Используя специализированную микросхему фазового регулятора мощности КР1182ПМ1 относительно несложно построить устройство для защиты перекальных фотоосветительных или “криптоновых” галогенных ламп накаливания на 220 В, которые обычно используются для подсветки рекламных вывесок. Предлагаемая конструкция предотвращает разрушительный бросок тока через нить накала таких ламп в момент включения и не допускает превышения действующего значения напряжения сверх установленного, осуществляя стабилизацию напряжения.
Схема предлагаемого устройства приведена на рис. 1. При замыкании контактов выключателя SA1 на его цепи подается сетевое напряжение питания.
Так как конденсатор С1 в это время разряжен, напряжение на нагрузку не подается.
Сразу же после подачи напряжения конденсатор С1 начинает заряжаться от встроенного в микросхему генератора тока.
По мере его зарядки действующее значение напряжения на нагрузке плавно увеличивается до номинального.
Для защиты нагрузки от повышенного напряжения питания предназначен узел на транзисторах VT1, VT2 и оптроне U1.
При росте напряжения питания нагрузки сверх установленного значения растет напряжение на выводах конденсатора С7.
Если напряжение на движке резистора R7 превысит 14 В, транзисторы VT1, VT2 откроются, через светодиод оптрона U1 потечет ток, что приведет к частичному открыванию фототранзистора и уменьшению напряжения на конденсаторе С1, в результате напряжение питания нагрузки снизится. Чем больше будет напряжение сети, тем сильнее будут открыты транзисторы и фототранзистор. Таким образом, лампы накаливания будут надежно защищены от повышенного напряжения, что ощутимо увеличит срок их службы. О том, что устройство работает в режиме ограничения выходного напряжения, сигнализирует светодиод HL1.
Резистор R1 предназначен для разряда конденсатора С1 после отключения напряжения питания. Резистор R3 уменьшает импульсный ток через тринисторы микросхемы DA1. Конденсатор С6 предназначен для уменьшения уровня проникающих в сеть помех. При более жестких требованиях для этой цели желательно использовать LC-сетевой фильтр. По сравнению с
типовой схемой включения емкость конденсаторов, подключенных к выводам микросхемы 9 и 11, 14 и 16 уменьшена вдвое, что позволило добиться более раннего открывания тринисторов микросхемы DA1, благодаря чему на нагрузку может подаваться напряжение питания, близкое входному сетевому (при закрытом или отключенном фототранзисторе).
Резистор R3 желательно использовать проволочный мощностью 2...7 Вт, например, типа С5-37. Подстроечный — СПЗ-386, РП1-63М, СП4-1 или многооборотные СПЗ-39, СП5-14. Остальные резисторы — типов С1-4, С2-23, С2-33, МЛТ. Оксидные конденсаторы — импортные аналоги К50-35; С4, С6
— полиэтилентерефталатные К73-17, К73-24В, К73-39 на рабочее напряжение не ниже 400 В; С2, СЗ — К73-17 на 63 В.
Диоды можно заменить на КД209Б—Г, КД221В, Г, КД243Г—Ж, 1 N4004—1 N4007. На месте стабилитрона VD3 могут работать Д814Б; Д814Б1, В; КС191А, Ж, М; КС482А; КС510А; BZX/BZV55C-8V2; TZMC-9V1; VD4 — КС207В, КС213Б, КС512А, BZX/BZV55C-12, TMZC-12. Светодиод работает при относительно малом прямом токе, если вы захотите, чтобы он светился с достаточной яркостью, то нужно взять светодиод с повышенной светоотдачей, например, типов L-383SRDT, L-383SRWT, L-1503EC. Так как в данном устройстве нет необходимости применять оптрон с высоким напряжением гальванической развязки, то U1 можно взять серий АОТ123, АОТ127. АОТ128, 4N32. При установке оптрона необходимо уточнить его цоколевку. Транзисторы можно применить любые из серий КТ3102, КТ342, КТ6111, SS9014. ВС550, 2SC1222, 2SC1845.
С указанным на схеме типом симистора суммарная мощность подключаемых ламп
накаливания может достигать 1000 Вт (при установке симистора на соответствующий теплоотвод). Вместо него можно применить более мощные стандартные унифицированные симисторы ТС106-10-6, ТС112-10-10, ТС112-16-12, ТС122-25-11; ВТ137Х-600, ВТ137Х-800 (8 А), ВТ139-600Е, BT139-800F (16 А) и другие аналогичные на рабочее напряжение не ниже 400 В и соответствующий нагрузке ток [5, 6]. Чтобы избежать повреждения микросхемы при неправильном подключении симистора или его неисправности, последовательно с резистором R3 можно включить предохранитель на 0,5 А. Микросхема в теплоотводе не нуждается.
Настройка сводится к установке резистором максимально допустимого выходного напряжения (номинальное значение 220 В). Чтобы резистор R1 не оказывал заметного влияния на напряжение питания нагрузки, его сопротивление желательно взять максимально большим, но при этом будет возрастать время, необходимое для разрядки времязадающего конденсатора С1.
Наиболее просто решить эту проблему можно установкой выключателя SA1 с дополнительной группой контактов, которая бы замыкала выводы С1 при отключении напряжения питания, тогда R1 можно не устанавливать. Конструкция выключателя должна обязательно исключать появление дуги между первой и второй группами контактов, при мощности нагрузки до 400 Вт подойдет ПКн41-1-2.
Возможен и такой вариант -выключатель питания SA1 можно перенести из цепи коммутации 220В в цепь шунтирования С1, но тогда устройство будет постоянно находиться под напряжением сети переменного тока 220В, что не всегда допустимо.
Так как все элементы устройства находятся под напряжением осветительной сети, необходимо соблюдать соответствующие меры осторожности.
Андрей Бутов.
Литература:
1. И. Кольцов- Микросхема фазового регулятора мощности КР1182ПМ1. — Схемотехника, 2001, № 10, стр. 51—53.
