基于三端双向可控硅的按钮式调光电路

    这篇文章解释了基于三端双向可控硅的按钮调光电路的结构细节，该电路可用于通过按钮按下来控制白炽灯和荧光灯亮度。

    该调光器的另一个特点是其内存，即使在停电期间也能保持亮度水平，并在恢复供电后提供相同的灯强度。

    介绍

    调光电路易于操作，组装简单，并使用旋转式电位器来控制灯的亮度。

    虽然这样的电路相当简单，但可能需要更复杂的调光情况。

    常规调光器电路的外观并不是最好的，因为它有一个看起来很暗淡的旋钮，可以用来调节光强度。

    此外，您只能从安装调光器的固定位置确定照明水平。

    在这个项目中，我们谈论的是一种按钮式调光器，它具有更好的美学和更灵活的安装位置。无论是在门的两侧还是床头柜上，本文中讨论的调光器都是独家的。

    该部件为开/关拨动开关配备了一对按钮——一个用于在 3 秒内逐渐增加光强度，另一个用于执行完全相反的操作。

    在调整旋钮时，光线水平可以固定在所需水平并保持 24 小时，无需任何更改。

    该调光器适用于使用特定散热器额定电压为 500 VA 的白炽灯或荧光灯。安装更大的散热器时，您甚至可以达到 1000 VA。

    建设

    参考表1和表2，准备扼流圈和变压器。采取额外的预防措施，确保在脉冲变压器的初级和次级绕组之间提供足够的绝缘。

    如果使用以下推荐的PCB，结构将非常简单。

    首先， 参考零件布局将所有电子元件放置在PCB上。在焊接之前，请务必注意二极管的极性和晶体管的方向。

    对于散热器，拿一小块铝（30 mm x 15 mm），在长边的中间弯曲 90 度。将其放在可控硅下方，您的散热器就准备好了。

    脉冲变压器和扼流圈使用橡胶垫圈放置，并使用穿芯周围的镀锡铜线拧紧到位。然后，将它们焊接到现有孔中。

    检查所有组件是否已焊接且外部电线是否已连接。验证后，翻转PCB以露出底面，并使用甲基化酒精冲洗。此过程可去除任何可能导致泄漏的积聚助焊剂残留物。

    PCB必须固定在垫圈上，进入带有接地连接的金属盒中。之后，您需要在电路板下方放置 1 毫米厚的绝缘材料，以避免任何长组件引线接触机箱。

    建议选择6路接线端子来连接所有外部接线。

    建立

    确保所有设置和配置均使用塑料或完全绝缘的工具进行。

    该按钮式调光器电路在接通时将包含电源电压，因此采取预防措施非常重要。

    在按住向下按钮的同时调整电位计RV2以获得所需的最小光照明。

    接下来，调整电位计RV1，在按住向上按钮的同时获得最大光强度。这样做直到您获得最高级别而不是更多。

    如果在进行调整时灯负载为荧光类型，则需要额外的预防措施。此外，如果荧光负载发生变化，则必须重新进行调整。

    当改变荧光灯负载上的最大光照度时，轻轻增加光照水平，直到灯开始闪烁。

    在那一刻，将RV1转回去，直到您看到光强度下降。这种升高的设置难度是由于荧光负载的电感特性。

    如果在RV2范围内无法达到所需的最小光照水平，则必须将电阻R6换成更大的值。这将提供较低的光照水平范围。如果使用较小的 R6 值，则光照水平范围会更高。

    电路的工作原理

    我们使用相位控制的三端双向可控硅进行功率控制，就像最近的调光器一样。

    三端双向可控硅在每个半周期的预定点由脉冲接通，并在每个周期结束时自行关闭。

    传统上，调光器使用标准的RC和diac系统来产生触发脉冲。

    但是，该调光器可与电压控制设备配合使用。来自电源的 240 Vac 由 D1-D4 整流。

    全波整流波形由电阻R7和齐纳二极管ZD1在12 V下调整。

    由于没有滤波，因此在每个半周期的最后半毫秒内，这12 V电压将降至零。

    为了提供正确的时序和驱动三端双向可控硅所需的能量，可编程单结晶体管（PUT）Q3与电容C3一起使用。

    此外，PUT以以下方式运行得像开关一样。如果阳极 （a） 电压大于阳极栅极电压 （ag），则阳极到阴极 （k） 路径中会发生短路。

    阳极栅上的电压由RV2决定，通常约为5至10 V。

电容器C3通过电阻R6充电，当其两端的电压超过“ag”端时，PUT开始使用脉冲变压器T1的初级侧对C3放电。

    作为回报，这会在T1的次级部分产生一个脉冲，该脉冲在三端双向可控硅上。

