Принцип работы диммера для ламп: Принцип работы и схема подключения диммера — БилдоМан

Содержание

Типы диммиров, принцип работы и устройство диммера | ENARGYS.RU

Диммер — что это такое? Прежде всего это светорегулятор или вариатор, изменяющий выходное напряжение по принципу реостата, служит для плавного изменения (диммирования) яркости свечения ламп различного типа: накаливания, светодиодных, за счет изменения входного напряжения. Светорегулятор механический относится к удобному типу выключателей освещения с расширенными функциями. Нужно только помнить, что к некоторым типам освещения он неприемлем это: металлогалогенное, люминесцентное и энергосберегающие лампы. В комплектацию с диммером поставляются дроссели это делается для предупреждения появления высокочастотных помех и шумов в работе прибора.

Какие бывают диммеры?

Существует несколько разновидностей типов диммеров по способу выполнения регулирования:

Механические.
Сенсорные.
Акустические.
Дистанционные.

По конструктивным особенностям:

Модульное устройство. Монтаж такого диммера осуществляется непосредственно в распределительный шкаф, работать устройство, может, с системами освещения использующим лампы накаливания, а также галогеновыми осветительными приборами, оборудованными трансформатором понижающего типа. Управление происходит за счет одноклавишного или кнопочного выключателя.
Диммер, устанавливаемый в монтажную коробку. Устанавливается одновременно с монтажом электропроводки, может использоваться с галогеновыми лампами с понижающим или электронными трансформаторами.
Моноблочное диммирующее устройство. Выполняет функцию выключателя, особенность монтажа в необходимости двухпроводного подключения, производиться в разрыв фазного провода цепи, идущей к нагрузке.

Поворотно-нажимной моноблочный диммер, включается при нажатии на клавишу, яркость регулируется вращением клавиши.
Поворотный диммер. Включение и управление яркостью происходит за счет вращения кнопки, включение всегда происходит с наименьшего уровня яркости.
Клавишные диммеры, отличаются регулировкой, она осуществляется посредством удержания клавиши.
Сенсорные устройства, регулировка происходит за счет прикосновения к сенсорам.

Одна из разновидностей диммирующих устройств о которой можно упомянуть отдельно — это накладной диммер. Может применяться в качестве эстетически-декоративной управляющей электро-фурнитуры на поверхности стены, например, для стен,облицованных, керамической плиткой, за счет многообразия материала изготовления: керамика, силикон, пластик и т. д.

Рис №1. Диммер накладной XZ-10, может использоваться для светодиодных светильников и светодиодных лент

Существует несколько хитростей, которые характерны для обустройства систем освещения. Одна из них это использование проходного диммера. Эта установка заключается в монтаже механического диммера для регулировки яркости освещения из противоположных углов комнаты, наиболее удобным принято решение использовать проходной диммер в количестве 2 штук подключенные в параллель при этом каждое из устройств будет регулировать относящийся к нему полупериод. При полном задействовании одного устройства второе в регулировании не участвует.

Рис №2. Схема параллельного подключения двух механических диммеров, используемых в качестве проходного устройства

Рис №3. Схемы установки диммирующего устройства: а. с регулировкой из одного места, б. с двух мест сначала и конца комнаты, диммер используется в качестве проходного регулятора

Лучшее решение для этого вопроса может быть в использовании сенсорного диммера при использовании двух таких электронных устройств может легко произойти синхронизация. Неплохое решение для устройства проходного диммера можно найти использовав микромодуль Fibaro модели FGD211или FGB-001.

Рис №4. Микромодуль Fibaro FGD-211

Светодиодный диммер

Для регулировки интегрированных светодиодных ламп с успехом подойдет диммер Bypass FGB-001 или диммер Busch-Dimmer® LED. Диммеры этого типа подойдут к использованию и с галлогенными и с энергосберегающими лампами для которых обычные механические устройства не подойдут.

Сенсорный диммер позволяет регулировать мощность осветительных приборов в соответствии с собственными запросами и с запоминанием последнего подключения, управление осуществляется при помощи сенсорного устройства и посредством дистанционного управления через инфракрасный порт. В устройстве используется транзисторная технология.

Рис №5. Сенсорный диммер Busch-Dimmer® LED

Принцип работы диммера

Работа устройства основана на использовании регулировки фазы, за счет отсечения переднего или заднего фронта волны переменного тока при помощи двунаправленного тиристора, при использовании широтно-импульсной модуляции, то есть изменение подачи напряжения к лампе в самых широких пределах. Срабатывание тиристора активизирует сигнал нагрузки с задержкой при полном включении – 0, а при максимальном уменьшении яркости – 9 мсек.

Как работает диммер

Эти способы используются для диммирования ламп различных типов: «Диммирование по заднему фронту» рекомендуется для ламп с низким напряжением светодиодного или галогенового типа с применением электронных трансформаторов. «Диммирование по переднему фронту» используется для ламп низкого напряжения с использованием трансформаторов электромагнитного типа, а также для компактных люминесцентных и светодиодных ламп 230В. Эти два способа также хорошо подойдут для ламп галогенового типа и ламп накаливания 230В.

Стабильная работа прибора заставляет использовать провод с тремя жилами один для заземления, для рабочего нуля и для фазы, это действие применяется для соблюдения точки перехода через ноль. При использовании малых диммеров достаточно двухжильного провода.

Устройство диммера универсального типа

Рис №6. Устройство диммера, предназначение клемных колодок

В устройстве диммера предусмотрено наличие нескольких защит – это защита от перегрева, она срабатывает на отключение прибора и повторно включить его удастся только после его охлаждения и только вручную, работает при подключенной нагрузке.

Защита от короткого замыкания, при этом происходит отключение выхода где произошло замыкание. При этом происходит работа в режиме отсечки фазы, отсутствие неисправности в течение 7 сек заставляет прибор включаться в автоматическом режиме, если больше, то включить его можно только вручную.

В устройстве предусмотрены также клеммы для подключения проводов и регулятор уровня освещенности.

Диммеры и энергоберегающие лампы. Особенности совместимости.

Устройства, предназначенные для регулировки яркости света, называются диммерами от английского слова to dim – затемнять.

Как работает диммер

В сети протекает электрический ток синусоидальной формы. Яркость можно регулировать, если подавать на лампу обрезанную синусоиду. Для этого последовательно с нагрузкой нужно поставить выключатель, который будет пропускать ток только в том случае, когда абсолютное значение напряжения превысит определенную величину. Таким образом можно менять мощность, подаваемую на лампу. На выходе получается уже не плавная синусоида, а ломаная. С целью уменьшения уровня помех последовательно с диммером ставится дроссель.

Управление диммером

В простейших диммерах поворот ручки вправо-влево позволяет менять уровень освещенности, а нажатие на ручку выключает свет. Более продвинутые диммеры управляются путем нажатия на клавиши. Наилучшим вариантом являются диммеры с сенсорным управлением, в которых достаточно просто провести пальцем мимо определенных зон на панели управления, чтобы включить-выключить свет или изменить его яркость.

В простейшем случае управление диммером осуществляется поворотом ручки.Для наиболее продвинутых моделей диммеров возможно и дистанционное управление с пульта.

Порог диммирования

Существует некоторый порог, при подаче мощности ниже которого лампа прекращает светиться. Это значение называют порогом диммирования и выражают в процентах от номинальной мощности источника света. Для лампы накаливания порог диммирования равен 0%.

У всех газоразрядных ламп (люминесцентных, натриевых, металлогалогенных) порог диммирования отличен от нуля по самому принципу работы лампы. Чтобы поддерживался разряд, должна подводиться мощность не ниже определенного значения.

Подключение диммера производится в разрыв цепи питания лампы. Как правило, возможно подключение диммера вместо обычного выключателя, поэтому большинство диммеров рассчитаны на установку в стандартную арматуру.

Диммеры для ламп накаливания различаются типом полупроводникового устройства, прерывающего ток: на тиристорах, симисторах, биполярных транзисторах, полевых транзисторах.

В промышленно выпускаемых диммерах вместо тиристоров используются симисторы. По принципу работы симистор аналогичен тиристору, но пропускает ток в обоих направлениях. Это позволяет обойтись без диодного моста, на котором теряется часть мощности. На бытовом уровне, а также в торговых каталогах и популярной литературе по радиоэлектронике диммеры на симисторах нередко называют тиристорными, хотя это и не совсем верно.

Более сложным вариантом являются диммеры на биполярных транзисторах, отличающиеся большей универсальностью. Наконец, лучшими параметрами (но и более высокой ценой) обладают диммеры на полевых транзисторах.

Диммеры на тиристорах и симисторах срезают передний фронт синусоиды. Транзисторные диммеры могут срезать как передний фронт синусоиды (маркировка RL), так и задний (маркировка C).

При использовании диммеров перечисленных типов совместно с лампами накаливания проблем не возникает. Лампа обладает инерционностью и суммирует мощность, которая на нее подается. К тому же, лампа накаливания практически не имеет емкости и индуктивности, поэтому форма синусоиды и наличие постоянной составляющей на нее не влияют.

Иная ситуация, когда диммер используется с энергосберегающими лампами. Тогда поиск ответа на вопрос «как выбрать диммер» становится более сложным делом.

Галогенные лампы накаливания

Для галогенных ламп накаливания (ГЛН) с напряжением питания 220 В, как правило, подходят стандартные диммеры для обычных ламп. Диммер для галогенных ламп как отдельный тип устройств практически не встречается, хотя в обычный диммер могут быть добавлены функции, увеличивающие срок службы ГЛН. При использовании ГЛН на напряжение 12 В подключение ламп к сети осуществляется через понижающий трансформатор.

Понижающий трансформатор может быть обмоточным или электронным. В результате несимметричности обрезания синусоиды на выходе диммера может присутствовать постоянная составляющая, которая может вывести из строя обмоточный трансформатор. Поэтому диммер должен быть приспособлен для работы с индуктивной нагрузкой. Следует использовать диммеры, имеющие маркировку RL.

Электронный трансформатор является емкостной нагрузкой, поэтому для него нужно использовать диммеры с маркировкой C.

В любом случае следует использовать диммер и трансформатор, совместимые друг с другом. Наилучшим вариантом является совмещение диммера и электронного трансформатора в одном устройстве. Однако на практике на это идут разве что в системах «умного дома», где на трансформатор с регулируемым выходным напряжением подается управляющий сигнал. Причина в том, что для минимизации потерь электроэнергии трансформатор надо располагать как можно ближе к ГЛН, а ручка управления диммером размещается на некотором удалении, на стене.

Порог диммирования для ГЛН равен 0%. Тем не менее, принцип работы ГЛН подразумевает наличие вольфрамо-галогенного цикла, когда вольфрам, оседающий на стенках колбы, возвращается обратно на нить накаливания. При уменьшении подаваемой на лампу мощности ниже определенного уровня вольфрамо-галогенный цикл прекращается. Среди специалистов до сих пор нет единого мнения, способно ли это явление уменьшить срок службы ГЛН. Если ГЛН постоянно работает в режиме пониженной яркости, то постепенно стенки ее колбы темнеют из-за оседаемого на них вольфрама. При возникновении такого явления рекомендуется включить лампу на полную мощность в течение 10 минут.

Некоторые диммеры имеют функцию soft start, которая позволяет постепенно увеличивать мощность при включении. Есть также диммеры, в которых предусмотрено плавное снижение мощности при выключении. Эти функции значительно повышают срок службы ГЛН, на которых плохо сказываются резкие перепады напряжения.

Металлогалогенные лампы и ДНаТ

Весьма широко распространено мнение, что металлогалогенные лампы (МГЛ) вообще не поддаются диммированию. На самом деле, для некоторых современных моделей МГЛ диммирование возможно при использовании специального электронного балласта. Порог диммирования у МГЛ составляет всего 50%

Установлено, что для МГЛ предпочтительнее питание импульсами тока прямоугольной формы, чем током синусоидальной формы. Регулируя ширину импульса при неизменной частоте, можно регулировать мощность, поступающую на нагрузку и тем самым менять яркость лампы.

Цветовая температура МГЛ значительно меняется при изменении подводимой к ней мощности. Кроме этого, при пониженной мощности МГЛ работает в неоптимальном режиме, который характеризуется падением светоотдачи и уменьшением срока службы. По всем этим причинам диммирование металлогалогенных ламп на практике применяется крайне редко. Один из немногих примеров – софиты для репортажной телесъемки, питающиеся от аккумулятора. Они находятся в режиме пониженной яркости, а в момент съемки переводятся в режиме максимальной яркости. Диммирование имеет смысл, поскольку на запуск МГЛ может уйти несколько десятков секунд.

Принцип работы натриевых ламп высокого давления (ДНаТ) практически такой же, как и у МГЛ. Соответственно, диммирования осуществляется таким же способом. Для диммирования пригодны лишь некоторые модели ламп. При диммировании ДНаТ снижается срок службы. Диммирование ДНаТ не получило широкого распространения. Минимальный порог диммирования у МГЛ и ДНаТ составляет 50%.

Линейные люминесцентные лампы

С обычными люминесцентными лампами использование диммера для ламп накаливания невозможно. Здесь нужен ЭПРА с диммером.

При использовании ЭПРА питание на люминесцентную лампу подается с частотой 20 – 50 кГц. Последовательно с люминесцентной лампой включен дроссель, а параллельно – конденсатор, которые образуют резонансный контур. При запуске лампы рабочая частота делается близкой к резонансной, благодаря чему обеспечивается повышенное напряжение на электродах и получается разряд. Когда запуск произошел, рабочая частота изменяется на более низкую. Варьируя частоту, можно регулировать ток, протекающий через лампу, и, значит, яркость ее свечения.

Важным моментом здесь является то, что параметры запуска не зависят от уровня диммирования. В этом состоит принципиальное отличие от компактных люминесцентных ламп со встроенным ПРА.

Практически все современные линейные люминесцентные лампы от ведущих производителей поддаются диммированию, причем диммирование практически не влияет на срок службы. А если вместо выключения люминесцентной лампы ее на время диммируют, то такой подход даже повышает ресурс работы лампы, поскольку срок службы сокращают именно частые включения и выключения. Порог диммирования люминесцентных ламп у ведущих производителей достигает 5%.

Компактные люминесцентные лампы

Есть два типа компактных люминесцентных ламп (КЛЛ): без ПРА и со встроенным ПРА. Первые диммируются точно так же, как обычные люминесцентные лампы. Вторые или не диммируются вообще, или работают с диммерами для обычных ламп накаливания.

Принцип работы диммируемой компактной люминесцентной лампы со встроенным ПРА такой же, как и у обычной КЛЛ. Для того, чтобы КЛЛ была диммируемой, она должна обладать способностью запускаться при пониженной мощности. Это обусловлено тем, что питание на лампу и пусковое устройство подается через одни и те же контакты. Мощность диммируемой КЛЛ, как правило, не менее 18 Вт. Дело в том, что для поддержания разряда в КЛЛ необходима мощность не менее 1,8 Вт (у недорогих ламп этот порог может быть порядка 6 — 7 Вт), соответственно, для ламп меньшей мощности глубина диммирования будет слишком малой. Важный нюанс: сначала нужно вывести регулятор диммера хотя бы на треть от максимальной мощности, чтобы произошел запуск лампы, а потом снизить освещенность до необходимого уровня.

Порог диммирования у КЛЛ может достигать 10%. Например, такого значения удалось достичь компаниям Osram и Feelux Lighting. У других производителей порог диммирования обычно составляет 15 – 30%.

Основная проблема диммирования компактных люминесцентных ламп со встроенным ПРА связана с более быстрым износом из-за старта с недостаточно прогретыми электродами. Связано это с тем, что диммер уменьшает мощность, подаваемую на все устройство, в том числе и на электроды лампы. В связи с этим диммируемые КЛЛ изготавливаются с большим «запасом прочности». Естественно, они стоят значительно дороже обычных компактных люминесцентных ламп.

Светодиоды

Яркость свечения светодиода можно регулировать, изменяя силу протекающего через него тока. Однако такой путь чреват некоторыми проблемами. Во-первых, существует оптимальный режим, при котором светодиод имеет максимальную светоотдачу. Отклонение от него приводит к снижению эффективности работы светодиода. Во-вторых, при изменении тока у белого светодиода меняется оттенок свечения.

Вследствие указанных причин для диммирования светодиодов используется другой способ. Светодиод питают импульсами постоянного тока, амплитуда которых равна оптимальному значению тока. Ширина импульсов варьируется, при этом меняется яркость свечения. Частота импульсов выбирается очень высокой (до 300 кГц), так что мерцание не ощущается. Порог диммирования для светодиодов составляет 0%, хотя в реально выпускаемых моделях светильников он не достигается, просто потому, чтобы не удорожать электронную начинку. Диммирование практически не влияет на срок службы светодиодов.

Помимо светодиодных светильников, выпускаются еще светодиодные лампы под патроны E14, E27, GU10 и GU5.3, предназначенные для замены ламп накаливания или ГЛН.

Большинство моделей таких ламп не являются диммируемыми. Тем не менее, в 2008 году компания Philips представила лампы Master LED второго поколения, которые могут работать с обычными диммерами для ламп накаливания. Принцип работы этих ламп в режиме диммирования компания пока не разглашает.

Создание КЛЛ и светодиодных ламп, способных работать с диммерами для ламп накаливания ведет к нерациональному расходованию средств. Создаются сложные и дорогостоящие устройства, позволяющие регулировать яркость свечения изменением мощности, подаваемой на источник света. Гораздо более экономичным способом является дистанционное управление электроникой, встроенной в лампу, при этом параметры питания, подаваемого на лампу, не меняются.

Для реализации такой задумки компания Osram в сотрудничестве с известными производителями диммеров Berker, Gira, Jung и Insta предложила интерфейс Leditron, предусматривающий подачу управляющих сигналов на КЛЛ и светодиодные лампы со стандартными цоколями. Сейчас технология находится в стадии стандартизации, но уже к концу 2010 года должны появиться первые серийные образцы продукции с ее использованием. Интерфейс Leditron был представлен на выставке Light + Building 2010. Данные о принципе работы, лежащем в основе Leditron, пока не опубликованы. Известно лишь, что интерфейс может использоваться для управления не только яркостью, но и, применительно к светодиодным лампам, цветом свечения. Можно предположить, что управляющие сигналы передаются на высокой частоте по сетевой проводке одновременно с питанием.

Резюме

Пожалуй, самая важная причина, по которой сейчас стоит применять светодиоды для освещения – это сочетание высокой светоотдачи и пригодность к диммированию в широких пределах. ДНаТ пока выигрывают у светодиодов по светоотдаче, но их очень сложно диммировать, к тому же порог диммирования составляет 50%. Из всех энергосберегающих источников света нулевым порогом диммирования обладают только ГЛН и светодиоды. Диммирование не оказывает никакого влияния на срок службы светодиодов, для некоторых других типов ламп срок службы может уменьшаться.

Выигрыш от использования светодиодов будет особенно заметен в системах «умного дома», где осуществляется регулировка яркости в широких пределах в зависимости от присутствии людей в помещении, времени суток и других факторов. При использовании такой системы достигается значительная экономия электроэнергии даже по сравнению с источниками света, имеющими большую светоотдачу.

Принципиальная схема подключения диммера и его работа

Представьте себе на минутку, как человек, используя кувалду, пытается расколоть орех? Применяя слишком большую силу там, где требуется лишь немного усилий — это заведомо пустая трата энергии. То же самое можно сказать о ежедневном потреблении электричества маленькими пользовательскими гаджетами и вещицами. Ведь все они используют далеко не одинаковое напряжение. Никогда не задумывались почему?

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 406
Источник: http://ElectricDoma.ru/bytovye-elektropribory/printsip-rabotyi-dimmera/

Разделы статьи

Предназначение

Слово «диммер» происходит от английского «dim», что в дословном переводе на русский язык означает «затемнять». Но сами русские диммер часто называют ещё светорегулятором, потому что он представляет собой электронное устройство, при помощи которого можно менять электрическую мощность (то есть регулировать в большую или меньшую сторону).

Чаще всего с помощью такого устройства управляют осветительной нагрузкой. Регулятор освещения предназначен для изменения яркости света, который излучают светодиодные лампы, а также лампы накаливания и галогенные.

Простейшим примером диммера является переменный резистор (или реостат). Ещё в 19 веке немецкий физик Иоганн Поггендорф изобрёл это устройство, чтобы с его помощью можно было регулировать напряжение и силу тока в электрической цепи путём увеличения или уменьшения сопротивления. Реостат представляет собой устройство с регулировкой сопротивления и проводящий элемент. Сопротивление может изменяться ступенчато и плавно. Для получения низкой яркости света необходимо уменьшить напряжение. Но сопротивление и сила тока при этом будут большими, что приведёт к сильному нагреву устройства. Так что такой регулятор совсем невыгоден, он будет работать с низким КПД.

В качестве диммера также можно использовать автотрансформаторы. Их применение обусловлено высоким КПД, во всём регулируемом диапазоне будет выдаваться практически неискажённое напряжение с необходимой частотой 50 Гц. Но автотрансформаторы довольно габаритны, много весят, для управления ими нужно прилагать немалые механические усилия. К тому же такое устройство дорого обойдётся.

Диммер электронный – этот вариант наиболее выгоден с экономической точки зрения. Он отличается компактностью и немного другим принципом действия. О нём поговорим более подробно.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1785
Источник: https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/dimmer-chto-eto

Излишние затраты энергии

Вообще говоря, напряжение является эквивалентом полезной работы, совершаемой электрическим полем по перемещению заряда. Задаваемая мощность для электроприборов и гаджетов, часто гораздо превосходит, чем им на самом деле нужно. Думается, разница очевидная, если мы говорим о такой бытовой электротехнике, как:

электрический двигатель пылесоса;
микрочип в ноутбуке;
маленькие лампы накаливания в светильнике.

Используя термин «электрического молотка» для взлома гайки, можно утверждать о бесполезной трате денег, а также энергии и, как следствие, значительном сокращении срока службы дорогостоящего оборудования. Ведь светодиодные лампочки – это весьма дорогое удовольствие.

Одним из решений является использование оборудования, оптимизирующее напряжение. Последнее постоянно регулирует подачу электроэнергии, таким образом, чтобы потребитель получал именно то напряжение, которое нужно. Давайте освежим свои знания об устройстве диммера и внимательно посмотрим на то, как он работает!

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1008
Источник: http://ElectricDoma.ru/bytovye-elektropribory/printsip-rabotyi-dimmera/

Применение

Что такое диммер более или менее понятно. На лампу подаётся напряжение, мы изменяем его уровень и таким образом регулируем яркость светильника. Теперь несколько слов о том, когда и где это устройство применяют.

Согласитесь, довольно часто возникают ситуации, когда требуется уменьшение яркости света:

зачастую поток освещения необходимо снизить перед сном в спальной комнате;
некоторые помещения по дизайнерскому исполнению требуют изменения световой картины;
иногда освещение в помещениях переводят в так называемый дежурный режим для того, чтобы сократить расход энергии.

В производственных и бытовых помещениях настраивают светодиодные лампы на разные режимы потребления. При этом выбирается оптимальное освещение и за счёт этого достигается приличная экономия электроэнергии.

Что касается дизайнерских задумок, то сейчас стало модным в больших гостиных или зальных комнатах использовать второстепенное подсвечивание отдельных участков. Второстепенная подсветка продумывается до мелочей, а при помощи диммеров можно увеличить освещение и акцентировать внимание на каких-то деталях интерьера (картина на стене, установленная в нише красивая ваза и т. п.) Таким образом, при помощи подсветки нужная вещь выходит в комнате на первый план.

Светодиодные лампы, регулируемые при помощи диммеров, позволяют получить красочный эффект во время каких-то концертных, рекламных или торжественных мероприятий.

Диммер очень удобен для домашних праздников. Когда гости сидят за столом, требуется яркое освещение, а во время танцев можно его и приглушить. Особенно комфортно и выгодно применение такого устройства во время романтического ужина или свидания, когда не обязательно, чтобы светильник горел на полную мощность.

И это только часть общих примеров. Наверняка, у каждого найдётся ещё свой вариант использования диммеров. Так что вещь это нужная, удобная и экономически выгодная, можно устанавливать у себя и советовать знакомым.

Блок: 3/12 | Кол-во символов: 1941
Источник: https://remont-om.ru/osveshhenie/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet-ustrojstvo-i-printsip-raboty-dimmera.html

Светодиодный диммер

Рис №5. Сенсорный диммер Busch-Dimmer® LED

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 663
Источник: http://enargys.ru/chto-takoe-dimmer-printsip-deystviya-i-ustroystvo/

Принцип работы

Работа диммера основывается на том, чтобы, во время полного цикла изменения волны, тиристор пропускал только часть сигнала к нагрузке (лампе). Достаточно взглянуть на следующие осциллограммы и принцип работы диммера становится понятным:

На чертежах показаны осциллограммы одного и того же диммера. Разница заключается в том, что слева зафиксирована волна сигнала в момент, когда лампа светит ярче, а справа соответственно – слабее.

Угол отпирания симистора обозначается греческой буквой α (альфа). Величина измеряется в градусах. Полный оборот составляет 360°, что эквивалентно (2*π). Из-за того, что за полный период волна напряжения переходит через ноль дважды, α может принимать значения от 0° до 1800 (0 — π). Когда α становится меньше, то яркость лампочки тускнеет. Когда α становится больше, то симистор открывается и лампочка светит ярче. Таким образом, работает диммер.

По такому принципу функционируют схемы диммера для обычных ламп накаливания.

Невольно возникает мысль о простом фонарике. Как только батарея начинает терять свой заряд, лампочка постепенно гаснет. Для многих типов ламп, существует такая линейная зависимость между напряжением питания и светом, который они излучают. Что на самом деле происходит? С понижением уровня напряжения уменьшается яркость света. Сокращая первое, вы уменьшаете световой поток лампы.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 1344
Источник: http://ElectricDoma.ru/bytovye-elektropribory/printsip-rabotyi-dimmera/

Какие бывают диммеры?

Существует несколько разновидностей типов диммеров по способу выполнения регулирования:

Механические.
Сенсорные.
Акустические.
Дистанционные.

По конструктивным особенностям:

Модульное устройство. Монтаж такого диммера осуществляется непосредственно в распределительный шкаф, работать устройство, может, с системами освещения использующим лампы накаливания, а также галогеновыми осветительными приборами, оборудованными трансформатором понижающего типа. Управление происходит за счет одноклавишного или кнопочного выключателя.
Диммер, устанавливаемый в монтажную коробку. Устанавливается одновременно с монтажом электропроводки, может использоваться с галогеновыми лампами с понижающим или электронными трансформаторами.
Моноблочное диммирующее устройство. Выполняет функцию выключателя, особенность монтажа в необходимости двухпроводного подключения, производиться в разрыв фазного провода цепи, идущей к нагрузке.
Поворотно-нажимной моноблочный диммер, включается при нажатии на клавишу, яркость регулируется вращением клавиши.
Поворотный диммер. Включение и управление яркостью происходит за счет вращения кнопки, включение всегда происходит с наименьшего уровня яркости.
Клавишные диммеры, отличаются регулировкой, она осуществляется посредством удержания клавиши.
Сенсорные устройства, регулировка происходит за счет прикосновения к сенсорам.

Рис №1. Диммер накладной XZ-10, может использоваться для светодиодных светильников и светодиодных лент

Рис №4. Микромодуль Fibaro FGD-211

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2964
Источник: http://enargys.ru/chto-takoe-dimmer-printsip-deystviya-i-ustroystvo/

Светорегулятор на резисторе

Применяется данный прибор, в большинстве случаев, в качестве регулятора освещения ламп накаливания. Рассмотрим, как устроен и из чего состоит этот диммер. В данном случае функцию главного рабочего органа регулятора освещения исполняет реостат или переменный резистор. Принцип действия такого устройства объясняется положениями закона Ома. Увеличение сопротивления резистора ведет к понижению величины тока в цепи осветительного прибора, что, в конечном счете, снижает интенсивность накала спирали лампы. Несмотря на простоту конструкции диммера на резисторе, данное устройство имеет существенный недостаток — потребляемая мощность остается неизменной в независимости от интенсивности освещения. Увеличение сопротивления резистора вызовет падение тока на нити накаливания ламы, но вместе с тем общая токовая нагрузка цепи не изменится в меньшую сторону, излишки затраченной энергии буду выделяться в виде тепла на реостате. Очень актуально в вопросах использования переносных светильников, оснащенных лампами накаливания. Уменьшение яркости свечения абсолютно не способствует экономии зарядки батареи фонаря.

Светорегуляторы, принцип работы которых заключается в использования резистора, не часто, но находят применение для регулировки свечения полупроводниковых лам. В электротехнике такой способ управления получил название аналоговый. Аналоговый способ управления не нашел широкого применения по причинам низкой экономичности, а также вследствие высокой чувствительности полупроводниковых приборов и устройств к изменениям токовых нагрузок.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1573
Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet.html

Как выбрать диммер?

Однако на рынке можно найти светасберегающие лампы которые могут хорошо работать с диммерами, это должно отражаться в инструкциях. Если люминесценция лампа собрана на электронном пускорегулирующем устройстве, то скорее всего она будет работать с диммером.

Схема подключения диммера для лампы накаливания и галогенной лампы

В случае галогенных ламп учитывается тип трансформатора. Для электронного трансформатора светорегулятор выбирают с обозначением — С, а для обычного трансформатора диммер должен быть с маркировкой — RL. В последнее время появились универсальные регуляторы света для любых типов ламп.

Для светодиодных лент также существуют регуляторы яркости и программируемые контроллеры с разными спецэффектами. Перед тем как выбрать диммер, обратите внимание на мощности его нагрузки, она должна превышать на 15 — 20% вашу нагрузку.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 883
Источник: http://electricavdome.ru/ustrojstvo-i-princip-raboty-dimmera.html

Стандартная схема подключения диммера

Диммер будет заменой выключателю, фазу ведем на разрыв, а ноль и заземление к светильнику напрямую

Блок: 10/12 | Кол-во символов: 138
Источник: https://remont-om.ru/osveshhenie/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet-ustrojstvo-i-printsip-raboty-dimmera.html

Двойной контроль

Очень удобен для длинных комнат и спален. Один светорегулятор устанавливается при входе, второй – на другом конце комнаты.

Блок: 11/12 | Кол-во символов: 142
Источник: https://remont-om.ru/osveshhenie/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet-ustrojstvo-i-printsip-raboty-dimmera.html

Диммер и переключатели

В этом случае устанавливаются два переключателя и диммер: регулировать яркость можно будет только в одном месте, а вот включать или выключать – в 2-х или 3-х местах. Хороший вариант для длинных коридоров, лестниц и так далее.

Установка диммера ничем не отличается от монтажа обычного выключателя. Рассмотрим это на примере замены выключателя светорегулятором. Демонтируем старый агрегат, проверяем при помощи индикатора вазы отсутствие напряжения на клеммах, отсоединяем кабель. Проверьте изоляцию и состояние проводов, после чего подсоедините их к клеммам светорегулятора. Аккуратно вставьте диммер на место, зажмите корпус винтами и распорными лепестками, установите защитные и декоративные элементы. Клемма L – для питающего провода, помните об этом. Теперь можно подать напряжение и устанавливать желаемый уровень освещения.

Светорегулятор или диммер – это переключатель мощности и регулятор интенсивности освещения.
Электрооборудование детской комнаты.

Блок: 12/12 | Кол-во символов: 1010
Источник: https://remont-om.ru/osveshhenie/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet-ustrojstvo-i-printsip-raboty-dimmera.html

Кол-во блоков: 18 | Общее кол-во символов: 17957
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/dimmer-chto-eto: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 3614 (20%)
https://remont-om.ru/osveshhenie/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet-ustrojstvo-i-printsip-raboty-dimmera.html: использовано 4 блоков из 12, кол-во символов 3231 (18%)
http://ElectricDoma.ru/bytovye-elektropribory/printsip-rabotyi-dimmera/: использовано 5 блоков из 5, кол-во символов 3534 (20%)
http://enargys.ru/chto-takoe-dimmer-printsip-deystviya-i-ustroystvo/: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 3627 (20%)
https://samelectrik.ru/chto-takoe-dimmer-i-kak-on-rabotaet.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 3068 (17%)
http://electricavdome.ru/ustrojstvo-i-princip-raboty-dimmera.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 883 (5%)

Диммер. Принцип их работы. Светодиодные диммеры.

Нынешние формы диммер приобрел сравнительно недавно. Тиристорный выключатель начали применять самоделкины еще в ХХ веке. Простая схема диммера такого типа позволяла изготовить его даже начинающему пионеру из кружка юных физиков.

Название диммер получил от английского «dim» – затемнять, делать тускнее. Это вариант регулятора электрической мощности. Обычное использование – регулировка яркости ламп или светодиодов. Наипростейшая форма – реостат – существует довольно давно. Однако реостат имеет недостаток – он выделяет большую мощность, а это дает очень низкий КПД, да еще и нагрев устройства. Также разновидностью регулятора можно считать автотрансформатор, однако такие устройства имеют внушительные размеры и вес, а это делает их неудобными, тем более в нашу эпоху.

Электронные диммеры признано считать наиболее компактными и экономными. Однако к ним не рекомендуется подключать такие устройства, которые работают от тока низкого коэффициента – у них может перегореть обмотка. Если первые диммеры могли выполнять лишь одну функцию (менять яркость лампы), то на современном этапе развития их роль значительно расширилась. Современные регуляторы управляют:

яркостью
автоматическим отключением
плавным пуском/остановкой
режимами затемнения или мерцания
дистанционно

Особенности и характеристики

если диммер применять для включения лампы накаливания, то это позволяет избежать резкого броска тока. По идее, такой прием должен существенно продлить срок службы лампы, сделать ее практически «вечной». Однако на практике лампы все равно перегорают, хотя и значительно реже
диммер способен менять не только яркость, но и цветовую температуру света. При уменьшении яркости свет приобретает красноватый оттенок
диммеры сочетаемы не с мощными лампами (тогда КПД лампы сильно падает), а с лампами меньших мощностей
применение светового регулятора при мощных лампах создает назойливый уловимый шум
схема диммера создает помехи, которые делаю работу некоторых приборов неточной или невозможной
устройство диммера часто является причиной появления фона при записи или трансляции звука
механические (поворотный, поворотно-нажимной, кнопочный)
электронные (сенсорный диммер и бесконтактный)
дистанционные
акустические

Недостатки

диммер может вызвать помехи, даже радиочастотные
несовместим с люминесцентными лампами
могут перегреваться при температуре в помещении выше 25-27°С
дают особенное освещение при использовании светодиодных ламп, когда движущийся предмет кажется неподвижным – это может привести к травмированию

Принцип работы диммера

Как работает диммер

Диммирование осуществляется при использовании «фазовой отсечки», при которой происходит отсечение одной части синусоиды напряжения в сети, и происходит уменьшение действия, питающего напряжение на освещение. Если действие отсечки применимо к началу синусоиды, способ называется «регулирование по переднему фронту», если эта технология используется на конце синусоиды, такой способ называется «диммирование по заднему фронту». Эти способы используются для диммирования ламп различных типов: «Диммирование по заднему фронту» рекомендуется для ламп с низким напряжением светодиодного или галогенового типа с применением электронных трансформаторов. «Диммирование по переднему фронту» используется для ламп низкого напряжения с использованием трансформаторов электромагнитного типа, а также для компактных люминесцентных и светодиодных ламп 230В. Эти два способа также хорошо подойдут для ламп галогенового типа и ламп накаливания 230В. Стабильная работа прибора заставляет использовать провод с тремя жилами один для заземления, для рабочего нуля и для фазы, это действие применяется для соблюдения точки перехода через ноль. При использовании малых диммеров достаточно двухжильного провода.

Вопрос энергосбережения

На многих сайтах диммер позиционируется как устройство, что позволяет экономить расходы на электроэнергию. Так ли это? В принципе, да. Все существующие модели позволяют потреблять лампе меньшее количество мощности. Однако целесообразно ли так поступать? Диммер имеет неоспоримое преимущество – он внешне красив и даже неординарен. Чего только стоит сенсорный диммер.

Также он меняет освещение в помещении, что также вызывает приятные эстетические чувства. Но экономить с помощью диммера все равно, что покупать вместо двух ламп 60 Ватт одну на 100. В первую очередь диммер должен рассматриваться как регулятор эстетики освещения и лишь потом как способ сэкономить. Например, после ремонта человек установил две (или даже три) линии освещения. При вариациях цветов и мощности ламп с помощью двух- или трехклавишного диммера можно добиться красивого цветового и осветительного эффекта. Экономия даже в случае применения нескольких ламп столь незначительна и ничтожна, что ее можно назвать невидимой.

Небольшой совет: подбирая диммер, следует обратить внимание на его показатель мощности. Желательно, что величина мощности светового регулятора любого типа была несколько выше, чем суммарная мощность ламп освещения в помещении. В противном случае возможен перегрев, выход из строя и даже пожар.

Светодиодные диммеры

Диммер — если раньше это касалось только ламп накаливания, то с появлением на рынке светодиодных ламп, возникла необходимость регулировать и их. Вообще, функция диммера – понижать до нужного уровня средний ток через лампу, и таким образом уменьшать интенсивность излучаемого ею света. Так, с лампами накаливания традиционно применяют симисторные и тиристорные диммеры, которые корректируют подачу мощности на лампу путем отсечки части фазы сетевого напряжения. Поскольку лампы накаливания – приборы довольно бесхитростные, то и диммеры для них довольно просты по устройству. Со светодиодными лампами дело обстоит сложнее.

Обычные светодиодные лампы иногда содержат в своей конструкции, кроме светодиодов, еще и схему простейшего импульсного преобразователя, который предназначен для взаимодействия с обычным сетевым напряжением синусоидальной формы. Этот драйвер зачастую очень прост, а иногда отсутствует даже он. Если такую лампу подключить через диммер, то встроенная в ее корпус схема управления быстро выйдет из строя, или, в лучшем случае, не сможет корректно работать.

Светодиодные диммеры

Для решения возникшей проблемы, некоторые производители светодиодных ламп стали выпускать линейки специальных диммируемых светодиодных ламп, драйвер которых несколько усложнен, и может легко работать даже при включении лампы через обычный диммер с отсечкой фазы. Такие лампы дороже обычных, и далеко не каждого покупателя это положение дел устраивает. Единственной альтернативой является применение специальных диммеров, предназначенных для управления непосредственно светодиодными лампами. Эти электронные устройства сами являются преобразователями с широтно-импульсной модуляцией, и подают на светодиодную лампу стабилизированное напряжение, которое схема лампы принимает без нарушения штатного режима своей работы.

Такие светодиодные диммеры позволяют плавно регулировать яркость света светодиодной лампы, повышают экономичность, и продлевают срок службы даже самых обычных светодиодных ламп.

Довольно часто бывает, что освещение какого-нибудь помещения в течение продолжительного времени было бы лишним, поскольку это сказывается на перерасходе электроэнергии; на помощь приходит именно диммер, к тому же современные диммеры имеют КПД – более 90%. Оригинальные дизайнерские решения гораздо проще реализовать при помощи диммеров, которые могут иметь запрограммированные световые сценарии. В конце концов, применение диммеров управляемых с пультов дистанционного управления попросту повышает уровень комфорта. Наконец, управление яркостью света, изменение цвета и реализация различных сценариев легко интегрируются в современные системы «Умный дом».

Из вышесказанного видно, что светодиодные диммеры – сложные электронные устройства, они могут включать свет по таймеру, осуществлять плавный пуск, и даже управляться дистанционно с пульта. Эти диммеры встречаются в различных исполнениях и для различного монтажа. Диммеры для установки в монтажную коробку удобно заменяют собой выключатель, управление производится либо кнопкой, либо с подключаемого к диммеру дополнительного блока.

Модульные светодиодные диммеры

Для установки в щиток на DIN-рейку позволяют реализовывать различные световые сценарии, и могут работать в системах «Умный дом»; они управляются посредством выносных регуляторов и кнопок, либо пультом дистанционного управления. Модульные диммеры дороже обычных диммеров. Диммеры управляемые пультом бывают как с радио, так и с инфракрасным управлением. В первом случае управлять устройством можно на расстоянии, тогда как для управления при помощи инфракрасного пульта необходима прямая видимость.

Выносные блоки

Еще одна разновидность диммеров. Потолочные светодиодные ленты часто используются вместе с такими диммируемыми блоками, и к ним можно подключить точечные светильники со светодиодными лампами, важно лишь соблюсти требования относительно суммарной мощности. Сами эти блоки управляются с обычных диммеров, либо со специальных выносных панелей или с пультов, а иногда управление осуществляемо всеми этими способами.

Способов управления диммерами четыре:

поворотом ручки, когда включение лампы и регулирование ее яркости осуществляется поворотом ручки, а выключение сопровождается щелчком
поворотно-нажимным способом, когда выключить или включить можно нажатием, а регулировать яркость – поворотом, при этом не обязательно для включения каждый раз поворачивать ручку, достаточно просто нажать на нее, и яркость сразу будет на заранее установленном уровне
управление клавишей
сенсорное управление, часто дополняется пультом дистанционного управления

Пожалуй, единственный недостаток светодиодных диммеров – расходы на их приобретение, которые, однако, окупаются эффективностью и экономичностью оснащенных ими систем освещения. Важно лишь помнить, что при покупке светодиодного диммера и светодиодной лампы, либо обычного диммера и диммируемой светодиодной лампы, желательно проверить их совместную работу прямо в магазине, где для этой цели должен быть оборудован специальный стенд.

Так же смотрите по этой теме:

Выключатели с дистанционным управлением. Что предлагает рынок?

Умные розетки и выключатели ELRO. Обзор линейки AB600.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Диммер для ламп накаливания: принцип работы и виды

Выпускаемые промышленностью всевозможные диммеры способны расширить функциональность почти любых осветительных приборов, повысить их экономичность. Но, если ситуация не типичная, к примеру, когда важны небольшие размеры, то сможет помочь только самодельное устройство.

Кроме того, изготовление может стать более дешевым вариантом, чем покупка. И это заставляет многих людей задуматься о решении подобной задачи. Тем более что собрать диммер своими руками несложно.

Относительная простота конструкции

Что усложняет схему собираемого изделия?

Существующие виды управления прибором

Тип размещения прибора

Принцип работы диммера

Как сделать диммер самому

Подключение димера к цепи

Выводы и полезное видео по теме

Как можно регулировать яркость ламп накаливания?

Стандартная лампа накаливания относится к категории простых источников света, и чтобы уменьшить уровень яркости свечения, требуется снизить показатели подаваемого электрического напряжения.
Технически решить такую задачу вполне можно:

рассеиванием электроэнергии на входе к источнику света;
применением питающего напряжения на запуск регулятора.

В первом случае чаще всего применяется обычный реостат, рассчитанный на 220 вольт. Чтобы предотвратить сильный перегрев такого прибора, целесообразно использовать балластные бытовые трансформаторы, включаемые в цепь питания и компенсирующие временные броски напряжения.

С целью ощутимой экономии электрической энергии, на участке от лампы накаливания до выключателя, устанавливается специальный прибор с регулируемой выходной мощностью. В качестве такого устройства можно рассматривать обычный генератор автоматических колебаний.

Следует отметить, что вариант рассеивания не является экономически целесообразным, так как в условиях включенного реостата и неполной световой отдачи лампы накаливания, расход электрической энергии остаётся на прежнем уровне.

Если рaзбилacь энepгocбepeгaющaя лaмпoчкa, то чтo дeлaть? И в чeм заключается oпacнocть? Читайте в нашей рубрике. О различных видах ламп освещения смотрите здесь.

О так называемых бaллacтах для люминecцeнтныx лaмп читайте тут.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на:

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Плюсы и минусы регуляторов

Установка современных регуляторов мощности освещения, представленных диммерами, имеет большое количество преимуществ:

возможность удобно и легко осуществлять полноценное управление любыми осветительными приборами;
повышение энергоэффективности освещения;
увеличение срока эксплуатации осветительных приборов.

Посредством диммера осуществляется плавное включение и отключение светильника, благодаря чему отсутствуют резкие броски тока через лампу накаливания и, как следствие, продлевается срок службы источника света.

Кроме всего прочего, самые современные модели с расширенным функционалом дают возможность имитировать присутствие человека, что позволяет снизить риск ограбления при отсутствии жильцов. С этой целью в регулирующем устройстве применяется специальный программный режим, которым автоматически осуществляется включение и отключение освещения в разных помещениях, что создаёт иллюзию пребывания человека.

Чаще всего отечественные потребители сталкиваются с недостатками светорегуляторов при приобретении самых дешевых и некачественных моделей диммеров, которые выпускаются недобросовестными производителями.

К минусам таких приборов можно отнести:

появление незапланированного мерцающего эффекта при небольшом уровне световой отдачи лампой накаливания;
ощутимое сокращение срока эксплуатации источника света;
резкое снижение показателей энергоэффективности.

Также нужно помнить, что основной особенностью выходного напряжения является нелинейная зависимость от показателей резисторного сопротивления в схеме электронного регулятора.

Чтобы минимизировать недостатки, необходимо учитывать несинусоидальную форму выходного напряжения электронных регуляторов, поэтому подключение понижающих трансформаторов является нежелательным.

Зачем нужен регулятор оборотов

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Читать также: Средние мотоблоки цены отзывы какой лучше

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы и устройство диммера для ламп накаливания

Процесс диммирования основан на «фазовой отсечке», которая сопровождается отсечением части синусоиды сетевого напряжения и уменьшением питания освещение.

При отсекании в начале синусоиды, происходит «регуляция переднего фронта», а в конце синусоиды, – «диммирование заднего фронта».

В каждом конкретном случае подбирается оптимальный вариант установки диммера. Во всех стандартных устройствах обязательно предусматривается наличие системы защиты от перегрева и короткого замыкания, а также устанавливаются клеммы, позволяющие осуществлять правильное подключение.

Для получения стабильной работы устройства, как правило, используется трёхжильный провод на «фазу», «ноль» и «заземление», но применение малого регулятора позволяет устанавливать стандартный двухжильный провод.

Виды прибора и как работает диммер для ламп накаливания?

Особенность самых первых диммеров заключалась в механическом способе управления и способности только изменять яркость осветительного прибора. Усовершенствованные устройства отличаются многофункциональностью.

Такие световые регуляторы обязательно оснащаются микроконтроллером, а также обладают расширенным функционалом, позволяющим:

управлять яркостью светового потока;
осуществлять отключение в автоматическом режиме;
имитировать присутствие человека в помещении;
плавно включать и отключать источник освещения;
применять разные режимы и эффекты, включая затемнение и мигание;
управлять прибором дистанционно.

По типу исполнения выделяются монтируемые в распределительном щите модульные диммеры, моноблочные модели с установкой на разрыв фазы в цепи, а также блочные регуляторы «розетка-выключатель».

В зависимости от конструкционных особенностей и уровня функциональности, все диммеры могут быть представлены несколькими разновидностями:

наиболее простые и распространенные поворотные модели, позволяющие регулировать яркость света посредством круглого поворотного устройства;
кнопочные модели, позволяющие управлять осветительным прибором посредством нажатия специально выделенных клавиш;
сенсорные модели, которые часто оснащаются системами автоматического выключения, таймером и эффектом присутствия.

К наиболее современным устройствам относятся модели с пультом, позволяющие осуществлять управление освещением дистанционным способом. Такими диммерами, помимо включения и выключения источника света, можно легко регулировать уровень световой отдачи.

Именно сенсорный диммер для ламп накаливания (с ДУ-пультом) применяется при обустройстве системы «умный дом», а дистанционное управление может осуществляться посредством инфракрасного или радиоканала, акустическими или голосовыми командами.

Варианты подключения

Прежде чем приступить к самостоятельной установке диммера, необходимо с целью обеспечения безопасного проведения работ отключить электрическое питание в щитке. На сегодняшний день практикуется два основных способа подключения регулятора.

При простом подключении демонтируется старый выключатель, а концы проводов зачищаются, после чего к входной клемме, обозначаемой «IN» или «↓» подключается красный/коричневый провод. На выходную клемму, обозначенную «OUT» или «↑», фиксируется голубой провод. Жилу желто-зеленого цвета следует заизолировать. Для фиксации проводов применяются винтовые соединения, после чего осуществляется установка и фиксация модуля в подрозетнике.

При более сложном подключении есть возможность осуществлять управление источником света дистанционным способом. Такой вариант устройства должен иметь три контакта на подключение, поэтому требует использования трехжильного провода. Фазный подающий провод должен подключаться к выключателю, а «фаза», идущая на осветительный прибор, – к диммеру. При установке стандартного выключателя на одном этаже, регулятор монтируется на другом, что позволяет контролировать уровень яркости осветительных приборов на расстоянии.

В процессе проектирования всей системы требуется правильно рассчитать количество и показатели мощности таких устройств, а также определиться с их расположением и типом подведения электрической проводки.

Регулятор оборотов электродвигателя 220в

Его можно изготовить совершенно самостоятельно, но для этого нужно будет изучить все возможные технические особенности прибора. По конструкции можно выделить сразу несколько разновидностей главных деталей. А именно:

Сам электродвигатель.
Микроконтроллерная система управления блока преобразования.
Привод и механические детали, которые связаны с работой системы.

Перед самым началом запуска устройства, после подачи определённого напряжения на обмотки, начинается процесс вращения двигателя с максимальным показателем мощности. Именно такая особенность и будет отличать асинхронные устройства от остальных видов. Ко всему прочему происходит прибавление нагрузки от механизмов, которые приводят прибор в движение. В конечном счёте на начальном этапе работы устройства мощность, а также потребляемый ток лишь возрастают до максимальной отметки.

В это время происходит процесс выделения наибольшего количества тепла. Происходит перегрев в обмотках, а также в проводах. Использование частичного преобразования поможет не допустить этого. Если произвести установку плавного пуска, то до максимальной отметки скорости (которая также может регулироваться оборудованием и может быть не 1500 оборотов за минуту, а всего лишь 1000) двигатель начнёт разгоняться не в первый момент работы, а на протяжении последующих 10 секунд (при этом на каждую секунду устройство будет прибавлять по 100−150 оборотов). В это время процесс нагрузки на все механизмы и провода начинает уменьшаться в несколько раз.

Читать также: Алюминий это физическое тело

Как сделать регулятор своими руками

Можно совершенно самостоятельно создать регулятор оборотов электродвигателя около 12 В. Для этого стоит использовать переключатель сразу нескольких положений, а также специальный проволочный резистор. При помощи последнего происходит изменение уровня напряжения питания (а вместе с этим и показателя частоты вращения). Такие же системы можно применять и для совершения асинхронных движений, но они будут менее эффективными.

Ещё много лет назад широко использовались механические регуляторы — они были построены на основе шестеренчатых приводов или же их вариаторов. Но такие устройства считались не очень надёжными. Электронные средства показывали себя в несколько раз лучше, так как они были не такими большими и позволяли совершать настройку более тонкого привода.

Для того чтобы создать регулятор вращения электродвигателя, стоит использовать сразу несколько устройств, которые можно либо купить в любом строительном магазине, либо снять со старых инвенторных устройств. Чтобы совершить процесс регулировки, стоит включить специальную схему переменного резистора. С его помощью происходит процесс изменения амплитуды входящего на резистор сигнала.

Внедрение системы управления

Чтобы значительно улучшить характеристику даже самого простого оборудования, стоит в схему регулятора оборотов двигателя подключить микроконтроллерное управление. Для этого стоит выбрать тот процессор, в котором есть подходящее количество входов и выходов соответственно: для совершения подключения датчиков, кнопок, а также специальных электронных ключей.

Для осуществления экспериментов стоит использовать особенный микроконтроллер AtMega 128 — это наиболее простой в применении и широко используемый контроллер. В свободном использовании можно найти большое число схем с его применением. Чтобы устройство совершало правильную работу, в него стоит записать определённый алгоритм действий — отклики на определённые движения. К примеру, при достижении температуры в 60 градусов Цельсия (замер будет отмечаться на графике самого устройства), должно произойти автоматическое отключение работы устройства.

Регулировка работы

Теперь стоит поговорить о том, как можно осуществить регулировку оборотов в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения мотора может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для этого вполне пригодны совершенно любые системы для регулировки, которые могут осуществлять такую функцию.

Стоит перечислить несколько разновидностей приборов:

Лабораторные автотрансформеры (ЛАТР).
Заводские платы регулировки, которые применяются в бытовых устройствах (можно взять даже те, которые используются в пылесосах, миксерах).
Кнопки, которые применяются в конструкции электроинструментов.
Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но при этом все такие способы имеют определённый изъян. Совместно с процессами уменьшения оборотов уменьшается и общая мощность работы мотора. Иногда его можно остановить, даже просто дотронувшись рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным, но по большей части это считается серьёзной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом станет выполнение функции регулировки оборотов при помощи применения тахогенератора.

Его чаще всего устанавливают на заводе. Во время отклонения скорости вращения моторов через симистры в моторе будет происходить передача уже откорректированного электропитания, сопутствующего нужной скорости вращения. Если в такую ёмкость будет встроена регулировка вращения самого мотора, то мощность не будет потеряна.

Как же это выглядит в виде конструкции? Больше всего используется именно реостатная регулировка процесса вращения, которая создана на основе применения полупроводника.

В первом случае речь пойдёт о переменном сопротивлении с использованием механического процесса регулировки. Она будет последовательно подключена к коллекторному электродвигателю. Недостатком в этом случае станет дополнительное выделение некоторого количества тепла и дополнительная трата ресурса всего аккумулятора. Во время такой регулировки происходит общая потеря мощности в процессе совершения вращения мотора. Он считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для довольно мощных моторов по вышеуказанным причинам.

Во втором случае во время применения полупроводников происходит процесс управления мотором при помощи подачи определённого числа импульсов. Схема способна совершать изменение длительности таких импульсов, что, в свою очередь, будет изменять общую скорость вращения мотора без потери показателя мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить уже полностью готовое к применению устройство, то стоит обратить особое внимание на главные параметры и характеристики, такие, как мощность, тип системы управления прибором, напряжение в устройстве, частоту, а также напряжение рабочего типа. Лучше всего будет производить расчёт общих характеристик всего механизма, в котором стоит применять регулятор общего напряжения двигателя. Стоит обязательно помнить, что нужно производить сопоставление с параметрами частотного преобразователя.

Читать также: Влагоотделитель для компрессора установка

Каждый из нас дома имеет какой-то электроприбор, который работает в доме не один год. Но со временем мощность техники слабеет и не выполняет своих прямых предназначений. Именно тогда стоит обратить внимание на внутренности оборудования. В основном проблемы возникают с электродвигателем, который отвечает за функциональность техники. Тогда стоит обратить свое внимание на прибор, который регулирует обороты мощности двигателя без снижения их мощности.

Нюансы выбора

Чаще всего для ламп накаливания устанавливаются простейшие диммеры соответствующей нагрузки.
Тем не менее, специалисты настоятельно советуют присмотреться к универсальным светорегуляторам серии Living-Light от итальянского производителя ВТiсinо, и серии Еtikа от производителя Lеgrаnd.

При выборе светорегулятора целесообразно исходить из типа и уровня мощности источника света, а также в обязательном порядке учитывать суммарную нагрузку.

Как показывает практика, приобретая диммер нужно принимать во внимание общую нагрузку, на которую рассчитано устройство + обязательный запас мощности примерно в 10-20%.

Многих интересует вопрос: кaк пoдключить лaмпу днeвнoгo cвeтa? Смотрите полезную информацию в нашей статье. Об уcтpoйcтве люминecцeнтнoй лaмпы читайте в следующей статье.

тиристорные и симисторные регуляторы мощности. Сенсорные диммеры для ламп.

Купить диммер совсем не сложно. Главное – выбрать оптимальную модель. Изучаем спектр предложений производителей и функционал современных диммеров.

На фото:

Управляйте восходом и закатом Наряду с диммерами, которые регулируются вручную, существует большая группа программируемых. К таким моделям относятся сумеречные выключатели. Они по сути повторяют «работу» угасающего солнца&nbsp— постепенно приглушают свет в течение нескольких часов и в конце концов выключают совсем. Можно установить и обратную последовательность. Все что от вас требуется&nbsp— установить нужное время «рассвета» и «заката».

На фото: светорегулятор с таймером от фабрики Busch-Jaeger.

Что такое диммер?

Азы. Диммер (от англ. dim – «затемнять»), или светорегулятор, –устройство, которое позволяет регулировать яркость свечения ламп при изменении потребляемой ими мощности.

Диммер – это отдельный прибор, монтируемый вместо выключателя, или часть конструкции осветительного прибора. Реже встречаются устройства, напоминающие тройник-удлинитель: светильник подключается к диммеру, а последний – к розетке.

Светорегуляторы позволяют экономить электроэнергию и продлевают срок службы ламп (большинство из них перегорает как раз в момент включения из-за резкого скачка напряжения). Однако при регулировке света лампы накаливания меняется не только ее яркость, но и цветовая температура: чем тусклее горит лампа, тем краснее свет.

Типы диммеров по принципу работы

Тиристорные и симисторные регуляторы мощности ламп более пожаробезопасны, но при работе создают помехи, вплоть до радиочастотных. Кроме того, они сгорают, не выдерживая короткого замыкания, возникающего из-за бракованной лампы.

Реостатный диммер (резистор, реостат)&nbsp– самый простой. Он выделяет слишком много тепла, из-за чего быстро выходит из строя. Сегодня реостаты практически не выпускают (они не отвечают нормам пожарной безопасности). Иногда все светорегуляторы именуют реостатами, что принципиально неверно.

На фото: диммер от фабрики Jung.

Такие диммеры можно использовать только в паре со специальным устройством (выпрямителем на четырех диодах), которое удваивает их стоимость.

Диммеры на полевых транзисторах – приборы нового поколения, лишенные недостатков предшественников. Они оснащены защитой от короткого замыкания, перегревания и перегрузок. Позволяют изменять яркость освещения еще до включения света. Если повернуть ручку регулятора до предела, свет не вспыхивает сразу на полную мощность, а разгорается постепенно.

Диммеры для разных ламп

Каждой лампочке свое. Диммеры бывают универсальными (под любую лампу), и специальными – например, для ламп накаливания или низковольных галогенных ламп.

В последнем случае светорегулятор работает в паре с электронным трансформатором (электромагнитный трансформатор использовать для диммеров категорически не рекомендуется – оба прибора перегреваются).

Для люминесцентных ламп стандартные диммеры не подходят.

На фото:

Диммеры для разных ламп различаются внутренним устройством. Если не хотите углубляться в технические тонкости, покупайте универсальный светорегулятор.

Конструкции диммеров

Кнопочные диммеры делятся на поворотные и поворотно-нажимные. В первом варианте свет зажигается при повороте круглой ручки-кнопки, и яркость освещения регулируют, продолжая ее вращать. Во втором – свет включают, нажав на кнопку, а интенсивность светового потока изменяется при ее вращении. При выключении света прибор запоминает установленный перед этим уровень яркости.

На фото:

Клавишные диммеры совершеннее кнопочных. Свет включается и выключается при нажатии на клавишу, а яркость его изменяется при удерживании последней.
Комбинированные диммеры имеют две клавиши: одна включает/выключает свет, вторая регулирует яркость.

На фото:

Клавишные диммеры по внешнему виду напоминают традиционные выключатели.

Сенсорные диммеры – модное и удобное решение. Ими управляют путем легкого прикосновения к рабочей поверхности светильника или сенсорной панели Touch Pad на стене. Так можно включить или выключить свет. Если же удерживать палец на сенсоре, освещенность будет плавно возрастать, а достигнув максимума, начнет уменьшаться.

На фото:

Управлять яркостью света можно при помощи привычного пульта ДУ. Он же позволяет устанавливать и запоминать несколько световых сценариев.

В статье использованы изображения
busch-jaeger.de, jung.de, siemens.com, abb.com, schneider-electric.com

Определение, принцип работы, преимущества и типы

Промышленность, связанная с жилым помещением, становится все более требовательной — особенно в отношении освещения, которое создает нужное настроение для любого случая. Однако инновационные осветительные устройства не только создают атмосферу в помещении, но и позволяют экономить электроэнергию. Диммерные переключатели являются неотъемлемой частью систем освещения. Чтобы узнать больше, продолжайте читать.

Что такое диммер?

Диммер — это тип потенциометра, который регулирует количество света в освещении, контролируя ток, проходящий через лампы.Диммер позволяет довести яркость таких источников света, как светодиоды, галогены, CFL до желаемого пользователем уровня.

Переключатель яркости используется для управления яркостью света в некоторых частях дома, таких как столовая или семейная комната. Они доступны как для ламп накаливания, так и для люминесцентного освещения; купите правильный вид, потому что они не взаимозаменяемы.

Как работает диммер?

Диммерные переключатели работают по принципу переднего фронта фазы.В начале каждой синусоидальной полуволны диммер блокирует ток к лампе, он непроводящий. TRIAC (электронный переключатель в диммере) подключается только после запуска определяемого пользователем времени задержки tz, которое включает подключенные нагрузки.

Таким образом можно бесконечно регулировать яркость подключенного осветительного прибора. Напряжения помех, возникающие при переключении, уменьшаются с помощью соответствующих мер фильтрации.

Вы также можете посмотреть это отличное видео

Почему используются диммерные переключатели?

Диммерные переключатели создают атмосферу.Будь то приглушенное освещение для стильного ужина или рабочий свет, переключаемый в соответствии с окружающими условиями: именно способность быстро и легко адаптировать освещение делает диммеры таким привлекательным вариантом. Кроме того, диммеры экономят электроэнергию и продлевают срок службы осветительных элементов.

Типы диммерных переключателей

На рынке электрооборудования доступны 3 типа диммерных переключателей: поворотные, универсальные и сенсорные.

Поворотные диммерные переключатели

Просто поверните диммер, чтобы установить желаемую яркость — нажатие на него включает или выключает свет.Поворотные диммеры также могут быть установлены в перекрестные и двухпозиционные переключатели.

Универсальные диммерные переключатели

Универсальные диммеры могут использоваться с различными ламповыми нагрузками: лампами накаливания, высоковольтными галогенными лампами и низковольтными галогенными лампами с магнитными или электронными трансформаторами. Сенсорные диммеры особенно удобны в использовании. Включать и выключать их так же просто, как использовать обычный выключатель света. Их также можно увеличить или уменьшить до требуемой яркости.Функция памяти позволяет сохранять определенное значение диммирования, которое затем автоматически переключается на него при активации диммера. Универсальный диммер также можно переключать и диммировать с разных точек с помощью обычных кнопок.

Диммерные переключатели сенсорного экрана

Они часто устанавливаются на стене в доме, просты в использовании и придают комнате современный вид. Они являются частью системы домашней автоматизации.

Подключение диммерных переключателей

Можно включить диммер на любой свет?

Обычно диммерные переключатели подходят для использования с лампами накаливания и галогенными лампами.Но некоторыми светодиодами и люминесцентными лампами со специальными балластами также можно управлять с помощью переключателя яркости.

Опасны ли диммеры?

Если ваша лампочка и переключатель диммера совпадают, диммеры не опасны. Будьте осторожны, не пропускайте через них слишком много энергии. Поэтому перед покупкой диммеров проверяйте каталоги производителя.

Некоторые из менее дорогих диммеров могут создавать помехи для радио или телевидения. В лучшие из них встроены шумоподавляющие устройства.

Продолжить чтение

Цепи диммера

Авторские права Томи Энгдал 1997-2000 гг.

Индекс

Заявление об ограничении ответственности

Я от всего отказываюсь. Содержание статей ниже может быть полностью неточным, неуместным или ошибочным. Нет никаких гарантий относительно пригодности указанных схем и информации для каких-либо целей, кроме как в качестве пособия для самообучения.

Регулировка яркости основана на регулировке напряжения, поступающего на лампу.Регулировка яркости возможна на протяжении многих десятилетий. силовые резисторы и регулируемые трансформаторы. Эти методы были используется в кинотеатрах, на сценах и других общественных местах. Проблема эти методы управления светом заключались в том, что они большие, дорогие, имеют низкую эффективность, и ими трудно управлять из удаленного места.

Силовая электроника быстро развивалась с 1960 года. В период с 1960 по 1970 год. поступили на рынок тиристоры и симисторы. Используя эти компоненты, было довольно легко сделать небольшие и недорогие диммеры, которые имеют хорошие эффективность.Электронное управление также позволило сделать их легко управляемый из удаленного местоположения. Электронные диммеры этого типа стали доступны после 1970 года и в настоящее время используются во многих местах как дома, рестораны, конференц-залы и в сценическом освещении.

Твердотельные диммеры работают, изменяя «рабочий цикл» (время включения / выключения). полного переменного напряжения, подаваемого на регулируемые огни. Например, если напряжение подается только половину каждого цикла переменного тока, лампочка будет казаться намного менее яркой, чем когда она получить полное переменное напряжение, потому что для нагрева нити требуется меньше энергии.Твердотельные диммеры используют настройку регулятора яркости, чтобы определить, в какой момент каждого цикла напряжения включать и выключать свет.

Типичные светорегуляторы построены с использованием тиристоров и точного времени. при срабатывании тиристора относительно нулевых переходов Электропитание переменного тока используется для определения уровня мощности. Когда тиристор срабатывает, он продолжает проводить до тех пор, пока ток не пройдет через него переходит в ноль (точно при следующем пересечении нуля, если нагрузка чисто резистивная, как лампочка).Изменяя фазу, на которой вы запускаете симистор, вы изменяете рабочий цикл и, следовательно, яркость света.

Вот пример нормальной мощности переменного тока, которую вы получаете от розетки. (картинка должна выглядеть как синусоида):

 ... ...
                 . . . .
                . . . .
              ------------------------------------ 0 В
                        . . ..
                         . . . .
                          ... ...

А вот что попадает в лампочку при срабатывании диммера симистор включен в середине фазы переменного тока:

 ... ...
                  | . | .
                  | . | .
              ------------------------------------ 0 В
                          | . | .
                          | .| .
                          ... ...

Как видите, варьируя точку включения, количество мощность, попадающая в лампочку, регулируется, и, следовательно, свет выход можно контролировать.

Преимущество тиристоров перед простыми переменными резисторами состоит в том, что они (в идеале) рассеивают очень мало энергии, поскольку они либо полностью включены, либо полностью выключены. Обычно тиристор вызывает падение напряжения на 1-1,5 В при прохождении через ток нагрузки.

Что такое тиристоры и симисторы

Выпрямитель с кремниевым управлением — это один из типов тиристоров, используемых в мощность, которую нужно контролировать, является однонаправленной.Симистор — тиристер используется там, где необходимо регулировать мощность переменного тока.

Оба типа обычно выключены, но могут срабатывать при слабом токе. Импульс на вход, называемый вентилем. После срабатывания они остаются включенными. пока ток, протекающий через основные клеммы устройства уходит в ноль.

И тиристоры, и симисторы представляют собой 4-х слойные структуры PNPN. Обычно SCR описывается по аналогии с парой перекрестно соединенные транзисторы — один NPN, а другой PNP.

 + ------ +
    +> ------------ + ЗАГРУЗИТЬ + ---------------- +
                   + ------ + |
                                           |
                                          E \ |
                                      PNP | --- + -------  ----- + --- | NPN
                                               | \ E
                                                 |
                                                 |
    -> ------------------------------------------ +

Если мы подключим положительную клемму источника питания, скажем, лампочку, и затем к эмиттеру транзистора PNP и его возврату к эмиттеру транзистора NPN, ток не будет течь до тех пор, пока пробой номинальное напряжение транзистора не превышается из-за отсутствия базы ток ни к чему.

Однако, если мы подадим ток на базу транзистора NPN (IG (+)), он включится и подаст ток на базу транзистора PNP, который включится, обеспечивая больший ток для транзистор NPN. Вся конструкция теперь находится во включенном состоянии и останется таким, даже если вход в базу NPN будет удален пока напряжение питания не упадет до 0, а ток нагрузки не упадет до 0.

Тот же сценарий верен, если мы изменим блок питания и воспользуемся IG (-) вход для триггера.

Симистор работает в основном аналогичным образом, но полярность Затвор может быть либо +, либо — в течение любого полупериода источника переменного тока. Обычно триггерные сигналы, используемые для запуска симисторов: короткие импульсы.

Физика лампы накаливания

Типичная лампа накаливания потребляет энергию и использует ее для нагрева нити накала. пока он не начнет излучать свет. В процессе около 10% энергия преобразуется в видимый свет. При первом включении лампы сопротивление холодной нити накала может быть в 29 раз ниже его теплостойкости.Эта характеристика хорош с точки зрения быстрого разогрева, но это означает, что даже в 20 раз больше установившийся ток будет потребляться в течение первых нескольких миллисекунд операции. Производители ламп приводят типичное значение сопротивления лампы в холодном состоянии 1/17%. рабочее сопротивление, хотя пусковые токи обычно только в десять раз больше рабочего тока, когда такой Принимаются во внимание такие вещи, как сопротивление кабеля и источника питания. Полупроводники, проводка и предохранители диммера. должны проектироваться с учетом этого пускового тока.Характеристика пускового тока лампы накаливания (вольфрамовая нить) лампы чем-то похожи на перенапряжение характеристика типовых тиристоров, предназначенных для регулирования мощности, создания им неплохой матч. Типичный в десять раз устойчивый государственные рейтинги, которые применяются к обоим при холодном пуске, позволяют многим симисторам переключать лампы с номинальным током, близким к их собственным номинальным значениям в установившемся режиме.

Поскольку нить накала лампы имеет конечную массу, потребуется некоторое время. (в зависимости от размера лампы) для достижения рабочей температуры и дают полный световой поток.Эта задержка воспринимается как «отставание», И, конечно, насколько быстро эффектное освещение можно приглушить. В театральной применение эти проблемы уменьшаются с помощью предварительного нагрева (небольшой ток протекает через лампу, чтобы она оставалась теплой, когда она погашена).

Идеальная лампа будет производить 50% светового потока при 50% потребляемой мощности. К сожалению, лампы накаливания даже близко не к этому. Большинство требует в минимум 15% мощности, чтобы вообще включиться, а затем увеличить интенсивность с экспоненциальной скоростью.

Чтобы усложнить задачу, человеческий глаз воспринимает интенсивность света. как своего рода обратная логарифмическая кривая.Отношение значения контроля фазы (задержка включения симистора после пересечения нуля) и мощность, подаваемая на лампочка очень нелинейная. Чтобы обойти эти проблемы, большинство производители диммеров для театрального освещения используют запатентованные кривые интенсивности в их схемах управления, чтобы попытаться сделать выбранные интенсивность более точно соответствует воспринимаемой интенсивности.

Очень простая схема

Следующая схема основана на информации из раздела Часто задаваемые вопросы по ремонту: http: //www.repairfaq.org /

Это тип распространенного диммера, широко доступного на оборудовании. магазины и домашние центры. Схема является базовой моделью для света диммер на 120 В переменного тока. Эта базовая конструкция может работать с лампочками. в диапазоне мощности от 30 Вт до нескольких сотен Вт (в зависимости от конструкции).

 Черный o ----------------- + ------------ + ----------- +
                           | | |
                           | R1 \ |
                           | 220 К / <- + |
                           | \ | |
                           | | | |
                           | + - + |
                           | | |
                           | R2 / |
                       C1 _ | _ 47 К \ |
                  .047 мкФ --- / __ | __ Th2
                           | | _ \ / \ _ SC141B
                           | + --- |> | / | 200 В
                           | | | <| --- |
                           | C2 _ | _ D1 |
                           | .062 мкФ --- Diac |
                           | | |
     Красный o ----------------- + --- 1940 --- + ----------- +
                                 L1
                         40 T # 18, 2 слоя
                       Ферритовый сердечник 1/4 "x 1"

Назначение потенциометра P1 и конденсатора C2 в комбинации диак и симистора: просто чтобы задержать точку стрельбы диака от перехода через ноль.Чем больше сопротивление (P1 + R2), питающее конденсатор C2, тем больше времени требуется. чтобы напряжение на конденсаторе поднялось до точки, в которой диак D1 загорается включив симистор Th2. Конденсатор С1 и индуктор L1 сделать простой фильтр радиочастотных помех. Без этого цепь будет генерировать довольно много помех, потому что срабатывание симистор в середине фазы переменного тока вызывает быстро нарастающие скачки тока. Симистор Th2 может выдерживать 6 А постоянного тока при правильном охлаждении, поэтому схема сможет обрабатывать около 300-500 Вт мощности при небольшом радиатор установлен на Th2.Если Th2 не охлаждается, максимальная мощность рейтинг, вероятно, составляет около 150 Вт.

Список компонентов:

 C1 47 нФ 250 В
C2 62 нФ 100 В
R1 линейный потенциометр 220 кОм (с хорошей изоляцией)
R2 47 кОм 1 / 2Вт
D1 Diac (например BR100-03
Th2 SC141B или аналогичный (200 В, 6 А, Igt / lj <50 / <200 мА, корпус TO220)
L1 Самодельная катушка на 40 витков провода №18 зашита
    на двух слоях на ферритовом сердечнике 1/4 "x1"

Хотя диммер предназначен только для ламп накаливания или нагрева, эти как правило, будет работать до некоторой степени с универсальными двигателями, а также с люминесцентными лампы до 30–50% яркости.Долгосрочная надежность неизвестна для эти неподдерживаемые приложения.

Минимальный контур

Я также видел очень похожую схему диммера, размещенную на sci.electronics.design группа новостей один день (отправленный Сэмом Голдвассером). Это тип обычных диммеров (например, замена стандартных настенные переключатели), широко доступные в хозяйственных магазинах и домашних центрах. В этой схеме используются немного другие значения компонентов, чем в предыдущей. и не имеет фильтрации радиопомех.Этот содержит минимальное количество компонентов для работы!

 Черный o -------------------------------- + -------- +
                                           | |
                                        | | |
                                     R1 \ | |
                                  185 К / <- + |
                                        \ v CW |
                                        | __ | __ Th2
                                        | _ \ / \ _ Q2008LT
                                        + --- |> | / |
                                        | | <| - '|
                                    C1 _ | _ Diac |
                                 .1 мкФ --- (часть |
                 S1 | Th2) |
    Черный o ------ / --------------------- + ----------- +

S1 является частью блока управления, в который входит R1. Reostat, R1, изменяет величину сопротивления в цепи триггера RC. Это позволяет регулировать угол срабатывания симистора почти на всем протяжении полная длина каждого полупериода формы волны переменного тока в линии электропередачи. Когда срабатывает в начале цикла, свет яркий; при срабатывании в конце цикла, свет приглушен.

Список компонентов:

 C1 100 нФ 100 В
R1 линейный потенциометр 185 кОм
Th2 Q2008LT (симистор 200V 8A со встроенным диаком в корпусе TO220)

Схема должна выдерживать нагрузку до 150 Вт без радиатор. Если для Th2 предусмотрен большой радиатор, схема должна теоретически сможет выдерживать нагрузки почти до 1 кВт, но я бы не пробуйте больше 800Вт.

Из-за каких-то неизбежных (по крайней мере, для этих дешевых диммеры) взаимодействие между нагрузкой и линией, есть некоторый гистерезис относительно самой тусклой настройки: необходимо будет увеличить контролировать немного дальше точки, где он полностью выключается, чтобы получить свет чтобы вернуться снова.

Краткое описание схемы работы схемы:
Задержка от перехода через нуль сети до срабатывания триака формируется с помощью цепь образована R1, C1 и диак. Регулируемое сопротивление резистора R1 регулирует скорость, с которой C1 заряжается от входящего питания. Выше сопротивление, дольше требуется C1 для зарядки до определенного напряжения. Когда напряжение на C1 достигает напряжения триггера (обычно около 30 В) диак, диак начинает проводить, что разряжает заряд от C1 через диак до симистора, вызывающий это вызвать.В результате напряжение на C1 падает. до нуля вольт (очень близко к нему), и симистор начинает проводить. Электропроводность симистора заставляет мощность течь через цепь к нагрузка (лампочка). Напряжение на симисторе практически равно нулю (на практике около 1 В или меньше), поэтому конденсатор не получает заряжается до тех пор, пока симистор проводит. Симистор работает до тех пор, пока через него проходит достаточный ток, в этом случае до следующего перехода сетевого напряжения через ноль. В этот момент работа снова начинается с зарядки C1.

Следующая схема представляет собой схему регулятора освещенности HELVAR 1 кВт. издается в журнале Bebek Electronics. Схема представляет собой довольно типичную схему диммера на основе TRIAC без каких-либо необычных особенностей. Схема запуска немного улучшена по сравнению с указанной выше схемой 120 В переменного тока. Эта схема предназначена только для работы с неиндуктивными нагрузками, такими как стандартные. лампочки. Схема предназначена для затемнения лампочек в диапазоне 50-1000Вт.

 o ----- ЛАМПА -------- + ------------ + - + ------ + --- + ----- --- +
                           | | | | | |
                           | P1 \ | P2 \ | |
                           | 500 К / <- + 1M / <- + |
                           | LIN \ \ |
                           | | | |
230V | + --------- + |
AC IN | | |
                           | R1 / |
                     C1 _ | _ 2k2 \ | A2
                   150 нФ --- / R2 __ | __ Th2
                    400V | | 6k8 _ \ / \ _ TIC226D
                           | + - / \ / \ / --- + --- |> | G / | A1
                           | | | | <| ---- |
                           | C2 _ | _ C3 _ | _ D1 |
                           | 150 нФ --- 33 нФ --- ER900 / |
                           | 400V | | BR100-03 |
                           | | | |
         o ---- ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ --------- + --- 1940 --- + --------- + ------------ +
                                 L1
                               40.0,100 мкГн

Потенциометр P1 в этой цепи используется для управления настройкой диммера. Триммер P2 используется для установки диапазона затемнения (сколько света может быть затемненным максимально). Когда схема настроена, P2 должен быть отрегулирован так, чтобы P1 находился в максимальном значении сопротивления. (свет наиболее тусклый) просто полностью погасла лампочка. Эта регулировка обеспечивает плавное затемнение цепи диммера. от нуля до максимального значения. Если P2 настроен на предустановку слишком сильно затемненного положение, схема не тускнеет красиво от настройки выключения света или операция, когда P1 находится в максимальном значении, непредсказуема.Если вы настроили P2 на слишком низкое значение, вы просто не сможете затемнить лампочка полностью выключена (в некоторых случаях это может быть намеренное настройки, например, в театральном освещении, где используется предварительный нагрев).

Список компонентов:

 C1 Конденсатор 150 нФ 400 В (предпочтительно конденсатор номиналом X)
C2 150 нФ 400 В
C3 33 нФ 400 В
D1 ER900 или BR100-03 diac
P1 линейный потенциометр 500 кОм
P2 1 Триммер МОм
R1 2,2 кОм 1 / 2Вт
R2 6,8 кОм 1 / 2Вт
Симистор Th2 TIC226D (400 В, 8 А, Igt / lh <10 / <60 мА)
L1 Фильтрующая катушка 40-100 мкГн, 4.5 А или более допустимая нагрузка по току
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ 5А быстро

При создании схемы не забудьте поставить небольшой радиатор на симистор Th2, потому что без должного охлаждения он не выдерживает полный диммер мощностью 1 кВт (ток около 4,4А). Если вы этого не сделаете поставить радиатор, максимально доступная мощность из схемы около 300 Вт. Катушка L1 должна выдерживать постоянный ток. не менее 4,5 А и может иметь любое значение от 40 до 100 микрогенри. Для C1 я бы рекомендовал 150 нанофарад хорошего качества. конденсатор, предназначенный для работы от сети (возможно, конденсатор класса X), потому что конденсатор низкого качества не выдерживает такого рода места слишком долго.

Поскольку диммеры подключаются напрямую к электросети, необходимо убедиться, что что никакая часть цепи не может быть затронута во время ее работы. Этот Лучше всего установить схему диммера в небольшую пластиковую коробку. Не забудьте использовать потенциометр с пластиковым стержнем и установить его так, чтобы металлические части потенциометра не открываются для пользователя.

Не забудьте сделать печатную плату так, чтобы следов было достаточно допустимая нагрузка по току для максимальной нагрузки. Убедитесь, что вы иметь достаточное расстояние между дорожками печатной платы, чтобы выдерживать сетевое напряжение.Не забудьте установить предохранитель правильного размера для цепи. Щит предохранителя быть в действии (F), если вы хотите защитить TRIAC (не используйте типы FF или T). Убедитесь, что все компоненты могут выдерживать напряжения, с которыми они сталкиваются в цепи. Для работы 230 В используйте симистор не менее 400 В (лучше 600 В). Конденсатор, который подключается между сетевыми проводами цепи диммера должен быть конденсатор, который предназначен для такого рода приложений (они отмечены буквой X на кейс).

Не забывайте использовать катушку такого типа, которая может выдерживать ток полной нагрузки без перегрев или насыщение.Используйте конденсаторы с достаточно высоким напряжением рейтинг. Убедитесь, что в TRIAC достаточно вентиляции, чтобы не перегреваться при полной нагрузке. По соображениям безопасности это очень хорошая идея. поставить защиту от перегрева в цепь регулятора освещенности, чтобы защитить цепь диммера от опасных перегрев из-за плохой вентиляции или небольшой перегрузки, потому что предохранитель в таких случаях не обеспечивает хорошей защиты.

Хотя свет можно полностью выключить с помощью симистора или тиристоры, эти компоненты обычно не считаются достаточно надежны, чтобы их можно было использовать в качестве выключателей света, удаляющих опасное напряжение в световой цепи при необходимости.В малых диммер обычно есть переключатель, который встроен в Потенциометр управления диммером. В больших системах затемнения переключение обычно выполняется с помощью отдельного контактора или реле.

Симисторы и тиристоры чувствительны к сверхтокам. При затемнении обычных лампочек короткое замыкание вызвано тем, что вполне вероятны ожоги нити. По этой причине диммеры должны иметь собственный предохранитель, защищающий его от сбоев в такая ситуация.

Тиристоры имеют определенную способность выдерживать перегрузки по току и предохранитель нужно подбирать так, чтобы он сгорел раньше тиристора. в ситуации перегрузки по току.Обычно это означает, что тиристор / симистор должен иметь текущий рейтинг в 2..5 раз больше, чем рейтинг предохранителя, чтобы быть уверенным, что предохранитель перегорит до тиристора / симистора. в случае короткого замыкания. Тип предохранителя также должен быть достаточно быстрым, чтобы сгореть в данном случае перед тиристором / симистором. В некоторых случаях может потребоваться использовать специальные предохранители для эффективной защиты компонентов.

Тиристор должен иметь достаточно высокий номинальный импульсный ток также для Нормальная операция.Например, при нормальном затемнении лампочки лампочка с холодной нитью включается на 90 градусов после переход через ноль (означает при максимальном пике линейного напряжения), пиковый ток может быть в 20 раз больше номинального тока лампы.

Современный тиристорный (симисторный или SCR) диммер имеет одну довольно жесткую недостаток его производительности в том, что он тускнеет на включение тока к нагрузке на полпути через каждую сеть цикл. Отрезание ведущей гладкой части от сети цикл вырабатывает ток с очень коротким временем включения, который генерирует как сетевые искажения, так и электромагнитные помехи.Дроссели включены в диммеры, чтобы замедлить быстрое включение (время нарастания) прерванный ток. Чем дольше время нарастания меньше электромагнитных помех и искажений в сети.

Включение симистора в середине фазы вызывает быстрые изменения напряжения и тока. Типичный тиристор / симистор начинает полностью проводить примерно через 1 микросекунду после срабатывания, поэтому текущее изменение работает очень быстро, если никак не ограничивается. Эти быстрые напряжение и ток изменения вызывают высокочастотные помехи, идущие к электросети, если только есть подходящий фильтр радиопомех (RFI), встроенный в схема.Углы на осциллограмме эффективно состоят из 50/60 Гц плюс различное количество других частот, которые кратны 50/60 Гц. В некоторых случаях помехи доходят до Частоты 1..10Mhz и даже выше. В проводка в вашем доме действует как антенна и, по сути, транслирует его в эфир. Дешевые диммеры плохого качества не имеют адекватной фильтрации и они легко вызывают множество радиопомех.

В схемах диммера обычно используются катушки, ограничивающие ограничить скорость нарастания тока до того значения, которое приведет к приемлемому EMI.Типичная фильтрация в диммеры вызывают время нарастания тока (ток возрастает с 10% до 90%) в диапазоне 30..50 микросекунд. Это дает приемлемые результаты в типичных применениях диммеров в домашних условиях. (обычно это ограничение выполняется с использованием катушки 40..100 мкГн).

Если диммеры используются в местах, где диммер представляет собой серьезную проблему для чувствительного звукового оборудования (театры, телестудии, рок-концерты и т. д.) было бы предпочтительнее более медленное время нарастания тока. Обычно текущий время нарастания световых диммеров, предназначенных для сценических применений, текущая скорость нарастания около 100..350 микросекунд. Если шум это большая проблема (телестудии и т. д.), даже более медленное время нарастания тока иногда спрашивают. Время нарастания тока до 1 миллисекунды может быть достигается с помощью специальных диммеров или подходящей дополнительной катушки, установленной последовательно с диммером.

Сама катушка обычно не решить всю проблему из-за собственной емкости индуктора: они обычно резонируют ниже 200 кГц и выглядят как конденсаторы для возмущения выше резонансной частоты. Вот почему должен быть также конденсаторами для подавления помех на более высоких частотах.

Если ваша схема диммера вызывает помехи, вы можете попытаться отфильтровать помех за счет параллельного добавления небольшого конденсатора (обычно от 22 до 47 нФ) цепи диммера как можно ближе к электронике внутри схема по возможности. Не забывайте использовать конденсатор, который рассчитан на это. вид применения (используйте конденсаторы, помеченные знаком X). Имейте в виду, что конденсатор фильтра и его проводка образуют резонансный контур с определенными резонансная частота (обычно около 3.6 МГц с конденсатором 0,1 мкФ). Конденсатор плохо работает как фильтр с частотами выше резонансная частота контура.

Все диммеры с фазовым регулированием являются нелинейными нагрузками. Нелинейная нагрузка - это нагрузка, в которой ток не пропорционален напряжению. Нелинейная нагрузка на системы диммирования вызвана тем, что ток включается только на часть сетевого цикла с помощью системы регулировки яркости с фазовым регулированием. Эта нелинейная нагрузка создает гармонические искажения в фидере обслуживания.

Гармоники - это токи, которые возникают на частоте, кратной частоте напряжения линии электропередачи. В Европе, где частота сети составляет 50 Гц, Частота 2-й гармоники 100 Гц; третья гармоника - 150 Гц и так далее. В Северной Америке, где частота сети составляет 60 Гц, частота второй гармоники составляет 120 Гц; третья гармоника - 180 Гц и так далее.

Избыточные гармонические токи вызывают нагрев проводников и стальных сердечников трансформаторов и двигателей. Гармонические токи нечетного порядка (в частности, 3-я гармоника) складываются в нейтральный проводник трехфазных систем распределения электроэнергии.Гармонический ток 3-го порядка, присутствующий в нейтрали, представляет собой арифметическую сумму гармонического тока, присутствующего в трех фазных проводниках. (это также относится к 9-й, 15-й и т. д. гармоникам). Теоретически гармоники могут увеличить нейтральный ток в 3,0 раза по сравнению с током в фазном проводе. С типовой системой регулировки яркости с фазовым регулированием подключен к трехфазному питанию, гармоники обычно повышают нейтраль ток примерно в 1,37 раза больше фазного тока. Если провода не подходят для этого, может возникнуть перегрев нейтрального провода. или необъяснимые падения напряжения могут произойти в больших системах затемнения.

Иногда нагрев распределительного трансформатора может быть проблемой, потому что трансформаторы рассчитаны на неискаженные токи нагрузки 50 или 60 Гц. Когда токи нагрузки нелинейны и имеют значительную гармоническую составляющую, они вызывают значительно больший нагрев, чем такой же неискаженный ток. В сильно затемненной системе вы не сможете ультилировать больше, чем около 70% номинальной мощности трансформатора из-за гармоник индуцированный нагрев. Кроме того, трансформаторы используются для питания систем диммирования. подвергаются нагрузкам из-за пусковых токов холода лампы (может быть до 25 раз больше нормального тока).Пусковые токи и гармоники может резко сократить срок службы служебного трансформатора.

Устранение влияния гармонических токов в большом диммере системы обычно требуют увеличения сечения нейтральных проводов и снижения номинальных характеристик служебный трансформатор.

В обычном случае с диммером малой мощности вам не нужно много о гармониках и нагрузках трансформатора, потому что легкая нагрузка в несколько сотен ватт - это всего лишь малая доля от полной нагрузки трансформатора.

У каждого хорошего диммера внутри есть дроссель фильтра. Эти дроссели помогают отфильтровывать электрические шумы, которые часто вызывают гудение. подбираться в звукосниматели и звукосниматели музыкальных инструментов. Чем медленнее нарастание тока, тем меньше шума улавливает звуковая система.

Дроссели также помогают устранить "пение лампы", которое может вызвать слышимый шум от осветительных приборов. Лампы с номинальной мощностью мощностью 300 Вт или более при затемнении имеют тенденцию к более или менее акустическому шуму. Если этот акустический шум является проблемой, его можно удалить, добавив серию катушка, которая ограничивает время нарастания тока примерно до 1 миллисекунды.

Обеспечивая эти функции фильтрации, сами дроссели может вызвать небольшой шум. Быстрые изменения тока в катушке могут сделать проводку катушки Материал сердечника легко вибрирует, что вызывает жужжание. Небольшое жужжание - это нормально для диммеров с фильтром. Если жужжание от диммера может быть проблемой, рекомендуется диммер размещен в том месте, где это гудение не будет проблемой.

Что касается «пения лампочки», лампочка состоит из ряда опор и, по сути, тонких мотков проволоки.Когда количество тока, протекающего резко изменения магнетизма изменение может быть намного сильнее, чем на простая синусоида. Следовательно, нити лампы будут стремиться чтобы больше вибрировать с диммером, разрушающим форму волны, и когда нити вибрируют относительно их опорных столбов, вы получит кайф. Если у вас гудение, это всегда стоит попробовать заменить лампочку другой марки. Некоторые лампы дешевых брендов имеют неадекватную опору для нити накала и просто переход на другой бренд может помочь.

Жужжание лампочек - обычно признак «дешевого» диммера. Диммеры в них должны быть фильтры. Задача фильтра - "закруглить" острые углы нарезанной волны, тем самым снижение электромагнитных помех и резкие скачки тока, которые могут вызвать жужжание. В дешевых диммерах экономят на производственные затраты за счет снижения затрат на фильтрацию, делая ее менее эффективным.

В системах затемнения очень высокой мощности проводка, идущая к освещению, также может вызвать жужжание. Быстрый ток заставляет электрическую проводку немного вибрировать бит, и если провод установлен так, чтобы вибрация могла передаваться на какой-то другой материал тогда было слышно гудение.Жужжание вызвало из-за вибрации проводки проблема только в очень большой мощности системы, такие как театральное освещение с несколькими киловаттными лампами, подключенными к тот же кабель. Диммеры с лучшими фильтрами могут уменьшить проблему, потому что фильтр замедляет изменение тока, поэтому провода производят меньше шума.

Почему при затемненном освещении иногда гудит и как это исправить?

Из-за того, что все диммеры выдают мощность при настройках, отличных от полной яркости, нити внутри лампочки могут вибрировать при затемненном освещении.Эта вибрация нити вызывает гул. Чтобы заглушить прибор, небольшое изменение настройки яркости обычно устранить шум лампы. Самый эффективный способ приглушить светильник - заменить лампочку.

Как избежать жужжания, которое диммеры вызывают в моей звуковой системе?

Существует множество способов, которыми диммерный шум может попасть в аудиосистемы и это в основном метод проб и ошибок в определении того, что, в частности, вызывает ваша проблема и, следовательно, как ее исправить. Принципиальные способы - либо резервное питание от сети. или наведены в ваше аудиооборудование или кабели.

То, что вы обычно слышите в аудиосистеме, синфазный шум на горячую и нейтраль, всплеск включения скр. Чем больше время нарастания тока в диммере, тем больше шума отправляется на сетевую разводку. Таким образом, диммер с хорошей фильтрацией будет генерировать меньше проблем с шумом.

Уменьшите вероятность попадания в сеть, полностью отключив отдельно от источника питания от освещения, по возможности получить полное отдельная розетка (или розетки) для звука, откуда бы электричество плата забор есть.Если это невозможно, то изолирующий трансформатор останавливает довольно много шум на вторичной стороне (лучше с экраном между катушками). Так что поместите звуковую систему на изолирующий трансформатор и привяжите к земле (земля) проблем почти нет. Предполагается, что звуковая проводка правильно, особенно если экранирование выполнено хорошо и отсутствуют петли заземления.

