Интегральная схема К145АП2 - выполнена по рМОП-технологии.
Корпус типа 238.16-2, масса не превышает 1,2 г.
Чертеж корпуса
А - длина вывода, в пределах которой установлено смещение осей выводов от номинального расположения.
Б - длина вывода, обеспечивающая гарантийный зазор между плоскостью основания микросхемы и установочной плоскостью.
Нумерация выводов показана условно.
Размеры в рамочке выполняются при установке ИС на печатную плату.
Форма выводов ограниченная размером 1,5 мм max не регламентируется. При наличии остатков от технологических перемычек, по согласованию с потребителями, допускается увеличение размера до 1,8 мм.
Значение"Z" в пределах 0,75-2,25 мм.
Допускается выполнение ширины корпуса 6,6-0,58 мм и увеличение ширины корпуса с 7,0 мм до 7,2 мм max с учетом облоя.
Микросхема К145АП2 представляющая собой формирователь импульсов для управления мощным симистором, была разработана в 80-х годах, для устройств позволяющих плавно регулировать яркость свечения лампы накаливания, температуру жала паяльника или спирали электроплитки. Применялась в промышленных регуляторах освещенности 'АРС-0,24', 'РОС-0,12", 'РОС-0,3' и других. Устройства, собранные на этой микросхеме, обладают широкими функциональными возможностями и позволяют при кратковременном касании сенсора включать или выключать нагрузку, при более длительных касаниях в течение 3-4 секунд плавно регулировать, например, яркость лампы накаливания от минимума к максимуму, а также запоминать свое предыдущее состояние до следующего включения.
Особенности
Применяется для построения сенсорного управления освещением (светорегулятора)
Возможно управление от удаленных сенсоров или кнопок
Возможна организация режима "Sleep"
Светорегулятор заменяет обычные стенные выключатели управляющие освещением
Линейно регулирует яркость освещения с учетом физиологических особенностей человека
Имеет очень высокую устойчивость к помехам и наводкам
Для построения сенсорного светорегулятора требуется небольшое количество внешних компонентов
Назначение выводов
Вывод |
Символ |
Функция |
|
1 |
п.с. |
Не подключен |
|
2 |
SYN |
Вход синхронизации |
|
3 |
SEN |
Вход сенсора |
|
4 |
EXT |
Вход расширения |
|
5 |
Vdd |
Напряжение питания |
|
6 |
OUT |
Выход |
|
7 |
п.с. |
Не подключен |
|
8 |
п.с. |
Не подключен |
|
9 |
п.с. |
Не подключен |
|
10 |
п.с. |
Не подключен |
|
11 |
п.с. |
Не подключен |
|
12 |
STP |
Тактовый вход |
|
13 |
п.с. |
Не подключен |
|
14 |
INT |
Интегрирующая емкость |
|
15 |
Vss |
Общий |
|
16 |
п.с. |
Не подключен |
Функциональное описание.
Интегральная схема К145АП2 предназначена для создания электронных сенсорных светорегуляторов (диммеров) для ламп накаливания (резистивная нагрузка), всеми функциями которых управляют с помощью единственного сенсора. Для включения/выключения и установки необходимой яркости освещения используется сигнал от сенсора или сигнал от удаленного управляющего устройства.
Электронные сенсорные светорегуляторы построенные на микросхеме К145АП2 вполне заменяют обычные механические выключатели применяемые в осветительных сетях. Все функции выполняемые микросхемой могут быть доступны из нескольких удаленных точек, в которых располагаются дополнительные управляющие устройства, подключенные к регулятору (устройства расширения).
Для регулировки яркости используется фазо-импульсный способ управления симистором.
Вся цифровая логика
синхронизирована с частотой сети.
Структурная схема
Рис 1. Структурная схема
Основные электрические параметры при нормальных климатических условиях
Наименование параметра, единица измерения |
Обозначение |
Норма |
|
не менее |
не более |
||
1. Напряжение питания, V 2. Импульсный выходной ток, мА 4. Потребляемая мощность, мВт |
Ucc Io Iu Pcc |
минус 13,5 3,0 - - |
минус 16.5 - 2,0 35,0 |
Максимальные неразрушающие значения параметров и режимов
Параметр |
Символ |
Значение |
Ед. |
|
|
|
Мин. |
Макс. |
|
Напряжение питания |
Vdd |
-20 |
+0,3 |
V |
Входное напряжение на любом входе |
VI |
-20 |
+0,3 |
V |
Напряжение электростатического потенциала |
Vstat |
|
100 |
V |
Температура окружающей среды |
Tamb |
-10 |
+55 |
ºС |
Температура кристалла |
Tj |
|
+125 |
ºС |
Температура хранения |
Tstg |
-55 |
+125 |
ºС |
Тепловое сопротивление (микросхема - воздух) |
Rthsa |
|
135 |
К/Вт |
Команды
Интегральная МС различает команды "ВКЛ/ВЫКЛ" и "Регулировка" по продолжительности прикосновения к сенсору (Рис 2).
Рис 2. Временные диаграммы работы
Команда «ВКЛ\ВЫКЛ»
Короткое касание сенсора (50...400 мс) включает лампу или выключает, в зависимости от ее предыдущего состояния.
Процесс переключения начинается в момент прекращения касания к сенсору.
Команда «Регулировка» (диммирование)
Если контакт с сенсором продолжается в течение более длительного периода (>400 мс), то микросхема начинает непрерывно изменять фазовый угол. Процесс продолжается в одном направлении до минимума, после чего направление регулировки сменяется на противоположное до достижения максимума, затем опять происходит смена направления и так по кольцу, пока не прервется контакт с сенсором. Весь цикл длится приблизительно 7,6 секунд. Так как микросхема предназначена для создания светорегулятора, были учтены особенности человеческого зрения. Чтобы обеспечить, так называемую «физиологическую» линейность регулировки света, процесс регулировки начинается не с нулевого значения и заканчивается не максимальным значением яркости. Другими словами диапазон фазовых углов не 180°, а только 108°. Подбором элементов R2 и С4 (Рис 6, 7) можно сдвигать весь диапазон регулировки на ±8° между крайними значениями фазовых углов 28 и 152°.
Режим управления
В момент выключения, выбранный уровень яркости сохраняется и устанавливается вновь после следующего включения. Регулировка яркости начинается от сохраненного значения, а направление регулировки противоположно направлению предыдущего сеанса. Первый сеанс регулировки после подачи питания на светорегулятор происходит в сторону уменьшения яркости.
Логика работы входов SEN и ЕХТ
На выходе встроенной схемы связанной с входами SEN и ЕХТ (Рис 3) различаются два состояния управляющего сигнала: «активный» и «не активный».
Логическое состояние входов SEN и ЕХТ фиксируется защелками L1 и L2, по стробирующим импульсам, показанным на временной диаграмме (Рис 4).
Для выполнения любой команды («ВКЛ/ВЫКЛ» или «Регулировка») на выходе встроенной схемы должен появиться «активный» уровень управляющего сигнала. Для этого "1" должна присутствовать на входе D триггера FF1 во время двух последовательных нарастающих фронтов тактовых импульсов частотой 50 Гц приходящих от внутренней схемы ФАПЧ. Триггеры FF1 и FF2, за то же самое время дважды перезагружаются логическими нулями, приходящими с выходов защелок L1 и L2.
Для распознавания команды приходящей с входа ЕХТ пять последовательных значений выборок защелки L1 должны быть равны "1". Поэтому минимальное время невосприимчивости приблизительно 24 мс. Из-за различной частоты выборок защелок L1 и L2, для распознавания команды приходящей с входа SEN, должны следовать две последовательные выборки защелки L2 равные "1".
В этом случае минимальное время невосприимчивости - приблизительно 39 мс.
Рис 3. Логическая схема работы входов SEN и ЕХТ
Рис 4. Временные диаграммы работы входов SEN и ЕХТ
Состояния управляющего сигнала на выходе встроенной схемы (Рис 3)
Потенциал должен быть приложен к входу в течение обеих полуволн сети:
Вход сенсора SEN (вывод 3) |
Вход расширения ЕХТ (вывод 4) |
Полуволна сетевого напряжения |
Состояние управляющего сигнала |
L |
Н |
положительная |
активен |
любое |
Н |
отрицательная |
|
Н |
L или любое |
положительная |
не активен |
любое |
любое или L |
отрицательная |
Логика работы входа SYN
С входом SYN связаны встроенные диоды, подключенные к Vss и Vdd соответственно.
Эти диоды имеют характеристики, подобные стабилитронам и начинают проводить приблизительно с 2,5 В.
Несмотря на то, что напряжение сети, приложенное к симистору при использовании R2 попадает на вход SYN (вывод 2), потенциал на этом выводе остается в пределах уровня напряжения питания микросхемы (См. схемы применения).
Логика работы входа STP (из описания аналога)
Вход STP (вывод 12) используется для организации режима «Sleep»1. Этот режим заключается в следующем: при касании удаленного сенсора «Sleep» обычно встраиваемого в изголовье кровати, освещение начинает очень медленно плавно убывать и, в конце концов, выключается.
Наши разработчики, обозначили этот вывод загадочной фразой «вход разделения общей шины».
В неиспользуемом состоянии, вход STP должен быть подключен к Vss.
На некоторых схемах применения К145АП2 (здесь не показанных) этот вывод соединяется с шиной Vss с помощью конденсатора 0,047 мкФ.
Микросхема переходит в режим «Sleep» при подаче импульсов сгенерированных внешней схемой на вход STP.
Каждый переход с ВЫСОКОГО уровня на НИЗКИЙ на входе STP внутренний счетчик шагов памяти яркости считает одним шагом. Когда достигается минимальная яркость, очередной переход переводит схему в состояние ВЫКЛ.
На (Рис 5) показана схема генератора для организации режима «Sleep», которая может быть связана по питанию со схемой электронного регулятора освещенности или выключателя света на К145АП2.
Генератор начинает работать, после касания сенсора «Sleep». Касание сенсора основного блока выключает генератор и, таким образом, прерывает режим «Sleep».
*Примечание: «Sleep» — условный термин.
Рис 5. Схема применения К145АП2 с сенсором «Sleep»
Генератор собран на КМОП элементах типа К1561ТЛ1, транзисторы Т1 и Т2 обеспечивают крутые фронты импульсов на входе элемента G3, чтобы минимизировать потребление тока схемой (<100 мкА).
Частота колебаний определяется RC-цепью (R5, С2) и, следовательно, этой же цепью определяется время убывания яркости.
Чувствительность сенсора определяется резистором (R1)
Рис 6. Схема применения с высокочувствительными симисторами
Предлагаемая схема применения
имеет следующие особенности:
Используется высокочувствительный симистор типа TXD10H60 (400 В, 8 А) имеющий отпирающий ток управления не более 25 мА.
Цепи питания К145АП2 (R1, С2, D1, D2, С3).
Цепь фильтрации сигнала синхронизации частотой сети внутренних элементов схемы (схема ФАПЧ) - (R2, С4). При определенных условиях С4 может быть увеличен до 33 нФ, что снижает минимальное значение фазового угла, т.е. уменьшает минимальный уровень яркости.
Интегрирующая цепь для схемы ФАПЧ (C5)
Защита пользователя от поражения электрическим током (R8, R9)
Регулировка чувствительности сенсора (R7)
Ограничение тока в случае обратной полярности сигнала от схем расширения (R5, R6). Оба резистора не используются, если схемы расширения отсутствуют. В этом случае вывод 4 должен быть связан с Vdd (соединить с выводом 5).
Диод D3 служит для понижения положительных напряжений, которые могут возникнуть во время процесса переключения на управляющем электроде симистора, на величину (Vss + 0,5)V. Если применяется 3-х квадрантный симистор, диод D3 можно не использовать. Отлично подойдут высокочувствительные 3-х квадрантные симисторы типа ВТА204-600 (600V, 4А) или ВТА208-600 (600V, 8А) с суффиксами: D, E, F (например, BTA208-600F).
Дроссель Dr и конденсатор C1 уменьшают проникновение в сеть электромагнитных помех, возникающих при открывании симистора. В зависимости от применения, подавление электромагнитных помех должно быть поставлено в соответствие с национальными стандартами (типовое значение индуктивности 1.4... 2 мГн, добротность Q = 11...24).
В тяжелых условиях эксплуатации, например, таких как, помехи от высокочастотных линий, длинные линии от дополнительных схем управления с высокой емкостью относительно земли, высоком сопротивлении линии питания в схеме нагрузки: конденсатор С3 шунтируется керамическим конденсатором емкостью 10...100 нФ, вывод 4 соединяется с Vss (вывод 15) цепочкой из параллельно включенных: конденсатора емкостью 33...68 нФ и диода с малым прямым падением напряжения (германиевого или диода Шоттки) ориентированным анодом к выводу 4, последовательно с D2 (к аноду диода) подключается резистор сопротивлением 33...68 Ом. Большие значения номиналов этих компонентов используются для более мощного подавления помех.
Для сетей 110 V/60 Гц (АС): С2 = 150нФ/160V(АС) R2 = 680 кОм
Рис 7. Схема применения с низкочувствительными симисторами
В предлагаемой схеме используются симисторы
типа КУ602Г, КУ208Г1 или ТС106-10, имеющие большие значения отпирающего тока управления
(> 30 мА).
Сигнал управления симистором усиливается и инвертируется транзистором Т1 типа КТ315.
Тип симистора |
Максимальное напряжение в закрытом состоянии Vdrm max, V |
Максимально допустимый ток в открытом состоянии It max, A |
Отпирающий ток управления Igt max, мА |
R11 |
КУ602Г |
400 |
2,5 |
30-70 |
10кОм |
КУ208Г1 |
400 |
5 |
160-250 |
51...240 |
ТС 106-10-4 |
400 |
10 |
60-230 |
100 |
ТС 112-10-4 |
400 |
10 |
100-230 |
51 |
Симисторы КУ602Г, КУ208Г1, ТС106-10, ТС112-10 3-х квадрантные, т.е. управляются отрицательным напряжением относительно условного анода (на схеме А). Условным анодом симистора принято считать вывод соединенный с его корпусом (по аналогии с тринистором) или со средним выводом для пластмассового корпуса ТО-220.
Замечания по применению.
Помехи синхронизации могут быть подавлены, установкой на входе синхронизации конденсатора фильтра С4 с величиной емкости от 3,3 до 33 нФ. Увеличение величины С4 смещает диапазон регулировки фазовых углов в сторону минимальной яркости. В то же самое время, улучшается устойчивость к наведенным от линии помехам, например, при С4 = 33 нФ амплитуда помехи в 30V не вызывает никаких ошибок синхронизации в диапазоне 150..1500 Гц.
Емкость С4 (нФ) |
Фазовый угол (град) |
Допустимая амплитуда помехи (В) |
3,3 |
От 151 до 43 |
20 |
6,8 |
От 148 до 40 |
Плавно повышается с увеличением С4 от 20 до 30 |
10,0 |
От 147 до 39 |
|
15,0 |
От 144 до 36 |
|
33,0 |
От 136 до 28 |
30 |
Схема ФАПЧ
Схема ФАПЧ через вывод 14 может подстраиваться, чтобы достигнуть минимума мерцания и максимума шумовой устойчивости.
Схема работоспособна при величине емкости интегрирующего конденсатора C5 на выводе 14 до 100 нФ.
Схемы расширения
Все функции переключения и управления микросхемой К145АП2 могут также быть выполнены с помощью удаленных схем называемых устройствами расширения, которые подключаются к входу ЕХТ (вывод 4). Вход SEN соединен с сенсором. Распознавание касания сенсора происходит, если потенциал "L" приложен к входу SEN в течение обеих полуволн сети. Вход ЕХТ задуман для приема логических сигналов от удаленных электронных сенсоров или механических кнопок. Распознавание касания удаленного сенсора или нажатия кнопки происходит, если высокий потенциал "Н" приложен к входу ЕХТ в течение обеих полуволн сети. Вход SEN (вывод 3) и вход ЕХТ (вывод 4) имеют равный приоритет.
Рис 8. Схема удаленного сенсорного управляющего устройства (устройства расширения)
Беспроводное дистанционное управление
Подключение приемника беспроводного дистанционного управления производится к входу расширения ЕХТ (вывод 4). Все функции К145АП2, могут быть выполнены при помощи передачи по единственному каналу двоичных сигналов для управления входом ЕХТ по аналогии с проводным устройством расширения. Пример разработанной отечественными умельцами схемы приемника сигналов ДУ по стандарту RC-5 показан на Рис 9 (часть элементов не важных для понимания данного применения не показана). Для элементов приемника сигналов ДУ схема имеет отдельную цепь питания -5,6 В (С4, D3, D4, C5). Подбором резистора R7 добиваются напряжения -5 В на выводе 1 фотоприемника.
Рис 9. Схема подключения приемника сигналов ДУ (устройство расширения)
Микросхему фотоприемника TFMS5360
можно заменить на ILMS5360. Нежелательно применять фотоприемники типа:
TSOP1736, TSOP1836 или SFH506-36 из-за слишком большого тока потребления.
На рисунке, представленном ниже приведена схема обеспечивающая возможность использовать ДУ на ИК-лучах большинства пультов бытовой аппаратуры.
Достаточно любую кнопку пульта ДУ удерживать нажатой более 1с, и произойдет срабатывание переключателя. (При традиционном использовании пульта длительные нажатия кнопок не используются.) Если же надо управлять нагрузкой, не включая основное устройство, для которого пульт и предназначен, можно воспользоваться кнопками вспомогательных режимов — они не приводят к существенным изменениям в основном устройстве.
