Диммер

Диммер еще не достиг максимума своей популярности, но динамика применения растет, и скоро его можно будет встретить в каждой квартире.

Диммер  («светорегулятор») – устройство, предназначенное для регулирования величины напряжения, которое подается на нагрузку. Обычно нагрузкой выступают лампы накаливания, галогенные лампы или светодиодные ленты, они подключаются последовательно с диммером.

Плавное включение ламп накаливания и регулирование яркости свечения ламп – это основные задачи диммеров.

 Простейшим образцом диммера может служить регулируемое сопротивление (потенциометр), до появления полупроводниковых приборов использовали именно их (применяли в театрах). Но сопротивление лишь ограничивает ток, проходящий по электрической цепи, и на нем происходит рассеивание энергии. Таким образом, при маленьких уровнях яркости на реостате рассеивается большое количество энергии, следовательно, происходит нагрев и уменьшение КПД (коэффициента полезного действия).

Качественной заменой диммера является автотрансформатор, он с легкостью изменяет величину выходного напряжения, и при этом оставляет синусоиду без каких-либо изменений. Массогабаритные параметры и стоимость не позволяют применять их в домашних условиях.

Простейшая тиристорная схема диммера изображена на рисунке 1:

Схема диммера

Рисунок  1 – Схема диммера

           

Устройство диммера: D1 – диодный мост; VD1 – диод; VD2 – динистор; VS– тиристор; C– конденсатор; R2 – регулируемое сопротивление.

Подключение диммера производится последовательно с нагрузкой, на рисунке 1 нагрузкой выступает сопротивление R1 и представляет собой сопротивление лампы накаливания. Диодный мост D1 производит двухполупериодное выпрямление напряжения, для того чтобы тиристор VS работал с каждой полуволной. В первый момент времени тиристор VS закрыт, то есть протекание тока не осуществляться. Конденсатор С через резистор R2 начинает заряжаться и в определенный момент времени напряжение полуволны достигнет нужного значения и динистор VD2 откроется. На управляющий электрод тиристора VS будет подаваться сигнал и тиристор откроется, через него начнет протекать ток, но когда напряжение полуволны упадет до некого значения – динистор закроется, в свою очередь тиристор VS закроется только при достижении тока, меньшего чем тока удержания. Этот процесс повторяется на каждой полуволне напряжения.

Принцип работы диммера основан на широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Регулируя величину сопротивления R2, мы изменяем скважность. Таким образом, при увеличении сопротивления R2 действующее значение напряжения и тока уменьшается.

На рисунке 2 первая кривая тока (измененная синусоида) при малом сопротивлении, вторая кривая – при большем значении сопротивления.

Ток на нагрузке диммера

Рисунок 2 – Ток на нагрузке диммера

 

Применение диммеров:

-  регулировка яркости свечения ламп, изменяется не только яркость, но и цвет света (низкое напряжение близко к красному свечению, высокое – к белому);

- плавное включение ламп накаливания, уменьшение значения входного напряжения в начальный момент времени, то есть не будет происходить огромный скачек тока как при прямом включении;

- регулирование температур нагревательных приборов (паяльник, утюг);

- возможно применение, но с осторожностью, для регулирования скорости асинхронного двигателя.

Не рекомендуется применять для радиоприемников, телевизоров, рядом с чувствительными измерительными приборами (осциллограф), так как переключение ключей (полупроводниковых приборов) вызывают помехи. В современных диммерах начали применять дроссели и RC– цепочки, которые подавляют помехи, а новые схемные решения позволили применять диммеры даже для

люминесцентных ламп.

Схема диммера совершенствуется и усложняется в зависимости от области применения и требуемых параметров.

Диммер для ламп накаливания применяют как дизайнерский подход, удобство, простота и надежность регулирования интенсивности света.

 

            Недостатки диммеров:

            - нелинейная зависимость сопротивления R от выходного действующего значения напряжения;

            - регулируемое напряжение теряет синусоидальную форму, что вызывает трудности в дальнейшем его преобразовании;

            - невозможность использования на предприятиях, где происходит вращение элементов на высокой скорости. Из-за наличия нулевого значения напряжения (длительного) происходит мерцание лампочки, что способно вызвать «стробоскопический эффект»;

            - вызывают помехи;

            - нельзя использовать с источниками света, которые оснащены пускорегулирующей аппаратурой (люминесцентные лампы, за исключением специального использования ЭПРА);

             - относительно малый КПД при низком выходном напряжении.

Диммер

Рисунок 3 – Общий вид диммера

           

            Обычно диммеры подключают вместо выключателей света. Устанавливается он в монтажную коробку, общий вид моноблочного диммера представлен на рисунке 3.

            Самыми надежными и компактными диммерами считаются электронные диммеры, их схемы реализуются на тиристорном или транзисторном переключении. Первые модели могли осуществлять только изменение яркости света. Внедрение микроконтроллеров дало новые возможности:

            - автоматическое выключение;

            - включение / выключение плавными переходами;

            - звуковое, голосовое управление;

            - дистанционное пультовое управление;

            - режимы моргания, затемнения.

Комментарии  

 
# Бурмистров Юрий Павл 11.04.2013 06:42
Для устранения помех лучше переключать в момент перехода через 0, и далее изменять количество включённых/выкл юченных циклов. Известны схемы, можно применить микроконтроллер , а вот мне смутно видится простой тиристорный мостик с не менее простой конденсаторной RC цепочкой управления задержками. Может есть уже такая?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Engineer 11.04.2013 19:07
Если переключать в нулевой момент и регулировать количество рабочих волн, то конечно мы избавимся от помех, но понизим качество освещения. При частоте в 50 Гц на протяжении 0,01с, в выбранные нами моменты времени будет отсутствовать ток, протекающий через лампочку. И мы заметим мигание лампы.
Я не очень понял вопрос, представленная схема на диодном мосту, тиристоре и RC-цепочке, промоделирована и результат представлен в виде графика, что подтверждает ее работоспособность.
По поводу управления микроконтроллер ом. Однин из способов - это реализация с помощью таймера, то есть при определенной частоте с небольшой задержкой времени, циклически пропускается ток и таким образом урезается синусоида.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика