30.03.21

[Домашняя]

При миниатюризации устройств с целью их размещения в компактном корпусе, например в корпусе сетевой вилки, из-за малых габаритов конструкции нередко приходиться идти на некоторые жертвы, например, исключить сетевой фильтр, понижать мощность, жертвовать частью надежности устройства и безопасностью его эксплуатации.  В этой статье показано то, как можно создать простую, компактную, надёжную и удобную конструкцию, пожертвовав лишь величиной максимальной мощности подключаемой нагрузки. Если для каких-либо целей нужно несложное миниатюрное фотореле, способное коммутировал нагрузку до 200 Вт, то после прочтения статьи вам не составит большого труда изготовить такую конструкцию. Это фотореле можно использовать, например, для автоматического выключение ночника в детской комнате с наступлением рассвета, для управления освещением в подсобных помещениях, птичниках, а также для автоматического включение, выключение дежурного освещения в подъездах. Принципиальная схема устройства приведено на рисунке.

Напряжение сети переменного тока 220 В через плавкий предохранитель FU1 поступает на сетевой помехоподавляющий фильтр С11, 1С2. Варистор R1 защищает элементы устройства при всплесках сетевого напряжения. Если фототранзистор VT1 в момент подачи напряжения питания освещен, то подключенная в качестве нагрузки лампа накаливания на короткое время вспыхивает и гаснет. Это происходит потому, что в момент включения конденсаторы СЗ, С4 разряжены, полевой транзистор VT2 закрыт и не шунтирует переход управляющий электрод-катод маломощного тиристора VS1. Тиристор открывается на каждой полуволне выпрямленного напряжения, одновременно с ним открывается мощный симистор VS2, на нагрузку поступает напряжение питания. Поскольку конденсаторы СЗ, С4 быстро заряжаются через однополупериодный выпрямитель, собранный на диоде VD1, токоограничительном резисторе R2 и индикаторном светодиоде HL1, то через 1...2с гаснет. Если уровень освещенности фототранзистора будет недостаточным для того, чтобы напряжение затвор-исток VT2 превысило его пороговое напряжение открывания, полевой транзистор закроется, но управляющий электрод тиристора через резистор R4 станет поступать ток, достаточный для открывания тиристора, на нагрузку поступит напряжения питание. Тиристор типа МCR100-6 имеет малый ток включения по управляющему электроду, поэтому даже при относительно большом сопротивлении резистора R4 на нагрузку будет поступать не менее 99% напряжения сети. Стабилитрон VD2 ограничивает напряжение на конденсаторе С3 величиной 7,5 В, предотвращая повреждение транзисторов. Описываемое фотореле не обладает триггерным эффектом, т. е, при некотором уровне освещенности фототранзистора лампа накаливания будет работать не на полную мощность. В одних случаях это может быть удобным, в других нет, но диапазон освещенности VT1, при котором лампа накаливания светит не на полную мощность, очень невелик. Цепь R5C5C6 предотвращает мерцание лампы, когда она работает на малой мощности. Не желая усложнять устройство, в основном из-за отсутствия свободного место,  с помощью этой цепочки автор пытался заставить работать фотореле в триггерном режиме, но желаемое не получилась, однако, как оказалось, без этих элементов лампа начинала сильно мерцать. Диод VD7 предотвращает повреждение транзистора VT2 при обрыве R5 или С5. Поскольку симистор VS2 в этой конструкции единственный элемент, который может заметно нагреваться в процессе работы, при размещении устройства в очень компактном корпусе не возникает проблем с отводом тепла. Немного изменив схему, можно было бы коммутировать питание нагрузки без симистора, только с помощью тиристора VS1, но тогда перегрузочная способность устройство значительно бы снизилось, и тринистор выходил бы из строя каждый раз при подключении достаточно мощной погрузки или, например, в момент перегорания лампы, а также вместо одного элементе устройство (симистора) нагревались бы сразу пять (тринистор и диоды выпрямительного моста).

Детали и конструкция. Устройство было расположено в сетевой вилке переходнике размерами 55х40х20 + 15x32 мм (см. фото). Часть элементов была смонтирована на монтажном плате, часть - в свободных нишах корпусе. Симистор ВТ 136-600 можно заменить, например, любым из серий ВТ136-600, ВТ137-600, ВТ 138-600, ВТА06-600. Тринистор MCR100-6RL можно заменить любым из серий MCR100-6, MCR100-8. Полевой транзистор можно заменить с учетом различий в цоколевке любым из серий КТ504, КТ501. КТ502, КТ505 или импортными ZVN2120, BSS88. При монтаже полевого транзисторе нужно защищать его от пробоя статическим электричеством. Цоколевка некоторых тиристоров и транзисторов показана на рис.2.

Диоды 1N4007 заменимы любыми из 1N4004-1N4007, КД209, КД221Г, КД243Г и другими аналогичными. Диод 1N4148 типа КД521, КД522. КД503 с любым индексом. Вместо стабилитрона 1N4737A подойдет Д814А1, 2С175К1, 2С483Г и другие аналогичные. Подходит любой стандартный светодиод непрерывного свечения желаемого цвете.  Налаживание устройства заключается в установке  желаемой чувствительности подбором сопротивления R3. Свет от подключенной в качестве нагрузки ламп накаливания не должен попадать на фотодатчик, по крайней мере, прямые лучи. При необходимости, фототранзистор можно подключить к устройству с помощью «витой пары проводов длиной до 2 м

Электрик июль 2008г стр. 58