Переключатель состоит из стандартного ИК-приемника (DA1) и двух счетчиков (DD1.1, DD1.2) для подсчета приходящих с пульта ДУ импульсов. Низковольтное питающее напряжение стабилизировано стабилитроном VD2.
Блок потребляет из сети ток не более 6.7 мА. Этого удалось добиться за счет применения симисторных оптронов с током включения 5мА МОС3063 (можно заменить аналогичным, с большим допустимым коммутируемым напряжением — МОС3083), а также необычной схемой включения оптрона. Он стоит в цепи питания последовательно с основной схемой управления — это избавляет от необходимости брать из сети для его включения дополнительный ток. Оптрон обеспечивает гальваническую развязку частей схемы и может управлять любым силовым симистором.
Применяемый оптрон имеет полезное свойство — встроенный нуль-орган, благодаря чему обеспечивает коммутацию управляющего тока только в момент перехода фазы напряжения через ноль, что избавляет от коммутационных помех.
Для уменьшения вероятности ошибочного срабатывания схемы при появлении на входе оптических помех предусмотрено автоматическое обнуление первой группы счетчиков в случае, если они находятся в статическом режиме более 1 с (обычно помехи бывают кратковременны) и счетчик DD1.1 не успевает досчитать до переключения DD1.2. Эту задачу выполняют элементы: R3, R4, VT2, VT1 (конденсатор С2 обеспечивает задержку появления открывающего транзистор VT2 напряжения). Если на выводах 4 или 5 счетчика DA1.1 по каким-то причинам долго присутствует лог. 1 — это вызовет открывание транзисторов VT1 и VT2 — короткий импульс напряжения на входе DA1/7 обнуляет счетчик.
При монтаже применялись радиодетали: резисторы МЛТ и С2-23, конденсаторы С1 и СЗ — К50-16 (или их зарубежные аналоги из серий SR, GR), С2 - К10-17; С4 — К73-17 на 400 или 630 В. Диод VD1 можно заменить любым импульсным. Стабилитрон VD2 подойдет любой малогабаритный на 5,1V.
Настройка:
Чтобы уменьшить вероятность повреждения элементов из-за ошибок, лучше монтаж проводить в два этапа. Сначала устанавливаются только элементы источника питания (СЗ, VD3, R5–R7, С4), стабилитрон VD2 и оптопара U1. После включаем схему в сеть. Если все собрано правильно – лампа (EL1), показанная в качестве нагрузки, будет светиться. Проверяем напряжение на стабилитроне VD2 — оно должно быть около 5,2V.
Устойчивость к помехам
Заданное в цифровой форме время реакции на любой сигнал приблизительно равное 50 мс гарантирует высокую помехоустойчивость против кратковременных электрических изменений на управляющих входах и в то же время позволяет работать без заметной задержки.
Применение специальной встроенной схемы на входе ЕХТ означает, что даже большая емкость управляющей линии не будет вызывать помехи.
В случае аварии питания, ранее установленное состояние сохраняется примерно 1с. Если авария питания продолжается более длительное время, схема переходит в выключенное состояние.
Особенности синхронного генератора (схема ФАПЧ) таковы, что помехи не приводят к сбою работы светорегулятора, а лишь могут вызвать небольшие изменения яркости.
Общая Информация
Использование сенсора накладывает жесткие ограничения на фазировку питания светорегулятора. Т.е. если на касание сенсора устройство реагирует не всегда и нечетко, следует поменять местами сетевые провода.
Для того, чтобы повысить чувствительность сенсора и устранить зависимость от фазировки, можно применить специальную схему.
Рис 10. Схема устранения зависимости от фазировки
Для управления микросхемой используется усилительный каскад на полевом транзисторе Т2. При прикосновении к сенсору на затворе этого транзистора наводится переменная ЭДС, ограниченная с обеих сторон двуханодным стабилитроном D5. Переменное напряжение, снимаемое со стока транзистора, выпрямляется выпрямителем на диодах D3, D4. Двуханодный стабилитрон D5 может быть любым из ряда КС162, КС170, КС182, полевой транзистор Т2 типа КП103 с буквами А, Б, Е,Ж, И. Все временные спецификации основаны на частоте сети 50 Гц. В случае частоты сети 60 Гц, временные интервалы соответственно уменьшаются.
