Этот электронный мини-курс сосредоточен на главной темой влияние средних частот сигналов пульсации управления на 230-переменного тока на диммер контролируемых лампочки, чьи схемы работают на принципе контроля фаз. Это пульсации сигналов управления, которые накладываются на 230 В переменного тока напряжением линии, низкого напряжения и частоты в 100-Гц до нижней кГц, служить переключаться между высоким и низким тарифам в бытовых счетчиков власти. Частота этой пульсации сигналов управления часто вмешиваться в сетке частот с очень низкой частоты, и эта разница составляет в период медленного изменения блеска в яркости лампы, "плавающий" заметно. С практической схеме с TCA785 и предыдущих активных фильтра низких частот, проблема решением. Однако, это также объясняет, как он пришел к этому медленные изменения яркости.
TCA785 позволяет контролировать фазового угла симистор или два двух анти-параллельно соединенных тиристоров с постоянным током (напряжение постоянного тока). Это дает оценкам IC в течение двух-трех десятилетий и до сих пор очень популярны. В сентябре 2006 года, я оценил некоторых дистрибьюторов электроники, где это доступно TCA785: Distrelec, Schuricht, Bürklin электроника, Reichelt и RS Components. TCA785 также упоминается в 2007 Каталог Distrelec. Этот список почти полный.
Прежде чем мы начнем с главной темы, мы имеем дело кратко с двумя другими, но гораздо более знакомые темы. Она включает интерференционные явления, которые исходят из-под контроля фазового угла себя. Это отчасти потому, что Hystereseproblem, понял просто причиной затемнения схемы, а с другой стороны, речь идет о радио помех, и что с этим делать!
Кто симистора и DIAC все равно должны быть полностью иностранец может, на главной странице электронного сборника быстро окне поиска поочередно симистора и ввести в DIAC и прочитать содержимое отображается. Также рекомендуется есть-ELKO Электроника Primer книги клювом Патрик. Он рекомендовал главе DIAC - диод Переменный ток выключателя и симистор - триод переменного тока выключателя.
Гистерезиса проблемы
Часть Рисунок 1.1 показывает простейший светорегулятор схема использования симистора и DIAC. DIAC ведет себя очень похоже на неоновые лампы. С увеличением напряжения зажигания, напряжение зажигания также выше, чем напряжение при протекании тока через триггер элемента. Этот поток может быть прерван только сила критического минимума, проведения текущего, ниже. Как неоновая лампа в прямое напряжение зажигания и DIAC также симметрична. Оба устройства могут работать как напряжение и ток направлениях. Это важная особенность, чтобы сделать такие устройства полезны для использования в фазу управления с помощью симистора.
Рассмотрим случай, когда соединения C1 и R1 отделена от DIAC. C1 предлагает и сбросов себя P1 и R1. Lade-/Entladespannung на симистор, синусоидальный переменный ток (AC) напряжения в 230 В переменного тока мощностью, до тех пор, как симистора является открытым и лампы (галогенные лампы) L, или другой активной нагрузки находится под напряжением. Это объясняется тем, что DIAC не будет теперь контролировать. Синус напряжения C1 следующим синуса напряжение 230 В переменного тока сети с задержкой. Другими словами, синус напряжения С1 синус волны напряжения переменного тока 230 Вольт-сети фазе отстает. Чем больше значение R1 и Р, тем больше время задержки, и этот этап угол.
Рассмотрим теперь случай, когда переход между C1 и R1 подключен к DIAC. Синус напряжения C1 увеличивается, сдвинутые по фазе волны синуса в сети 230-VAC, пока не достигнет напряжения зажигания DIAC. Обычная стартовая напряжение DIAC составляет около 32 В. Flusspannung, поэтому остальные напряжения DIAC, когда ток течет в ворота симистор, составляет около 24 В. Для свет DIAC и симистора есть напряжение около 8 V и, в результате чего C1 никогда не может быть полностью не разрядится. Это особенно проблематично при низких угол потока мощности. Этот гистерезис к тому, что производительность GL является неустойчивым и что проявляется в том, тусклый свет лампы мерцают. В соответствии с действующим угол потока определяется как угол фазы, когда ток через симистор потоков в нагрузку. В другом месте, один читает из активных фазового угла. И то же самое.
Часть Рисунок 1.2 должен обесцениваются R2 и С2, дополнительный RC фильтр нижних частот, целью которого является гистерезис и поэтому лампа будет мигать меньше. Почему L, C2 и R2 на рисунке 1.1 и части L, C3 и R3 используются при разработке 1,2, что объясняется ниже с рисунке 3.
Осуществимое цепи гистерезиса
Рисунок 2 показывает относительно сложный, но вполне hysterefreie цепи управления симистора, а также с DIAC элемента триггера. Это провалы на новый срок, что Quadrac. Quadrac является симистор с встроенным в DIAC триггера. Это от Littelfuse компоненты разработаны существует с 1970 года. Сохранить стоимость руководство по установке и работе, как отдельных DIAC быть приобретены и установлены вместе с закрытого симистора потребностей. Есть Quadracs с максимальным током до 15 А (Q4015LT). Проведения тока в таких Quadrac 70 мА. На практике это означает, что можно управлять только 25-Вт лампочка до 230 В переменного тока. И это относится к проведению власти только тогда, когда она находится под контролем ворота импульсов. Во время постоянного тока затвора во время активной фазы угла, минимального участия Строн быть проигнорировано.
Диода сети D1-D4 и R3 и R4 Umladewiderstände обеспечения того, чтобы сроки конденсатор С1 (и С2) сливается с каждым зажигания практически завершена, правило, что в любом случае, те же начальные условия для зарядки. Этот гистерезис может быть эффективно избегать.
Если потенциометр Р имеет высокое значение сопротивления, это занимает много времени в соответствии с задержкой до напряжения на C1 (C2) достаточно высока, чтобы свет Quadrac. Это означает, небольшой угол активной фазе. Лампа фары GL относительно темными. Ниже P, тем короче время задержки, тем больше активных фазового угла и яркие лампочки. С2 также может быть необходимо при использовании P на ее максимальное значение, выходная мощность не может быть контролируемой к нулю. R2 может быть дополнительно необходимо, если минимально регулируемой яркостью имеет важное значение. Вы должны C2 и R2 определяется эмпирически, как C2 и R2 плохо определены из-за производственных допусков. R2 могут быть сконфигурированы как (фитнес) потенциометров. Рекомендуется последовательное соединение (фитнес) Потенциометр с сопротивлением. Это имеет два преимущества: (фитнес) Потенциометр используется для управления темную область и значение сопротивления падает так не выглядит слишком большой. Почему индуктивности L, конденсатора С3 и С4 и резистор R5 используются, читаешь в следующей главе, озаглавленной фильтрации.
Схема на рисунке 2 был в 1970-х годов, заявление, которое я больше не популярный журнал. Может быть, это была компания журнала. Вместо Quadracs был там готовы покупать симистора и DIAC. В 1976 году я построил эту цепь с диммером Quadrac Q4006LT. С тех пор эта схема все еще работает. Я перейти на небольшой вентилятор таблицы, которая служит для летней жары, чтобы держать на работе терпимо.
Подавление
Часть Рисунок 3.1 показывает детали схемы на рисунке 1, но без компонентов для фильтрации. Часть Рисунок 3.2 показывает пример активного управления углом фазы в каждом периоде синуса половины. Синус частей черные области являются активными. С очень крутой склон, нагрузка (лампочка GL) включен и остается на до следующего синус-нулю. Впоследствии же повторяется в отрицательных и положительных затем вновь в середине вала. Это очень крутому склону на власть источник высокой частоты широкополосного шума и линий на двух основных терминалов симистор выступать в качестве передающих антенн, а также 230-переменного тока вперед этого RFI по проводам. Это частотно-зависимого курс определенные потери на единицу длины. С наклоном 100 В / мс, для симистора довольно часто, это означает, что такие полосы частот помех далеко в МГц. Частотных диапазонах длинных, средних и коротких волнах в массовом порядке нарушается. Прослушивание радио частоты в этих областях в дом, в котором он имеет только один подавлены контроля фаз, практически невозможно, если вы слышите местной радиостанции с достаточно высокой напряженности поля. Также коротковолновых любительских радио практически невозможно в непосредственной близости. Как эти расстройства сделать акустически? Эти крутые склоны происходить каждые 10 мс. Они звучат с основной частотой 100 Гц, но из-за богатых гармоник в звуковом диапазоне частот, громко и раздражает.
Часть Рисунок 3.3 показывает, как использовать простые средства симистора. Quadrac, но и нарушения тиристорные схемы. Чтобы сделать что-то еще сначала объяснить. Мы уже знаем, что тиристоров и симисторов свою очередь очень быстро. Этот факт открывает тиристоры несколько проблем, потому что они могут работать только в одном направлении вращения. Обратной полярности барьер достаточно долго, чтобы так называемые "вверх стрельбы" так нет, потому что в противоположной полярности не могу включить тиристора. Совсем другая симистора, что переключатели в обеих полярностей, когда зажигание в ворота. "Вверх стрельбы" без меры, однако, является рискованным, особенно, когда трубопровод и наконец-то определенных индуктивности. Если это произойдет, неконтролируемое Triacschaltung. Он делает это параллельно с основной терминалы симистор всегда последовательного соединения конденсатора и резистора R C, как показано на рис 3,3 части. Индуктивность L, мы опускаем время. Один называет такие RC-демпфер сети или, в частности, в использовании аудио усилителей мощности, а также Boucherot элемента. Хотя такие RC-демпфер сети уменьшает крутизну рубеже Triacschaltung, это позволяет избежать в аудио усилители мощности так называемого "дикого" вибрациями. Они обычно возникают из-за Lausprecherboxen являются сложными, а не чисто резистивной нагрузки.
Теперь это так, что один такой переходник RC сети зачастую по-прежнему хорошо видеть в тиристорные схемы. Почему? Проще говоря, это всего лишь еще одна причина. Если тиристора или Triacschaltung контролируется перейти к сети переменного тока 230-в, которое произошло очень крутой. Особенно, когда синусоидальное напряжение на власть только имеет большое значение, также могут воспламениться тиристоров и симисторов, без ворот ток применяется. С сети RC-демпфер, избежать, и он избегает принимать мало, что произвольная стрельба из тиристоров и симисторов, когда, происходящих на линии 230 В переменного тока очень высокого склона, скачков, как при переключении индуктивной оборудования (например, трансформаторы с только может случиться с меньшим вторичной загрузки).
Но зачем нам RC-демпфер сети, почему недостаточно просто снабберного конденсатора? Для аудио усилители мощности, важно, что возможно резонансный контур затухает из этого Subber конденсатора и комплексная нагрузка речью, а не выступать в качестве вредного побочного эффекта, еще больше нежелательных вибраций. Если, несмотря на все средне-и высокочастотные колебания, уничтожает ее, благодаря высокой мощности, в лучшем случае, и это сопротивление не равно дорогой звуковой сцены. Но почему сопротивления в сети снабберных RC на Triacschaltungen? Так как емкость не только низкие, часто несколько сотен Nanofarad бы место в крутой поворот-на из симистора, очень высокий пиковый ток, и это произойдет по меньшей мере сто раз в секунду, но только во время максимального микросекунд. Тем не менее, пиковый ток связан с чрезвычайно низким сопротивлением является очень большим. Последовательно резистор ограничивает эту пиковый ток в несколько ампер. Это защищает симистора и конденсатора.
