощность которой предполагается регулировать, в данном случае лампа накаливания Н1, будет питаться не переменным, а пульсирующим постоянным током.
Так вот резистор R1 совместно со стабилитроном VD1 ограничивает величину напряжения, поступающего на микросхему до величины напряжения стабилизации стабилитрона.
Этим напряжением через диод VD3 питается микросхема D1 Но, напряжение на стабилитроне VD1 изменяется, при похождении каждого полупериода оно снижается до нуля и повышается до напряжения стабилизации стабилитрона.
Для питания же микросхемы нужно постоянное напряжение, без таких пульсаций. Поэтому, напряжение со стабилитрона через диод VD3 поступает на конденсатор С2, который сглаживает пульсации. Микросхема питается напряжением с конденсатора С2.
Но, пульсации напряжения на стабилитроне нужны для фазового регулятора, чтобы обозначить фазы. Поэтому здесь и есть диод VD3. Он позволяет заряжать конденсатор С2, но не дает конденсатору С2 за счет накопленной в нем энергии влиять на напряжение на стабилитроне.
То есть, заряд С2 позволяет, а вот разряд не дает.
Теперь переходим к самому процессу регулировки мощности. Как уже сказано, регулировка фазовая. То есть, величина напряжения, отдаваемого в нагрузку зависит от того, на какой точке полуволны сетевого напряжения транзистор VT1 открывается.
Эта точка регулируется при помощи RC-цепи R4-R5-C1. Элементом регулировки служит переменный резистор R5. В зависимости от временных показа-тепей этой цепи, устанавливается время, спустя которое после фиксации напряжения на стабилитроне, происходит открывание транзистора.
Пока на конденсаторе С1 напряжение ниже порога переключения с нуля на единицу триггера Шмитта на D1.1-D1.2, на выходе логического элемента D1.1 будет логическая единица, а на соединенных вместе выходах элементов D1.3-D1.6 - ноль. Транзистор VT1 оказывается закрытым, и ток на лампу Н1 не поступает.
Затем, с появлением напряжения на VD1, цепь R4-R5-C1 задерживает появление напряжения логической единицы на R2. И как только конденсатор С1 зарядится до напряжения выше порога переключения с нуля на единицу триггера Шмитта на D1.1-D1.2. на выходе логического элемента D1.1 будет логический ноль, а на соединенных вместе выходах элементов D1 3-D1 6 - единица Транзистор VT1 открывается, и ток на лампу Н1 поступает.
Чем больше была задержка, тем большую часть полуволны транзистор VT1 остается закрытым, и тем меньше мощность отдается в нагрузку. При мощности нагрузки (лампы) до 200W радиатор транзистору не требуется Но. нагрузка может быть и до 2000W. при этом, радиатор транзистору необходим.
Горчук Н. В. РК-07-18.