押しボタン式調光回路

投稿では、プッシュボタンを押すことで白熱灯と蛍光灯の明るさを制御するために使用できるトライアックベースのプッシュボタン調光回路の構造の詳細について説明しています。

この調光器のもう1つの特徴は、停電中でも輝度レベルを維持し、電力が回復した後も同じランプ強度を提供するメモリです。

ロバート・トルース

前書き

調光回路は操作が簡単で、組み立てが簡単で、回転式ポテンショメータを使用してランプの明るさを制御します。

このような回路はかなり単純ですが、より複雑な調光状況が必要になる場合があります。

の外観 通常の調光回路 光の強さを調整する鈍いノブがあるので、最高ではありません。

さらに、調光器が設置されている固定位置からのみ照明レベルを決定できます。

このプロジェクトでは、見た目が良く、取り付け位置がより柔軟な押しボタン式調光器について話します。ドアのどちら側でも、ベッドサイドテーブルでも、この記事で説明する調光器は排他的です。

この部分には、オン/オフトグルスイッチに一対の押しボタンが装備されています。1つは3秒かけて徐々に光の強度を上げるためのもので、もう1つは正反対のことを行うためのものです。

つまみを調整しながら、光のレベルを希望のレベルに固定し、変更することなく24時間維持することができます。

この調光器は、特定のヒートシンクで500VAまで定格の白熱灯または蛍光灯に適しています。より大きなヒートシンクを取り付けると、最大1000VAまで上げることができます。

建設

表1と表2を参照して、チョークとトランスを準備します。パルストランスの一次巻線と二次巻線の間に十分な絶縁が提供されるように、特別な注意を払ってください。

以下の推奨PCBを使用すれば、構造は非常に簡単になります。

まず、部品レイアウトを参照して、すべての電子部品をPCBに配置します。はんだ付けする前に、ダイオードの極性とトランジスタの向きに注意してください。

ヒートシンクの場合は、アルミニウムの小片（30 mm x 15 mm）をつかみ、長辺の中央で90度曲げます。トライアックの下に置くと、ヒートシンクの準備が整います。

パルストランスとチョークはゴムグロメットを使用して配置され、グロメットの周りに錫メッキされた銅線を使用して所定の位置に締め付けられます。次に、それらは既存の穴にはんだ付けされます。

すべてのコンポーネントがはんだ付けされ、外部ワイヤがリンクされているかどうかを確認します。確認したら、PCBを裏返して下側を明らかにし、メチル化スピリットを使用してすすぎます。このプロセスは、漏れの原因となる可能性のある蓄積されたフラックス残留物を取り除きます。

PCBは、ワッシャーでアース接続された金属製の箱に固定する必要があります。その後、長いコンポーネントのリード線がシャーシに接触しないように、ボードの下に1mmの厚さの絶縁材料を配置する必要があります。

すべての外部配線を接続するには、6方向端子台を選択することをお勧めします。

セットアップ

すべてのセットアップと構成が、プラスチック製または完全に絶縁されたツールを使用して行われていることを確認してください。

この押しボタン式調光回路には、電源を入れると主電源電圧が含まれるため、予防措置を講じることが非常に重要です。

ポテンショメータRV2を調整して、下ボタンを押しながら必要な最小光照明を取得します。

次に、ポテンショメータRV1を微調整して、上押しボタンを押したまま最大の光強度を取得します。最大レベルを取得するまでこれを実行し、それ以上は取得しません。

調整時にランプの負荷が蛍光灯タイプの場合は、特別な注意が必要です。さらに、蛍光負荷が変更された場合は、調整をやり直す必要があります。

蛍光灯の最大照明量を変更する場合は、ランプが点滅し始めるまでゆっくりと光のレベルを上げてください。

その瞬間、光の強度が低下するまでRV1を元に戻します。この高い設定の難しさは、蛍光負荷の誘導特性によるものです。

RV2の範囲内で必要な最小光レベルに到達できない場合は、抵抗R6をより大きな値に交換する必要があります。これにより、より低い光レベル範囲が実現します。小さいR6値を使用すると、光レベル範囲が高くなります。

回路のしくみ

最近の調光器と同じように、電力制御には位相制御トライアックを使用しました。

トライアックは、各半サイクルの事前に決定されたポイントでパルスによってオンになり、各サイクルの終わりに自動的にオフになります。

従来、調光器は標準のRCおよびダイアックシステムを使用してトリガーパルスを生成します。

ただし、この調光器は電圧制御デバイスで動作します。メインからの240Vacは、D1-D4によって修正されます。

全波整流波形は、抵抗R7とツェナーダイオードZD1によって12Vでトリミングされます。

フィルタリングがないため、この12 Vは、各半サイクルの最後の0.5ミリ秒の間にゼロに低下します。

トライアックを駆動するために必要な適切なタイミングとエネルギーを提供するために、プログラマブルユニジャンクショントランジスタ（PUT）Q3がコンデンサC3とともに使用されます。

さらに、PUTは次のようにスイッチのように動作します。アノード（a）の電圧がアノード-ゲート電圧（ag）よりも大きい場合、アノードからカソード（k）への経路で短絡が発生します。