Мы были отнесены к индуктивность L на рис 3,3 и запустить его обратно сейчас и удивляюсь, почему он должен это вообще, если правильно Triacschaltung без них работать. Сокращение склоне диапазонах без катушки индуктивности L не может быть подавлено достаточно от вышеупомянутых полос радиочастот. Достаточно в лучшем случае для коротковолновой полосы в верхнем диапазоне частот. Только дополнительную индуктивность L в диапазоне от 100 мкГн и более делает это возможным. Визуально это показано на графиках в суб-изображения 3,4 (LRC без фильтрации) и 3,5 (с LRC фильтрации).
Давайте кратко назад, на рисунке 2 к LRC фильтра. Существует параллельно R5 C4 дополнительного конденсатора 47 нФ около 4,7 раза ниже, чем С3. Я не читал нигде, чтобы служить то, что С4. Я положил, что время для репликации, но отметил, что еще слаб радиопомех, когда карман радио была размещена в любом месте комнаты, подальше с С4 был. Причина будет то, что происходит в отсутствие R5 C4 достаточно крутыми краями импульсов напряжения. Эти импульсы напряжения в основном расположены на линии между симистора и лампы. Эта линия выступает в качестве передающей антенны и излучают эти импульсы. С C4, это свойство сильно затухают.
Что важно при покупке конденсаторов С3 и С4 на рисунке 2? Мы читаем с С3 и С4 X-TYPE. Это высокое качество, стресс-устойчивостью RFI класса X2. Они особенно подходят для использования на линии напряжением 230 В переменного тока. Более подробная техническая информация может быть получена от производителя WIMA. Значения 220 нФ и 47 нФ например Distrelec легко доступны.
Помехи от пульсации сигнала управления
Существует электронный мини-курсы ( 1 ) основной темы с синхронизацией с синусоидальной нулю пересечении 230-В переменного тока предложения власти. Существует в этом контексте также смотрит на рябь управления. Именно там также ссылки ( два заявления), круговая объясняет именно контроль и техническая информация, таблицы. Я рекомендую главе введения, влияние силового трансформатора на фазовый угол, размеров, измерений и испытаний, и фазы или инверсия, то есть вопрос читать:
Синхронизация с 230-VAC синус пересечения нулевого уровня (1)
Зарезервированными сайте объясняет, что пульсации контроля и почему она используется. Она среди прочей информации, таблицы частот и уровней, с разбивкой по странам и регионам:
Пульсация управления: Основы (2)
Здесь кратко обсуждается пульсации контроля, и это связано с DC-напряжения фазового угла с помощью специального ИК и низкочастотной фильтрации, несколько подробнее. Речь идет о провал специальный характер, и как это исправить. Рисунок 4 показывает, что это такое:
Часть Рисунок 4.1 показывает очень упрощенная блок-схема. Цель синхронизации с синус-нулевого пересечения линии напряжением 230 В переменного тока, приводит переменного напряжения переменного тока, конечно, уменьшает стресс, для синхронизации входных Usync. Это возможно с помощью силового трансформатора. Потенциометр P средств, или с переменным напряжением постоянного тока Uc (C = управления), например с помощью преобразователя DA на выходе Ut (T = триггер) для управления фазового угла симистор порождает.
Часть Рисунок 4.2 иллюстрирует то, что происходит, когда синусоидального напряжения 230 В переменного тока значительно любое вмешательство напряжения (пульсации), но с более высокой частотой накладывается. Мы видим три раза очень малая часть роста синусоида, которая проявляется в склоне накладываются помехи напряжения. Рисованные здесь для простоты пилообразного напряжения шума напряжения. В самом деле, пульсация управляющий сигнал синусоидальной волны. Рисунок 4.2а показывает положение, при котором напряжение превышает напряжение Uc Vac. В этом птичьего полета Юта для напряжения на затворе курок симистор генерируется. Чем выше ЯК, позже переменного тока достигает порога триггер и меньше активных фазового угла, или продолжительности подключения симистора к ликвидации следующей волны синуса пересечения нуля. Рис 4.2b показывает, как часть 50-Гц частота сети не синхронизировано выше частота напряжения помехи на исходе. Мы видим, что Uc Vac пересекает три раза, первый переход симистора пожаров. Следующий синуса через ноль происходит значительно позже, после трех перекрестках. Этот эффект изменяет Zündphasenwinkel. В панели 4.2c доходов от этого эффекта, который затем приводит к уже заявили избиения эффект, когда является тревожащей частотой (пульсации сигнала управления) вблизи нескольких сетки частот. Например, на 503 Гц "плавает" яркость света с частотой 3 Гц визуально ярких. К сожалению, это не возможно для меня в простых терминах этой оптической наглядно иллюстрируют. Соответствующие графические анимации бы это сделать проще. Что должно хватить здесь, воображение читателя.
