У статті описано сенсорний регулятор потужності на спеціалізованій мікросхемі К145АП2 - формувачі імпульсів управління сімістором. У пропонованому пристрої використано комбіноване управління мікросхемою, яка, крім звичайного регулювання споживаної потужності, дозволяє реалізувати ефект безперервного плавного збільшення/зменшення яскравості світіння ламп, наприклад, в ялинкових гірляндах або системах сигналізації.
Мікросхема К145АП2 виконана по технології рМОП. Її напруга живлення - -15 В, а споживаний струм - в межах від 0,5 до 2 мА. Вона застосована в промислових регуляторах освітленості "АРС - 0,24", "РОС - 0,12", "РОС - 0,3".
Схема сенсорного регулятора, виконаного на цій мікросхемі, показана на малюнку.
При включенні в мережу навантаження, керована регулятором, знаходиться в вимкненому стані. Якщо коротко, приблизно на 0,5 з, торкнутися сенсора Е1, то лампа спалахне майже повним напруженням. Якщо ж дотик сенсора триває більше тривалий час, яскравість світіння лампи спочатку буде плавно зменшуватися, а досягнувши мінімуму і трохи почекавши", знову почне збільшуватися.
Вимкнути живлення навантаження можна короткочасним дотиком до сенсора. При наступного торканні сенсора лампа знову включиться, причому з тією ж яскравістю, яка була перед вимиканням, оскільки мікросхема "пам'ятає" останнє встановлене значення. Якщо замість сенсора користуватися кнопкою SB1, то процеси управління протікають так само, як і при сенсорному управлінні. Відміну полягає лише в тому, що не потрібно точно дотримуватися фазування підключення до мережі. Для реалізації функції безперервного керування потужністю кнопка SB1 повинна бути з фіксацією.
Призначення виводів мікросхеми:
2 - вхід синхроімпульса від мережі;
3 - основний сенсорний вхід;
4 - допоміжний вхід;
5 - мінусовий висновок живлення;
6 - вихід керуючих імпульсів;
12 - вхід поділу загального проводу;
14 - вихід вузла фазового автопідстроювання частоти;
15 - загальний.
Мікросхему регулятора живлять від найпростішого вторинного джерела живлення з гасить конденсатором, що складається з обмежувального резистора R8, конденсатора С4, однопівперіодного випрямляча на діодах VD4, VD5 і світлодіоді HL1, одночасно виконує функцію індикатора підключення до мережі. При зайвій яскравості його слід зашунтувати резистором 100...510 Ом (на схемі не показаний). Випрямлена напруга згладжує конденсатор C3 і стабілізує стабілітрон VD2 на рівні -13...-15 Ст. За довідником ("Інтегральні мікросхеми і їх зарубіжні аналоги", т. 2. - РадиоСофт, 1999 р.) напруга живлення мікросхеми К145АП2 знаходиться в межах від 13,5 до -16,5, але як показує практика, мінімальна напруга живлення може бути -11...-12 Ст. обмежує Резистор R6 максимальний вихідний струм мікросхеми. Стабілітрон VD3 захищає мікросхему при вихід з ладу симістора. Дросель L1 і конденсатор С6 зменшують рівень високочастотних перешкод. Стабілітрон VD1 обмежує амплітуду імпульсів на основному вході мікросхеми.
У пристрої застосовані резистори МЛТ потужністю не менше зазначеної на схемі. Світлодіод - АЛ307В, АЛ307Г, АЛ102В, АЛ102Д або будь-який інший з допустимим прямим струмом не менше 20 мА. Транзистор будь - якої з серій КТ503, КТ602, КТ603, КТ608, КТ611, КТ630, КТ645, КТ646 з коефіцієнтом передачі струму бази не менше 100. Сі-мистор замінимо на ТС112-10, ТС112-16 або аналогічний зарубіжний. При максимальної потужності навантаження більше 40 Вт його обов'язково слід встановити на тепловідвід, площа якого залежить від потужності навантаження (при потужності 800 Вт - не менше 100 см2).
Стабілітрони КС515А (VD1, VD2) в крайньому випадку допустимо замінити на 2С213А або два з'єднаних послідовно Д814А, КС175Ж. Стабілітрон VD3 - будь-який малопотужний з напругою стабілізації 20...40, наприклад, КС522А, 2С530А, КС533А або два з'єднаних послідовно Д814Д. Конденсатор C3 - будь оксидний ємністю не менше 100 мкФ, С4 та С6 - К73-17 або на закордонні напруга не менше 250 Ст. Інші конденсатори - будь-які керамічні або плівкові на напругу не менше 25 Ст. Дросель L1 виконаний на відрізку феритового стрижня 400НН довжиною 20...60 мм, діаметром 8 мм. Його параметри залежать від очікуваної максимальної потужності навантаження. В авторському варіанті при потужності 800 Вт дросель виконаний на двох відрізках завдовжки 50 мм. На кожному стержні поверх шару паперу намотано по 40 витків дроту ПЭВ2 0,82. Обмотку дроселя бажано просочити клеєм БФ-2.
Регулятор, зібраний з завідомо справних деталей, налагодження не вимагає. В окремих випадках для зменшення перешкод збільшують ємність конденсатора С6. Якщо відбуваються помилкові спрацьовування симістора (лампа мерехтить), потрібно зменшити опір резистора R10 до 51 Ом. Якщо вони все ж тривають, симистор слід замінити. При першому включенні в якості навантаження слід використовувати лампу розжарювання потужністю 60...100 Вт. Мінімальна потужність навантаження залежить від конкретного екземпляра симістора і в деяких випадках може становити всього 3...8 Вт. В авторському варіанті один з примірників регулятора з сімістором КУ208Г працює з лампою 220 В 8 Вт. При першому тривалому включення необхідно контролювати температуру симістора і дроселя. Якщо вона виявиться більше 55...60°С, потрібно застосувати більш потужний тепло-відвід для симістора і намотати обмотку дроселя проводом більшого діаметра. Не слід нехтувати запобіжник FU1, оскільки при перегорання лампи потужністю 100 Вт в мережі виникає імпульс струму в 20...30 А.
Регулятор можна доповнити найпростішим змінної напруги вольтметром, складається з резистора МЛТ-1, діода КД105Б і мікроамперметра (стрілочного індикатор рівня запису магнітофона), наприклад, М4762.1, М476/1, М4761, М6850.1. Для приладу М4762.1 опір обмежувального резистора - 330 кОм.
При монтажі мікросхеми слід дотримуватися тих самих заходів безпеки, що і для мікросхем, виготовлених за технологією КМОП. Пристрій має бестрансформаторним живлення від мережі. Дотик до його елементів під час роботи неприпустимо.
Пропонований регулятор легко замінює стандартні механічні вимикачі для внутрішньої електропроводки, якщо потужність ламп не перевищує 150 Вт. Застосування К145АП2 з мікросхемами серій К561, К564 при відповідних схемних рішеннях дозволяє реалізувати додаткові функції управління, наприклад, збільшення потужності до максимального значення, автоматичне зменшення потужності, плавний вихід на заздалегідь фіксоване значення і т. д.
Автор: А. Бутов