Фазовый регулятор К1182ПМ1

Общее описание: Микросхема К1182ПМ1 (старое название КР1182ПМ1) является новым решением проблемы регулировки мощности в классе высоковольтных мощных электронных схем. Благодаря уникальной технологии возможно применение ИС для сети переменного тока до 230В, при этом необходимо минимальное количество внешних элементов. Непосредственное применение ИС — для плавного включения и выключения электрических ламп накаливания или регулировки их яркости свечения. Так же успешно ИС может применяться для регулировки скорости вращения электродвигателей мощностью до 150 Вт (например, вентиляторами) и для управления более мощными силовыми приборами (тиристорами). Микросхема имеет два силовых вывода для включения в цепь последовательно с нагрузкой, два вспомогательных вывода и два входа управления для подключения регулировочного резистора, конденсатора или других элементов управления.

• Защита лампочки от перегорания при включении
• Регулировка яркости свечения лампы накаливания
• Плавное включение и выключение лампы накаливания
• Последовательное включение с нагрузкой
• Ограничение выдаваемой на нагрузку мощности при достижении
  предельно допустимой мощности рассеивания ИС.
• Низковольтные и маломощные внешние элементы управления
• Температурный диапазон от минус 40° до +70°С

Типы корпусов

Таблица назначения выводов (Power DIP-(12+4))
Номер вывода	Назначение вывода	Номер вывода	Назначение вывода
1	Не используется	9	Управляющий электрод Ust2+
2	Не используется	10	Напряжение сети AC2
3	Подключение емкости C-	11	Напряжение сети AC2
4	Не используется	12	Не используется
5	Не используется	13	Не используется
6	Подключение емкости C+	14	Напряжение сети AC1
7	Не используется	15	Напряжение сети AC1
8	Не используется	16	Управляющий электрод Ust1+

Таблица назначения выводов (DIP-8)
Номер вывода	Назначение вывода	Номер вывода	Назначение вывода
1	Напряжение сети AC1	5	Подключение емкости C+
2	Напряжение сети AC1	6	Управляющий электрод Ust2+
3	Управляющий электрод Ust1+	7	Напряжение сети AC2
4	Подключение емкости C-	8	Напряжение сети AC2

Таблица назначения выводов (SO-8)
Номер вывода	Назначение вывода	Номер вывода	Назначение вывода
1	Подключение емкости C-	5	Управляющий электрод Ust2+
2	Не используется	6	Напряжение сети AC2
3	Не используется	7	Напряжение сети AC1
4	Подключение емкости C+	8	Управляющий электрод Ust1+

ИС К1182ПМ1 состоит из двух высоковольтных тиристоров, включенных встречно-параллельно и управляемых от блока управления BU через два развязывающих диода. Блок BU запитывается от диодного моста, выпрямляющего сетевое напряжение. Силовые выводы ИС — AC1 и AC2, выводы UST1+ и UST2+ служат для подключения емкостей, обеспечивающих требуемую задержку включения тиристоров на каждой полуволне сетевого напряжения относительно нуля фазы напряжения, приложенного к микросхеме. Эти емкости также гарантируют закрытое состояние тиристоров в момент включения ИС в сеть. Выводы С+ и С- служат для подключения элементов управления (емкости, резистора, оптронной пары и т.д.).

Функциональная схема

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ (T = 25°C)
Наименование параметра	Обозн.	Min	Max	Условия
Остаточное напряжение тиристора, В для Power DIP-(12+4) и DIP-8	Usat	—	2.6	I=1.0A
Остаточное напряжение тиристора, В для SO-8		—	2. 0	I=0.25A
Ток потребления, мА	Icc	—	2.0	Ui1=0В, Ui2=400B
		—	5.0	Ui1=6B, Ui2=400B
Ток входа блока управления, мкА	Ic	40	150	Ui1=0B, Ui2=100B
Ток входа управления тиристорами, мА	It	—	0.2	Ui1=0B, Ui2=100B
		0.15	0.9	Ui1=3B, Ui2=100B
		0.4	1.2	Ui1=6B, Ui2=100B
Ток утечки входа блока управления, мкА	Ih	—	30	Ui1=6B