Часть Рисунок 4.3 показывает, фильтр низких частот связано между ОАК и Usync. Этот фильтр нижних частот фильтров шума напряжения, пульсации путь управляющего сигнала, и передает значение напряжения. Что остается напряжение RMS напряжения в 230 В переменного тока линии с частотой 50 Гц Рисунок 4.4 показывает это. Синусоидального напряжения пронизан прямой диагональной линии. Это Usync но все еще находится в синус-нулевого пересечения линии напряжением 230 В переменного тока, он должен быть фильтр нижних частот имеют фазовый сдвиг либо 180 ° или 360 °. Эта тема будет найти что-то в электронике vetieft мини-курсы ( 1 ) в главе или инверсии фазы, вот в чем вопрос.
Только можно спать на закате ...
Из моих знакомых в 1985 году, кто смог спать по ночам в темноте плохо. У меня есть для них, на ваш сороковой День рождения, эту проблему с помощью развития и строительства электронного тренажера закат фиксированной. Как источник света обычной лампы постели был использован с лампочкой. Этот симулятор скрывает ночном столике лампа с бесступенчатой время макс. 2 часа от максимума к минимуму регулируемой яркостью.
Следующая схема на рисунке 5 в следующей главе является частью общей цепи электронного тренажера заката. Это контроль фазового угла с TCA785 и схема фильтра для подавления помех, вызванных пульсации сигналов управления. Очень большие остатки заката тренажер, за исключением нескольких функций переключения, чисто аналоговые технологии.
Это так называемые Миллер-генератор, с которой можно генерировать Opamp и времени RC постоянной всего 5 секунд, таймер на 2 часа и линейных с DC-кривой напряжения. Просто это DC-кривой напряжения используется для управления фазового угла для стрельбы симистор с TCA785.
Важное примечание: документы на закате симулятор существовать только как карандашный набросок без комментариев. Это мой недостаток времени не позволяет сканировать эскизы и отправить их в виде файлов. мой опыт работы с другими проектами осуществляется с такой уступки часто долгих обсуждений почте, из-за отсутствия описания. По просьбе отдельных читателей, я babsichtige какой-то момент, чтобы сделать мини-курс электроники. Когда это я не знаю. Новые электронные мини-курсы будут объявлены в ELKO меня всегда. Он платит, чтобы подписаться на рассылку.
DC-управляемым контролем фазового угла с Störignalunterdrückung
Схема показывает, удаление переменного напряжения на вторичной стороне трансформатора с R1. Это синусоидального напряжения ограничивается двумя анти-связанных стабилитроны Z1 и Z2 для низковольтных проводов от примерно 3,6 В переменного тока. Это напряжение намного ниже Opampspeisung так, что обе операционных усилителей IC: IC и A1: A2 безопасной работы в линейной области. Можно было бы добиться этого снижения напряжения с делителя напряжения. Метод с Z-диод имеет то преимущество, что входное напряжение фильтра нижних частот в широком диапазоне не зависит от вторичной обмотки трансформатора напряжения и дифференциальное сопротивление источника, из-Z-диод, является особенно низким. Этот источник сопротивление должно быть низким, чтобы частота среза фильтра и ослабления не как пострадавших. Это может случиться, потому что источник сопротивления R2 добавляется в первый фильтр действует этапе. Дополнительные низкой трансформатора напряжения вторичных может быть использован вместо Z1 и Z2 в серии из двух анти-параллельных диодов, как показано на D1 и D2. Это, однако, как правило, альтернатива.