    当电阻R6的电源电压未平滑时，电容C3上的电压上升将出现一种称为余弦修正斜坡的情况。这提供了光照水平与控制电压成更成比例的变化。

    当电容器C3放电时，PUT可能会保持导通或关断，具体取决于各个器件。

    如果它关闭，它可能会再次触发，因为电容器 C3 充电迅速。无论哪种情况，调光器的运行都不会受到影响。

    此外，如果C3未能在半周期结束前充电到PUT的“ag”电压，则“ag”电位将下降，PUT将触发。

    操作的这一关键部分是时序与电源电压同步。由于这一重要原因，12 V电源未滤波。

    为了调节C3的充电速率（以及最终在每个半周期内打开三端双向可控硅所需的时间），使用了RS和D6的二次定时网络。

    由于R5的值低于R6，电容C3使用此路径充电速度更快。

    假设我们将RS的输入设置为5 V左右，然后C3将快速充电至4.5 V，并由于R6的值而变慢。这种类型的充电被称为“坡道和基座”。

    由于 RS 提供的初始升压，PUT将在开始时启动，三端双向可控硅将更早接通，同时为负载分配更多功率。

    因此，通过调节R5输入端的电压，我们可以尝试控制输出功率。

    电容器 C2 用作存储设备。它既可以通过 R1 使用 PB1（向上按钮）放电，也可以使用 PB2（向下按钮）由 R2 充电。

    由于电容器C2是从12 V电源的正极端子连接的，因此电容器放电时，电压将相对于零伏线路飙升。

    二极管D5用于避免电压上升到RV1设定的值以上。电容C2使用电阻R3连接到Q2的输入端。

    还有一个场效应晶体管（FET）Q2，具有高输入阻抗。因此，输入电流几乎为零，源极在几个电平上尾随栅极电压。确定的电压变化取决于特定的FET。

    因此，如果栅极电压发生变化，C2和RS上的电压也会发生变化。

    当按下PB1或PB2时，触发三端双向可控硅点火点的电容电压和输送到负载的功率可能是不同的。

    当按钮松开时，即使电源关闭，电容器也会长时间“保持”该电压！

    影响调光内存的元素

    但是，内存时间取决于几个因素，如下所示。

    您应该使用漏电阻超过 100，000 兆欧的电容器。此外，选择额定电压至少为 200 V 的合适电容器。您可以选择不同的品牌。

    按钮开关的额定工作电压必须为 240 Vac。这些类型的开关具有更好的分离性，这意味着触点之间的绝缘性更高。您可以通过物理拆卸按钮来确定按钮是否是内存时间不足的原因。

    当PCB板上有泄漏时， 这是一个问题。您可能会注意到，似乎有一条路径从 Q2 的源头开始，看起来无处可去。这是防止高压元件泄漏的保护线。如果您采用不同的施工方法，请确保通过半空中接头或高质量的陶瓷支座建立 R3 和 Q2 以及 R3 和 C2 的连接点。

    FET 本身配备有限的输入电阻。尝试了无数的FET，并且都有效。不过，请确保检查并且不要忽略可能性。

    您可以通过简单地与按钮组进行并联连接，从多个站控制调光器。

    如果同时按下向上和向下按钮，则不会造成损坏。

    但是，请记住，增加控制站的数量可能会增加泄漏和随后的内存时间损失的可能性。

    始终确保将调光器和按钮固定在干燥除尘的位置。

    不惜一切代价，避免在浴室或厨房中使用此调光器或按钮，因为湿气会损坏电路的内存。

    零件清单

电阻器 （全部 1/2W 5% CFR）

    R5 = 4k7 R6 = 10k R4 = 15k R7 = 47k 1W

    R9 = 47k R3 = 100k R2 = 1M

    R1 = 2M2 R6 = 6M8 RV1，

    RV2 = 50k

    微调电位

    电容器 C1 = 0.033uF 630V 聚酯 C2 = 1 uF 200V 聚酯

    C3 = 0.047uF 聚酯

半导体

    D1-D4 = 1N4004

    D5，D6，D7 = 1N914

    ZD1 = 12V 齐纳二极管 Q1 = SC141D，SC146D.2

    = 2N5458， 2N5459 场效应管

    Q3 = 2N6027PUT

    其他

    L1 = 扼流圈 - 见表 1

    T1 = 脉冲变压器 - 见表 2

    6路接线端子（240V），金属盒，2个按钮

    开关，前面板，电源开关