Чтобы уменьшить вероятность наводок на аудиокабели, проложите все аудиокабели без уровня динамиков как симметричные линии (или, конечно, любой длины).Возможно, вам придется купить балансировочные трансформаторы, если ваш комплект уже не сбалансирован. Также держите их физически подальше от любых кабель освещения проходит как можно. Убедитесь, что ваша система у горячего есть какие-либо вредные контуры заземления. Убедитесь, что ни один из ваших аудиоустройств не находится рядом с диммерными стойками.

Теперь можно плавно приглушить свет?

Со многими дешевыми диммерами свет "включается", а не плавно гаснет. Эта проблема обычно связана с конструкцией диммера. электроника.Один метод, используемый в некоторых дешевых диммерах, позволяющий плавное затемнение - это установка другого потенциометра (триммера) через управляющий потенциометр. Этот подстроечный потенциометр настроен так, чтобы диммер работал плавно:

a) Установите «Контроль» на минимальный уровень освещенности.
б) Отрегулируйте «Триммер», чтобы нити ТОЛЬКО «светились».
c) Выключить диммер.
d) Включите диммер, чтобы увидеть, «светятся» ли нити. ЕСЛИ нет ... установите триммер ... переходите к c)

Продолжайте до тех пор, пока на лампы не поступит минимальное напряжение / ток. (нити вообще не светятся).Когда все будет правильно отрегулировано, цепь диммера сработает. красиво тускнеет от самых низких настроек до максимальной яркости.

Можно ли использовать эти бытовые диммеры в качестве диммеров сценического освещения?

Если вы хотите сделать стол с многоканальным освещением, вы можете иногда заводку, если такую гниду можно соорудить из дешевых бытовых диммеров. К сожалению, большинство дешевых бытовых диммеров не подходят для сценического освещения. Ограничения в этом виде использования связаны с производительностью, номинальная мощность, надежность и помехи.

Обычно самый дешевый диммер не гаснет плавно с нуля, но внезапно включается примерно на 20%. Вы можете исчезнуть плавно, но как только они исчезнут, вам придется вернуться к 20%, чтобы они давай. Некоторые диммеры работают лучше других.

Самые дешевые бытовые диммеры обычно плохо фильтруются, поэтому помехи, вызванные встроенной многоканальной диммерной платой таким образом может легко вызвать жужжание звуковой системы.

Тогда во многих случаях номинальная мощность бытовых диммеров может быть проблема.Обычно бытовые диммеры имеют мощность мощность около 300 Вт, что недостаточно для любого мощного сценический свет мощностью 500 Вт.

Дешевые бытовые диммеры плохо сочетаются друг с другом. Это означает, что при этом настройки, лампы в одной цепи будут казаться в два раза ярче, чем по другой цепи.

Обычные диммеры предназначены только для уменьшения непрозрачных нагрузок, таких как лампочки и электрические обогреватели. Обычные диммеры не подходят для ослабления индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы, люминесцентные лампы, неоновые лампы, галогенные лампы с трансформаторами и электродвигателями.Есть для этих приложений доступны специальные диммеры.

Если вы подключите индуктивную нагрузку к диммеру, диммер может не работать. работает должным образом (например, не затемняет эту загрузку должным образом) и даже могут быть повреждены скачками напряжения, вызванными индуктивная нагрузка при радикальном изменении тока. Еще одна проблема - фазовый сдвиг между напряжением и текущая причина индуктивностью. Если вы используете нормальный простой диммер, соединенный последовательно с проводом переходя к нагрузке, это приведет к тому, что цепь диммера не будет правильно работайте с высокоиндуктивными нагрузками.Специальные диммеры которые имеют отдельную управляющую электронику, подключенную к обоим живой и нейтральный провод, а затем симистор, который контролирует ток к нагрузке обычно намного лучше работают с индуктивными нагрузками.

Часто, когда индуктивные нагрузки вызывают проблемы с обычными диммерами, вы можете устранить указанные проблемы, исправив "балластную" нагрузку накаливания параллельно с индуктивной нагрузкой. Обычно 100 Вт достаточно для множество индуктивных нагрузок. Помните, что индикативные нагрузки могут довольно сильно гудеть. особенно при затемнении, и трансформаторы могут нагреваться больше, потому что повышенного содержания гармоник в приходящей к ним мощности.

Диммер со встроенными трансформаторами

Полностью нагруженные галогенные трансформаторы обычно довольно хорошо тускнеют. Если вы планируете затемнить галогенные трансформаторы света, попробуйте только тусклые традиционные трансформаторы, потому что трансформатор с тороидальным сердечником не обычно тусклый хорошо. Большинство дешевых галогенных трансформаторов света относятся к этой категории так же, как трансформатор, например, в Пинспот-фары PAR36. Для такого трансформатора необходимо что ток после диммера остается симметричным, так что в трансформаторе отсутствует постоянная составляющая, которая может вызвать отключение трансформатора (и привести к перегрузке и окончательное разрушение трансформатора).Одни из самых дешевых диммеры могут быть не очень хороши по симметрии, но диммеры хорошего качества, предназначенные также для индуктивных грузы не должны иметь проблем симметрии.

При диммировании трансформаторов каким-либо образом сомнительно типа сделать диммер для индуктивных нагрузок, это хорошая идея установить плавкий предохранитель последовательно с первичной обмоткой трансформатора, чтобы он удар, когда трансфермер пытается получить слишком много энергии от линии. Это защитит трансформатор от перегрева, который может быть вызван из-за насыщения сердечника трансформатора (что может быть вызвано небольшими Смещение постоянного тока вызвано не очень хорошо работающим диммером).Правильный предохранитель убережет трансформаторы от перегорания.

В любом случае нормальные трансформаторы, питающие легкие нагрузки, не работают. диммируется с помощью диммера хорошего качества, который может выдержать как минимум некоторое количество индуктивной нагрузки обычно без особых проблем. В любом случае следует отметить, что когда трансформатор затемненный таким образом, он может нагреваться несколько больше, чем в обычном работа (полная мощность без затемнения). Другая вещь стоит упомянуть, что когда трансформатор затемнен, обычно он производит заметно более слышимый шум, чем при нормальной работе (шум зависит от используемого трансформатора).

Если в вашей галогенной системе освещения используется электронный трансформатор тогда вы должны очень внимательно проверить, можно ли его затемнить. Некоторые электронные трансформаторы сделаны регулируемыми и работают хорошо сочетается с традиционными диммерами. Те, кого не хотят диммер может быть поврежден диммером и даже повредить ваш диммер.

Затемнение люминесцентных ламп

Если вы попытаетесь тусклый флуоресцентный свет на обычном диммере, вам нужно включить диммер полный, чтобы свет включился, и вы можете только приглушить его только до 30-50% яркости.Для чего-либо меньшего, чем это, вы будете нужны специальные диммеры и специальные люминесцентные светильники.

Диммер электродвигателей

Типичные диммерные блоки будут подавать питание на двигатели и заставлять их работать, но диммеры не предназначены для этого. Некоторые диммеры могут быть повреждены при подключении индуктивные нагрузки к ним. И когда симистор выходит из строя, полуволновой его вынимает мотор тоже. Хорошая идея для защиты мотора от сбоев состоит в том, чтобы использовать плавкий предохранитель, рассчитанный на нагрузку двигателя последовательно с двигателем. Этот предохранитель, вероятно, сгорит до того, как двигатель будет поврежден, если он имеет размер. правильно.

Диммеры, рассчитанные на индуктивные нагрузки, работают достаточно хорошо с универсальными двигателями или двигателями переменного / постоянного тока. щетки и используются в электродрелях, пылесосах, электрические газонокосилки и т. д. двигатели правильный диммер работает хорошо.

Моторы, используемые в вентиляторах электроники, вполне вероятно асинхронный двигатель, который не очень хорошо управляем. Эти моторы в большинстве вентиляторов квадратичные. устройств, большая часть регулятора скорости будет на конце шкалы, но это будет правдой с любым контролем.Диммеры для потолка. управление скоростью вентилятора работает довольно хорошо, а также немного нормального света диммеры, рассчитанные на индуктивные нагрузки.

Если диммер не удовлетворителен, помните, что электродвигатели обычно лучше всего управляются маленьким вариаком, трансформатор, реостат, серийные лампочки и т. д., которые не портят синусоидальная форма волны. Даже этот метод не помогает контролировать синхронный двигатель, который всегда пытается вращаться одновременно скорость солнечной энергии от сети.

Электронные нагрузки, такие как импульсные источники питания, обычно не предназначен для затемнения. Если взять для примера типичный переключая блок питания на нормальный диммер, пытаясь это может привести к повреждению диммера и / или сам блок питания. Блок питания может быть поврежден из-за он никогда не предназначался для работы с сигналами других форм чем довольно много синусоиды (другие формы волны могут вызвать ток шипы). Диммер может быть поврежден сильным скачком тока. импульсный источник питания принимает при запуске симистора на диммере проводить в середине фазы.

«Электронные трансформаторы», используемые для питания галогенных ламп 12 В, которые очень модно для внутреннего освещения. Те «трансформеры» маленькие переключение источников питания, которые просто прерывают сеть на частоте около 40 кГц, поэтому небольшой ферритовый сердечник может использоваться для изоляции и понижения напряжения (до 12 В RMS).

Как правило, не рекомендуется пытаться подключать такой тип. от «трансформатора» к обычному диммеру, если только это не «трансформатор» - это тип, который предназначен для работы правильно с обычным диммером (в этом случае Дело в том, что сказано в инструкции «трансформатора» или в чехле).Например, доступны небольшие трансформаторы. которые говорят "диммируется обычным диммером", так что те можно без проблем использовать с обычными диммерами.

Другими «электронными трансформаторами» я бы не стал тускнеть. диммер с нормальным управлением фазой, чтобы избежать возможных повреждение оборудования. Довольно много трансформаторов для электроники (но не все) которые не могут быть затемнены обычным светорегулятором, могут быть затемнены с диммерами обращенно-фазового типа на транзисторной основе. у меня есть читал истории успеха по этому поводу, но сам никогда не пробовал этот метод.Если вы планируете использовать этот метод, то лучше всего убедитесь, что электронные трансформаторы у вас хорошо тусклые и у вас есть для них подходящий диммер.

Некоторые из более дорогих «трансформеров» имеют очень аккуратный диммер также управляется внешними элементами управления, поэтому нет необходимости в каком-либо внешнем диммере (только элементы управления).

Основной принцип работы диммера такой же, как и у диммеров, описанных выше. Единственная разница в том, как контролируется димер.Руш контролирует осуществляется с помощью специальной управляющей ИС и сенсорной металлической пластины. Диммер обычно имеет металлическую пластину, которая подключена к цепи. через резистор высокого сопротивления (> 1 МОм). Ваше тело немного похоже на антенна и передает сигнал сети 50 Гц (или 60 Гц в зависимости от страны) в схему. Сигнал переменного тока подается на формирователь цепь (преобразованная в прямоугольную форму), а затем обычно в диммер IC.

Типичный сенсорный диммер состоит из следующих схемных частей:

Специальная схема синхронизации, которая определяет, был ли контакт на сенсорной панели длинным или коротким.Во время работы кратковременное прикосновение пальцами к сенсорной пластине (50–400 мс) включает или выключает свет в зависимости от его предыдущего состояния.
Схема памяти, в которой хранится уровень силы света.
Схема, генерирующая импульсы, необходимые для изменения интенсивности света

Сенсорные диммеры, которые обычно управляют TRIAC в диапазоне проводимости от 45 ° C до 152 ° C. полупериода сети, в то время как ИС потребляет энергию от оставшейся мощности до 180 ° C полупериода.

Siemens - одна из компаний, поставляющих эти микросхемы (например, SLB-0586). Сама ИС будет работать по-разному в зависимости от того, как долго вы прикасаетесь тарелка для.

Использование диммеров освещения фазовый контроль - вы включаете в точке на кривой напряжения питания после перехода через нуль, так что общая энергия, подводимая к лампе, равна уменьшенный. Время между переходом через ноль и переключением регулируется внешний интерфейс управления, который чаще всего представляет собой управляющее напряжение 0-10 В постоянного тока или цифровой интерфейс DMX512.

Диммер простой, управляемый напряжением

 230V AC o --- ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ---- ЛАМПА -------------- + ----------- + ---------- ----- +
  ВХОД 2А | | |
                                        \ R2 | |
                                        / 2.2K | |
                    R1 \ | R4 |
                   2,2 кОм / | 220 Ом /
              + o - / \ / \ ------ + | | 1Вт \
         КОНТРОЛЬ __ | _ ----> / R3 | /
         ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ _ \ / _ ----> \ LDR | |
                             | / __ | __ Th2 |
              - о ------------ + | _ \ / \ _ BTA04 / 600T |
                                        + --- |> | / | |
                                        | | <| - '| |
                                    C1 _ | _ Diac | C2 _ | _
                                100 нФ --- | 100 нФ ---
                                        | | 250VAC |
 НЕЙТРАЛЬНО o ----------------------------- + ----------- + ------ --------- +

Эта схема может управлять нагрузкой до 2 А (460 ВА).Схема в основном представляет собой схему обычного регулятора яркости света, но потенциометр заменен резистором LDR, который изменяет его сопротивление в зависимости от уровня освещенности. В этой цепи светодиод горит от управления. Источник напряжения используется для освещения LDR светом переменной интенсивности, поэтому вы должны убедиться, что LDR не получает свет от других источников.

Эта схема в основном очень проста и не очень чувствительна к тому, что такое LDR. используется как R2. Недостатком этой схемы является то, что управление не очень линейный, и различные диммеры, построенные на этой схеме, могут иметь довольно разные характеристики (в основном в зависимости от светодиода и LDR характеристики).Управляющее напряжение оптически изолировано от цепь диммера подключена к сети. Если вам нужно средство безопасности затем не забудьте, что между светодиодом и LDR должно быть достаточно расстояния, или используйте прозрачный изолятор между ними, чтобы гарантировать хорошую электрическую изоляцию. Если чувствительность диммера не подходит для схемы, описанной выше, затем вы можете отрегулировать значение R1, чтобы получить диапазон управляющего напряжения, который вы хотеть.

Эта схема является частью опубликованной схемы автоматического регулятора освещенности. в журнале Elektor Electronics Magazine, июль / август 1998 года, страницы 75-76.

Профессиональные диммеры, управляемые напряжением

Диммеры с дистанционным управлением в театральных и архитектурных приложения обычно используют управляющий сигнал 0-10 В для управления яркостью лампы. В этом случае 0 В означает, что лампа горит, а сигнал 10 В означает, что лампа в полностью на. Напряжение между этими значениями регулирует фазу, когда TRIAC будет Огонь. Вот типичная схема цепи управления:

 Компаратор
                          
                            | \ Резистор
  Вход 0-10 В> ------------- | + \
                            | > ----- / \ / \ / \ ------ +
                        + --- | - / |
                        | | / оптопара к цепи TRIAC
                        | |
                  Сигнал рампы Земля
                переходит с 10 В на 0 В
              за один полупериод от сети
          (10 мс при частоте сети 50 Гц)

Схема работает так, что выход компаратора низкий, когда входное напряжение выше. чем линейное напряжение.Когда напряжение линейного сигнала становится ниже входного напряжения выход компаратора становится высоким, что вызывает протекание тока через резистор к оптрону, который вызывает подключение симистора. Потому что сигнал рампы начинается при каждом переходе через ноль с 10 В и линейно переходит к 0 В за время одного полупериода входное напряжение контролирует время срабатывания симистора после каждого переход через ноль (так что напряжение управляет фазой зажигания. Необходимая линейная рампа сигнал может генерироваться схемой, которая разряжает конденсатор при постоянном токе и быстро заряжайте его при каждом переходе сетевого напряжения через ноль.

Вы можете использовать свою собственную схему для запуска TRIAC или вы можете использовать готовое полупроводниковое реле для этого (поставляется в компактном корпусе и обеспечивает оптоизоляцию в одном корпусе с TRIAC). Если вы планируете использовать готовое твердотельное реле вам понадобится SSR БЕЗ переключения через ноль. Вам нужен индуктор последовательно с переключающим элементом (SSR или симистор). для предотвращения проблем с ди / дт и помогает сократить выброс высокочастотного излучения. шум. Значения обычно варьируются от 40 мкГн до 6 мГн: они обычно указаны в время нарастания фронта включения.Типичные диммеры домашнего света используйте катушку 40..100 мкГн, что дает время нарастания 30..50 микросекунд. Чем больше значение катушки, тем больше время нарастания. Обратите внимание, что приближение времени нарастания только грубое, потому что используемые индукторы нелинейны: индуктивность зависит от тока нагрузки.

Схема запуска TRIAC с оптопарой может быть, например, построена с использованием Оптиколог MOC3020 и некоторые другие компоненты. Вот один пример схемы (часть схемы диммера из книги схем Elektor Electronics 302):

 R1 R2
     180 1K
+ --- / \ / \ / \ ---------- + + ---- / \ / \ / ------------- + ----- ------- + -----------> 230 В
                   1 | | 6 | | Горячий
                   + ===== + IC1 | MT1 |
                   | MOC | TRIAC + - + |
                   | 3020 | Драйвер G | | ТРИАК |
                   + ===== + / | | TIC226D |
                   2 | | 4 / + - + |
+ ------------------- + | | | MT2 |
                        + ------------------- + | |
                                            | | |
                                            \ | |
                                      R4 / | | C1
                                      1К \ | --- 100 нФ
                                            / | --- 400 В
                                            | | |
                                            | ) |
                                            | (L1 |
                                            | ) 50..100 |
                                            | (uH |
                                            | | | Нейтральный
                                            + - + ------------ + ---- o o -> 230 В
                                                                  нагрузка

В большинстве профессиональных диммеров с подсветкой используются твердотельные реле. У них больше в их, чем вы ожидаете, обычно включая оптоизоляцию вход управления.Точное содержание является коммерческой тайной, но работа версии с управлением напряжением очень похожа на идея описана выше.

Многие профессиональные диммеры имеют также дополнительные настройки. доступны, чтобы они лучше работали в своей операционной среде. Одна из типичных настроек - это предварительный нагрев. Когда используется предварительный нагрев, (регулируемый) ток всегда пропускается, думала накануне лампочки световой канал отключается на световом пульте. Этот ток предварительного нагрева сохраняет нити лампы в тепле (но недостаточно, чтобы давать значительный световой поток) так что скачок тока при повторном включении света перерезанный.Этот уменьшенный пик тока увеличивает срок службы лампочек.

Еще одна регулировка, доступная в некоторых диммерах, - это установка скорости отклика. Скорость срабатывания диммера - это время, необходимое для срабатывания диммера. outptu, чтобы выйти на новый уровень после получения новой настройки уровня инструкция с пульта управления. Это время обычно измеряется в миллисекундах. Типичные скорости отклика, доступные для диммеров, находятся в диапазоне 30..500 миллисекунд. Высокая скорость отклика полезна при создании световых эффектов и концертное освещение.В студии свет обычно не нужно менять очень быстро, так что это может быть неплохо, если диммер медленно выходит из старого установка на новое значение. Более низкая скорость отклика благотворно влияет на срок службы лампы, так как удар от холодных нитей будет уменьшен, поскольку период времени требуется для линейного увеличения, затем увеличивается до полной яркости.

Некоторые диммеры также имеют настройку для регулировки управляющего напряжения. диапазон. Контроль 0-10 В является наиболее распространенным способом контроля небольших диммерных систем, но были и другие уровни напряжения в использовании.Если диммер имеет регулировку диапазона напряжений, его можно настроить для правильной работы с множеством различных элементов управления освещением столы.

Самая простая форма управления состоит в том, что напряжение напрямую регулирует фаза, когда симистор противоречит. Это работает, но не лучший отклик управляющего потенциометра на модуль димера. По этой причине разные производители разработали множество различных кривые отклика от управляющего напряжения до выхода диммера. Вот некоторые из наиболее распространенных:

Линейный: выходная фаза изменяется линейно в зависимости от входа (максимальное изменение уровня освещенности между 30% и 70% настройками)
Квадрат: выходная мощность изменяется линейно в зависимости от входа (линейная зависимость квадратичного закона стандартизирована Обществом инженеров освещения США).При установке 50% вы увидите уровень освещенности около 50% от максимального.
S-образная кривая: измененная форма квадрата с большим контролем в центре диапазона
Истинная мощность: выходная мощность изменяется линейно в зависимости от входного напряжения, так что лампа получает 50% своей номинальной мощности при настройке 50% (используется больше при промышленном управлении, чем при затемнении света)
Экспоненциальное нарастание: световой поток больше всего изменяется в диапазоне регулирования от 70% до 100%
Реле: выход переключается на полную мощность, когда входной сигнал превышает 25% от полного управляющего напряжения (с некоторым оборудованием предел составляет 50%)

В настоящее время некоторые продвинутые коммерческие диммеры поддерживают многие из них. кривые отклика управляющего напряжения, чтобы пользователь мог настроить димер для использования режим, наиболее удобный для пользователя в конкретном заявление.

Управление фазой с помощью микропроцессора

Если вам нужно цифровое управление диммером вы можете использовать простой микроконтроллер для управления фазой. Микроконтроллер должен сначала прочитать значение настройки диммера через некоторый интерфейс (коммерческие цифровые диммеры используют интерфейс DMX512). обычно контрольное значение - это 8-битное число, где 0 означает свет выключен и 255 этот индикатор горит полностью.

Микроконтроллер может легко сгенерировать необходимый триггер. сигнал, используя следующий алгоритм:

Преобразование значения освещенности в число программных циклов
Сначала дождитесь пересечения нуля
Запустить программный цикл, который ждет необходимое время, пока не наступит время срабатывания TRIAC.
Пошлите импульс в схему TRIAC, чтобы TRIAC запустил

Программный цикл - довольно простой метод и полезен, если вы знаете, сколько времени он занимает. для выполнения каждой команды микропроцессора.Другая возможность - использовать таймеры микроконтроллера:

Вы можете генерировать прерывание при каждом переходе через ноль и при каждом отсчете таймера.
При каждом пересечении нуля микроконтроллер загружает значение задержки в таймер и начинает считать.
По истечении времени счетчика генерируется прерывание. Процедура прерывания таймера посылает триггерный импульс в схему TRIAC.

Управление обратной фазой - это новый способ уменьшения яркости света. Идея управления обращенной фазой состоит в том, чтобы включить, а затем переключить компонент проводить в каждой точке пересечения нуля и выключать на регулируемой положение в середине фазы переменного тока.Время точки выключения затем контролирует мощность нагрузки. Форма волны точно обратная из них используется в традиционных диммерах.

 ... ...
                 . | . |
                . | . |
              ------------------------------------ 0 В
                        . | . |
                         . | . |
                          ......

Потому что переключающий компонент должен быть выключен посередине фазы переменного тока традиционные тиристоры и симисторы не работают. подходящие компоненты. Возможные компоненты для такого рода управляющими будут транзисторы, полевые транзисторы, IGBT и тиристоры GTO. Силовые полевые МОП-транзисторы - вполне подходящие компоненты для этого и они использовались в некоторых схемах диммера.

Обратный фазовый контроль имеет ряд преимуществ перед традиционным. диммеры во многих диммерных приложениях. Производители диммеров с инверсной фазой рекламируют свою продукцию быть более эффективным и менее шумным.Правильное управление электроники можно построить диммер с обратной фазой без любые магнитные поля или вибрации, вызванные ими.

Поскольку точка включения всегда точна в нулевой фазе, нет сильных скачков тока и электромагнитных помех, вызванных включением. Используя силовые полевые МОП-транзисторы, это можно сделать скорость выключения относительно слотом для достижения тихие операции с точки зрения электромагнитных помех и акустических или шум накаливания лампы накаливания.

Один из старых подходов к затемнению света - сделать это с помощью переменный трансформатор (Variac или аналогичная марка) в качестве диммера.Некоторые из них сделаны специально для этого применение - поместятся в стеновой короб вдвое большего размера (может, даже в одинарный настенный ящик, если вы приобретете маленький) и выдержит несколько сто ватт. Они тяжелые и механически «жесткие» (по сравнению с симисторный диммер) и недешево - но они выдают хорошие, чистые 60 Гц синусоида (или очень близко к ней) при всех напряжениях, и не добавляйте переключение шум.

Нулевое перекрестное переключение минимизирует шум при переключении и затемнение. К сожалению, этот подход не очень практичен. для затемнения ламп.При частоте сети 60 Гц, вы были бы ограничены включением лампы и выключается с дискретными интервалами 120 Гц. Вы легко получите довольно неприятное мерцание 15-20 Гц, если диммер-драйвер не может своего рода дизеринг для расширения спектра мерцания. Я ни разу видел, как используется такой диммер.

В некоторых случаях один диод может затемнить лампочку при подключении. последовательно с лампой. Тогда диод пропускает только положительный или отрицательная половина сетевого напряжения на лампочку.Если поставить переключатель параллельно с диодом вы получаете диммер с двумя настройки: полный и затемненный. Диод действительно будет работать на малых нагрузки, но при больших нагрузках составляющая постоянного тока этот диод вызывает не подходит для распределительных трансформаторов в электрическая распределительная система (заставит их нагреваться больше чем при нормальном использовании).

ПРИМЕЧАНИЕ. Следующая информация взята из обсуждения. из обсуждения в группе новостей sci.engr.electrical.compliance в феврале-марте 2000 г.Факты не проверены никакими стандартными документами, но я подозреваю, что информация верна, потому что большинство авторов статей, в которых эксперты на поле (например Джон Вудгейт) и информации имеет смысл для меня.

Гармоники

Гармоники сети обычно проверяются от частоты сети до частоты 2 кГц. (2,4 кГц в странах с частотой 60 Гц). Диммеры с фазовым управлением до 1 кВт не нуждаются в проверке на гармоники. Нет смысла, потому что гармоники очень предсказуемы и дизайнер ничего не может сделать, чтобы уменьшить их.

Профессиональные (согласно определению в IEC / EN61000-3-2) диммеры от 1 кВт до 3680 Вт тоже не подлежат ограничениям.

Диммеры мощностью более 3680 Вт, все профессиональные, подпадают под будущее. IEC / EN61000-3-12, и все еще обсуждается, нужно ли иметь ограничение Rsce (как определено в IEC61000-3-4) или нет.

Кондуктивные выбросы

Диммеры должны соответствовать стандартам кондуктивного излучения. Наведенные выбросы начинаются в 9 кГц для некоторых продуктов и для диммеров применимый стандарт для это CISPR15 / EN55015.Этот стандарт применим к освещению. оборудование и аксессуары для светильника (например, диммер).

В стандарте CISPR15 / EN55015 (который сейчас применяется, а не CISPR14 / EN55014). Диммеры для домашнего использования должны соответствовать ограничениям класса B, но класс A должен подходить для профессиональных диммеров. Кондуктивные излучения в основном представляют собой гармоники и могут существовать до в мегагерцовый частотный регион.

Соблюдать ограничения на кондуктивные излучения не так просто, особенно для профессиональные диммеры.Дроссель вряд ли помогает, потому что типичный фильтрация резонирует с частотой около 100 кГц (выше для маломощных бытовых диммеров). Выше этих частот катушка не подавляет высокочастотные гармоники. Это означает, что часто необходимо опрыскивать довольно большие (до 1 мкФ) конденсаторы вокруг схемы для уменьшения выбросы. В профессиональных диммерах для этого требуется, чтобы индуктивность проводку свести к минимуму, иначе заглушки и проводка индуктивности резонируют, и выбросы повышаются, а не снижаются.

Многие производители профессиональных диммеров заземляют тиристоры. раковина, эффективно вводящая радиочастотный шум в заземляющий провод. Это уменьшит излучаемые излучения и могут быть соображения безопасности сделать это. Обратной стороной ВЧ (гармоник), связанных с заземляющий провод - это то, что в некоторых случаях индуктивность заземляющего провода настолько высока, что корпус прибора несет заметное напряжение.

Томи Энгдал <[email protected]>

Принцип работы и применение тиристорного диммера

Существует много типов диммеров.По типу источника питания их можно разделить на затемнение по переменному току и диммирование по постоянному току. По принципу действия схемы управления их можно разделить на амплитудное и фазовое. По типам коммутационных устройств их можно разделить на пассивные диммеры. Освещение и активное затемнение можно разделить на сегментное и бесступенчатое в зависимости от уровня изменения освещенности. По типу нагрузки его можно разделить на прямое затемнение источников электрического света и косвенное затемнение контроллеров освещения.Исчерпывающее введение в классификацию диммеров.

1.1 Регулировка яркости AM

1.1.1 Регулировка яркости с помощью переменного резистора

Регулировка яркости с помощью переменного резистора - это самый ранний метод регулирования яркости. Посредством последовательного подключения мощного переменного резистора в цепи освещения лампы накаливания регулировка переменного резистора может изменить значение тока, протекающего через лампу накаливания, тем самым изменяя яркость света. Этот метод регулирования яркости может использоваться как в цепях питания переменного, так и постоянного тока и не вызывает радиопомех.Однако из-за высокого энергопотребления и большого тепловыделения переменного резистора эффективность системы очень низка, и она обычно используется только в качестве демонстрации принципа.

1.1.2 Регулировка яркости с помощью автоматического регулятора напряжения

Автоматический регулятор напряжения подключается последовательно в цепь переменного тока, и амплитуда напряжения, подаваемого на лампу накаливания, изменяется путем регулировки положения щетки, тем самым изменяя яркость свет. Хотя автоматический регулятор напряжения громоздок и имеет шум промышленной частоты, из-за высокого КПД системы увеличение или уменьшение нагрузки не влияет на уровень диммирования и на первых порах использовался в больших количествах для диммирования ступеней.

1.1.3 Схема диодного регулирования яркости

Эта схема управляется трехступенчатым переключателем, который используется для подачи полного напряжения, полуволнового питания и управления выключением соответственно. Диод здесь можно рассматривать как односторонний кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), который работает в проводящем состоянии. Этот метод диммирования представляет собой переходный тип от диммирования по амплитуде к диммированию по фазе. Поскольку полуволновое напряжение питания лампы накаливания является фиксированным значением напряжения и не может быть отрегулировано произвольно, а лампа накаливания будет немного мерцать под полуволновым напряжением, практичность этой схемы не очень хорошая.

1.2 Фазовое затемнение

Диммирование с фазовой модуляцией - это изменение формы синусоидальной волны путем регулировки угла проводимости каждой полуволны переменного тока, тем самым изменяя эффективное значение переменного тока, чтобы достичь цели затемнения, также известное как затемнение "срезающей волной". Регулировка яркости с фазовой модуляцией включает два типа: управление фазой по переднему фронту и управление фазой по заднему фронту (также называемое передним и задним). Принцип работы полностью отличается от принципа действия диммирования с амплитудной модуляцией.