Следующее устройство состоит из К145АП2 с соответствующими цепями коррекции и защиты, узла формирования синхроимпульса на элементах СЗ, R6, узла управления симистором на транзисторе VT1, R4, R5. Питается регулятор непосредственно от сети 220V через однополупериодный выпрямитель, состоящий из гасящей цепочки R7, С5 и диода VD3. Отрицательное стабилизированное напряжение -14V, снимается со стабилитрона VD2 и подается на вывод 5 микросхемы DA1. Дроссель Др1 и конденсатор С6 образуют фильтр для подавления высокочастотных помех, возникающих при работе регулятора. Резистор R7 мощностью 1 Вт. В качестве R1 желательно применить высокоомный резистор типа КИМ сопротивлением 10-20 МОм или набрать его из нескольких соединенных последовательно резисторов.
Конденсаторы С1, С2, С3 - КМ, К10, КД, С4 - 50-100 мкФ на напряжение не менее 25В, С5, С6 типа К73-11, К73-17 на напряжение не ниже 400 В. Стабилитроны VD1, VD2- Д814Д, диод VD3 - КД209Б. Транзистор любой из серии КТ315, Симистор - ТС112-10. Дроссель Др1 выполнен на ферритовом стержне диаметром 8 мм и длиной 50 мм. Содержит 150 витков провода ПЭВ 0,5-0,6 мм, намотанных виток к витку в два слоя на бумажной гильзе. После намотки дроссель необходимо пропитать лаком, в противном случае при работе регулятора возможно неприятное на слух дребезжание его витков.
Обычно, изготовленный из исправных деталей и без ошибок, регулятор начинает работать сразу. Необходимо заметить, что при нагрузке менее 60Вт регулятор работает нестабильно, к тому, же требует строгой фазировки подключения к сети согласно схеме, т.е. ноль на нулевой провод, а фазу - на фазный провод.
Схема включения микросхемы К145АП2 - регулятор света.
Микросхема К145АП2 в типовой схеме включения требует соблюдения фазировки подключения.
Принципиальная схема и внешний вид сенсорного регулятора на 145АП2 (первый вариант)
Принципиальная схема и внешний вид сенсорного регулятора на 145АП2 (2 вариант) позволяет использовать симисторы типа BT138-600.
Повышение надежности.
Для предотвращения выхода из строя микросхемы К145АП2 (высоковольтными импульсами, возникающими при искрении в сетевой розетке) предлагается включить между ее выводами 2 и 15 стабилитрон КС215Ж, заменить резистор, через который на вывод 2 поступает сигнал синхронизации, пятью соединенными последовательно резисторами с суммарным сопротивлением, равным сопротивлению заменяемого, и подключить параллельно симистору варистор.
Сенсорный регулятор освещения (без соблюдения фактора «фазового провода»).
Микросхема К145АП2 имеет два входа управления:
Вход IN1 управляется напряжением высокого уровня, Вход IN2 управляется напряжением низкого уровня. Чтобы устранить влияние фазового провода, для управления микросхемой используется усилительный каскад на полевом транзисторе VT1.
При касании сенсора на затворе этого транзистора наводится переменная ЭДС, ограниченная с обеих сторон двуханодным стабилитроном VD1. Переменное напряжение, снимаемое со стока транзистора, выпрямляется выпрямителем на диодах VD2, VD3. Напряжение более –5В на выводе 3 К145АП2, является достаточным для управления. По выходу 4 DD1 возможно управление с помощью переключателя SB1, которое полностью аналогично управлению сенсором. Выходной ток усиливается транзистором VT2.
На вывод 2 DD1 подаются синхроимпульсы для работы системы ФАПЧ микросхемы. Дроссель L1 и конденсатор С9 уменьшают проникновение в сеть помех, возникающих при открывании симистора VS1.
Микросхема DD1 и транзисторы питаются постоянным напряжением отрицательной полярности от однополупериодного выпрямителя на элементах VD4, C6, VD5, VD6, HL1, R8, C8, R13. Светодиод HL1 предназначен для подсветки регулятора в темноте. (можно не ставить)
Постоянные резисторы МЛТ C2-23 соответствующей мощности. Резисторы R13 и R14 лучше взять типа Р1-7 или импортные.
Конденсаторы C8, С9 можно использовать типа К73-17 на напряжение не ниже 400 В.
Стабилитрон VD1 — любой двуханодный на напряжение 6–9 В, например КС162А, КС170А, КС182А2.
Стабилитрон VD4 — любой на 12,5–15,5 В, например, Д814Д1, КС213Ж, КС215Ж, КС508Б, КС515А.
Диоды VD2 и VD3 — любые маломощные точечные (ГД507, КД521, КД522, КД103).