ПРЕДЕЛЬНЫЕ И ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
Наименование параметра	Обозн.	Норма не менее	Норма не более
Напряжение сети, В	Ucc	80	276
Ток нагрузки, А для Power DIP-(12+4) и DIP-8	Ic	—	1.2
Ток нагрузки, А для SO-8		—	0.3
Ток потребления, мА	Icc	—	5
Мощность нагрузки, Вт для Power DIP-(12+4) и DIP-8	PI	—	150
Мощность нагрузки, Вт для SO-8		—	40
Частота сети, Гц	f	40	70
Рассеиваемая мощность, Вт, при Tвыв=90°C для Power DIP-(12+4)	Ptot	—	4
Рассеиваемая мощность, Вт, при Tокр=70°C для Power DIP-(12+4)		—	1
Рассеиваемая мощность, Вт, при Tокр=70°C для DIP-8		—	0. 6
Рассеиваемая мощность, Вт, при Tокр=70°C для SO-8		—	0.5
Температура окружающей среды	Tamb	-40	70
Температура хранения	Tstg	-55	150
Допустимое значение статического электричества, В	Use	—	500

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ

ДРУГИЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ

Так как допускается использование ИС с лампами накаливания мощностью не более 150 Вт (ограничение в 150 Вт связано, в первую очередь, с возможным включением прибора в сеть штепсельной вилкой в положении регулировочного резистора “полная яркость” на холодную спираль лампы, что вызовет протекание импульсного тока через ИС около 10 А), то для применения с более мощными лампами и устройствами возможно параллельное соединение двух и более микросхем, при этом допустимая мощность увеличивается пропорционально количеству микросхем, количество элементов управления остается прежним.

Элементы управления подключаются к одной микросхеме, остальные микросхемы соединяются между собой выводами силовых тиристоров, закорачиваются входы управления С+ и С- каждой микросхемы, кроме первой. Такое соединение показано для двух микросхем на рисунке, допустимая мощность при этом возрастает в два раза.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИС

(Обращаем внимание потребителей, что в приведенных схемах применения отсутствуют сетевые фильтры, необходимые для подавления помех в подобных схемах — использующих фазовые методы регулировки. Расчет и разработку необходимых фильтров мы передаем на откуп потребителям нашей ИС, учитывая наши недостаточно высокие познания в этом вопросе.)
1. При использовании ИС в схемах управления лампами накаливания необходимо помнить, что в холодном состоянии сопротивление спирали лампы приблизительно в 10 раз меньше, чем в разогретом. При этом амплитудное значение тока в момент включения лампы мощностью, например, 150 Вт достигает 10 А. Конструкция микросхемы выдерживает такой ток только несколько миллисекунд. Разогрев же спирали лампы определяется в несколько полупериодов сетевого напряжения. Схема плавного включения позволяет путем постепенного увеличения фазового угла постепенно увеличивать подаваемое на лампу напряжение, что позволяет ее спирали разогреться до максимальной температуры к моменту подачи полной фазы. При этом осциллографические исследования показали, что при рекомендуемых значениях номиналов внешних элементов для схемы плавного включения ток через лампу мощностью 150 Вт за весь интервал включения не превышает 2-2.5 А.

2. Все вышесказанное относится к схеме плавного включения лампы при условии, что включение производится ключем К (на основной схеме включения), а не штепсельной вилкой. При включении лампы в сеть штепсельной вилкой микосхема будет подвергаться значительным токовым перегрузкам по следующим причинам. Если первоначально лампа плавно включится, то после отключения лампы от сети внешняя емкость С3, задающая время включения, будет разряжаться только своим током утечки (так как входное сопротивление входа управления очень велико), и в течении неопределенного времени будет оставаться заряженной. Если в это время снова подать сетевое напряжение (спираль уже остыла), то схема будет пропускать почти полную фазу сетевого напряжения, лампа и микросхема будут выдерживать токовую перегрузку до разогрева спирали. Этот режим аналогичен включению в сеть штепсельной вилкой лампы со схемой регулировки яркости, когда регулировочный резистор стоит в положении, соответствующем полной яркости. Эти режимы для ИС являются достаточно тяжелыми и при многократном повторени будут уменьшать надежностные характеристики микросхемы, поэтому основная рекомендация заключается в следующем:

• включение в сеть штепсельной вилкой ламп мощностью выше 100 Вт желательно про-изводить с положением выключателя К “замкнуто”;
• в конструкции приборов с регулировкой яркости желательно совместить сетевой выключатель с регулировочным резистором, при этом выключатель должен размыкаться после вывода резистора на минимальное значение (верхний рисунок), этому будет соответствовать состояние лампы “выключено”. В этом положении рекомендуется и включать устройство в сеть. При использовании маломощного выключателя (нижний рисунок) его замыкание должно происходить после вывода резистора на минимальное значение, это также соответствует состоянию лампы “выключено”, включение в сеть штепсельной вилкой желательно производить в этом же положении.

3. При использоваании ИС в схемах регулировки скорости вращения электрических двигателей, например, вентиляторов, необходимо помнить о том, что микросхема обеспечивает задержку включения тиристоров относительно нуля фазы переменного напряжения, приложенного на нее. При индуктивной нагрузке фаза напряжения на микросхеме сдвинута относительно фазы сетевого напряжения. Если при этом индуктивная нагрузка оказывается чувствительна к несимметричности полуволн положительной и отрицательной полярности, например, намагничивание сердечников индуктивностей, то при одинаковом угле отсечки, формируемом микросхемой, средние токи через индуктивную нагрузку окажутся различными, что в конечном итоге может неблагоприятно сказываться на КПД двигателей. Поэтому следует обратить внимание на это явление при решении вопроса о применении ИС для каждого конкретного типа двигателя.

Вариант управления двумя тиристорами.

Вариант цепи управления с дистанционным регулированием ШИМ сигналом (ток 10мА) и плавный пуск.

Вариант управления симистором.

1182pm1 new

На Фиг.3.1 уровень задается емкостью C3, на Фиг.3.2 потенциометром R.

Если в данный момент времени на вывод 1 приложено более положительное напряжение, чем на вывод 2, то выходным током управляемого преобразователя 15 будет заряжаться емкость С2 (на Фиг.3), подключенная к входу 3 управления тиристором 7. Ток для питания управляемого преобразователя будет протекать через вывод 1, транзистор 14 P-N-P-типа проводимости, диод 10, управляемый преобразователь 15, диод 11 и вывод 2 УРМ.

Транзистором 14 емкость С1 (на Фиг.3) будет поддерживаться в разряженном состоянии. Когда напряжение на емкости С2 возрастет до уровня, соответствующего порогу открывания тиристора 7, последний включится и будет пропускать ток в нагрузку. Управляемый преобразователь 15 шунтируется тиристором 7, который остается включенным до конца полупериода сетевого напряжения (или до конца протекания тока при работе на индуктивную нагруз-

ку).

Таким образом, управляемый преобразователь 15 с помощью емкости С2 сформирует задержку включения тиристора 7. При пороге открывания тиристора 0.7 В задержка включения определится как

t= (0.7*С2)/ Iвых15 (1), где:

•t — время задержки включения тиристора;

• 0.7 — порог [В] открывания тиристора;

•Iвых15 — выходной ток управляемого преобразователя 15;

•С2 — значение емкости С2.

После того как напряжение между выводами 1 и 2 изменит свою полярность, т.е. напряжение на выводе 2 станет более положительным, чем на выводе 1, тиристор 7 окажется включенным в обратном направлении и не будет пропускать ток, а диодный мост из диодов 9, 10, 11 и 12 начнет запитывать управляемый преобразователь 15. Ток будет протекать через вывод 2, база-коллекторный переход транзистора 13, диод 9, преобразователь 15, диод 12, вывод 1.

