СВЕТОМ УПРАВЛЯЕТ АВТОМАТ

Автоматические устройства для плавного включения и выключения освещения широко применяются на производстве и в быту. К примеру, в кинотеатрах для адаптации зрения перед началом сеанса с помощью таких приборов свет медленно гасят, а после окончания фильма постепенно зажигают, на птицефабриках имитируют закаты и рассветы, создавая искусственные сутки. Подобные устройства заметно увеличивают срок службы ламп накаливания — особенно высокотемпературных кварцевых и наружного освещения, работающих в зимнее время.

Электронный прибор для плавного включения и выключения освещения, с которым мы знакомим читателей, построен на основе тринисторного регулятора с фазоимпульсным управлением. На управляющий электрод тринистора VS1 (см. принципиальную схему) подают открывающие импульсы с эмиттера транзистора VT2, образующего совместно с транзистором VT1 аналог однопереходного транзистора, открывающегося при достижении напряжения на конденсаторе С1 определенной величины.

Конденсатор С1, резистор R5 и переход «эмиттер-коллектор» транзистора VT3 образуют так называемую фазосдвигающую цепь. Чем больше сопротивление перехода «эмиттер-коллектор» VT3, тем дольше заряжается С1 и тем значительнее будет сдвиг фазы открывающего напряжения относительно напряжения на аноде тринистора. Следовательно, в течение действия одного положительного полупериода сетевого импульса тринистор будет открыт более короткое время (свечение лампы станет слабее). И наоборот, с уменьшением сопротивления перехода «эмиттер-коллектор» VT3 конденсатор С1 успевает заряжаться за меньший промежуток времени действия положительного полупериода сетевого импульса, и тринистор будет открыт дольше (лампа горит ярче). Сказанное иллюстрирует график работы тринисторного ключа при различных сопротивлениях Rn перехода. Таким образом, если сопротивление перехода транзистора плавно менять, то так же плавно будет изменяться яркость свечения лампы.

Сопротивление переходов транзисторов, особенно германиевых, зави сит от температуры. При нагревании корпусов германиевых полупроводниковых приборов от 20° до 60° — 70°С сопротивление переходов принимает значения от сотен до единиц кОм. Этот общий недостаток германиевых транзисторов и использован в работе данного устройства.

Корпус транзистора нагревают с помощью внешнего нагревательного элемента, а затем после его отключения полупроводниковый прибор постепенно остывает. Образованный таким образом «терморон» (назван так по аналогии с оптроном) выполняет функцию регулирующего элемента, изменяющего свое сопротивление в зависимости от температуры нагрева. Причем скорость ее изменения зависит от конструкции «терморона».

Нагревательным элементом служит резистор МЛТ-0,5 сопротивлением 56 кОм. Рассеиваемая им тепловая мощность незначительно превышает максимально допустимую. Резистор крепят к корпусу транзистора через изоляционную прокладку клеем БФ-2. Теперь, изменяя лишь скорость нагрева корпуса транзистора, можно плавно менять выдержки времени зажигания и погасания лампы — от единиц секунд до нескольких часов. Так, например, если транзистор VT3 с нагревательным элементом поместить в колбу от термоса емкостью 1 л, лампа будет постепенно загораться в течение 30 мин. Причем находящиеся в колбе транзистор VT3 и нагревательный элемент следует разнести, а их выводы через горловину колбы вывести наружу и заизолировать. Горловину закрывают резиновой или деревянной пробкой.

Если автомат предполагается использовать лишь для плавного зажигания лампы, его можно упростить, применив в качестве нагревательного элемента саму осветительную лампу. В этом случае транзистор VT3, помещенный вместе с выводами в окрашенную в черный цвет защитную оболочку, располагают рядом с колбой лампы. Оболочкой служит стеклоткань, которой в 1—2 слоя обматывают транзистор и пропитывают клеем БФ-2. Переменным резистором R6 устанавливают первоначальный уровень свечения лампы, а затем, по мере нагрева транзистора, яркость будет постепенно увеличиваться.

Принципиальная схема автоматического регулятора света.

Графики работы тринисторного ключа:

Rn — сопротивление перехода «эмиттер-коллектор» транзистора VT3, t1 — время заряда конденсатора, t2 — время открывания тринистора (время горения лампы).

Конструкция «терморона».

1 — нагреватель (резистор МЛТ-0,5), 2 — изоляционная прокладка (стеклоткань, бумага), 3 — транзистор.

Монтажная плата электронного регулятора со схемой расположения элементов.

Автоматический регулятор монтируют внутри осветительного прибора, например, в защитном декоративном колпачке люстры, установленном на потолке.

Электронный регулятор и «термо-рон» могут иметь самое различное конструктивное исполнение. Нужно лишь учитывать то обстоятельство, что максимальный нагрев корпуса регулирующего транзистора не должен превышать значения, указанного в справочнике.

В устройстве применены следующие элементы. Конденсатор МБМ на напряжение 160 В, тринистор марки КУ202К —КУ202Н, транзисторы МП25, МП37 можно заменить любыми другими с близкими параметрами, вместо диодной сборки КЦ402А допустимо использовать четыре диода Д226 с любым буквенным индексом.

Если мощность ламп накаливания превышает 100 Вт (до 1 кВт), тринистор необходимо установить на радиаторе и применить более мощные выпрямительные диоды, закрепив их также на радиаторах. Одновременно следует заменить и плавкий предохранитель— соответственно току.

Налаживать прибор начинают с проверки работы тринисторного регулятора, включив вместо транзистора VT3 переменный резистор на 10... 20 кОм. Плавно изменяя величину сопротивления, наблюдают за изменением яркости свечения лампы от минимальной до максимальной. В случае необходимости подбирают номинал резистора R5. Затем вновь подсоединяют транзистор VT3 и переменным резистором R6 устанавливают слабое начальное свечение лампы. Тумблером SA1 включают нагревательный элемент и по мере прогрева транзистора VT3 яркость свечения лампы должна медленно возрасти и достичь своего максимального значения через 10...15 с.

Если SA1 выключить, наблюдается обратное явление — лампа постепенно гаснет.

При настройке и эксплуатации устройства следует соблюдать осторожность, поскольку оно гальванически связано с сетью 220 В, поэтому в целях электробезопасности автоматический регулятор следует питать через разделительный трансформатор.

В. ХАРЬЯКОВ,

г. А р к а л ы к,

Казахская ССР

«М-К» 4/89

OCR Pirat