Диоды VD5 и VD6 — любые выпрямительные на напряжение не ниже 400 В, КД209, КД257, КД258,
IN4004, RL105.
Светодиод HL1 — любой из АЛ307, АЛ336, КИПД21, КИПД35, U500U4F, E1L53-39.
Полевой транзистор VT1 можно заменить на 2П103А, КП103Е, КП103Ж, КП103И.
Транзистор VT2 из серий КТ503А, КТ645, КТ6113, КТ6117, 2SC815, 2SC2001, 2SD261.
Симистор VS любой на напряжение не ниже 400 В и соответствующий нагрузке ток (ТС106-10, ТС112-10,
ТС112-16, КУ208-Г, КУ208Д1, TIC226M).
Конструкция дросселя L1 для мощности ламп не более 1200 Вт можно изготовить на ферритовом кольце
К35·25·7, намотав на него 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,82 мм.
Наладка регулятора:
установите напряжение 5–7V на стоке транзистора VT1 подбором сопротивления резистора R5.
При монтаже дроссель L1 следует расположить как можно дальше от каскада на транзисторе VT1. При необходимости следует применять экранирование или этого каскада, или дросселя. Если используется симистор в пластмассовом корпусе Т0220, то при мощности нагрузки более 40 Вт его следует установить на теплоотвод.
При длительной работе регулятора с максимальной мощностью температура корпуса симистора и дросселя не должна превышать 60С.
Сенсорный регулятор мощности на микросхеме К145АП2 состоит из БИС К145АП2 с соответствующими цепями коррекции и защиты, и узла формирования синхроимпульса на элементах С3, R6, узла управления симистором на транзисторе VT1, R4, R5. Питается регулятор непосредственно от сети 220 В через простейший однополупериодный выпрямитель, состоящий из гасящей цепочки R7, С5 и диода VD3. Отрицательное стабилизированное напряжение -14 В снимается со стабилитрона VD2 и подается на вывод 5 микросхемы DA1. Дроссель Др.1 конденсатор С6 образуют фильтр для подавления высокочастотных помех, возникающих при работе регулятора. Все резисторы типа МТ-0,125, R7 - 1 Вт. R1 - типа КИМ сопротивлением 10-20 МОм или набор его из нескольких последовательно соединенных резисторов.
Конденсаторы С1, С2, С3 - КМ, К10, КД, С5, С6 типа К73-11, К73-17 на напряжение не ниже 400V.
С4-любой электролит емкостью 50-100 мкф на напряжение 25V.
Стабилитроны VD1, VD2 - Д814Д, диод VD3 - КД209Б.
Транзистор из серии КТ315, симистор - ТС112-10. Дроссель Др.1 выполнен на ферритовом стержне диаметром 8мм L=50мм. Содержит 150 витков провода ПЭВ 0,5-0,6 мм, намотанных виток к витку в два слоя на бумажной гильзе.
Ниже на рисунке представлена схема с использованием фотоприемника от ТВ Горизонт или подобного, имеет малые размеры низкое потребление и хорошую помехозащищенность.
Микросхема К145АП2 напряжение питания — -15В, потребляемый ток — от 0,5 до 2 мА.
Резистор R9 подбирается так, чтобы при удержании клавиши на пульте нажатой транзистор Т2 был открыт, а при кратковременном нажатии выделялся импульс достаточный для включения или выключения.
R7,D3,C9 - стабилизатор питания фотоприемника.
R8,C7,D4,R9- Преобразователь пачки импульсов с пульта в постоянную составляющую.
R9 определяет время разряда C7 и подбирается для конкретного пульта.
R10,C8 - фильтрует ложные импульсы и исключает случайные включения и выключения.
Детали:
V1 - КТ315Б, VS1 - КУ602Б, D1 -КС215Ж, D2 - КД103Б, R1 - 200(0,5W), R2 -1,3К(1W), R3 -10К(0,25W), R4 -
100(0,25W), R5 -1,2М(0,5W), R6 -4,7М(0,5W), R7 -510К(0,25W), R8 -4,7М(0,25W), R9 - 4,7М (0,25W), С1 -
0,1(400V), C2 - 0,15(400V), C3 -50мк (электролит. 25V), C4 - 470(63V), C5 -0,047(63V), C6 -0,047(63V), D1 -
КС215Ж, FU1 - 2А.