Баттерворта нижних четвертого порядка фильтр имеет частоту среза 50 Гц диапазон частот и границы имеет наклон 24 дБ / октаву или 80 дБ / декада. Пульсацию управляющего сигнала 500 Гц, таким образом, ослабляется фактор 10.000 и, безусловно, не имеет тревожные влияния. Выход этого фильтруют 50Hz сигнала должна быть ограничена D1 и D2. Он синхронизирует следующие интегрированные DC-управляемой фазе контроль Siemens TCA785 (IC: B).
Низкочастотный фильтр производит сдвиг фазы на 180 °. Это необходимо для того, что напряжение нулевой пересечении синхронизации ввода TCA785 синхронно с фазой через ноль из 230 напряжение линии переменного тока, напряжения направление не имеет значения. Потому что 180 °, входной сигнал инвертируется. 180 ° угол фазы не достигается точно, потому что синусоидальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора TR удаляется, однако, TR имеет определенные ведущих фазового сдвига. Подробнее читать в электронном мини-курсы ( 1 ) в главе влияние силового трансформатора на фазового угла. Это может, однако, манго Trimmpotmeter P настройка смещение рампы генератора. TCA785 имеет два Triggerausänge Q1 и Q2. Они используются для управления двумя отдельных анти-параллельно соединенных тиристоров или И-связаны, как здесь, для управления симистором. Цель гальваническая развязка должна, как и здесь, оптико-DIAC: переключатель (IC C) между ними.
Несколько слов о фильтра низких частот. Поразительно, что кросс-частотно-определения компонентов R2-R5 и С1 до С4 имеют точно такие же значения. Это возможно, если ослабления фильтра не производятся даже частоты определения компонентов должно. В настоящее время метод так называемой Sallen-Key фильтр низких частот, который Dämfungseinstellung усиления предоставляющих резисторы R6 для R9 определены. Это упрощает расчет параметров фильтра цепи и поставки основных компонентов. Следует, однако, принять во внимание, что этот тип фильтра схемы всегда имеют более высокую прибыль, чем 1. Очень практическое введение с простой расчет расположение обеспечивает "активный фильтр Cookbook" Дон Ланкастер. Однако, если на всех, только английское издание "Активный фильтр Cookbook" доступна. Это позор, потому что специально для электроники практикующих эту книгу особенно ценной.
Можно еще спросить вас вообще необходимость в такой высокой затухания в стоп-зоны. Разве не достаточно для половины и схема фильтра сводится к порядка двух с одним ОУ. Вы не можете, потому что тогда он будет на той же частоте обрезания в частоте 50 Гц фазового угла только 90 ° вместо 180 °. Ну, это, конечно, но когда частоту настолько низкой, что придает происходит при 50 Гц, фазовый угол 180 °. Так как вам нужно будет изучить более, насколько устойчиво это фазового угла для краткосрочных изменений частоты сети. Если недостаточно, это может легко привести к визуально заметные нарушения яркости лампы. Это должен быть изучен отдельно. Если читатель имеет ум, чтобы что-то, почему бы не ...
Постоянное напряжение управления U11 на входе в активную фазу угол перевернутого. Чем выше напряжение постоянного тока на U11, тем темнее освещенных симистор контролируемых лампочка. Если вы хотите удалить это обращение, используется соединение двух операционных усилителей СК: D. IC: D1 служит сопротивлением преобразователя для высокого входного сопротивления и IC: D2 работает как инвертор с коэффициентом усиления -1.
Трансформатор TR, BG мост выпрямителя, конденсаторов фильтра C1 и C2 и симметричное регулирование напряжения, не уточняется. Это не имеет никакого смысла, потому что это сильно зависит от того, что все, что в зависимости от применения электроники, еще впереди ...