1.2.1 Новейший диммер с регулировкой фазы

Новейшие диммеры обладают такими преимуществами, как высокая точность регулировки, высокая эффективность, малый размер, легкий вес и простота эксплуатации на больших расстояниях. Они доминируют на рынке. Большинство производителей имеют диммеры именно этого типа. В передовых диммерах с регулировкой фазы обычно используются тиристоры в качестве переключающих устройств, поэтому их также называют тиристорными диммерами.

Хотя тиристорный диммер имеет простую схему и низкую стоимость, он будет создавать сильные радиопомехи при переключении тиристора.Если не принять эффективных мер фильтрации, это затруднит использование многих электроприборов. Кроме того, тиристорный диммер имеет очень крутой фронт при включении, и форма волны напряжения внезапно скачет от нуля. Это мало влияет на резистивную нагрузку, подобную лампе накаливания, но не подходит для затемнения газоразрядного источника света. . Поскольку большинству газоразрядных источников света требуется цепь управления для совместной работы, а схема управления представляет собой емкостную нагрузку, скачок напряжения, создаваемый тиристорным диммером, будет генерировать большой импульсный ток на емкостной нагрузке, что делает работу схемы нестабильной, и даже приводит к сгоранию схемы привода.

1.2.2 Диммер с регулировкой фазы по заднему фронту

В дополнение к преимуществам диммера SCR, диммер с регулировкой фазы по заднему фронту имеет важную особенность, которая может адаптироваться к потребностям регулирования яркости газоразрядной лампы. С ускоренным отказом от ламп накаливания во всем мире потребности пользователей в затемнении источников света, таких как электронные энергосберегающие лампы с емкостным сопротивлением, постепенно увеличивались, и диммеры с задней кромкой только что адаптировались к этим рыночным изменениям.Диммер с управлением фазой по заднему фронту обычно использует MOSFET в качестве переключающего устройства, поэтому его также называют диммером MOSFET.

1,3 ШИМ-диммер

ШИМ-диммер впервые был использован в источниках питания постоянного тока для регулирования линейных нагрузок, таких как лампы накаливания с вольфрамовой нитью. Он использует сигнал ШИМ для управления включением и выключением переключающего устройства и регулирует ток, протекающий через лампочку, путем изменения рабочего цикла. Регулировка яркости.

1.4 Синусоидальный диммер

Принцип синусоидального диммера в чем-то похож на метод ШИМ-диммирования.Выключатель питания, установленный в линии переменного тока, приводится в действие высокочастотным сигналом. Выключатель питания включается несколько раз в каждой полуволне синусоидальной волны, а время проводимости является переменным. Напряжение промышленной частоты на обоих концах нагрузки ограничивается высокочастотным сигналом, и ток, протекающий через нагрузку, можно регулировать, изменяя частоту высокочастотного сигнала, тем самым реализуя управление затемнением. Синусоидальные диммеры обычно используют IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором) в качестве переключающих устройств, поэтому их также называют диммерами IGBT.

Синусоидальный диммер не изменяет характеристики синусоидальной волны и оказывает небольшое влияние на рабочее состояние нагрузки, а генерируемые гармонические помехи невелики, что делает его пригодным для использования с нелинейными нагрузками. И это может уменьшить потери в линии и повысить эффективность, уменьшить тепловыделение коммутационных устройств и значительно улучшить применимость и надежность схемы.

Синусоидальный диммер позволяет избежать дефекта "рубки" тиристорного диммера.Он не имеет ограничения по минимальной мощности нагрузки и может адаптироваться к различным типам нагрузок, таким как лампы накаливания, энергосберегающие лампы, балласты люминесцентных ламп и двигатели вентиляторов. Это идеальный диммер. Однако из-за того, что для IGBT требуются специальные приводы и технологии защиты, схема является сложной, а стоимость высока. В настоящее время он используется только в особых случаях, таких как затемнение сцены, но по-прежнему является основным направлением будущего развития.

Среди обычно используемых диммеров для ламп накаливания наиболее широко используются симисторы.Этот диммер включается и выключается один раз в течение каждой полуволны переменного тока. Когда яркость лампы накаливания необходимо уменьшить, тиристор отключит часть переменного тока, чтобы уменьшить ток и достичь цели затемнения.

2.1 Состав схемы

Как только тиристор запускается на проводимость, он будет продолжать проводить до тех пор, пока напряжение переменного тока не станет равным нулю. Тиристор отвечает за рабочий ток, протекающий через лампу накаливания.Поскольку значение сопротивления лампы накаливания очень низкое, когда она находится в холодном состоянии, и с учетом пикового значения переменного напряжения, во избежание сильного воздействия тока при запуске, тиристор следует зарезервировать при выборе. большая текущая маржа.

Импульс запуска схемы запуска должен иметь достаточную амплитуду и ширину, чтобы тиристор полностью включился. Чтобы тиристор мог надежно срабатывать при различных условиях, напряжение и ток срабатывания триггера, посылаемые схемой триггера, должны быть больше, чем у тиристора.Минимальное значение триггерного напряжения UGT и триггерного тока IGT, а также минимальная ширина триггерного импульса должны продолжаться до тех пор, пока анодный ток не превысит поддерживающий ток (т. Е. Удерживающий ток IL), в противном случае SCR будет снова выключен. потому что он не полностью включен. Ширина триггерного импульса обычно составляет 20 ~ 50 мкс. Для больших индуктивных нагрузок следует увеличить ширину импульса запуска, поскольку ток нарастает медленно. Обычно это 300 мкс ~ 1 мс, что эквивалентно фазовому углу 18 ° синусоидальной волны 50 Гц.Емкость C2 обычно составляет 22 нФ ~ 220 нФ.

В диммере это двунаправленный триггерный диод, который реализует функцию триггера, и обычно используются DB3 и другие типы. Есть также некоторые диммеры, в которых вместо триггерных диодов используются резисторы или неоновые лампы, но фактический эффект от использования не идеален.

Защитный резистор R2 - это защитный резистор, используемый для предотвращения повреждения полупроводниковых устройств, вызванного чрезмерным током, когда POT1 настроен на нулевое сопротивление.Если R2 слишком велик, диапазон регулировки яркости станет меньше, поэтому его следует выбирать соответствующим образом.

Резистор регулировки мощности R1 определяет минимальную мощность, на которую можно настроить лампу накаливания. Если R1 не подключен, лампа накаливания будет полностью погашена при установке POT1 на максимальное значение, что вызовет определенные неудобства в бытовых применениях. После подключения R1, когда POT1 настроен на максимальное значение, из-за эффекта параллельного шунтирования R1 все еще существует определенный ток для зарядки C2, так что минимальная мощность лампы накаливания может быть отрегулирована.Если R1 заменить на переменный резистор, можно добиться более точной регулировки, чтобы обеспечить постоянство массового производства. В то же время R1 также имеет функцию улучшения линейности потенциометра, делая изменение света более подходящим для светочувствительных характеристик человеческого глаза.

Потенциометры Маломощные диммеры обычно выбирают потенциометры с переключателями, которые могут быть связаны для отключения питания при уменьшении яркости до минимума. Такие потенциометры обычно делятся на нажимные (PUSH) и поворотные (ROTARY).Для диммеров с большей мощностью, поскольку ток через контакты переключателя слишком велик, потенциометр и переключатель обычно устанавливаются отдельно для экономии материальных затрат. Принимая во внимание требования к характеристической кривой диммирования, обычно выбирают линейные потенциометры. Полоса сопротивления этого потенциометра распределена равномерно, значение сопротивления на единицу длины равно, а значение сопротивления изменяется в линейной зависимости от расстояния скольжения или угла поворота.

Сеть фильтрации Поскольку прерывание напряжения SCR больше не представляет собой синусоидальную форму волны, генерируется большое количество гармонических помех, которые серьезно загрязняют энергосистему, поэтому необходимо принять эффективные меры фильтрации для уменьшения гармонического загрязнения. Сеть фильтров, образованная L1 и C1 на рисунке, используется для устранения помех, создаваемых тиристором во время работы, чтобы продукт соответствовал соответствующим требованиям электромагнитной совместимости и избегал воздействия на телевизоры, радиоприемники и другое оборудование.

Тепловой предохранитель У мощных диммеров или диммеров, используемых для групповой установки, превышение внутренней температуры выше обычного. Установите в цепь плавкий предохранитель, чтобы отключать цепь при аномальном повышении температуры во избежание аварий. происходить.

2.2 Буферная защита SCR

Когда тиристор работает в цепи, его состояние переключения не завершается мгновенно. Эквивалентное сопротивление тиристора все еще очень велико, когда он только что включен.В это время, если ток растет быстро, это вызовет большие потери при включении; точно так же будет большой ток, когда тиристор близок к полному отключению. В это время, если напряжение на тиристоре быстро возрастает, также будут возникать большие потери при выключении. Потеря переключения приведет к увеличению тепловыделения SCR, а в тяжелых случаях он сгорит в течение этого периода. Принятие соответствующих буферных мер для подавления скорости нарастания тока и напряжения может эффективно улучшить коммутационные рабочие условия тиристора.

Есть два типа демпферных цепей. Один состоит в том, чтобы подавить скорость нарастания тока, используя характеристику, согласно которой ток, протекающий через катушку индуктивности, не может внезапно измениться, а другой - подавить скорость роста напряжения, используя характеристику, согласно которой напряжение на конденсаторе не может внезапно измениться.

Когда тиристор используется в цепи мощного диммирования, из-за повышенной индуктивности большого тока, протекающего через тиристор и лампу, для обеспечения надежности цепи, демпферная цепь RC должна быть подключена параллельно тиристору. для ограничения управляемости Скорость нарастания напряжения (dv / dt) на обоих концах кремния, когда он выключен.Конденсатор используется для ограничения значения dv / dt на симисторе, а резистор используется для ограничения тока разряда конденсатора, когда тиристор включен, и ослабления затухающих колебаний между конденсатором и индуктивностью фильтра.

В вышеупомянутой сети фильтров катушка индуктивности L1 используется для подавления скорости нарастания тока dI / dt при включении тиристора, а конденсатор C и диод D образуют схему поглощения отключения для подавления роста тока напряжение на клеммах при выключенном ГТО.Скорость dV / dt, где резистор R обеспечивает путь разряда для конденсатора C. Существует много форм демпфирующих схем, подходящих для различных устройств и различных схем.

2.3 Гистерезис диммера SCR

Обычная тиристорная цепь диммирования имеет явление непостоянного включения и выключения питания. То есть при установке потенциометра на максимальное значение 500К лампа накаливания почти гаснет. Снова уменьшите потенциометр, лампа накаливания будет излучать свет только при настройке ниже 400 К.Мощность, когда потенциометр установлен на минимальный угол, больше, чем мощность в том же положении при включении питания, что характерно для обычных диммеров. Эффект гистерезиса. Причина эффекта гистерезиса заключается в том, что зарядный конденсатор частично разряжается каждый раз при срабатывании тиристора. Небольшой резистор, включенный последовательно на триггерный диод, может смягчить это явление. Более эффективный метод - использовать схему, показанную на рисунке выше, и использовать C2 для запуска тиристора.Из-за эффекта изоляции R3 падение напряжения на C2 очень мало, в то время как C3 напряжение на нем остается неизменным, избегая эффекта гистерезиса.

2.4 Предел минимальной нагрузки тиристорного диммера

При использовании тиристорного диммера, когда нагрузка меньше определенной мощности, лампа мигает, что вызвано недостаточным минимальным током обслуживания тиристора. Поскольку минимальный ток удержания различных типов тиристоров не является согласованным, производитель указывает применимый предел минимальной мощности нагрузки в описании продукта.На эту проблему нужно обращать внимание при ее использовании.

2,5 Мерцание лампы накаливания

Мы знаем, что размер зрачка человеческого глаза будет регулироваться с изменением внешней яркости, чтобы контролировать интенсивность света, попадающего в глаз, но есть разница во времени примерно 50 ~ 200 мс между скоростью регулировки и сменой сцены, цель состоит в том, чтобы предотвратить быстрое увеличение внешней яркости. Усталость глазных мышц, вызванная изменениями, эта характеристика человеческого глаза называется «постоянством зрения».

В лампе накаливания используется переменное напряжение 50 Гц. Поскольку положительная и отрицательная полуволны переменного тока заставят лампу накаливания светиться, лампа накаливания будет мигать 100 раз в течение 1 с, то есть период мерцания составляет 10 мс, что меньше минимального уровня зрения человеческого глаза. Временное время , и поскольку тепловая инерция вольфрамовой лампы относительно велика, человеческому глазу трудно почувствовать мерцание лампы накаливания.

2.6 Шум диммера

При использовании симисторного диммера для управления лампой накаливания мы часто слышим легкий жужжащий звук. Это неотъемлемая характеристика симисторного диммера. Причины этого включают следующие два аспекта:

2.6.1 Колебание фильтра

Высококачественный тиристорный диммер должен иметь LC-фильтр на входе. Его функция заключается в поглощении шума переключения тиристора, сглаживании колебаний напряжения, вызванных периодическим переключением, и предотвращении повреждения диммером внешнего мира.Гармоническая помеха.

Индуктор в LC-фильтре изготовлен из листовой кремнистой стали или материала сердечника из порошкового железа. Когда через него протекает большой ток с частотой 100 Гц (например, источник питания с частотой 50 Гц), магнитный сердечник будет колебаться, и он будет издавать жужжащий звук. Особенно, когда лампочка настроена на максимальную яркость, ток 100 Гц находится на максимальном значении, а жужжащий звук от диммера более очевиден, что является неизбежной характеристикой схемы.

В нормальных условиях шум, излучаемый магнитопроводом, находится в допустимых пределах.Если шум слишком велик, проблему можно решить, изменив материал магнитопровода или увеличив размер магнитопровода на этапе проектирования.

Другими словами, замена диммера большей мощности обычно может устранить этот шум.

2.6.2 Колебания накала

Когда лампа накаливания самая яркая, тиристор почти включен в течение всего цикла напряжения, а выходной ток в основном непрерывный. В это время лампочка гудеть не будет.Когда лампа не горит, тиристор переключается 100 раз в секунду (например, источник питания 50 Гц). Воздействие этого прерывистого тока на нить накала вызывает жужжащий звук. Особенно, когда яркость лампы составляет 50% ~ 60%, напряжение на SCR мгновенно перескакивает от нуля до пикового значения синусоидального напряжения. В это время нить накала наиболее сильно вибрирует, а звук жужжания самый громкий. Замена лампы на лампу с толстой нитью или лампу с короткой нитью может уменьшить вибрацию нити и уменьшить шум.

Различные типы диммеров

Диммерные переключатели

- отличный способ снизить энергопотребление, создать атмосферу и сэкономить на расходах на техническое обслуживание. Хотя все диммеры обладают этими преимуществами, не все эти устройства построены одинаково. Фактически, существует несколько различных типов диммеров, предназначенных для работы с определенными нагрузками и источниками освещения.

Лампа накаливания / галоген

Лампы такого типа требуют наличия резистивных диммеров из-за нитей внутри них. Современные резисторы работают путем быстрого включения и выключения световой цепи.Такой подход снижает общее количество электричества, проходящего через цепь. Периоды включения и выключения могут не быть равными, что приводит к чистому напряжению постоянного тока.

Магнитное устройство низкого напряжения (MLV)

Трансформаторы, понижающие более высокое напряжение до менее 30 вольт, называются низковольтными трансформаторами. В современном доме освещение под столешницей или низковольтное освещение - это лишь некоторые из устройств, в которых используется MLV. Диммеры накаливания могут фактически повредить магнитные трансформаторы, поэтому необходимо использовать индуктивный диммер.Периоды включения и выключения этих переключателей равны, что обеспечивает безопасное напряжение.

Флуоресцентный

Не все люминесцентные лампы совместимы с диммером. Те источники света, которые требуют диммирующего балласта люминесцентных ламп. Это связано с тем, что этот тип освещения работает совсем иначе, чем галогенные или даже светодиодные лампы, электроды нагреваются, чтобы возбужденный газ находился внутри трубки. При настройке одного из этих диммеров может произойти внезапный скачок или падение яркости.

Светоизлучающий диод (LED)

светодиодных фонарей питаются от внутренних или внешних светодиодных драйверов.Из-за этого часто требуются специальные диммерные переключатели для изменения яркости этих огней. При этом не все светодиодные фонари совместимы с диммерами. Перед установкой переключателя важно знать любой способ, чтобы избежать серьезных повреждений.

Из вышесказанного очевидно, что диммерные переключатели не являются универсальными устройствами. Каждый источник освещения и нагрузка требуют особого внимания при выборе переключателей. Эксперты 4-Star Electric могут помочь вам точно определить, что является наиболее безопасным и эффективным выбором для вашей системы освещения.Для начала свяжитесь с нами для консультации уже сегодня!

диммеров света

Elliott Sound Products

Диммеры освещения

верхний

Основной индекс Лампы и индекс энергии

Содержание

Введение

С самого начала я должен подчеркнуть, что в этой статье описаны диммеры (или «диммерные переключатели» в США), используемые в жилых помещениях.Сценические диммеры большой мощности не рассматриваются, и я также не предлагаю подробно обсуждать C-Bus, DALI или какие-либо другие системы домашней автоматизации. Несмотря на то, что между продуктами высокого и низкого уровня очень много общего, процесс автоматизации практически полностью цифровой по своей природе и может быть реализован множеством различных способов для достижения одного и того же конечного результата.

В некоторых юрисдикциях в США предписывает , что датчики затемнения и / или присутствия должны использоваться для минимизации потерь энергии в офисных помещениях и на автостоянках (среди прочего).Ожидайте, что в ближайшие несколько лет это станет более распространенным в стремлении свести к минимуму потери энергии.

Существует две основные категории традиционных диммеров переменного тока (также известных как диммеры с фазовой отсечкой), обычно называемых «передним фронтом» и «задним фронтом», и, хотя оба из них будут работать с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания, выбор более критичен для любой лампы, которая включает в себя электронику. Вероятно, есть даже несколько уже очень старых (и крайне неэффективных) диммеров «реостат», и, возможно, несколько, основанных на переменных автотрансформаторах (также известных как Variacs).Поскольку ни одно из двух последних не является обычным или когда-либо станет обычным явлением в будущем, они будут описаны только в общих чертах.

Электронные трансформаторы сейчас очень распространены для освещения низкого напряжения, и они приобрели популярность, потому что они дешевы и сравнительно эффективны. По любому из этих устройств имеется очень мало реальной информации. В сети существует несколько схем основных (передних) диммеров и даже некоторые данные по электронным трансформаторам, но почти ничего не о диммерах по заднему фронту и о том, как они работают.

Все формы сигналов и расчеты, использованные в этой статье, основаны на питании от сети переменного тока 50 Гц и переменного тока. Другие напряжения и частоты могут быть экстраполированы на основании показанных данных. Это было сделано в интересах простоты, и общие тенденции идентичны для любого напряжения и частоты. Большинство показанных форм сигналов получены с помощью симулятора, а не путем прямого измерения. Это упрощает процесс построения графиков, а также позволяет очень детально анализировать форму волны, ее коэффициент мощности и гармоники.Хотя можно было бы использовать реальные измерения, подготовка к ним занимает гораздо больше времени и имеет много неточностей из-за искажения формы сигнала напряжения, колебаний напряжения питания и внешнего шума и / или искажений.

Очень жаль одно: почти все бытовые диммеры двухпроводные и поэтому не имеют нейтрального подключения. Это накладывает множество ограничений на диммер и на то, насколько хорошо (или иначе) он будет работать, особенно с нерезистивными нагрузками. Эти стандартные диммеры с последовательным подключением отлично работают с лампами накаливания, потому что нить накала лампы обеспечивает постоянное соединение с нейтралью, а диммер имеет эталон (по крайней мере, своего рода).В случае электронных источников питания (КЛЛ, светодиоды и т. Д.) Эта ссылка отсутствует до тех пор, пока лампа не начнет потреблять ток, и работа регулятора яркости в лучшем случае может быть неустойчивой, а в худшем - бесполезной. Один из способов «исправить» это - использовать лампу накаливания параллельно с электронной лампой. Одну (маленькую) лампу накаливания можно использовать с несколькими электронными лампами - конечно, при условии, что они , в частности , предназначенные для использования с диммерами!

Наконец, есть диммеры, которые используются только с постоянным током.Раньше это было просто любопытство (или использовалось для управления скоростью двигателя постоянного тока), но теперь они получат новую жизнь со светодиодным освещением. Диммируемые балласты состоят из импульсных источников питания постоянного тока, адаптированных для обеспечения постоянного тока, необходимого для светодиодов. Диммирование часто достигается путем очень быстрого включения и выключения постоянного тока и почти без потерь.

Если не указано иное, напряжение, используемое для всех примеров, соответствует австралийскому / европейскому стандарту 230 В при 50 Гц. Полный цикл занимает 20 мс, а пиковое напряжение номинально составляет 325 В.Для сети 120 В 60 Гц период одного цикла составляет 16,67 мс, а пиковое напряжение - 170 В. Читатели в США должны будут выполнить необходимые преобразования для соответствия более низкому напряжению и более высокой частоте.

ВНИМАТЕЛЬНО ПРИМЕЧАНИЕ: Чрезвычайно важно, чтобы читатель понимал, что диммируемые электронные лампы (как CFL, так и LED) обычно считаются совместимыми с диммерами передней и задней кромки. С очень мало исключения, это неправда! Почти все электронные лампы потребляют очень высокий пиковый ток при подключении к диммерам TRIAC (передний фронт), потому что время нарастания входной сети невероятно быстрое.

Это создает огромную нагрузку на сам диммер и, что более важно, на электронику лампы. Несмотря на заявления производителей, лампа почти наверняка не выдерживают злоупотребления очень долго, поэтому срок службы лампы сокращается - возможно, резко. Задний (или универсальный) диммер не подвержен влиянию лампа на быстрорастущую форму волны, поэтому не вызывает чрезмерно высокого пикового тока.

Важно понимать, что стандартный 2-проводной диммер был разработан для использования с лампами накаливания.Несмотря на или , которые вы прочитаете в другом месте, работа будет непредсказуемой с ЛЮБОЙ нагрузкой, кроме лампы накаливания! Для надежной работы с электронными нагрузками (регулируемые светодиодные лампы или лампы CFL) диммер должен быть 3-проводным (активный, нейтральный и нагрузочный). К сожалению, это редкость, и обычно их сложно установить в качестве модернизации, потому что в большинстве распределительных коробок освещения нет нейтрали. Двухпроводные диммеры были разработаны для ламп накаливания (резистивных) и никогда не предназначались для использования с электронной нагрузкой.

1 - Принципы коэффициента мощности

Я буду использовать термин «дружественный» для описания форм сигналов, которые вносят незначительные искажения или не вносят никаких искажений в сеть электропитания и которые имеют хороший коэффициент мощности. Многие люди считают, что коэффициент мощности важен только для индуктивных или емкостных нагрузок, но это совершенно неверно. Любая форма волны тока, которая не является точной копией формы волны напряжения, имеет коэффициент мощности меньше единицы (идеальный вариант). Не имеет значения, просто сдвинута форма волны тока по фазе или нелинейна, коэффициент мощности все равно будет затронут.См. «Коэффициент мощности» для получения дополнительной информации.

Unity - ток и напряжение совпадают по фазе и имеют идентичную форму волны (резистивные нагрузки)
Запаздывание - ток возникает после напряжения , вызванного индуктивными нагрузками (двигатели, трансформаторы)
Опережающий - возникает ток с до напряжения, вызванный емкостными нагрузками (редко, но может и возникает))
Нелинейный - напряжение и ток синфазны, но имеют разные формы волны (многие электронные нагрузки)

На Рисунке 1 показан пример каждого из вышеперечисленных.Напряжение показано красным, а ток - зеленым. Амплитуды двух сигналов намеренно различаются, поэтому два графика хорошо видны. Эти графики не соответствуют какому-либо конкретному масштабу, но все коэффициенты мощности настроены как можно ближе к 0,5, а мощность в каждом случае составляет 52,9 Вт. Дополнительные 230 мА потребляются от сети, но не работают.

Рисунок 1 - Осциллограммы напряжения и тока

Поскольку напряжение и ток просто умножаются вместе, чтобы получить номинальную мощность в ВА, очевидно, что для индуктивного и емкостного примеров номинальная мощность в ВА составляет 105.8 ВА, но мощность все та же, 52,9 Вт. Нелинейная нагрузка - это особый случай просто потому, что - это нелинейная нагрузка . Мощность составляет 64,8 Вт, а схема по-прежнему требует 105,8 ВА от сети, но мощность нагрузки составляет 64,8 Вт, а коэффициент мощности составляет 0,61 - небольшое улучшение, но его нелегко исправить!

Если номинальная мощность в ВА и номинальная мощность различаются (ВА не может быть меньше мощности), из сети потребляется чрезмерный ток, вызывая потери в распределительных кабелях, трансформаторах, подстанциях и генераторах переменного тока.Генератор мощностью 1 МВт с коэффициентом мощности 0,5 может производить только 500 кВт, поскольку в конечном итоге он ограничен своей номинальной мощностью в ВА. Все компоненты системы распределения электроэнергии фактически ограничены номинальной мощностью в ВА, а не , а не номинальной мощностью.

Рисунок 2 - Цепи, используемые для создания сигналов напряжения и тока

На рисунке 2 показаны принципиальные схемы, используемые для получения вышеуказанных сигналов для тех, кому это интересно. Они являются теоретическими, поскольку фактические нагрузки редко бывают такими простыми и обычно не могут быть точно представлены с таким небольшим количеством компонентов.Однако эффект достаточно похож, так что эти схемы вполне адекватны, чтобы показать общую тенденцию. Как отмечается во многих рекламных объявлениях мелким шрифтом, «фактические результаты могут отличаться».

Даже если мощность трансформатора может быть в пределах номинальной мощности, указанной на паспортной табличке, при превышении номинальной мощности в ВА он перегреется. Постоянный перегрев приведет к отказу. По этой причине компании-поставщики и / или органы власти во всем мире должны иметь наилучший возможный коэффициент мощности, чтобы максимально использовать свое оборудование.За большие установки взимается дополнительная плата, если их коэффициент мощности выходит за указанные пределы.

Формы сигналов, подобные последнему примеру, являются наихудшими, потому что очень мало что можно сделать извне, чтобы изменить форму сигнала для уменьшения нелинейностей, а гармоники сетевой частоты вводятся в систему, вызывая дополнительные проблемы. Полное обсуждение разрушений, вызванных нелинейными формами сигналов, выходит за рамки данной статьи, но многие страны ввели (или планируют ввести) обязательную коррекцию коэффициента мощности для всех электронных нагрузок, превышающих заданный предел мощности.

2 - Принципы диммера

Обычно для уменьшения яркости лампы применяют тем или иным способом подаваемое напряжение. В очень ранних попытках последовательно с лампой использовался реостат (переменный резистор), поскольку в то время не было жизнеспособной альтернативы. Такой подход тратит огромное количество энергии, и, вероятно, прошло уже более 40 лет с тех пор, как кто-либо создал такого зверя. Такой подход действительно обеспечивает очень удобную нагрузку на электросеть, имея нулевые коммутационные импульсы и идеальный коэффициент мощности.Утилизация избыточного тепла является сложной задачей, особенно для ламп достаточно высокой мощности. Можно ожидать, что диммеры с реостатом (если они найдутся) будут довольно большими из-за тепла, которое необходимо отводить.

Регулируемый автотрансформатор (широко известный как Variac ™) почти не расходует энергию и так же безопасен для электросети, как реостат, но является дорогим (и громоздким) способом уменьшения яркости ламп. Самый дешевый переменный трансформатор, доступный в настоящее время, стоит около 150 долларов и весит несколько килограммов. Хотя нет никаких сомнений в том, что это хороший подход, экономические соображения не позволяют использовать его в общих целях.Диммеры Variac были обычным явлением в телестудиях примерно 20 лет назад. Вы можете увидеть комментарии (в другом месте) о том, что диммеры Variac работают с потерями и неэффективны, но это просто неправда - они очень эффективны и конкурируют с лучшими твердотельными диммерами (TRIAC, SCR или IGBT). Однако они громоздкие и несколько неудобны для использования в качестве диммеров. Дистанционное управление достигается за счет использования серводвигателя для регулировки положения стеклоочистителя и, следовательно, выходного напряжения. Чтобы узнать больше о вариаках в целом, см. Трансформеры - Вариак.

Еще одним методом, который использовался в первые дни, было устройство, называемое «магнитным усилителем» (или просто магнитным усилителем), но, насколько я смог найти, они не были распространены ни в чем другом, кроме довольно больших промышленных диммеров, используемых для телестудий. осветительные приборы. Как и Variac, магнитный усилитель практически не создает помех, но они были заменены другими методами. Я не собираюсь описывать принципы работы магнитных усилителей здесь или где-либо еще на сайте ESP.

Сегодня наиболее распространенным диммером является диммер TRIAC по переднему фронту с фазовым регулированием.TRIAC - это устройство с двунаправленным переключением, и для его включения требуется всего лишь короткий импульс. В цепи переменного тока он автоматически отключится при изменении полярности напряжения переменного тока. Это происходит потому, что напряжение (и, следовательно, ток) проходят через ноль. TRIAC не может оставаться проводящим при нулевом токе, поэтому отключается. Процесс включения и выключения происходит 100 раз в секунду (120 раз для сети 60 Гц). Тем не менее, бытовые диммеры развиваются, и последний тип называется «универсальным» диммером.Они могут изменять режим работы с передней кромки на заднюю в зависимости от нагрузки (см. Ниже объяснение различных типов).

Изменяя соотношение между включенным и выключенным напряжением, создается грубая схема широтно-импульсной модуляции, которая позволяет изменять мощность лампы в широком диапазоне. Лампы накаливания идеально подходят для этого метода управления и обеспечивают приятный и естественный переход от почти выключенного до (почти) полного включения. Многие дешевые диммеры TRIAC используют самую простую схему, поэтому низкие настройки могут быть нестабильными.При средней настройке среднеквадратичное значение напряжения полуволны составляет 162 В при напряжении питания 230 В переменного тока.

Независимо от фактически используемого метода, цель состоит в том, чтобы изменять мощность, подаваемую на лампу, позволяя пользователю установить уровень освещенности, соответствующий случаю. Ни один из общедоступных диммеров не может поддерживать хороший коэффициент мощности (что важно для исправности электросети).

Для надежной работы диммеры должны быть 3-проводными (активный, нагрузочный и нейтральный), чтобы гарантировать точное поддержание точки пересечения нуля формы сигнала сети.Небольшие диммеры не являются трехпроводными, потому что это усложняет установку, поэтому с любыми другими нагрузками, кроме резистивных, таких как лампы накаливания, диммер часто будет работать некорректно. Степень ненадлежащего поведения зависит от типа нагрузки (особенно электронных ламп, таких как КЛЛ или светодиодные лампы).