Емкость С2, подключенная между выводами 3 и 2 (на Фиг.3), начнет разряжаться транзистором 13; емкость С1, подключенная между выводами 4 и 1 (на Фиг.3), начнет заряжаться выходным током управляемого преобразователя 15, и через время t (формула 1) напряжение на ней достигнет порогового уровня включения тиристора 8. Тиристор включится, начнет пропускать ток в нагрузку и зашунтируе управляемый преобразователь.

Таким образом, на одной полуволне сетевого напряжения одна из емкостей заряжается и с необходимой задержкой включает тиристор, другая емкость разряжается одним из дополнительных транзисторов, включенных в плечо диодного моста, на другой полуволне функции емкостей меняются.

Резисторы R4 и R5 служат для разряда емкостей С1 и С2 (Фиг.3) при отключении устройства от сети.

Управляемый преобразователь напряжения в ток 15 состоит из вторичного источника напряжения (резистор R1, стабилитрон D1 и транзисторы Т1, Т2 и Т3), запитывающего генератора токов (резистор R2, транзисторы Т4, Т5 и Т6, диод D2), собственно преобразователя напряжения в ток (транзисторы Т7, Т8, резистор R3) и отражательного генератора тока (транзисторы Т9, Т10). Преобразователь 15 работает следующим образом. На вторичный источник напряжения подается выпрямленное сетевое напряжение (через выпрямительные диоды 9, 10, 11, 12), из которого он формирует напряжение 6.3 В (на эмиттере транзистора Т1 относительно вывода 6). Запитывающий генератор задает вытекающий ток входа 6 управляемого преобразователя напряжения в ток коллектором транзистора Т5 (диод D2 служит для

исключения обратного тока входа, который разряжал бы емкость С3 на Фиг.3.1,когда тиристоры 7 и 8 закрыты и, соответственно, вторичный источник питания не формирует 6.3 В), а также запитывает собственно преобразователь коллекторным током транзистора Т6. Собственно преобразователь напряжения в ток состоит из эмиттерного повторителя на транзисторах

апрель 11 г. 10 НТЦ СИТ

Плавное включение ламп накаливания 220в: схема подключения и устройство

Содержание статьи:

• Причины преждевременного перегорания
• Готовые растворы
• Схемы подключения
• Подключение с использованием блока защиты
• Как самому сделать блок защиты

Светодиодные лампы становятся все более популярными, но, несмотря на это, лампы накаливания по-прежнему используются миллионами людей, во многом благодаря низкой розничной стоимости. В эту категорию входят не только лампы накаливания традиционной формы, но и галогенные источники света с цоколем типа ГУ4 или ГУ5,3.

Причины преждевременного перегорания

Диммер лампы накаливания

В подавляющем большинстве случаев лампы накаливания перегорают при включении, когда виток имеет наименьшее электрическое сопротивление. Холодная нить имеет в 10 раз меньше сопротивления, чем нагретая. В результате при розжиге лампы показатель тока достигает 8 А, что может быть критично для холодной спирали.

УПВЛ поможет продлить срок службы источника света — плавное включение ламп накаливания 220 В, схема которых проста. Назначение такого устройства — плавное повышение напряжения на нагрузке, исключены резкие рывки тока в первые секунды после зажигания. Плавный нагрев спирали позволяет увеличить срок службы лампы в 2-3 раза, вместо заявленных 1000 часов.

Принцип работы

Структура диммера и принцип работы

Для измеряемого увеличения подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол вырос всего за 2-3 секунды. Всплеск тока сглажен, что способствует плавному нагреву спирали.

При зажигании лампочки через диод подается полуволна отрицательного типа, показатель мощности в этом случае составляет только половину напряжения. Конденсатор заряжается за положительный полупериод. Когда индикатор напряжения на нем поднимется до индикатора открытия тиристора, на источник света подается сетевое напряжение и он светится в полную силу.

Готовые решения

Имеется множество УПВЛ от российских и зарубежных брендов, позволяющих реализовать плавное включение света. Стоимость таких устройств зависит от их функциональности. Одни модели взаимодействуют исключительно с лампами накаливания, другие дополнительно взаимодействуют с галогенными лампочками. Даже бюджетные модели могут длительное время нести нагрузку до 300 Вт.