アノードゲートの電圧はRV2によって決定され、通常は約5〜10Vです。

コンデンサC3は抵抗R6を介して充電され、その両端の電圧が「ag」端子よりも増加すると、PUTはパルストランスT1の一次側を使用してC3の放電を開始します。

その見返りとして、これによりT1の2次セクションにパルスが生成され、トライアックがゲートされます。

抵抗R6への電圧供給が平滑化されていない場合、コンデンサC3の電圧上昇は、コサイン修正ランプと呼ばれるシナリオを経験します。これにより、制御電圧に対して光レベルがより比例して変化します。

コンデンサC3が放電された瞬間、PUTは個々の部品に応じてオンのままになるか、スイッチがオフになります。

コンデンサC3は急速に充電されるため、電源を切ると再び発火する可能性があります。どちらの状況でも、調光器の動作は影響を受けません。

さらに、半サイクルが終了する前にC3がPUTの「ag」電圧に充電されなかった場合、「ag」電位が低下し、PUTが発火します。

操作のこの重要な部分は、主電源電圧へのタイミングの同期をもたらします。この重要な理由により、12V電源はフィルタリングされません。

C3の充電率（そして最終的には各半サイクル内でトライアックをオンにするのにかかる時間）を調整するために、RSとD6のセカンダリタイミングネットワークが使用されます。

R5の値はR6よりも小さいため、コンデンサC3はこのパスを使用してより速く充電されます。

RSへの入力を約5Vに設定すると、C3は4.5 Vまで急速に充電され、R6の値のために速度が低下するとします。このタイプの充電は、「ランプとペデスタル」として知られています。

RSによって与えられる最初のブーストのために、PUTは最初に発火し、トライアックはより多くの電力を負荷に分配しながら早くオンになります。

したがって、R5の入力の電圧を調整することにより、出力電力の制御を試みることができます。

コンデンサC2はメモリデバイスとして機能します。 PB1（上ボタン）を使用してR1で放電するか、PB2（下ボタン）を使用してR2で充電することができます。

コンデンサC2は12V電源の正端子から接続されているため、コンデンサが放電された瞬間に、電圧はゼロボルトラインに対して急上昇します。

ダイオードD5は、電圧がRV1で設定された値を超えて上昇するのを防ぐためにあります。コンデンサC2は、抵抗R3を使用してQ2の入力に接続されています。

高い入力インピーダンスを保持する電界効果トランジスタ（FET）Q2もあります。したがって、入力電流は実質的にゼロであり、ソースはいくつかのレベルでゲート電圧を追跡します。明確な電圧変動は、特定のFETによって異なります。

その結果、ゲート電圧が変化すると、C2とRSの電圧も変化します。

PB1またはPB2のいずれかが押されると、トライアック発火点をトリガーするコンデンサ電圧と負荷に供給される電力が異なる場合があります。

押しボタンを離すと、コンデンサはこの電圧を長時間「保持」します 電源を切っても！

ディマーメモリに影響を与える要素

ただし、メモリ時間は、以下に概説するようにいくつかの要因に依存します。

1. 漏れ抵抗が100,000メガオームを超えるコンデンサを使用する必要があります。さらに、定格電圧が200V以上の適切なコンデンサを選択してください。さまざまなブランドを選択できます。
2. 押しボタンスイッチは、240Vac動作の定格である必要があります。これらの種類のスイッチはより良い分離を持っており、それは接点間のより大きな絶縁を意味します。プッシュボタンを物理的に分解することで、プッシュボタンがメモリ時間の低下の原因であるかどうかを特定できます。
3. プリント基板全体に漏れがある場合、それは問題です。 Q2のソースから移動するパスがあるようで、どこにも行かないように見えることに気付くかもしれません。高電圧部品からの漏れを防ぐガードラインです。別の構造アプローチを採用している場合は、空中ジョイントまたは高品質のセラミックスタンドオフを介して、R3とQ2、およびR3とC2の接合部を確立するようにしてください。
4. FETはそれ自体で有限の入力抵抗を備えています。数え切れないほどのFETが試され、それらすべてが機能しました。それでも、可能性を見逃さないように確認してください。

押しボタンのセットに並列接続するだけで、複数のステーションから調光器を制御できます。

上ボタンと下ボタンの両方を同時に押してもダメージはありません。

ただし、制御ステーションの数を増やすと、リークとそれに続くメモリ時間の損失の可能性が高まる可能性があることに注意してください。

調光器と押しボタンは常に乾いた粉の位置に固定してください。

湿気は回路のメモリを破壊するので、絶対に、この調光器や押しボタンをバスルームやキッチンで使用することは避けてください。

パーツリスト
抵抗器（すべて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トリムポット
コンデンサ
C1 = 0.033uF630Vポリエステル
C2 = 1 uF200Vポリエステル
C3 = 0.047uFポリエステル
半導体
D1-D4 = 1N4004
D5、D6、D7 = 1N914
ZD1 = 12Vツェナーダイオード
Q1 = SC141D、SC146Dトライアック
Q2 = 2N5458、2N5459 FET
Q3 = 2N6027PUT
その他
L1 =チョーク-表1を参照
T1 =パルストランス-表2を参照
6方向端子台（240V）、金属ボックス、2つの押しボタン
スイッチ、フロントプレート、電源スイッチ