Двухпроводные диммеры не имеют надежной контрольной точки перехода через ноль, поскольку они полагаются на нить накала лампы в качестве эталона нейтрали. Электронные нагрузки не дают никакого полезного эталона, потому что заряженные конденсаторы (внутри источника питания лампы) вызывают нулевой ток на протяжении большей части цикла формы волны.Поэтому диммер не может быть включен постоянно (на полную мощность), потому что требуется время, прежде чем TRIAC сможет сработать. Добавление лампы накаливания параллельно с электронными нагрузками может надежно работать только с диммерами задней кромки - передние лампы никогда не должны использоваться с какой-либо электронной нагрузкой.

Внимание! Внимание: КЛЛ или светодиодные лампы без диммирования никогда контур - даже если диммер установлен на максимум.Хотя это и не очевидно, ток, потребляемый цепью лампы, может резко возрасти (в 5 и более раз) и может создают опасность возгорания, а также сокращают срок службы электроники лампы.
Даже коммерческие диммеры, которые с по поддерживают точное опорное значение перехода через нуль, не должны использоваться с CFL или светодиодными лампами или любым другим конденсаторным входом. нагрузка источника питания. В одной установке, которую я знаю лично, у конечного пользователя было почти 100% отказов светодиодных ламп, подключенных через коммерческий диммер.Нормальная частота отказов составляет менее 1%, но поставщики диммера предпочли возразить.
Только разница между их установкой и всеми остальными заключается в диммере, поэтому неисправности могут быть вызваны только диммером. Как ни странно, И конечный пользователь, и поставщик диммеров, похоже, столкнулись с проблемой этой простой концепции.

В коммерческих диммерах высокой мощности часто используются тиристоры (соединенные в обратном параллельном соединении), поскольку они имеют гораздо более высокие номинальные токи, чем триАК.Запуск обычно осуществляется высокочастотными импульсами, подаваемыми в течение всей продолжительности «включенной» части сигнала сети. Они имеют полное трехпроводное опорное напряжение и никогда не теряют своего опорного значения при переходе через нуль. Тем не менее, как отмечалось выше, даже этим диммерам нельзя доверять правильную работу с электронными нагрузками с источником питания.

2.1 - Передние диммеры
Также известны как диммеры с прямым управлением фазой. В настоящее время это наиболее распространенные типы, и они называются так потому, что диммер функционирует, буквально удаляя передний фронт сигнала переменного тока.Активным переключателем малой и средней мощности почти всегда является TRIAC для типичных домашних диммеров. Когда срабатывает TRIAC, сетевой сигнал подается на нагрузку с периодом задержки, который колеблется от нуля миллисекунд (полностью включен) до примерно 9 мсек (очень тусклый). В качестве примера на рисунке 3 показана форма волны напряжения на нагрузке для регулятора яркости по переднему фронту, установленного на 50%, причем первые два цикла (выделены зеленым цветом) не затемнены в качестве эталона. Эта форма волны является «идеальной», что означает, что это результат, который вы ожидаете от схемы, работающей в точном соответствии с теорией.Большинство передовых диммеров довольно близки к идеалу - по крайней мере, с резистивной нагрузкой.

Рисунок 3 - Форма сигнала диммера идеального переднего фронта

Как отмечалось выше, диммеры с передней кромкой никогда не должны использоваться с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) , даже если в инструкциях прямо указано, что это разрешено . Очень быстро нарастающий сигнал вызывает сильный ток, протекающий через конденсатор главного фильтра, который является частью цепи балласта лампы.У большинства современных светодиодных ламп будет та же проблема. Я предлагаю использовать ТОЛЬКО для задней кромки или универсальные диммеры с любыми CFL или светодиодными лампами с регулируемой яркостью.

Форма волны ниже показывает ток, потребляемый лампой накаливания мощностью 75 Вт, подключенной к переднему диммеру. Лампа потребляет 200 мА. Время нарастания сигнала было измерено на уровне 1,8 мкс - это быстро на любом языке! В сети 230 В напряжение увеличивается с нуля до 325 В менее чем за 2 мкс! Это чрезвычайно быстрое время нарастания, которое вызывает проблемы с электронными нагрузками, потому что даже с «совместимыми с диммером» CFL или светодиодными лампами всегда присутствует , некоторая емкость, которая заряжается от почти нуля до полного напряжения менее чем за 2 мкс.С помощью лампы накаливания вы даже можете увидеть небольшой выброс в кривой тока! Это вызвано крошечной емкостью провода от диммера к лампе.

Рисунок 3A - Форма кривой тока диммера по переднему фронту

Например, если электронный балласт потребляет 83 мА от сети, этого достаточно для питания лампы с электронным переключением мощностью 8 Вт (любого типа). Если для повышения коэффициента мощности не используется дополнительная схема, пиковый ток будет 270 мА, а коэффициент мощности - около 0.42 - довольно плохо, но, конечно, не безвестно. Если та же самая цепь затем запитана через диммер, в худшем случае среднеквадратичный ток вырастет до 240 мА с пиковым значением 4,2 А. Коэффициент мощности упал до 0,14 - поистине ужасный результат. На данный момент источник питания этой лампы потребляет более 55 ВА из сети, с действительно неприятной формой волны. На Рисунке 2 (Нелинейная нагрузка) показан пример типичного внешнего источника питания. Конденсатор фильтра на Рисунке 2 (используемый для создания сигналов, показанных на Рисунке 1) составляет 18 мкФ.Это не обычное значение, но оно использовалось для обеспечения совпадения примеров. Зарядный ток, протекающий через конденсатор, чрезвычайно высок, поскольку скорость изменения напряжения также очень высока.

Рисунок 4 - Типовая схема диммера передней кромки

Схема, приведенная выше, типична для типичного имеющегося в продаже переднего диммера. C1 и L1 предназначены для подавления радиопомех. Схема работает, используя фазовый сдвиг, создаваемый VR1, C2, R1 и C3.Эта сеть задерживает сигнал, подаваемый на DB1 (двунаправленный пробойный диод, называемый DIAC). Когда напряжение превышает 30 В (типичное) напряжение пробоя DIAC, он полностью проводит, и заряд в C3 используется для запуска TRIAC. После срабатывания TRIAC будет полностью проводить, пока ток не упадет почти до нуля, после чего он снова отключится. Этот процесс повторяется для каждого полупериода сетевого напряжения. Точки задержки, включения и выключения видны и показаны на рисунке 3.

Рисунок 4A - Форма сигнала переднего фронта диммера в электронной нагрузке

Передние диммеры. На рисунке 4A показаны пики тока более 11A в том же примере нелинейной нагрузки, который использовался для рисунков 1 и 2. Среднеквадратичный ток составляет 1,12 А для мощности нагрузки чуть более 56 Вт.Обратите внимание, что мощность нагрузки упала совсем немного - с 64,8 Вт до ~ 56 Вт. Форма волны напряжения точно такая, как показано на рисунках 3 и 3A. Пиковый ток 11А при среднеквадратичном значении тока, немного превышающем ампер, крайне неблагоприятен для сети, диммера и электронной нагрузки. Стандартный 2-проводный диммер будет отображать форму волны, очень похожую на показанную, даже когда он установлен на максимум!

Возможно, что удивительно, индуктивные нагрузки (такие как обычные трансформаторы со стальным сердечником или обычные электродвигатели вентиляторов) вполне безопасны с передовыми диммерами, потому что индуктивность ограничивает время нарастания тока до безопасных значений.Эти нагрузки должны всегда использовать подходящий диммер передней кромки, который должен быть сертифицирован производителем как подходящий для нагрузок двигателя или трансформатора.

Рисунок 5 - Внутренняя часть переднего диммера

Черное устройство слева - это TRIAC. Хотя он оснащен «радиатором», контакт между радиатором и TRIAC лучше всего описать как случайный. Когда он был разобран, в нем почти не было контакта, однако он надежно проработал 12 лет и, вероятно, прослужит еще столько же.Простота схемы очевидна в отсутствии изощренности печатной платы. Все немногие используемые компоненты имеют сквозные отверстия, а на задней стороне платы нет никаких деталей.

Схема почти идентична показанной выше. Катушка и оранжевый конденсатор предназначены для подавления помех, но предохранитель не установлен. В случае короткого замыкания диммера лампа просто включится на полную яркость.

Хотя производители передовых диммеров часто заявляют, что они подходят для использования с трансформаторами с железным сердечником, некоторые, безусловно, не подходят.Распространенная проблема с простыми диммерами TRIAC заключается в том, что они переходят в «полуволновой» режим - проводят только на одной полярности формы волны сети. Это катастрофа для любого трансформатора, который сразу же потребляет очень большой ток, ограниченный только сопротивлением первичной обмотки. Вероятно, лучше использовать «универсальный» диммер для индуктивных нагрузок, потому что они имеют гораздо более сложную схему и гораздо менее вероятно, что они будут «обмануты» для работы с одной полярностью (полуволновой).

Имеется полная схема известного рабочего (т.е.е. построен и протестирован) 3-проводной диммер передней кромки на страницах проекта ESP. См. Подробности в Project 157B.

2.2 - Диммеры задней кромки

Также известны как диммеры с обратным фазовым регулированием. Диммер по задней кромке - значительно более сложная схема. Простая схема, которая является общей для типов с передним фронтом, больше не может использоваться, потому что большинство TRIAC не может быть отключено. TRIAC выключения ворот (GTO) существуют, но они намного дороже и реже имеют относительно небольшие размеры, необходимые для освещения.Чтобы иметь возможность реализовать диммер по заднему фронту, переключающее устройство должно включаться, когда форма сигнала переменного тока проходит через ноль, с использованием схемы, называемой детектором перехода через ноль. По истечении заданного времени, установленного системой управления, переключающее устройство отключается, и оставшаяся часть формы сигнала не используется нагрузкой.

Диммеры

с задней кромкой обычно используют полевой МОП-транзистор , так как они почти не требуют управляющего тока и являются прочными и надежными. Они также относительно дешевы и легко доступны при номинальном напряжении, подходящем для работы от сети.Другой вариант - использовать IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), который сочетает в себе преимущества полевого МОП-транзистора и биполярного транзистора. Как правило, они дороже, чем полевые МОП-транзисторы. Опять же, форма сигнала идеальна, и из реальной формы сигнала, показанной на рисунке 9, очевидно, что существует значительное отклонение, особенно при полной мощности. Это вызвано тем, что часть приложенного напряжения всегда будет потеряна, поскольку для работы сложной электроники требуется некоторое напряжение.

У большинства диммеров задней кромки есть еще одна полезная функция - по крайней мере, при использовании с лампами накаливания.Схема разработана для обеспечения «плавного пуска», при котором напряжение на лампе увеличивается относительно медленно. При использовании ламп накаливания это почти исключает «тепловой удар» - тот короткий период при включении, когда лампа потребляет примерно в 10 раз больший рабочий ток. Термический шок является причиной большинства ранних отказов ламп - действительно редко когда лампа накаливания выходит из строя, когда она включена. Выход из строя почти всегда происходит в момент включения переключателя. За счет включения функции плавного пуска увеличивается срок службы лампы, но это не сильно помогает КЛЛ или светодиодным лампам.

Рисунок 6 - Форма сигнала идеального диммера задней кромки

Опять же, точки переключения и задержка показаны на осциллограмме. Полная принципиальная схема не особенно полезна для диммеров по заднему фронту, потому что они обычно используют специализированные интегральные схемы (или довольно сложные схемы с более распространенными ИС) для выполнения необходимых функций. На Рисунке 7 показана блок-схема основных частей схемы, а на Рисунке 8 показана схема диммера, использующего коммерческую ИС [1].

Рисунок 6A - Форма сигнала диммера задней кромки захваченного сигнала

Идеал близок к реальности. Форма волны тока, показанная выше, была получена с помощью диммера по заднему фронту с использованием лампы накаливания мощностью 75 Вт в качестве нагрузки. Как видите, форма волны практически идентична теоретической (идеальной) форме волны, показанной выше. Среднеквадратичный ток составляет 200 мА. Измеренное время спада (от максимального до нулевого тока) составило около 30 мкс, но это неопасно, потому что это удаление напряжения, а не приложение напряжения - очень, очень разные сценарии.

Рисунок 7 - Блок-схема диммера задней кромки

C1 и L1 снова являются компонентами подавления радиопомех. Выпрямитель необходим, потому что полевые МОП-транзисторы не могут переключать переменный ток, только постоянный ток. Источник питания, детектор перехода через ноль и таймер обычно являются частью ИС, предназначенной для этой цели. Формы сигналов показаны в каждой точке схемы. Выходной сигнал детектора пересечения нуля сбрасывает таймер, отправляя на его выход высокий уровень, и, таким образом, включает полевой МОП-транзистор. По прошествии времени от нуля до 10 мс для 50 Гц на выходе таймера становится низкий уровень, полевой МОП-транзистор выключается, и ток через нагрузку прерывается.

Во многих отношениях диммеры передней и задней кромок являются полной противоположностью друг друга.

Поскольку выходное напряжение растет относительно медленно, массивный всплеск тока, который передний диммер вызывает в емкостной нагрузке, больше не является проблемой, и некоторые регулируемые CFL и светодиодные лампы отлично работают с этим типом диммера. Однако диммеры с задним фронтом никогда не должны использоваться с трансформаторами с железным сердечником, и это всегда указывается в инструкциях.

Почему? Казалось бы, диммер задней кромки должен быть в порядке, но проблема во многом связана с обратной ЭДС, которая генерируется, когда переключатель выключается 100 или 120 раз в секунду.Энергия обратной ЭДС не может рассеиваться, поэтому она накапливается до потенциально разрушительного напряжения. Кроме того, включение любой индуктивной нагрузки при пересечении нулевого уровня сигнала в сети приводит к намного более высокому, чем обычно, току намагничивания. Наиболее вероятным результатом будет повреждение диммера из-за перегрузки по току или перенапряжения. Маловероятно, что коммерческие установки смогут обрабатывать дополнительный ток или рассеивать энергию обратной ЭДС без сильного перегрева или разрушения.

Обратная ЭДС генерируется при любой индуктивной нагрузке, потому что индуктор является накопителем энергии (реактивным). Энергия сохраняется в виде магнитного поля, и когда ток прерывается, магнитное поле схлопывается, генерируя ток в процессе. Если к индуктивному компоненту не подключена нагрузка (например, лампа), даже небольшой ток становится очень высоким напряжением. Этот эффект наблюдается регулярно, но обычно рассеивается в виде небольшой дуги на контактах переключателя. Такие дуги безвредны, если они возникают только несколько раз в день, но если они повторяются 100 или 120 раз в секунду, средняя мощность становится значительной, равно как и нагревание и возможность возгорания.

Рисунок 8 - Схема диммера задней кромки

Как видите, нелегко понять, как работает схема, если просто столкнуться с многополюсной ИС. Тем не менее, я обозначил функции контактов, и полезно увидеть схему, чтобы увидеть некоторые из того, что было сделано. Обратите внимание, что показанная схема предназначена для 3-проводного подключения, которое намного более стабильно, чем более распространенные 2-проводные диммеры. Естественно, это не единственный способ, и некоторые коммерческие диммеры с задней кромкой, такие как изображенный ниже, используют одну или несколько микросхем таймера 555 и множество других деталей для поверхностного монтажа для достижения той же цели.Однако почти все коммерческие диммеры являются только 2-проводными и часто плохо работают с электронными нагрузками (например, КЛЛ или светодиодные лампы). Atmel U2102B был бы хорошей стартовой базой для правильного 3-проводного диммера, но, к сожалению, сейчас он устарел, и я не могу найти эквивалента. Показанная схема адаптирована из таблицы данных U2102B, но использует MOSFET вместо IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), показанный в примере схемы. Обновленную схему см. На рис. 10А (хотя получить ИС непросто).

Рисунок 9 - Внутренние части коммерческого диммера задней кромки

Два больших устройства на левой плате - это силовые полевые МОП-транзисторы. Обратите внимание, что нижняя сторона печатной платы также покрыта деталями, включая таймер, другую ИС, которую невозможно идентифицировать, четыре транзистора и несколько резисторов и конденсаторов. Хотя изображенный блок был бы довольно дешев в производстве, я полагаю, что доведение конструкции до высокой надежности при нормальном использовании могло бы занять много времени.При цене около 50 австралийских долларов в моем местном магазине оборудования, это не дешево по сравнению с более распространенным диммером с задней кромкой (обычно около 16-20 долларов, но некоторые намного дороже).

Рисунок 10 - Измеренные кривые тока

Изображенный коммерческий диммер задней кромки был протестирован с лампой накаливания мощностью 60 Вт и дал формы волны, показанные выше. Хотя максимальная настройка отличается от идеальной формы сигнала, показанной на рисунке 5, при настройке на минимальную (и примерно половинную мощность) теория и реальность очень хорошо совпадают.Схема не может действовать как настоящее короткое замыкание, когда она полностью включена, потому что для питания электроники требуется часть приложенного напряжения. Это вызывает нарушение непрерывности, наблюдаемое вокруг области нулевого тока, когда диммер установлен на максимум. Обратите внимание, что вышеупомянутые формы сигналов были получены, когда эта статья была впервые написана в 2008 году, но они так же действительны, как и снимки с цифрового осциллографа, показанные на рисунке 6A.

Обратите внимание, что если только электронная лампа специально не заявлена как регулируемая, то двухпроводной диммер по задней кромке не будет работать.Просто для теста попробовал с обычным КЛЛ. Не было сильных скачков тока, но лампа не гасла разумным или предсказуемым образом, а сама схема диммера запуталась и не могла работать должным образом. Это в равной степени относится к лампам CFL и LED, если в инструкции они не заявляют о возможности регулировки яркости. Продолжение использования любой электронной лампы с диммером может привести к повреждению цепи, сильному перегреву или возгоранию. Как отмечалось ранее, все электронные осветительные приборы с регулируемой яркостью должны всегда использовать только «универсальные» диммеры или диммеры задней кромки, , даже если производитель заявляет, что разрешены диммеры передней кромки на основе TRIAC .

Рисунок 10A - Диммер передней / задней кромки FL5150

Приведенный выше рисунок адаптирован из таблицы данных Fairchild (теперь ON Semiconductor) для ИС диммера FL5150MX. Показана только 3-проводная версия 230 В, 50 Гц, а приведенная выше схема является модифицированной по сравнению с версиями, показанными в исходном техническом описании. Максимальный выходной уровень составляет , только доступен, когда ИС используется в 3-проводном режиме, а 2-проводный режим не рекомендуется для любой электронной нагрузки . Микросхема доступна в небольшом количестве торговых точек (только на последнем взгляде), но она не была построена и не протестирована.Хотя показаны полевые МОП-транзисторы IRF840, более крупные можно использовать для получения большей мощности. С установленными IRF840 максимальная нагрузка ограничена примерно 1 А (до 230 Вт, в зависимости от коэффициента мощности нагрузки). Для работы с частотой 60 Гц используйте FL5160MX (внутренние таймеры другие). Эти ИС доступны только в SMD-корпусах. Щелкните здесь для просмотра таблицы.

На страницах проекта ESP также есть полная схема известного рабочего (т.е. построенного и испытанного) 3-проводного диммера задней кромки.См. Подробности в Project 157A.

2.3 - Диммеры универсальные Универсальные диммеры

имеют встроенные «интеллектуальные» функции, которые позволяют диммеру решать, должен ли он работать в качестве переднего или заднего фронта. Схема обнаружения не всегда настолько умна, как можно было бы надеяться, и иногда они могут принять неправильное решение. В некоторых системах домашней автоматизации есть переключатели, которые позволяют настраивать универсальные диммеры на автоматическое определение, передний или задний край. Тем не менее, в помещении обычно нет небольших диммеров, так что вы должны полагаться на диммер при принятии правильного решения.

Рисунок 11 - Универсальный диммер для кишечника

Выше показана внутренняя часть довольно типичного «универсального» настенного диммера. Хотя можно было ожидать, что можно будет использовать небольшой микроконтроллер, похоже, что он основан на двойном таймере 555 и паре полевых МОП-транзисторов. Есть еще несколько пассивных компонентов и несколько диодов, вот и все. Эти диммеры обычно подходят для регулируемых электронных нагрузок, но, как уже отмечалось, они не всегда принимают правильное решение.Как и все двухпроводные диммеры, они часто не работают с электронными нагрузками.

На данный момент тесты показывают, что он достаточно хорошо работает с некоторыми блоками питания светодиодов с регулируемой яркостью, и само собой разумеется, что производительность с лампами накаливания близка к идеальной. Этот конкретный блок был предназначен для питания регулируемых источников света мощностью 4 x 12 Вт для даунлайтов, которые у меня были в течение некоторого времени, но которые я не использовал, потому что драйверы были мусором и не регулировались.

Важно, чтобы универсальные диммеры не использовались со смешанными нагрузками, такими как электронные трансформаторы и трансформаторы с железным сердечником.Поскольку требования к каждому из них полностью противоположны, диммер никогда не может выбрать правильный режим. Он либо выйдет из строя, либо вызовет внешний отказ подключенного оборудования (или того и другого).

Если вам интересно, я опишу способ, которым некоторые (и, возможно, большинство) универсальных диммеров решают, должны ли они работать в качестве переднего или заднего фронта. Если присутствует индуктивная нагрузка, когда диммер отключается под нагрузкой, возникает всплеск высокого напряжения. Это тот же пик, который мы укрощаем с помощью диода при включении реле.Диммер имеет схему для обнаружения всплеска, и в случае обнаружения он переключается из режима заднего фронта в режим переднего фронта. Индуктивные нагрузки вполне устраивают диммер по переднему фронту, поэтому диммер останется в режиме переднего фронта после того, как схема обнаружит выбросы.

Этот процесс происходит каждый раз, когда цепь включается, потому что диммер не имеет памяти, поэтому не может просто запомнить настройку, которую он использовал последней. Обнаружение обычно происходит очень быстро - максимум несколько циклов сети и когда напряжение на нагрузке довольно низкое.Все задние кромки и универсальные диммеры, которые я видел, имеют функцию «плавного пуска», при которой напряжение на нагрузке повышается в течение нескольких секунд. В это время диммер обнаруживает выбросы высокого напряжения, вызванные индуктивной нагрузкой, и переходит в режим переднего фронта.

Процесс защищен патентом - см. Универсальный диммер - EP 1961278 B1, выданный Clipsal Australia в 2012 году. Я думаю, что это очень умное приложение. Он основан на использовании полевых МОП-транзисторов с определенным и гарантированным лавинным рейтингом, поэтому они не будут разрушены шипами, но в наши дни они очень распространены.

3 - Коэффициент мощности диммера

Диммеры по переднему и заднему фронту имеют одинаковый коэффициент мощности при одинаковой выходной мощности нагрузки. Ни один из этих типов не позволяет использовать какой-либо реальный или полезный метод коррекции коэффициента мощности, и единственным смягчающим фактором является то, что при низких настройках ток потребляется из сети во время частей цикла, которые не используются в большинстве небольших источников питания. Однако коэффициент мощности по-прежнему ужасен - особенно при очень низких настройках мощности. Несмотря на это, нет никаких сомнений в том, что потребление энергии уменьшается пропорционально - особенно со светодиодами.Мощность также снижается с лампами накаливания, но не до такой степени.

Столбец «Угол наклона» указывает количество градусов формы волны, при которой мощность подводится к лампе. Полный цикл составляет 360 °, а каждое полупериод - 180 °. Было использовано приращение 18 °, потому что при 50 Гц 18 ° соответствует интервалу в 1 миллисекунду. Это было использовано для облегчения расчетов для таблицы. Эти данные точно такие же для источника 60 Гц, с той лишь разницей, что время для одного полного цикла при 60 Гц составляет 16.67 мс вместо 20 мс. Это не влияет на угол наклона, мощность или коэффициент мощности, но ток будет другим из-за разного напряжения, используемого в странах с 60 Гц.

Под углом	Идеальный ток	Идеальная мощность	Процент	Коэффициент мощности
180 °	1000 мА	230 Вт	100%	1,00
162 °	994 мА	227 Вт	99%	0.99
144 °	971 мА	217 Вт	94%	0,97
126 °	918 мА	194 Вт	84%	0,92
108 °	829 мА	158 Вт	69%	0,83
90 °	702 мА	113 Вт	49%	0,70
72 °	557 мА	71 W	31%	0.55
54 °	391 мА	35 Вт	15%	0,39
36 °	226 мА	11,7 Вт	5,1%	0,23
18 °	83 мА	1,6 Вт	0,7%	0,08
0 °	0	0	0	НЕТ

Фазовый угол в зависимости от коэффициента мощности, 230 В переменного тока, нагрузка 230 Ом

Обратите внимание, что нагрузка, используемая в приведенной выше таблице, является чисто резистивной (отсюда «идеальные» ток и мощность) и остается постоянной при всех настройках.Лампы накаливания , а не , представляют постоянную нагрузку. Поскольку при низких настройках нить накаливания охлаждается, ее сопротивление ниже, и она потребляет больше тока, чем ожидалось. По этой причине, хотя диммирование, несомненно, снижает потребляемую мощность, оно не снижает ее настолько, насколько можно было бы ожидать (или надеяться).

Обычная лампа GLS (общего освещения) мощностью 100 Вт будет потреблять около 18 Вт при тусклом свечении - обычно можно ожидать меньшего. Сопротивление нити накала падает примерно до половины сопротивления полной мощности, потому что она намного холоднее, поэтому потребляется в два раза больше тока, чем было бы в случае фиксированного сопротивления.Для справки, была протестирована лампа GLS мощностью 100 Вт, и ее измерения показали 44 Ом в холодном состоянии и 552 Ом в горячем состоянии (при полной мощности - 95,8 Вт).

4 - Электронные трансформаторы

Во многих новых установках, использующих галогенные лампы низкого напряжения, теперь используется электронный трансформатор. Традиционные трансформаторы с железным сердечником работают хорошо и прослужат вечно, но они дороги. Некоторые из них также построены по очень высокой цене и довольно неэффективны, тратя 20% или более общей потребляемой мощности на тепло.Электронные трансформаторы обычно намного меньше и легче, поэтому им не хватает ощущения «безупречного качества», но большинство из них достаточно эффективны, обычно расходуя меньше 10% от общей мощности. Меньшие потери означают меньше тепла и незначительно меньшие счета за электроэнергию. Хотя рассеивание каждого блока по отдельности может показаться разумным, когда тысячи из них работают, дополнительные потери становятся значительными.

Обычный трансформатор с железным сердечником работает на частоте сети (50 или 60 Гц), и сердечник должен быть достаточно большим из-за низкой частоты.Размер сердечника обратно пропорционален частоте, поэтому работа на высокой частоте означает, что трансформатор может быть намного меньше. Термин «электронный трансформатор» на самом деле неправильный - на самом деле это импульсный источник питания (SMPS). Электронные схемы используются для выпрямления сети и преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Этот пульсирующий постоянный ток затем подается на высокочастотную схему переключения и небольшой трансформатор. На рисунке 10 представлена фотография типичного агрегата.

Рисунок 12 - Внутренние устройства электронного трансформатора

Клеммы питания находятся слева, а выходные клеммы 12 В - справа.На входе присутствует некоторая ВЧ-фильтрация, а два переключающих транзистора расположены вертикально вдоль нижнего края. Маленькое зеленое кольцо - это переключающий трансформатор транзистора (T1 на рисунке 12), а выходной трансформатор - это большой белый пластиковый объект. Он имеет ферритовый сердечник с первичной обмоткой внутри, а вторичная (выход 12 В) намотана снаружи пластиковой изолирующей крышки.

Выход не выпрямленный - это переменный ток, но он поступает в виде пакетов высокочастотного сигнала (см. Рисунок 13 для формы выходного сигнала).

Рисунок 13 - Схема электронного трансформатора

T1 - транзисторный переключающий трансформатор. Он имеет три обмотки: первичную (T1A) и две вторичные (T1B и C). Сравните это с зеленым трансформатором на рисунке 10. Первичная обмотка имеет один виток, а каждая обмотка транзистора - 4 витка. Т2 - выходной трансформатор. DB1 - это DIAC (используемый в диммере по переднему фронту), который используется для запуска колебания схемы, когда напряжение превышает 30 В.Как только начинается колебание, оно будет продолжаться до тех пор, пока напряжение не упадет почти до нуля. Обратите внимание, что базовая выходная частота в два раза больше частоты сети, поэтому электронный трансформатор, используемый на частоте 50 Гц, на самом деле имеет сигнал выходной частоты 100 Гц, который состоит из множества высокочастотных циклов переключения.

Большинство электронных трансформаторов не работают без нагрузки (или без нагрузки). Например, для устройства мощностью 60 Вт обычно требуется нагрузка, потребляющая не менее 20 Вт, прежде чем он сможет нормально работать. При очень небольшой нагрузке ток через первичную обмотку коммутирующего трансформатора недостаточен для поддержания колебаний.

Рисунок 14 - Форма выходного сигнала электронного трансформатора

Хотя показанная осциллограмма в точности такая же, как у моего осциллографа на базе ПК, четко видимые переходы являются артефактом процесса оцифровки - частота намного выше, чем указано. Среднеквадратичное значение напряжения показанной формы волны составляет 12,36 В, но эту форму сигнала сложно точно измерить. Я ожидаю, что фактическое напряжение было ближе к примерно 10 В, измеренному с помощью аналогового измерителя (номинал на паспортной табличке - 11.5В). При нагрузке 2 Ом (5 А) выходная мощность составляла около 50 Вт. Источник потреблял 231 мА от сети (52,2 ВА). Измеренная входная мощность составила 52 Вт, поэтому коэффициент мощности достаточно близок к единице. КПД почти 96% - цифра действительно очень солидная.

Следует проявлять осторожность при использовании электронного трансформатора с низковольтными светодиодными лампами или КЛЛ. Поскольку эти лампы имеют внутренний выпрямитель, диоды должны быть быстродействующими. Обычные выпрямительные диоды сильно нагреваются, потому что рабочая частота намного выше, чем та, на которую рассчитаны обычные диоды.Хотя огибающая формы сигнала составляет всего 100 Гц, частота переключения намного выше - обычно около 30-50 кГц (частота обычно уменьшается с увеличением нагрузки).

Следует отметить, что экономия энергии электронных трансформаторов часто может быть завышена. В то время как обычные трансформаторы служат практически вечно, электронные трансформаторы могут выйти из строя в любой момент, и это можно доказать. Высокие температуры, наблюдаемые в пространстве под крышей многих домов, вызывают нагрузку на полупроводниковые устройства, а широкое использование бессвинцового припоя гарантирует, что отказы паяных соединений не являются редкостью.Я видел несколько неисправных блоков, и хотя я могу исправить некоторые из них, 99% домовладельцев просто выбросят неисправный блок и установят новый. При изготовлении, доставке и поездке в магазины за новым устройством все учитываются, вам (и окружающей среде), возможно, было бы лучше, если бы вместо него был использован «неэффективный» трансформатор с железным сердечником.

