30.03.21

[Домашняя]

Согласен, на эту тему было уже много публикаций. И все же, просмотрев и проанализировав доступные, варианты полностью удовлетворяющего моим требованиям не нашлось. Пришлось делать самому. Хотелось, чтобы алгоритм действия выключателя был похожим на режим подсветки дисплея сотового телефона, то есть, нажимаете кнопку, и дисплей включается на полную яркость. Если более ничего не нажимаете, через минуту яркость скачком снижается, а еще через полминуты гаснет. Применительно к выключателю это будет выглядеть так: в темной прихожей вы нажимаете кнопку выключателя, и свет сразу загорается в полную яркость. Горит около одной минуты, затем, его яркость снижается, а еще через полминуты лампа гаснет. Преимущество такого способа в том, что гашение света не происходит неожиданно. Если вам свет еще нужен, заметив снижение яркости вы можете просто еще раз нажать кнопку до того как свет выключится. Это очень удобно. Выключатель был сделан в двух вариантах. Первый вариант показан на рис.1.

Работает он следующим образом. Кнопка S1 сдвоенная, когда мы её нажимаем, то разряжаем два электролитических конденсатора С1 и С2. В этот момент на выводах 1 и 13 элементов микросхемы D1 напряжение поднимается до логической единицы. Так как по два инвертора включено последовательно, то и на выходах D1.2 и D1.5 будут единицы. Они, поступив на затворы ключевых полевых транзисторов VT1 и VT2, откроют их, и на лампу Н1 поступит напряжение питания. Интересно то, что транзисторы КП707 имеют встроенные диоды, включенные в обратном направлении между стоком и истоком. Этот диод предназначен для предохранения канала транзистора от отрицательного напря­жения. Здесь же получается, что при работе на переменном напряжении, когда транзистор закрыт он работает как простой выпрямитель, пропуская на лампу только одну полуволну синусоиды сетевого напряжения. Здесь два транзистора, включенных последовательно и к разным полюсам сетевого напряжения. Поэтому, когда оба транзистора закрыты, их встроенные диоды включены встречно, и ток тоже не пропускают (лампа выключена). Когда оба транзистора открыты на лампу поступают обе полуволны сетевого напряжения, и она горит в полную яркость. Но когда открыт только один из транзисторов на лампу поступает только одна полуволна сетевого напряжения, и она горит с пониженной яркостью. Таким образом, после нажатия кнопки S1 оба транзистора открываются, и лампа горит в полную яркость. После отпускания кнопки конденсаторы С1 и С2 начинают медленно заряжаться через резисторы R1-R2 и R3-R4. Подстроечными резисторами R2 и R4 выставляют такое время зарядки, чтобы один из конденсаторов (все равно какой) зарядился через минуту, а второй через 1,2-1,5 минуты. Предположим, через минуту зарядился С1. Напряжение на входе D1.1 становится равным логическому нулю. На выходе D1.2 будет тоже ноль. Транзистор VT1 закроется и яркость лампы понизится. Ну а когда зарядится С2, ноль будет на выходе D1.5, транзистор VT2 закроется. Теперь оба транзистора будут закрытыми, и лампа выключится полностью. Микросхема питается от сети через выпрямитель на VD2 и параметрический стабилизатор на R10-VD1. Сглаживает пульсации конденсатор СЗ. Цепи R5-VD3 и R7-VD4 устраняют влияние емкостей затворов полевых транзисторов на работу микросхемы. При мощности лампы не более 200W радиаторы транзисторам не нужны. Настройка заключается в подстройке резис­торов R2 и R4 так, чтобы достигнуть требующихся интервалов включенного состояния лампы на полную яркость и на пониженную яркость. Существенным недостатком схемы является режим пониженной яркости, при котором яркость лампы снижается не на 50%, как это требуется, а на 15-20%. Такого небольшого снижения яркости можно и не заметить, и выключение света произойдет неожиданно. На рисунке 2 показана схема, в которой можно регулировать подстроенным резистором яркость пониженного свечения лампы.

Здесь в качестве коммутатора нагрузки используется фазовый регулятор мощности на специализированной микросхеме А1 типа КР1182ПМ1. Отдаваемая мощность в регуляторе на этой микросхеме регулируется сопротивлением внешнего резистора, который подключают между её выводами 3 и 6. Причем зависимость яркости лампы пропорциональна величине этого сопротивления (сопротивление больше, и яркость больше, и наоборот). Чтобы выключить свет нужно, чтобы это сопротивление упало ниже 2 кОм, а для максимальной яркости оно должно быть 100 кОм. Схема с управляющей кнопкой и конденсаторами С1 и С2 такая же как на рис.1. Но здесь каналы не равнозначны, поэтому настраивать резисторы R2 и R4 надо так, чтобы первым должен был зарядиться конденсатор С2, а еще через полминуты - С1. И так, при нажатии кнопки S1 на выходах D1.2 и D1.5 появляются единицы. Но нужны нули, поэтому подключены еще два инвертора микросхемы D1.     И на выходах D1-3 и D1.6 устанавливаются нули. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются, и подключенным между выводами 6 и 3 А1 оказывается только резистор R9 сопротивлением 100 кОм. Фазовый регулятор на А1 включает лампу на полную мощность. Через минуту конденсатор С2 заряжается. При этом на выходе D1.6 возникает единица. Транзистор VT2 открывается и подключает резистор R8 параллельно резистору R9. Сопротивление между выводами 3 и 6 А1 уменьшается, и фазовый регулятор понижает мощность, отдаваемую в нагрузку. Яркость лампы снижается. При налаживании регулировкой резистора R8 можно установить желаемую степень снижения яркости. После зарядки С1 открывается VT1 и подключает параллельно R9 и R8 резистор R6 сопротивлением 1,5 кОм. Это переводит регулятор мощности А1 в выключенное состояние. Все конденсаторы в обеих схемах на напряжение 16V (можно и больше). Конденсаторы С5 и С6 (рис.2) тоже на 16V, несмотря на то, что контактируют с сетью, потому что напряжение на них падает значительно ниже (можно поставить и на 6V). В схеме на рис.1 полевые транзисторы КП707Б1 можно заменить на КП707В2 или IRF840 (прямой аналог). Транзисторы КТ315 (рис.2) - любые анало­гичные, например КТ3102, КТ503. Стабилитрон Д814Д-1 можно заменить любым стабилитроном на напряжение 12V. Микросхему К561ЛН2 можно заменить импортным аналогом. В схеме на рис.1 вместо К561ЛН2 можно поставить ИМС с четырьмя инверторами (К561ЛА7, К561ЛЕ5), входы которых соединить вместе.

Радиоконструктор № 7 2010г стр. 28