Дроссель L1 - 150 витков ПЭЛ-0,4 на ферритовом стержне 400-600НН.(любой от помех)
Рекомендуется симистор VS1 - КУ602Б заменить на ТС 112-10-7 или подобный. А так же включить
параллельно резистору R6 стабилитрон D3 - КС175А (как на схеме).
Подбором резистора R6 выберите необходимую чувствительность. Его сопротивление должно быть в
пределах 4,7М...1,2М. Сенсором может служить любая металлическая пластина размерами от 3 до 500
кв./см. Ежели вас не устраивает сенсорный вариант, то выключатель легко можно переделать на
контактный.
Для этого удалите элементы R8, R9, D3, E1. Сопротивление R6 должно быть 100К. А между выводами 5 и 3
микросхемы введите контакты выключателя или кнопки.
Световой автомат «Светофон»
Назначение элементов:
микрофонный усилитель на транзисторах VT1 —VT4 (R1 и R6 регулируют чувствительность; С4-VD1-VD2-С5 — выпрямитель с умножением на 2 напряжения звукового сигнала; С6 — фильтрует импульсные помехи для исключения случайных срабатываний;
Цепочка R10, С8 обеспечивает формирование короткого импульса при включении. Для звуковой индикации выполнен генератор на элементах микросхемы DD1.3, DD1.4 и излучателе BQ1; от элементов C7-R9 зависит длительность работы звукового генератора при приеме акустического управляющего сигнала.О деталях: резисторы МЛТ, конденсаторы неполярные типа К10-17 (С13 - К73-17 на 400 В), полярные — К50-35. Стабилитрон VD6 любые типы, которые обеспечат напряжение на конденсаторе С12 в пределах 14…15 В. Симисторы - ТС106-10-6, ТС112-10-6, КУ602Г.
При окончательном монтаже устройства соблюдайте фазировку подключения в сеть, иначе сенсор работать не будет.
Ниже представлены разные схемы включения:
Схема электрическая принципиальная регулятора электронного «АРС-0,24»
Примечание. При замене Q2 на КУ208Г, необходимо заменить Q1 на КТ3102В, a R3 на 27 Ом
• Vcc=10В
• fSync=45 - 65 Гц
• Iout=25мA
• Тип корпуса -DIP-8,SOP-8
• Режим "плавного включения" лампы
DIMMER
Управление реализовано на генераторе коротких импульсов, синхронизированном с частотой сети за счет пульсирующего напряжения питания, собранном на аналоге однопереходного транзистора (VT2, VT3).
Эти импульсы управляют открыванием тиристора VS1. Аналоги транзисторов: S9012 - KT502, S9013 - KT503.
Также генератор
управляющих импульсов содержит управляемый напряжением источник тока на
транзисторе VT1, благодаря чему стало возможным изменять момент открывания
тиристора, посредством изменяющегося напряжения на конденсаторе С2.
При замыкании одной из кнопок (SА1,SА2) управления светорегулятором, напряжение на затворе VT1 по мере заряда или разряда конденсатора С1 через резистор R2, будет либо увеличиваться, либо уменьшаться. Если ни одна из кнопок не нажата, то на конденсаторе С1 некий потенциал остается. Конденсатор подбирается с возможно меньшим током утечки. От величины напряжения на затворе VT1 зависит напряжение на истоке, через который заряжается конденсатор С2.
Питается устройство от сети 220V, через диодный мостовой выпрямитель,
гасящий резистор R1 и параметрический стабилизатор на стабилитроне 5,6-7,5в. В качестве стабилитрона
использован переход транзистора S9014.
От типа применяемого тиристора зависит мощность
подключаемой нагрузки. При подборе учитывается единственное требование - малый
ток открывания тиристора. Если теоретически мощность не будет превышать 60Вт -
это стандартная настольная лампа, то будут хорошо работать тиристоры
извлеченные из китайского контроллера управления новогодними гирляндами.
Собран dimmer на плате, размером 45 на 45 мм. Размещается в корпусе любого светильника или в отсеке выключателя освещения, который закрывается декоративной пластинкой с выведенными наружу кнопками управления.
И напоследок о подборе резистора R4. Основная задача
резистора поддержать генератор в рабочем состоянии, или если нужно поднять
нижнюю границу регулирования. Подбирается по едва заметному свечению нити
лампы, что при полном выключении регулятора сказывается на потреблении от сети,
- единицы ватт (это и есть недостаток простоты).
В целом схема
регулятора, при своей простоте, показывает неплохую работу, значение выбранного
уровня, не меняется на протяжении нескольких часов.
По материалам:
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги т. 2. — 1999 г.
Радиохобби №3, 1999