Плавное включение лампочки также можно осуществить с помощью фазорегулятора. Его конструкция аналогична УПВЛ, но система управления более сложная и регулятор способен выдерживать большие нагрузки. Габариты устройства задаются размерами радиатора, отводящего тепло от силовой составляющей схемы.

Каждое устройство, обеспечивающее постепенное зажигание ламп накаливания, включается в электрическую цепь последовательно, в разрыв нулевого провода или фазы. Напряжение в нагрузке повышается определенное время, которое фиксировано и не регулируется. Это время устанавливается производителем и может составлять до 3 секунд.

Схемы подключения

Для эффективного плавного зажигания лампы необходима специальная электрическая цепь. С его помощью можно понять, как функционирует УПВЛ и каково его внутреннее устройство.

Обычно при подключении такого устройства используют простейшие тиристорные схемы. Несколько реже используется специальная схема со встроенным симистором. Кроме этих блоков могут использоваться полевые транзисторы, работающие аналогично устройствам постепенного включения.

Лампа 220В мигает: схема тиристора

Схема тиристора

Схема тиристора проста и ее легко изготовить самостоятельно.

Мостовая схема выпрямителя использует лампу в качестве нагрузки и ограничителя тока. На плечах выпрямителя установлены схема подвижного типа и тиристор. Установка диодного моста определяется спецификацией тиристора.

После подачи напряжения в цепь ток начинает течь по нити накала и поступает на мост, а электролит тем временем заряжается резистором. Он начинает открываться при достижении предельного напряжения тиристора, после чего через него проходит ток от лампы. В результате вольфрамовая нить плавно прогревается. Время его нагрева напрямую зависит от емкости конденсатора и резистора, встроенного в схему.

Гладкий на лампы 220 В: схема на симисторе

Устройство на симисторе

Данная схема имеет меньше компонентов за счет использования симистора в качестве силового ключа.

Дроссель, предназначенный для устранения различных помех при открытии силового ключа, может быть выведен из общей сети. Ток, подаваемый на основной электрод, ограничивается резистором. Времязадающая цепь реализована на емкости и резисторе, которые питаются от диода.

Представленная схема работает аналогично предыдущей. Конденсатор открывается, когда он заряжается до величины напряжения открытия симистора, и далее через него протекает ток на лампу.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1

Для создания контроллера плавного зажигания ламп можно использовать специальную микросхему с маркировкой кр1182пм1.

В данной конструкции микросхема сама регулирует напряжение на лампе с нитью накала мощностью до 150Вт. Для управления большей нагрузкой, большим количеством осветительных приборов одновременно в цепь управления нужно включать симистор вспомогательного питания.

Данные устройства способны плавно включать не только лампы накаливания, но и галогенные на 220 В. В электроинструмент также устанавливаются фазорегуляторы, они плавно запускают якорь двигателя, продлевая срок службы устройств в несколько раз.

Категорически запрещается устанавливать диммер для лампы накаливания совместно с люминесцентными и светодиодными лампами. Их принцип работы и схемотехника совершенно разные. Каждая из этих ламп имеет свое устройство постепенного нагрева.

Подключение с помощью блока защиты

Схема подключения к сети блока защиты не составит труда при установке устройства. Устройство подключается двумя разными способами, что напрямую зависит от напряжения применяемых лампочек.

Если в осветительных приборах используются лампы 220 В, блок защиты включается последовательно в цепь. Полярность проводки значения не имеет, главное, чтобы блок подключался к разрыву провода с фазой, то есть последовательно с выключателем.

Если используемые лампы имеют более низкое напряжение (6-24 В) и подключаются к сети через понижающий трансформатор, то блок защиты должен быть подключен на стороне ввода 220 В.

Как самому сделать блок защиты

Создать блок защиты можно следующим образом:

Принцип работы блока:

1. При старте полевой транзистор находится в закрытом состоянии.