5 - Диммеры постоянного тока

Хотя многие люди (включая меня 40 с лишним лет назад) экспериментировали с диммерами постоянного тока, до недавнего времени они не пользовались особой популярностью.Бывают случаи, когда автомобильную лампу (точечный или другой) нужно приглушить, и в большинстве автомобилей есть регулируемое освещение приборной панели. В последнем случае, как правило, переменный резистор используется последовательно с лампами или, в некоторых случаях, резисторы разных номиналов подключаются и отключаются от цепи по мере необходимости.

Хотя это нормально для систем с низким энергопотреблением и низким КПД, нет смысла создавать высокоэффективные осветительные приборы и тратить энергию на резистивные диммеры.Чтобы показать ненужную мощность, можно выполнить простой расчет, предполагая, что используется простой источник питания 12 В и лампа 12 Вт ...

Мощность лампы	Ток	Напряжение	Последовательный резистор	Мощность резистора
12 Вт	1A	12	0	0
9 Вт	866 мА	10,39 В	1.86 Ом	1,4 Вт
6 Вт	707 мА	8,48 В	4,97 Ом	2,48 Вт
3 Вт	500 мА	6,00 В	12 Ом	3 Вт

Для простоты предполагается, что лампа имеет постоянное сопротивление, но это неверно для настоящих ламп накаливания любого напряжения и только усугубляет проблему. Однако это не меняет принципа, и включение сопротивления лампы для различных настроек просто запутает проблему.Обратите внимание, что для выхода 3 Вт ток (батареи) должен составлять 250 мА (без учета потерь), но с резистивным диммером он составляет 500 мА, а 3 Вт рассеивается на резисторе. Даже если бы источник света был эффективен на 100%, резистор уменьшил его до 50%.

Понятно, что этот метод нельзя использовать, если мы хотим максимальной эффективности. Несмотря на то, что мощность 3 Вт не похожа на высокую температуру, попытка утилизировать ее в ограниченном пространстве очень сложно, если проблема связана с высокими температурами. Проблема эффективности становится гораздо более важной по мере увеличения мощности лампы, и для обеспечения гибкости требуется лучшее решение.К счастью, есть очень простой ответ. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - распространенный метод в электронике, обеспечивающий чрезвычайно высокий КПД электронных схем. Регулируя периоды включения-выключения напряжения, подаваемого на лампу, можно легко управлять ее яркостью с очень низкими потерями.

Если напряжение включается и выключается с одинаковой синхронизацией (соотношение отметки и пространства 50%), подключенная лампа (или светодиоды высокой мощности) видит полное напряжение (и полную мощность) в течение половины времени, и, следовательно, светодиоды работают при ½ сила.Поскольку соотношение может быть изменено от нуля (полностью выключено) до максимального (полностью включено) с помощью потенциометра или управляющего напряжения 0-10 В постоянного тока, эта система идеально подходит для светодиодов, питаемых от источника питания с постоянным напряжением .

Системы

PWM могут сбивать с толку, потому что некоторые из них имеют на выходе фильтр для удаления составляющей переменного тока формы волны. Если это сделано, на лампу подается среднее напряжение. При 50% модуляции лампа будет получать 6 В постоянного тока, а мощность составит всего 3 Вт (мощности).Фильтр нельзя использовать со светодиодными лампами, потому что они сильно зависят от напряжения. Если бы напряжение на светодиодной матрице 12 В было уменьшено до 6 В с помощью системы ШИМ с фильтром, светового выхода не было бы вообще. На светодиодах не хватит напряжения, чтобы преодолеть прямое напряжение ~ 3,3 В. Большинство белых светодиодов имеют прямое напряжение от 3,1 В до 3,3 В или более, а массив 12 В будет использовать 3 последовательно соединенных (9,9 В), а оставшиеся 2,1 В будут поглощены токоограничивающими резисторами.

Рисунок 15 - Формы сигналов широтно-импульсной модуляции для диммера постоянного тока

Для диммирования светодиодных ламп мы не используем фильтр, а частота переключения может быть достаточно низкой, чтобы минимизировать радиочастотные помехи.Около 300 Гц работает очень хорошо, и хотя светодиоды будут полностью включаться и выключаться 300 раз в секунду, наши глаза не могут видеть частоту мерцания, поскольку она слишком высока. Мерцание лампы - горячая тема в некоторых областях, но при условии, что оно намного превышает максимальную видимую скорость, проблем возникнуть не должно. Обычно считается, что все, что выше 100 вспышек в секунду, намного превышает наш порог стойкости зрения (многие ссылки доступны в сети). Однако ...

Обратите внимание: Хотя мерцание не видно невооруженным глазом, требуется осторожность когда диммер с ШИМ используется в любом промышленном приложении.Вполне возможно, что частота мерцания в сочетании с вращающимся механизмом может вызвать остановку. эффект движения из-за стробоскопической природы импульсных источников света. ШИМ-диммеры не следует использовать в светодиодных светильниках в механических цехах или рядом с оборудованием. любого вида!

Это может быть чрезвычайно опасно при некоторых условиях, потому что различные машины могут казаться либо остановленными, либо только медленно вращающимися, хотя на самом деле они вращаются с нормальной скоростью. Опасность наиболее велика для таких станков, как токарные станки, сверлильные станки и фрезерные станки, но эффект остановки движения может любая вращающаяся машина кажется «безопасной», хотя на самом деле это совсем не так.Этот эффект иногда проявляется при использовании люминесцентных ламп, но светодиодные лампы с ШИМ-регулировкой яркости может быть намного хуже в этом отношении.

Отсутствие фильтров также увеличивает эффективность, но подчеркивает возможность стробирования. В типичном импульсном диммере постоянного тока потери мощности на полевом МОП-транзисторе будут менее 100 мВт при питании 12 В и нагрузке 10 А при использовании надежного полевого МОП-транзистора. Опорный сигнал для системы ШИМ обычно имеет треугольную форму, как показано (Рисунок 14, красный цвет).Это сравнивается с управляющим напряжением (синий), и если управляющее напряжение больше треугольной волны, включается силовой полевой МОП-транзистор и на нагрузку подается питание (зеленый). Аналогичным образом, если треугольная волна больше управляющего напряжения, полевой МОП-транзистор выключится. При изменении управляющего напряжения изменяется соотношение включения-выключения и мощность нагрузки.

Рисунок 16 - Блок-схема диммера постоянного тока

Этот тип диммера, конечно, не нов, и аналогичные схемы также используются для управления скоростью двигателя постоянного тока.Его применение в освещении общего назначения еще не распространено, но, вероятно, станет таковым для систем с низким энергопотреблением. Поскольку схема настолько проста и легка в управлении, она, вероятно, получит широкое распространение по мере того, как станут популярными комплектные светодиодные светильники. Это только вопрос времени, так как нет необходимости иметь возможность менять лампу из-за очень длительного срока службы светодиодов. Полноценные светильники, подходящие для бытовых и коммерческих применений, не будут нуждаться в заменяемых лампах в том виде, в каком мы их знаем сейчас, а простая схема и полный диапазон (и практически без потерь) диммирования в конечном итоге определят выбор светильников.Диммер может быть установлен в светильник (как часть источника питания), для чего потребуется только пара низковольтных проводов для управления.

Это также упрощает внедрение систем домашней автоматизации, поскольку отпадает необходимость в изменении напряжения сети переменного тока - все можно делать при низком напряжении. Модуль источника питания легко заставить потреблять очень мало энергии, когда не используется питание постоянного тока, так что даже без переключателя можно обойтись. Созданный мной тестовый диммер вполне способен выдерживать до 120 Вт (12 В при 10 А), но потребляет менее 20 мА (менее Вт) при установке на минимум.Рассеивание самого диммера обычно составляет около 3 Вт или меньше при максимальной мощности (почти все в полевом МОП-транзисторе), поэтому он имеет КПД выше 97%.

Этот диммер идеально подходит для светодиодных ламп. Это обеспечивает полный контроль от полного выключения до полного включения и последующее снижение мощности при затемнении светодиодов. Как показано, этот метод диммера подходит только для светодиодных матриц, которые уже имеют ограничение по току. Следующим этапом управления светодиодными лампами является отказ от резисторов для ограничения тока и использование вместо них ограничения тока ШИМ.Ограничение тока PWM уже используется со многими лампами, особенно с типами высокой мощности, и можно ожидать, что оно станет более распространенным, поскольку светодиоды становятся предпочтительным методом освещения для большинства приложений.

Простота управления светодиодами делает это очень привлекательным, а высокая световая отдача, которая достигается в настоящее время (до 180 люмен / Вт и постоянно улучшается), означает больше света при меньшей мощности и очень малом нагреве.

Рисунок 17 - Типовая светодиодная матрица 12 В постоянного тока (источник постоянного напряжения)

Типичная светодиодная матрица, предназначенная для работы на 12 В, показана выше - обычно используются резисторы 3 x 120 Ом, потому что в большинстве массивов используются резисторы для поверхностного монтажа, которые имеют гораздо меньшую мощность, чем традиционные типы сквозных отверстий.Ограничительные резисторы на 40 Ом устанавливают ток через каждую цепочку светодиодов равным 52,5 мА, при этом четыре цепочки включены параллельно. Общий ток составит 210 мА при общей мощности 2,5 Вт. С резисторами не повезло, потому что они рассеивают мощность, но не делают полезной работы. Каждый резистор рассеивает около 37 мВт, поэтому в общей сложности теряется 0,44 Вт. Эта схема очень чувствительна к напряжению - увеличение всего на 0,5 В приведет к увеличению тока светодиода до 65 мА, а падение на 0,5 В приведет к падению тока до 40 мА.Хотя это далеко не идеально, в настоящее время нецелесообразно включать отдельные высокоэффективные регуляторы тока вместо резисторов. Обилие светодиодов средней и высокой мощности делает теперь небольшие массивы, такие как показанные, избыточными.

Обратите внимание, что ШИМ-регулирование яркости между источником питания и светодиодами возможно только в том случае, если матрица светодиодов питается от источника постоянного напряжения. Там, где используются источники постоянного тока , добавление внешней схемы ШИМ может вызвать отказ светодиода, потому что напряжение будет расти, когда светодиоды выключены.При повторном включении более высокое, чем обычно, напряжение вызовет чрезмерный ток, и повреждение светодиода неизбежно. Когда используются источники постоянного тока, диммирование является внутренним по отношению к источнику питания. ШИМ-контроллер либо включает и выключает регулятор тока, либо изменяет выходной ток.

Многие светодиодные матрицы в настоящее время изготавливаются с использованием согласованных светодиодов, и они подключаются напрямую последовательно / параллельно без какого-либо сопротивления. Эти массивы неизменно приводятся в действие от источника питания с регулируемым током и доступны в модулях очень высокой мощности.Я работал с модулями мощностью 100 Вт и 150 Вт, но обычно лучше использовать большее количество светодиодных матриц с низким энергопотреблением, потому что слишком сложно обеспечить теплоотвод модуля, когда рассеиваемая мощность составляет порядка 100 Вт или более.

Резисторы

используются только со светодиодами малой мощности, а в большинстве последних светодиодных матриц вместо них используются согласованные светодиоды - даже для относительно низкой мощности. Специализированные ИС импульсного регулятора тока теперь широко распространены и ограничивают ток до требуемого значения, но почти не рассеивают мощность.Для светодиодов большей мощности (например, типа 1-100 Вт) ограничение активного тока используется практически во всех качественных лампах. Неизвестные бренды, которые вы можете найти в супермаркетах или на сайтах онлайн-аукционов, - это азартная игра, и даже у некоторых крупных производителей были серьезные проблемы со светодиодной продукцией.

Принято считать, что цвет «белых» светодиодов изменится при линейном уменьшении тока, в отличие от использования ШИМ. Однако обычно это неверно, и использование ШИМ не является обязательным.Простое изменение установившегося тока для получения требуемой яркости обычно работает очень хорошо. Хотя почти наверняка существует , некоторый сдвиг цвета и / или изменение индекса цветопередачи (CRI) на , это редко является проблемой с современными светодиодами. Затемненные светодиоды не только снижают энергопотребление, но и уменьшают тепло, выделяемое самими светодиодами, поэтому их срок службы увеличивается. Светодиоды также улучшат свою эффективность (измеренная в лм / Вт ) по мере уменьшения тока, поскольку они работают при более низкой температуре.

Более низкая температура = более длительный срок службы и больший световой поток на каждый потребляемый ватт.

6 - Светодиодное освещение в будущее

По мере развития светодиодных осветительных приборов совершенствуются и ИС, необходимые для их управления. Есть довольно много крупных производителей, которые производят микросхемы драйверов светодиодов, и некоторые из них включают возможность обеспечения диммирования - обычно путем включения и выключения источника тока в режиме переключения с частотой в несколько сотен герц (ШИМ). Мы придерживаемся существующих осветительных приборов на следующие несколько лет, потому что люди обычно предпочитают просто заменять лампы, а не заменять их на специальный светодиодный светильник.Сейчас мы видим светильники, разработанные специально для светодиодов, со встроенными блоками питания (балластами) и диммирующими устройствами. Это комплектные светильники, для которых не требуются какие-либо сменные лампы. Светодиодные модули и блоки питания можно заменять самостоятельно.

Это делается, но в настоящее время существует несколько стандартов, поэтому каждый производитель использует свою собственную запатентованную систему. Несмотря на то, что ситуация меняется, относительно немногие производители освещения, похоже, готовы принять идею использования стандартизированных световых модулей (широко известных как «световые двигатели»).Возможность для производителей светильников выбирать оптимальный световой двигатель от множества производителей - это непрерывный процесс, который, например, только начинает развиваться [3, 4]. Наличие нескольких органов по «стандартизации» бесполезно. Официальные (регулируемые государством) стандарты также существуют во многих странах.

Характеристики диммирования (с использованием диммеров текущего поколения) значительно улучшаются, если полностью скорректировать коэффициент мощности источника питания / балласта. Этот тип источника питания больше похож на резистивную нагрузку, чем на простые конденсаторные входные фильтры, такие как показанные на рисунке 2 (нелинейный).Во многих новейших источниках питания для светодиодов используется коррекция коэффициента мощности, но не все они регулируются по яркости.

Изготовление светильников со слишком сложными характеристиками или не отвечающими реальным потребностям потребителей задержит распространение светодиодного освещения. Диммирование остается одним из величайших препятствий, и было предпринято много попыток. Некоторые работают достаточно хорошо (или, по крайней мере, в ограниченной степени) с существующими диммерами, как в случае с «диммируемыми» КЛЛ, но результаты, как правило, не очень удовлетворительны. Большая часть проблемы (опять же) заключается в том, что нет стандартов, и люди ожидают, что смогут использовать существующие диммеры - с фазовой отсечкой по переднему или заднему фронту.

Что необходимо, так это протокол регулирования яркости, совместимый с существующей проводкой, но работающий должным образом и стабильно, и на данный момент, похоже, нет решения. В общем, бесполезно упоминать в рекламе, что «Контроллер Wi-Fi приносит вам удобную жизнь» (sic), когда вы знаете, что вся система является проприетарной, и если она выйдет из строя, вам некуда больше обратиться для замены. Предложение «Другой четырехканальный контроллер и усилитель RGBW» совершенно бессмысленно, особенно если я не знаю, с чем его сравнивают (в конце концов, это «другое»).«Полностью сенсорный контроллер 2.4G: приятная форма и удобное приложение» говорит само за себя - это реальные утверждения, которые я получил в электронном письме, когда писал этот раздел.

Один простой протокол, который имеет смысл, - это вернуться к старому стандарту 0-10 В (ток поступает от диммируемого драйвера), и есть несколько светодиодных светильников, которые именно это и делают. Это позволяет одиночным установкам использовать переменный резистор для изменения напряжения, поэтому «диммер» - это всего лишь потенциометр на 10 кОм в настенной панели и мало что еще.К сожалению, большинство из них несовместимо с существующей проводкой. Для систем домашней автоматизации C-Bus и DALI уже имеют интерфейсные модули 0-10 В. При использовании простой аналоговой системы управления затраты минимальны для любого типа установленной системы. Если диммирование не требуется, контакты диммера можно просто оставить отсоединенными. Такая компоновка даже позволяет управлять несколькими осветительными приборами с одного пульта управления, а добавленная стоимость каждого светильника минимальна, когда они находятся в массовом производстве.Некоторые светодиодные светильники имеют встроенный интерфейс DALI, хотя есть некоторые заявления о том, что соответствующие стандарты не всегда соблюдаются, поэтому производительность не гарантируется.

К сожалению, даже 0–10 В имеет два разных «стандарта» - один, в котором диммер обеспечивает ток (IEC 60929), а другой (ANSI E1.3), где ток подается от источника питания / балласта. Хотя общепринято, что линия 0–10 В должна давать или опускать ток около 1 мА, это также не стандартизовано. Что еще хуже, нет фиксированного стандарта для низковольтной проводки управления.Никто не может быть полностью уверен, относится ли он к категории «SELV» (безопасное сверхнизкое напряжение) или же его следует считать «находящимся под напряжением» вместе с сетевой проводкой. Это определяет тип проводки, необходимой от источника питания к контроллеру светорегулятора, и степень разделения, необходимую между сетью и проводкой управления. Почти всегда для источников питания требуется отдельный переключаемый активный элемент, поскольку нулевое напряжение редко означает, что источник питания будет отключен.

Было бы полезно, если бы поставщики балластов / источников питания, которые используют диммирование 0-10 В, включили переключатель или перемычку, чтобы один блок мог быть настроен на источник тока (1 мА или 10 мА), а остальные - так, чтобы они просто воспринимали уровень напряжения.Это позволит использовать простой потенциометр 10 кОм (1 кОм для 10 мА) для установки напряжения, и все подключенные устройства будут работать в унисон. В настоящее время единственный способ добиться успеха диммирования 0-10 В - это использовать «диммерный модуль» с питанием, который может подавать или отводить ток по мере необходимости. Использование переключателя выбора позволит одному «главному» интерфейсу 0–10 В управлять до (скажем) 10 «подчиненных» интерфейсов. Любое отключенное устройство просто увеличивало яркость до полной яркости.

Было бы большой ошибкой создавать новые цифровые протоколы только для того, чтобы гарантировать, что люди должны покупать приборы и средства управления у определенного поставщика.Есть несколько светильников, которые делают именно это, используя инфракрасный (инфракрасный) или RF (радиочастотный) пульт дистанционного управления, аналогичный тому, который используется в домашнем развлекательном оборудовании. Хотя это удобно, стандарты необходимы для совместимости пультов дистанционного управления. Никому не нужна система, которая есть у нас с телевизором, приставками, DVD-плеерами и т. Д., Где у нас обычно есть несколько пультов дистанционного управления, по одному для каждого элемента, которым нужно управлять.

Этот подход приведет к появлению на рынке большого количества FUD , и (за исключением нескольких уловок потребительских товаров) его в значительной степени избегали - до сих пор.Хотя цифровые системы (в том числе управляемые с помощью пульта дистанционного управления) могут предложить гораздо большую гибкость (например, изменение цвета и другие эффекты), большинство домовладельцев не захотят использовать освещение своей комнаты в качестве домашней дискотеки. В настоящее время большинство домовладельцев даже не используют диммеры, поэтому попытка продать универсальные осветительные приборы просто оттолкнет людей, которые уже сбиты с толку новой технологией. Кто-нибудь действительно хочет, чтобы свет в его комнате был красным с 14:00 до 14:30, а затем зеленым до 16:30? Нет? Я так не думал.

Промышленность в целом окажет себе большую медвежью услугу, если светодиодные светильники не будут обеспечивать простоту эксплуатации, присущую традиционному освещению. Хотя идея системы «домашней дискотеки» сначала понравится нескольким людям, новизна довольно быстро исчезнет. Если арматура не обеспечивает простую работу с минимумом хлопот, она в конечном итоге ужасно выйдет из строя. До сих пор подавляющее большинство профессиональных продуктов, которые я видел и / или оценивал, избегают уловок, наворотов и просто выполняют ту работу, для которой они были разработаны - большинство делают это очень хорошо.

Даже с коммерческими светодиодными светильниками «верхней полки» протокол 0–10 В на удивление распространен и часто используется для обеспечения «сбора дневного света». При этом используется простой датчик для определения внешнего освещения и уменьшения яркости светодиодной арматуры, когда уровень освещенности превышает предварительно установленный порог. Лампы могут управляться индивидуально или группами, а световые датчики 0-10 В упрощают установку. Нет необходимости в центральном контроллере, протоколах цифрового управления или какой-либо сложной электронике, только приспособление с затемнением 0-10 В и подходящий датчик, установленный там, где он может «видеть» дневной свет.

7 - Возвращение к синусоидальным диммерам

Выше отмечалось, что самые ранние диммеры были либо переменными резисторами (реостатами), либо вариаками, либо (иногда) магнитными усилителями. Сейчас мы живем в эпоху, когда в электросети используются буквально тысячи очень недружелюбных нагрузок. Импульсные источники питания, которые используются в компьютерах всех типов, бесчисленное количество небольших коммутируемых источников питания типа plug-pack (также известных как «настенные бородавки»), компактные люминесцентные лампы, многие светодиодные лампы и сотни других продуктов, которые используют их, и подавляющее большинство искажение формы сигнала сети.По отдельности они никогда не являются проблемой, но когда их много, проблема становится серьезной и вызывает серьезные проблемы с инфраструктурой распределения сети.

Из-за этого появляется все больше и больше правил, направленных на ограничение уровней гармонических искажений, которые могут создавать источники питания. Это обеспечивает разумную «чистоту» сети (минимальные искажения), так что распределительные трансформаторы и генераторы могут использоваться с максимальной мощностью. Поскольку большинство энергетических компаний во всем мире, похоже, очень неохотно заменяют устаревшее оборудование, они хотят получить максимальную производительность и срок службы того, что у них уже есть.

Хотя в другом месте утверждалось, что Variac рассеивает много тепла (я не буду приводить ссылку, потому что это неверно во всех отношениях), это неверно. Главное, что исключает Variac от «современных» систем - это вес и объем трансформатора, а также механические сложности, необходимые для его привода. Мотор-редуктор не может реагировать мгновенно, но электроника может. Variac (или любой автотрансформатор переменного напряжения) максимально приближен к идеалу с точки зрения эффективности и не влияет на форму сигнала в сети.Это довольно близко к "идеальному" синусоидальный диммер, но не если вам нужен быстрый отклик (хотя возможность «вспышки» может быть обеспечена переключением). Современные синусоидальные диммеры полностью электронные, но детали найти сложно.

Как показано в этой статье, диммеры с отсечкой фазы имеют ужасный коэффициент мощности при средних и низких настройках, и его невозможно исправить без значительных затрат. Они также генерируют большие гармонические токи в форме волны сети, а некоторые (особенно старые домашние диммеры на базе TRIAC) могут вызывать радиопомехи.Итак, диммеры в том виде, в каком мы их знаем, скоро исчезнут, потому что они не могут соответствовать ни одному из новых требований, которые вступают в силу. Возврат к использованию Variacs - это один из способов, но они дороги и нуждаются в двигателе и шестернях, которые можно было бы заменить удаленно или с помощью систем автоматизации. Тем не менее, поиск в Интернете показывает, что все еще есть люди, которые используют вариаки в качестве диммеров, потому что они устраняют все проблемы, создаваемые диммерами со срезанной фазой.

Развитие современной электроники вполне может быть решением, потому что сегодня мы можем делать то, что было немыслимо всего несколько лет назад.Один из них - диммер синусоидального сигнала без потерь. Хотя они еще не стали массовым явлением, и небольшие конструкции настенных панелей еще не появились (или я не смог их найти), они используются в театрах и других помещениях, где используется большое количество источников света и которые необходимо быть тусклым. Основная концепция показана ниже. Хотя концепция на самом деле довольно проста, реальность несколько отличается из-за необходимой фильтрации и характера сетевых нагрузок переменного тока в целом. Хотя показано использование полевого МОП-транзистора, именно появление IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) позволило разработать эту технологию.БТИЗ очень надежны и имеют меньшие потери, чем полевые МОП-транзисторы - основные требования для этого приложения. Подход MOSFET по-прежнему применим для небольших диммеров (~ 200 Вт или меньше).

Рисунок 18 - Базовая концепция синусоидального диммера

Показанная схема использует схему управления для очень быстрого включения и выключения MOSFET (Switch). Чтобы снизить сетевое напряжение, переключатель открыт дольше, поэтому ток не может проходить через цепь. Синусоидальные диммеры используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) почти так же, как усилители мощности класса D.При включении и выключении переключателя (скажем) на частоте 25 кГц коммутационные потери минимальны, поэтому система может иметь высокий КПД. Хотя концепция проста, исполнение сложно и недешево. Высокие частоты делают фильтр более легким в использовании, меньше по размеру и дешевле, но увеличивают коммутационные потери. Обратное также верно.

Ток является более или менее синусоидальным, и он будет следовать за током через нагрузку. Если нагрузка имеет хороший коэффициент мощности, диммер синусоидального сигнала тоже.Комбинированная нагрузка лампы с высоким коэффициентом мощности и диммера синусоидального сигнала «дружественна к сети» и не будет раздражать поставщиков электроэнергии. Цепи фильтров, которые используются для удаления высокочастотного сигнала переключения, должны быть очень эффективными, в противном случае будут создаваться радиочастотные помехи, которые могут вызвать проблемы в другом месте (например, при приеме радио и телевидения).

Обратите внимание, что показанная схема сильно упрощена и не может использоваться в показанном виде. Да, схема будет работать, но она не предназначена для того, чтобы кто-то мог ее построить, это просто средство для демонстрации основной концепции.«Настоящие» синусоидальные диммеры значительно сложнее, и найти работоспособную схему в сети - это, мягко говоря, непростая задача. Как и следовало ожидать, производители синусоидальных диммеров не спешат публиковать свои схемы.

Несмотря на то, что синусоидальные диммеры являются относительно сложными и дорогими, они имеют большое преимущество в том, что они могут использоваться с любой нагрузкой , которая обычно подключена к сети. Могут использоваться двигатели всех типов (но с большой осторожностью, чтобы не допустить их перегрузки при пониженном напряжении), трансформаторы (обычные или электронные) и даже лампы, которые обычно не считаются регулируемыми (хотя для большинства из них только в ограниченном диапазоне напряжений). нагрузки без диммирования).Некоторые производители называют свои синусоидальные диммеры эквивалентом электронного трансформатора.

Без фильтрации сигнал будет выглядеть как красная кривая на следующем графике. Сигнал 50 Гц был переключен с рабочим циклом 50% на частоте 50 кГц, и отфильтрованная форма волны показана зеленой кривой. Входная сеть составляла 230 В / 50 Гц, а напряжение на диммере и нагрузке примерно одинаково (~ 115 В на каждом).

Рисунок 19 - Формы сигналов синусоидального диммера

Путем изменения рабочего цикла выходное напряжение на нагрузке может составлять полные 230 В (за вычетом некоторых небольших потерь) вплоть до нуля.В действительности невозможно получить достаточно низкий рабочий цикл для напряжений намного меньше, чем около 10 В, потому что схемы ШИМ обычно будут несколько нестабильными с малым временем включения (например, менее ~ 200 нс). Для справки, в правом верхнем углу показаны развернутые детали прерванной формы волны (рабочий цикл 50%).

На данном этапе невозможно угадать, когда диммеры синусоидальной формы появятся в ближайшем к вам хозяйственном магазине. Я предполагаю, что вам, вероятно, не стоит задерживать дыхание, потому что это может занять некоторое время.Однако, когда станут доступны бытовые диммеры, использующие синусоидальную технологию, тогда (и только тогда) появятся какие-либо разумные шансы на успех и постоянство при затемнении светодиодных ламп или других светильников, модернизированных с помощью настенных диммеров. Я предполагаю, что производители микросхем (в конечном итоге), скорее всего, будут изготавливать почти все необходимое в одной микросхеме, для чего потребуется всего несколько пассивных частей и основные переключатели питания, чтобы сделать полный диммер. В настоящее время, похоже, нет никакого способа, чтобы синусоидальный диммер мог быть построен достаточно маленьким, чтобы поместиться в стандартную настенную пластину.

Я заявил, что настоящий синусоидальный диммер более сложен, чем простая концептуальная схема, показанная выше, но насколько сложна «сложная»? См. Ответ на рис. 20. Даже логический блок ШИМ сам по себе нетривиален, но нам также нужно использовать не один, а четыре полевых МОП-транзистора, плюс все вспомогательные схемы и привод затвора «плавающего» полевого МОП-транзистора. Возможно, можно использовать более простую схему, но становится очень трудно предотвратить деструктивные выбросы напряжения или тока, если не используется активная фиксирующая схема (Q3 и Q4), как показано на рисунке ниже.

Рисунок 20 - Общее устройство синусоидального диммера

Теперь вы можете сами убедиться, почему настенные диммеры с синусоидальной волной на данном этапе невозможны. На рисунке 20 показана упрощенная схема работоспособного синусоидального диммера - здесь много переключающих устройств, а для выходных полевых МОП-транзисторов или IGBT требуется изолированная управляющая электроника. На приведенном выше рисунке показаны небольшие импульсные трансформаторы (T1 и T2), но есть также электронные эквиваленты, которые могут делать то же самое.Важно понимать, что схема намного сложнее, чем у обычного диммера с отсечкой фазы, и до тех пор, пока вся логика и системы привода не будут интегрированы в единую ИС, кажется, нет способа сделать такой диммер. «мелкомасштабная» версия.

Форма нефильтрованного выходного сигнала остается такой же, как показано на рисунке 19.

Обратите внимание, что в обеих показанных схемах блок питания не показан. Для питания логической схемы ШИМ необходим источник питания, а синусоидальные диммеры должны быть 3-проводными - активными, нейтралью и нагрузкой, а также заземление / заземление для более крупных (автономных) устройств.Попытка сделать двухпроводной синусоидальный диммер невозможна из-за требований к мощности схемы, и даже если бы это было возможно, это сделало бы синусоидальный диммер столь же восприимчивым к колебаниям нагрузки (и таким же ненадежным), как и «традиционный» 2- проводные диммеры уже широко используются.

Во многих отношениях синусоидальный диммер - это, по сути, разновидность усилителя мощности класса D, но он напрямую использует линию переменного тока, а не сначала преобразует ее в постоянный ток. Если вы уже не знакомы с принципами работы усилителей класса D, это, вероятно, вам не очень поможет, но если вы понимаете класс D, то у вас уже есть некоторая информация о том, как работает диммер синусоидального сигнала.Управляющий сигнал, устанавливающий яркость лампы (выходное напряжение), аналогичен входному аудиосигналу. Основное отличие состоит в том, что синусоидальный диммер использует источник переменного тока, а не постоянного тока, и напряжение питания намного выше (например, пиковое значение 325 В, а не более традиционное ± 70 В постоянного тока). Два полевых МОП-транзистора, соединенных друг с другом, образуют схему переключения переменного тока - они пропускают (или блокируют) вход независимо от полярности (см. Статью ESP о реле МОП-транзистора для получения более подробной информации о том, как они работают).

Ключ к правильной работе синусоидального диммера с ШИМ заключается в схемах возбуждения полевого МОП-транзистора, входных и выходных фильтрах, а также в точном определении мертвого времени (очень короткий период, когда все полевые МОП-транзисторы выключены).Все это нетривиально. Индуктивность коммутируемого выхода вызывает большие всплески напряжения «обратного хода», которые либо необходимо поглощать (что резко увеличивает потери), либо возвращать в систему, чего трудно достичь. Конденсаторы и резисторы должны быть «импульсными» из-за очень высокого пикового тока. Как бы мне ни хотелось дать читателям известную рабочую схему, я боюсь, что в настоящее время это невозможно. У меня есть симуляция, которая хорошо работает и имеет низкие потери, но преобразовать ее в рабочую схему - совсем другое дело.

Заключение
Регулировка яркости - это непростая задача, и лишь немногие производители бытовой осветительной продукции готовы с ней согласиться. Почти все диммеры отлично работают с резистивными лампами (лампами накаливания), но их характеристики очень изменчивы с электронными нагрузками. Хотя производители светодиодных балластов / источников питания могут заявлять, что их продукция «регулируется яркостью», не ожидайте найти какую-либо полезную информацию - где угодно! Проблемы усугубляются тем фактом, что подавляющее большинство диммеров являются 2-проводными и зависят от нагрузки, чтобы обеспечить их эталонное значение при переходе через нуль в сети (что означает, что полупериод закончился).
Диммеры и блоки питания представляют собой набор довольно сложной электроники, и нет гарантии, что диммер «А» будет работать с балластом (источником питания) «В» или наоборот. Не существует стандартов для диммеров или источников питания с регулируемой яркостью, и вся проблема усугубляется, когда клиенты настаивают на возможности использовать «устаревшие» продукты, которые были разработаны для использования с лампами накаливания. В некоторых случаях диммер «А» может отлично работать с одним источником питания, но тот же источник питания ужасно не работает с другим диммером - даже с одним из сопоставимых типов.Точно так же диммеры очень разнообразны и могут нормально работать с одним типом источника питания, но выходить из строя с другим. Мигание, мерцание и общая нестабильность - все это неудачи, потому что клиенты не приемлют нестабильное освещение.
До тех пор, пока не будут внедрены стандарты, определяющие взаимодействие диммеров и источников питания, проблема вряд ли улучшится. Одним из методов является использование 0-10 В, но клиентам это часто не нравится, потому что это означает, что необходимо проложить дополнительные провода, а любые существующие диммеры заменить модулями 0-10 В.Системы автоматизации (C-Bus, DALI) не подходят, потому что они дороги и требуют дополнительного оборудования, проводки и ввода в эксплуатацию, что значительно увеличивает стоимость установки. Также не хватает диммируемых источников питания / балластов 0-10В - они есть, но не особо распространены. Те, которые вы найдете, могут быть несовместимы с контроллерами диммера.
В настоящее время нет простого ответа, и до тех пор, пока не появятся стандарты, обеспечивающие взаимодействие между диммерами и балластами / источниками питания, ситуация не улучшится.Между тем, когда дело доходит до затемнения любой электронной лампы / приспособления (LED или CFL), единственный способ получить шанс - это если вы готовы провести свои собственные тесты. Некоторые комбинации будут работать, некоторые будут работать нестабильно (мигать / мигать, особенно при низких настройках), а другие могут быть совершенно неудовлетворительными. В некоторых случаях вы можете обнаружить, что не существует комбинаций , которые работают, поэтому необходимо заменить диммер и как источника питания (или всего прибора).
Заявления производителя следует считать в лучшем случае апокрифом, потому что вы редко или никогда не узнаете точный тип диммера, который использовался для их тестов на «совместимость». Если производитель может предоставить как источник питания , так и диммер , это, вероятно, будет лучше, чем покупать каждый из разных поставщиков. Во время тестирования я обнаружил, что Variac обычно является лучшим диммером из всех (это настоящий синусоидальный диммер) и может обеспечить плавное затемнение от 1% до максимальной яркости.Тесты с диммерами по передней и задней кромке показали, что результаты варьируются от бесполезных до труднопроходимых и приемлемых. Ни один из них не так хорош, как затемнение лампы накаливания, кроме некоторых специальных регуляторов 0–10 В. Как отмечалось ранее, диммеры TRIAC (передние) никогда не должны использоваться с электронными источниками питания из-за чрезмерного повторяющегося пикового тока, который в конечном итоге приведет к выходу из строя диммера и / или источника питания. Интересно, что я видел драйверы светодиодов, которые будут правильно работать только с передним диммером, но, как и ожидалось, потребляют чрезмерный пиковый ток и могут выйти из строя намного раньше, чем можно было бы надеяться.
Вы должны быть готовы экспериментировать. Не ждите, что найдете комбинацию, которая сработает безупречно с первой попытки, кроме как по чистой случайности. Светодиодная арматура / светильники сами по себе не являются проблемой - способность диммирования в конечном итоге зависит от источника питания и диммера. Иногда вы обнаружите, что - единственный способ получить удовлетворительный конечный результат - это подключить лампу накаливания параллельно источникам питания светодиодов или КЛЛ с регулируемой яркостью - вряд ли идеальная ситуация.Другие комбинации диммера / источника питания могут оказаться неудовлетворительными независимо от того, что вы делаете.
Не ждите, что светодиодные или КЛЛ лампы или арматура будут тускнеть так же, как лампы накаливания. Это нереально, потому что нельзя ожидать, что электронный блок питания будет вести себя так же, как простая резистивная нить накала. Хотя светодиоды идеально подходят для затемнения, этого не произойдет до тех пор, пока производители не примут решение о стандартах, которые позволяют подключать источники питания и управлять ими с помощью простого аналогового интерфейса, такого как 0-10 В или какого-либо аналогичного (простого) протокола, который не требует дорогое дополнительное оборудование.Они довольно распространены для коммерческих / промышленных приложений, но не для бытовых продуктов.
Эта статья была написана в 2008 году, и по состоянию на конец 2017 года мало что изменилось. Производители освещения по-прежнему производят полностью герметичные светильники для внутреннего освещения, которые на и на не подходят для использования с электронными лампами, большинство диммеров по-прежнему двухпроводные, и почти ничего не было сделано для решения проблем совместимости диммеров и ламп. Трудно найти комбинации, которые хорошо работают вместе, и ни один из основных производителей не потрудится провести тесты и порекомендовать конкретный диммер как подходящий для их ламп.Большинство (по-прежнему) не рекомендуют использовать только диммеры с задней кромкой и подразумевают, что подходят типы с передней кромкой. Это редко бывает правдой.
Наконец, конечно, мы можем только надеяться, что настенные диммеры синусоидального сигнала станут доступны в недалеком будущем, поскольку это единственная технология, которая обеспечит некоторую степень уверенности. Диммеры по задней кромке также могут работать очень хорошо, но их можно предсказать, только если они спроектированы как 3-проводные, с фиксированным опорным нейтралью, обеспечивающим надежную работу диммера.К сожалению, их очень трудно найти в оборудовании или осветительных розетках.
Источники информации и ссылки
Двухступенчатое управление обратной фазой с функцией диммирования, Atmel
Электронный трансформатор затемняет галогенную лампу - EDN
Консорциум Жага
Консорциум Designlights
Затемнение светодиодов - что работает и что требует ремонта (конференция Lightfair)
Strand Lighting - Один из немногих полезных документов, которые я нашел по синусоидальному затемнению.
Основной индекс Индекс лампы и энергии
Уведомление об авторских правах. Этот материал, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2008. Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор / редактор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Полное или частичное коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторские права © 15 сентября 2008 г. / Обновлено август / сентябрь 2013 г. - добавлено немного дополнительной информации о диммерах и использовании. / Декабрь 2013 г. - диммеры синусоидальной волны. / Ноябрь 2017 г. - добавлены Рис. 10A и текст, незначительные изменения в других местах.

Проблемы со светодиодными лампами и диммерами для птичников
Светодиодные лампы изменили ситуацию для птицеводов с точки зрения экономии энергии, связанной с освещением птичников. Никаких других источников освещения (лампы накаливания, компактные люминесцентные лампы, холодный катод, натриевые лампы высокого давления и т. Д.)) приближается к энергоэффективности светодиодов. Светодиоды примерно на 80–85 процентов эффективнее , чем лампы накаливания. Однако при переходе от ламп накаливания к светодиодам возникли некоторые проблемы (Tabler et al., 2019).
Начиная с конца осени прошлого года, мы начали получать все больше звонков от производителей по поводу странных проблем с затемнением и преждевременного выхода из строя светодиодных ламп. Поездки к различным поставщикам товаров для птицы и дистрибьюторам светодиодов выявили коробки и коробки с неисправными светодиодными лампами (все еще находящимися на гарантии) различных марок, которые были возвращены производителями.В ходе бесед с этими поставщиками и дистрибьюторами мы определили, что проблема преждевременного выхода ламп из строя в последние месяцы неуклонно возрастает.
Это ненормально и неожиданно, и это побудило нас глубже погрузиться в происходящее. Хотя мы не решили все проблемы, теперь мы лучше понимаем большую часть того, что вызывает преждевременный выход из строя светодиодных ламп и почему некоторые светодиоды теряют яркость намного быстрее, чем ожидалось. Как и многие другие сложные проблемы, это не одна причина, вызывающая эти проблемы.Отчасти проблема связана с лампами, отчасти с диммером, а отчасти с совместимостью ламп и диммером.
Лампы накаливания и светодиодные лампы
Томас Эдисон запатентовал лампу накаливания (, рис. 1, ; слева) в 1879 году. Она стала одним из самых кардинальных изобретений, когда-либо созданных . Он излучает свет, пропуская электрический ток через вольфрамовую нить с высоким сопротивлением. В результате получается около 80 процентов тепла и 20 процентов света.Новые светодиодные лампы (рис. 1; в центре, с удаленным шаром и справа) излучают свет путем переключения тока на серию светодиодов. Светодиодные лампы содержат схему, которая включает драйверы и светодиодные чипы ( Рисунок 2 ). Современные светодиодные лампы очень эффективны по сравнению с лампами накаливания Эдисона. Однако лампы накаливания значительно легче приглушить. Напротив, светодиодные лампы намного сложнее и требуют особого внимания для регулировки яркости и обеспечения надлежащей работы.
Рис. 1. Лампы накаливания (слева) и светодиодные (в центре, со снятым глобусом, справа). Рис. 2. Светодиодная лампа с удаленным шаром для демонстрации светодиодных чипов.
Менее чем за десять лет во всем мире (включая птицеводческую промышленность) произошел резкий переход от ламп накаливания к светодиодным лампам с регулируемой яркостью. Несмотря на некоторые проблемы роста, экономия энергии и долгий срок службы светодиодных технологий оправдали разочарование. Однако в птицеводстве в течение последних 8-10 месяцев сообщалось о широко распространенных проблемах, связанных с быстрым падением светового потока , неустойчивым диммированием и преждевременным полным выходом из строя лампы для светодиодных ламп, которым исполнилось всего 2-3 года; во многих случаях за несколько лет до истечения гарантии.
В ходе расследований установлено, что светодиодных ламп разных марок подвержены влиянию , но проблемы особенно серьезны с недорогими всенаправленными светодиодами, предназначенными для домашнего использования и не предназначенными для более требовательных и суровых условий птичника. Однако проблемы также присутствуют в высококачественных, сверхмощных, направленных светодиодах, специально разработанных для того, чтобы соответствовать требованиям коммерческой птицеводческой промышленности. В сегодняшних условиях птичника уровень затемнения и широкий диапазон уровней освещенности, требуемых на протяжении жизни стада, требуют, чтобы лампы и диммеры были совместимы и спроектированы так, чтобы хорошо работать друг с другом.
Хотя они менее дороги, чем высококачественные сельскохозяйственные светодиодные лампы, домашние светодиодные лампы не подходят для использования в птичниках , и производители часто разочаровываются в их характеристиках. Кроме того, технология светодиодных ламп с каждым годом продолжает совершенствоваться и становится все более рентабельной и энергоэффективной. В результате, диммеры и диммерные технологии также должны быть обновлены и улучшены, чтобы оставаться совместимыми с быстро совершенствующимися светодиодными технологиями. Все больше данных продолжает указывать на тот факт, что диммеры со старой технологией диммирования несовместимы с современной технологией светодиодных ламп.Другими словами, диммеры старого образца и современные светодиодные лампы просто не работают вместе , и это вызывает многие проблемы с затемнением и преждевременным выходом из строя ламп.
5 лет назад никто не догадывался, что диммеры и светодиодные лампы плохо работают вместе, но с тех пор мы узнали гораздо больше о том, как работа диммера может повлиять на срок службы и производительность светодиодных ламп. Когда впервые начался переход на светодиодные лампы, мы думали, что нам повезло, когда наши новые светодиодные лампы работали без замены диммера.Однако по мере того, как наши знания в этой области продолжают увеличиваться, , нам необходимо усомниться в целесообразности отказа от замены диммера . Это несколько сложно и требует некоторого понимания того, как работает электричество, но вот почему нам может потребоваться заменить диммеры при использовании светодиодных ламп.
Как работают диммеры
Переменный ток (AC) имеет переменную полярность напряжения в виде волнообразной синусоидальной волны, которая колеблется от положительного до отрицательного напряжения.В США этот чередующийся цикл происходит 60 раз в секунду. Эта частота называется герцами. Обычное электроснабжение в США составляет 60 герц (ток «чередуется» 120 раз, или 60 циклов в секунду). Диммирование возможно, потому что диммер отсекает процент фазового угла синусоидальной волны переменного тока. Количество отсекаемой волны определяет, насколько ярким или тусклым будет свет. Если отсечь лишь небольшую часть волны, свет останется довольно ярким. Если отсечь большое количество волны, свет может быть довольно тусклым.Существует два основных метода диммирования, используемых для обрезки синусоидальной волны, в зависимости от того, передний или задний край синусоидальной волны обрезан:
Диммирование по переднему фронту использует ток, который отключается, когда начинается синусоидальная волна переменного тока, сразу после того, как она пересекает ноль и переходит в положительную зону. Он обрезает передний край полупериода каждой волны. Диммирование по переднему фронту создает скачок напряжения каждые полупериод, что приводит к скачку тока к источнику света. Диммеры с передним фронтом, также называемые диммингом с прямым фазовым управлением, могут вызывать всплески тока, которые могут вызвать повышенную нагрузку на электронные драйверы (Liao, 2014).Эти всплески тока, вероятно, являются корнем проблем, которые мы наблюдаем со светодиодными лампами. Большинство производителей светодиодных микросхем указали, что воздействие тока более 300 миллиампер вызовет необратимое повреждение микросхем, что обычно наблюдается в полевых условиях в виде неустойчивой работы, чрезмерного уменьшения светового потока и преждевременного выхода из строя лампы.
Новейшие диммерные переключатели проще, дешевле и гораздо более распространены сегодня, чем диммеры с задней кромкой . Обычно они используют переключатель TRIAC (триод для переменного тока) для управления мощностью.Диммеры TRIAC используются примерно с 1960 года и первоначально были разработаны для затемнения ламп накаливания, галогенных ламп и магнитных трансформаторов с проволочной обмоткой. Многие современные диммерные переключатели имеют относительно высокую минимальную нагрузку, что часто исключает их использование со схемами светодиодов с умеренной нагрузкой. Это объясняет, почему иногда необходимо поставить лампу накаливания в конце линии в птичнике, чтобы диммер нашел достаточно нагрузки для правильного выполнения своей работы.
Диммирование по заднему фронту (электронное регулирование яркости) использует ток, который отключается по окончании синусоидального сигнала переменного тока, непосредственно перед тем, как он пересечет ноль и перейдет в отрицательную зону. Диммеры с задней кромкой света более сложны , чем диммеры с передней кромкой, и обеспечивают более плавное регулирование яркости с меньшими помехами. Они были разработаны специально для использования с маломощными светодиодными лампами. Диммеры с задним фронтом обычно используют переключатель MOSFET (металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор) или IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), а не переключатель и катушку TRIAC (ERP Power, 2016).
Диммеры задней кромки имеют гораздо меньшую минимальную нагрузку, чем передняя кромка, , что делает их гораздо более подходящими для питания светодиодных ламп небольшой мощности.Также называемое обратно-фазовым диммированием , эти диммеры предотвращают всплески тока , включая цепь световой фазы, когда ток меняет направление, и позволяя напряжению постепенно повышаться, прежде чем отключать его позже в полупериоде.
В отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы имеют встроенный драйвер в основании. Драйвер преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока (DC) и поддерживает постоянный ток, подаваемый на светодиодную лампу. Это прямо противоположно системе регулировки яркости с фазовым управлением, используемой для приглушения света, потому что драйвер в светодиодной лампе пытается компенсировать обрывы входного напряжения и поддерживать постоянный ток лампы.Светодиодные лампы полагаются на схемы драйвера, чтобы обеспечить постоянный ток к светодиодным микросхемам для надлежащей работы. Светодиодные чипы являются чувствительными к току устройствами и требуют постоянного постоянного тока хорошего качества (но не пиков перегрузки по току). Для правильной работы светодиодной лампы с диммером с регулируемой фазой электроника драйвера должна быть совместима с диммером . Современные диммеры лучше всего работают с резистивными нагрузками (лампы накаливания). Диммеры с задней кромкой лучше всего работают с емкостными нагрузками (драйверы светодиодов).
Несовместимость между драйверами светодиодов и диммерами TRIAC может вызвать множество проблем (Liao, 2014), в том числе:
pop-on , когда светодиодная лампа внезапно полностью включается, когда переключатель диммера постепенно поднимается из полностью выключенного положения.
мертвый ход , при изменении настройки диммера не происходит видимого изменения уровня освещенности.
выпадение , когда лампа полностью выключается при затемнении.
ореолы , когда свет все еще виден от ламп, даже когда диммер полностью выключен.
слышимый шум от лампы.
мерцание или стробирование в результате подачи тока драйвером на отдельные светодиоды.
Что делать?
Это сложный вопрос. Как упоминалось ранее, преждевременный выход из строя светодиодных ламп не является результатом чего-то одного. Очень важно оценить вашу уникальную ситуацию и точно определить, в чем проблема.Опять же, светодиоды недорогие big box store не должны использоваться в птичниках . Они предназначены для домашнего хозяйства, а не для тяжелых условий работы, которые требуются в птичнике. Также, если вы переходите на светодиодные лампы от ламп накаливания или КЛЛ, у вас должно быть качественных розеток без ключа и надлежащая проводка . Плохая проводка и ржавые розетки несовместимы со светодиодными лампами. Кроме того, все лампы в доме должны быть одной марки, мощности и цвета (по шкале Кельвина).Различные производители ламп, вероятно, используют разные драйверы, которые будут действовать по-разному при затемнении, нарушая уровень равномерности света во всем доме.
Пожалуй, наибольшее беспокойство вызывает несовместимость светодиодной лампы с нынешним диммером для птичников. Как и светодиодные лампы, сегодня в птичниках используются самые разные диммеры. К сожалению, информация из многочисленных источников, в том числе руководителей птицеводческой отрасли, научных кругов, производителей ламп, производителей диммеров, поставщиков светодиодных чипов и инженеров по качеству электроэнергии коммунальных предприятий, указывает на то, что многие распространенные передовые диммеры для птичников производят большое количество скачков тока повсюду. кривая затемнения.Независимое тестирование диммера на диммерах по переднему и заднему фронту показывает, что выходной ток диммера (синяя линия) и ток, идущий на фактические светодиодные микросхемы (красная линия) для переднего диммера №1 и переднего диммера №2, вызвали чрезмерные выбросы тока. 300 миллиампер в большей части, если не во всем диапазоне диммирования (зеленая пунктирная линия), в то время как диммер по задней кромке выдавал показания тока значительно ниже порога повреждения в 300 миллиампер (, рис. 3, ).
Рисунок 3.Токовые выходы передовых и задних диммеров света для птичников.
В результате всплеска тока, связанного с передовыми технологиями затемнения, весьма вероятно, что передовые диммеры для птичников наносят необратимый ущерб светодиодным лампам, независимо от марки лампы или марки диммера. Некоторые производители светодиодных ламп в настоящее время производят собственные диммеры для работы с собственными лампами. К сожалению, не все диммеры будут хорошо работать со всеми лампами, и многие диммеры старой технологии, которые в настоящее время используются в птичниках, не предназначены для работы со сложной светодиодной технологией, что может привести к проблемам с производительностью лампы или преждевременному отказу лампы.
Новейшие диммеры были разработаны для затемнения ламп накаливания и отлично справляются с этим. Однако они несовместимы с современной светодиодной технологией. Новейшие диммеры проще и дешевле в производстве, и, хотя большинство традиционных диммеров для птичников сегодня относятся к передовым, мы видим все больше свидетельств того, что лучшая технология диммирования для сочетания со светодиодной технологией в птичниках отстает. краевые диммеры .
Сводка
Птицеводы заметили значительную экономию энергии при переходе от ламп накаливания к светодиодным лампам.Однако в последнее время появляется все больше проблем, связанных с неустойчивым затемнением, чрезмерным обесцениванием светового потока и преждевременным выходом из строя лампы. Доказательства указывают на несовместимость между светодиодными лампами и диммером как на основную причину этих проблем. Отчеты как из лаборатории, так и из полевых условий, как правило, указывают на то, что передовая технология диммера и современная технология светодиодных ламп просто несовместимы с .
Передовая технология диммирования имеет тенденцию вызывать всплески тока, которые вредят светодиодным чипам в лампах.Повреждения светодиодных чипов в размере , вызванные этими всплесками тока, по-видимому, накапливаются с течением времени и составляют необратимых . В конечном итоге это приведет к ускоренному обесценению светового потока, странным и неустойчивым проблемам с затемнением и преждевременным выходам из строя лампы. Современные диммеры, безусловно, являются сегодня наиболее распространенными диммерами света в птичниках. Однако диммеры по задней кромке намного лучше совместимы с современной светодиодной технологией.
Мы продолжим следить за этой ситуацией. Однако может случиться так, что птицеводам следует рассмотреть возможность перехода на технологию диммера задней кромки , чтобы устранить проблемы несовместимости между светодиодными лампами и передовыми диммерами.Ни один производитель не хочет тратить деньги напрасно, но и не хочет иметь дело с продолжающимися проблемами затемнения, чрезмерным обесцениванием и преждевременным выходом из строя лампы, если диммер с задней кромкой решит проблему.
Список литературы
ERP Power. 2016. Диммер задней кромки для управления светодиодным освещением. Доступно по адресу: https://www.erp-power.com/the-trailing-edge-dimmer-for-led-lighting-control/. Дата обращения: 5 августа 2020 г.
Ляо, А. 2014. Светодиоды: глубокое погружение в затемнение.Архитектурное освещение. Доступно по адресу: https://www.archlighting.com/technology/leds-a-deep-dive-in-dimming_o. Дата обращения: 5 августа 2020 г.
Таблер Т., Дж. Мун и Дж. Уэллс. 2019. Почему у птицеводов возникают проблемы с затемнением светодиодных ламп. Служба распространения знаний государственного университета Миссисипи. Publ. № 3380. Август.
Информация, представленная здесь, предназначена только для образовательных целей. Ссылки на коммерческие продукты, торговые наименования или поставщиков делаются с пониманием того, что не подразумевается никакого одобрения и что не предполагается никакой дискриминации в отношении других продуктов или поставщиков.
Публикация 3510 (POD-08-20)
Автор Том Таблер , старший преподаватель, Джонатан Мун , координатор по птицеводству, и Джессика Уэллс , доцент кафедры птицеводства.
Авторские права 2020 Государственного университета Миссисипи. Все права защищены. Данная публикация может копироваться и распространяться без изменений в некоммерческих образовательных целях при условии, что указана ссылка на Службу распространения знаний государственного университета Миссисипи.
Производство сельскохозяйственных коммуникаций.
Государственный университет Миссисипи - это учреждение, обеспечивающее равные возможности. Дискриминация при приеме на работу, программах или деятельности в университете на основе расы, цвета кожи, этнической принадлежности, пола, беременности, религии, национального происхождения, инвалидности, возраста, сексуальной ориентации, генетической информации, статуса ветерана США или любого другого статуса, защищенного применимым законодательством. запрещено. С вопросами о программах равных возможностей или соблюдении правил следует обращаться в Управление по соблюдению и добросовестности, 56 Morgan Avenue, P.О. 6044, штат Миссисипи, MS 39762, (662) 325-5839.
Служба распространения знаний Государственного университета Миссисипи, сотрудничающая с Министерством сельского хозяйства США. Опубликовано во исполнение актов Конгресса от 8 мая и 30 июня 1914 года. ГЭРИ Б. ДЖЕКСОН, директор
Почему диммерные переключатели гудят? - Электротехнические руководства
Бытовые диммерные переключатели были изобретены в 1959 году и быстро стали очень популярным способом создания декоративного освещения в доме. С тех пор они много чего изменили, и сегодняшний диммер - это гораздо более сложная технология.Современные диммерные переключатели предлагают всевозможные опции, включая программируемые таймеры безопасности, ведомые системы и полностью автоматизированные интеллектуальные переключатели. Вы даже можете получить переключатели, которые не нуждаются в проводке, в инновационных концепциях, таких как беспроводные диммеры с автономным питанием.
Почему гудят диммерные переключатели?
Одна проблема, с которой часто сталкиваются с переключателем диммера, заключается в том, что он издает гудение или жужжание. Чаще всего это вызвано неисправностью механизма переключателя или, что более часто, световой нити.
Как работает диммерный переключатель?
Диммерные переключатели старого образца работали, прерывая электрический ток, проходящий от переключателя к лампочке, с помощью переменного резистора. В результате лампочка кажется более тусклой, но на самом деле требуется больше электрического тока, чтобы отвести ток через резистор. Таким образом, резистор может иногда перегреваться и вызывать вибрацию электромагнитного поля, издавая жужжащий звук.
В более современных диммерных переключателях используется полупроводниковый переключающий механизм внутри устройства для включения и выключения электросети.Это происходит в крошечные промежутки времени, когда ток меняет направление с положительного на отрицательное. В сети питания Великобритании это происходит 50 раз в секунду. Во время каждого изменения направления тока будет нулевое электрическое напряжение, и поскольку каждый цикл переменного тока включает в себя два изменения направления, это означает, что в цепи происходит 100 прерываний в секунду.
Цепь освещения снова включится, когда напряжение вернется к достаточному уровню мощности; это продиктовано настройкой переключателя яркости.Чем ярче ваш свет, тем быстрее снова включится ток после прерывания, снабжая лампочку большим количеством энергии в секунду. Для настроек диммера ток будет отключен на большую часть цикла переменного тока.
Опасно ли жужжание переключателя диммера?
Быстрый ответ на этот вопрос - возможно. Если гудение исходит от лампочки, что очень часто, то замена лампочки - простая и безопасная операция. Возможно, вам понадобится лампочка другого типа, если вы обнаружите, что гудение продолжается даже с новой.Колебания магнитного поля с большей вероятностью вызовут повреждение более декоративных ламп, которые часто имеют более длинные и менее прочные волокна. Попробуйте переключиться на стандартную лампочку, чтобы увидеть, сохраняется ли проблема, или даже на обычную лампу с более жесткими нитями. Убедитесь также, что ваши лампы имеют правильную мощность и предназначены для использования с переключателем яркости. Если вы развертываете несколько лампочек в массиве освещения, вам может потребоваться уменьшить мощность ламп, чтобы не перегружать цепь, или уменьшить количество лампочек.
Если гудение исходит непосредственно от блока переключателей, блока выключателя или цепей освещения, возможно, у вас более серьезная проблема. Если это проводной переключатель, то проводка может быть ослаблена, неисправна, неправильно подключена или неправильно заземлена. Цепь может быть перегружена или образовывать дугу, или может в любой момент не отключиться. Плохо или неправильно подключенные провода могут не активировать автоматический выключатель. Любое из этих обстоятельств представляет собой потенциальную опасность возгорания, поэтому не пытайтесь устранить такие проблемы с электричеством самостоятельно.Немедленно отключите все электрические цепи и вызовите электрика.
Модернизация диммерного переключателя
Альтернативой снижению мощности лампочки является модернизация выключателя. Если вам интересно, почему ваш диммер все еще гудит, возможно, он слишком низкий для этой задачи и перегружен совокупной мощностью лампы. Попробуйте вынуть несколько лампочек из цепи переключателя и посмотреть, уменьшит ли это гудение. Если это так, то ваш диммер, вероятно, работает выше указанной мощности, и вам следует подумать о переходе на более высокий рейтинг.
Старые или более дешевые переключатели могут по-прежнему использовать модель переменного резистора для прерывания тока и могут страдать от электромагнитной вибрации. Диммерные переключатели более качественной модели автотрансформатора могут значительно уменьшить гудение. Более современные диммерные переключатели также предназначены для использования со светодиодными или компактными люминесцентными лампами, яркость которых может регулироваться более эффективно, чем в старых моделях с лампами CFL.
Как заменить диммерный переключатель
Можно заменить диммер самостоятельно, если вы внимательно следите за процедурой и разбираетесь в проводке.Однако, если вы совсем не знаете, что делать, мы настоятельно рекомендуем вам обратиться к квалифицированному электрику.
Инструменты, необходимые для установки нового или модернизированного диммера:
Набор отверток
Инструмент для зачистки проводов
Соединители проводов
Бесконтактный тестер напряжения
Что делать
1. Прежде всего, отключите электропитание цепи освещения.
Это означает размещение соответствующего автоматического выключателя в коробке или панели выключателя и перевод переключателя в положение ВЫКЛ.
2.Используйте бесконтактный тестер напряжения, чтобы убедиться, что питание определенно отключено
Осторожно открутите крышку на диммерном переключателе и снимите ее. Затем открутите крепежные винты, которыми механизм переключателя крепится к корпусу. Соблюдая осторожность, чтобы не прикасаться к проводам, осторожно извлеките переключатель из корпуса. Подайте бесконтактный тестер напряжения на каждый из проводов переключателя, чтобы убедиться, что они неактивны.
3. Снимите старый блок
Каждый набор проводов подключается к коммутатору с помощью соединителя.Вам нужно будет отвинтить это и отделить каждую пару проводов, прежде чем вы сможете снять переключатель.
4. Подключите новый блок
Если концы проводов на новом переключателе освещения еще не зачищены, используйте инструменты для зачистки проводов, чтобы снять 0,5 дюйма или 12,7 мм изоляции на каждом из проводов. Затем с помощью соединителя соедините провод заземления на переключателе с проводом заземления цепи в корпусе переключателя. Затем подключите каждый из проводов под напряжением на блоке переключателя к одному из проводов цепи под напряжением в корпусе.Если в корпусе есть нейтральные провода, они обычно не подключаются к переключателю.
Вы должны быть абсолютно уверены в том, что знаете цветовую кодировку проводки, прежде чем браться за такую работу, особенно потому, что она могла измениться с тех пор, как был построен ваш старый коммутатор.
No related posts.