Радиолюбители уже не один десяток лет собирают различные варианты тиристорного регулятора мощности. Этот узел, будучи включенным между сетью переменного тока напряжением 220 В и нагрузкой, позволяет в определенных пределах изменять мощность, выделяемую в нагрузке. Если нагрузкой служил бытовой осветительный прибор, такой узел называли темнителем, если паяльник - регулятором температуры его жала. Ныне из-за рубежа не только пришло новое название этих устройств - диммеры, но и поступили в продажу они сами. Диммер - это тиристорный регулятор мощности, предназначенный, в частности, для регулирования яркости свечения ламп накаливания в бытовых электроосветительных приборах (люстрах, бра, торшерах и т. п.). Его можно встраивать в настенные выключатели в жилых помещениях.

Анализ схем промышленно выпускаемых диммеров (в основном китайского производства) показал, что фазосдвигающая цепь в них питается нестабилизированным напряжением. Это приводит к тому, что момент открывания динистора в каждом полупериоде, а значит, и симистора зависит от напряжения сети, что, в свою очередь, является причиной заметных перепадов мощности нагрузки диммера при колебаниях напряжения сети. Это ограничивает сферу применения подобных устройств. Некоторые схемы регуляторов рассчитаны на работу с нагрузками, мощность которых не превышает 100 Вт. Выручить в этой ситуации мог бы мощный диодный мост и тринистор, но разместить их в стандартном подрозетнике проблематично, не говоря уже об отсутствии в зоне монтажа необходимой для их нормальной работы конвекции воздуха. К тому же лампы в светильниках, перегорая, часто вызывают замыкание, хоть и кратковременное, но вполне достаточное для выведения из строя переключательного элемента. Каждый раз заменять этот элемент и выпрямительный мост весьма накладно как в плане трудозатрат, так и денежных расходов.

Фазоимпульсные регуляторы мощности с мощным симистором в качестве переключательного элемента отличаются более высоким КПД и меньшим числом элементов в цепи нагрузки, но из-за особом ностей управления эти устройства зачастую довольно громоздки.

Попытка объединить достоинства упомянутых схемных решений привела к разработке устройства, схема которого показана на рис. 3.42. Оно не требует применения импульсного трансформатора.

На транзисторах VT1 и VT2 собран аналог динистора, в который введен диод VD1. Это позволило использовать транзистор VT2 в роли замыкателя диагонали теперь уже маломощного выпрямительного моста VD3-VD6, включенного в цепь управляющего электрода симистора VS1. В начале полупериода напряжения сети оба транзистора, диод VD1 и симистор закрыты, а конденсатор С1 разряжен. Увеличивающееся напряжение создает ток через резисторы R9, R8, диоды моста, резистор R7 и стабилитрон VD2. Падения напряжения на резисторе R9 пока недостаточно для открывания симистора. Стабилитрон VD2, включенный последовательно с балластным резистором R7, ограничивает напряжение между точками А и Б на уровне 12 В. Через резисторы R3 и R4 начинает заряжаться конденсатор С1. Как только напряжение на нем превысит напряжение на резисторе R6, начнет открываться транзистор VT1. Падение напряжения на резисторе R2 приоткроет транзистор VT2, из-за чего начнет уменьшаться напряжение на его коллекторе.

В результате этого начинает уменьшаться напряжение на резисторе R6. Возникает положительная обратная связь (ОС), действие которой приводит к лавинообразному открыванию обоих транзисторов аналога динистора. Как только падение напряжения на транзисторе VT2 станет меньше, чем на резисторе R6, откроется диод VD1, еще более ускоряя открывание аналога динистора и снижая тем самым мощность, рассеиваемую на транзисторе VT2. Оба транзистора в конце процесса входят в насыщение. Выходная диагональ диодного моста VD3-VD6 оказывается замкнутой, ток через резисторы R8

Рис. 3.42. Схема симисторного регулятора мощности и R9 увеличивается, и открывается симистор VS1, подключая нагрузку к сети на оставшуюся часть полупериода. Скорость зарядки конденсатора С1, а значит, и момент открывания транзистора VT1 зависят от положения движка переменного резистора R4, которым и регулируют мощность, выделяющуюся в нагрузке.

Если сопротивление цепи R3R4 окажется настолько большим, что конденсатор не успеет зарядиться до напряжения, необходимого для открывания аналога динистора, он останется закрытым. Но в конце полупериода конденсатор С1 все равно разрядится транзистором VT1 вследствие того, что напряжение на резисторе R6 к этому моменту уменьшится до нулевого. Такая привязка момента начала зарядки конденсатора С1 к началу полупериода необходима для того, чтобы исключить эффект гистерезиса, который может возникнуть при регулировании мощности резистором R4. Этот эффект проявляется в затягивании регулировочной характеристики: при повороте ручки регулятора из положения минимальной мощности на малый угол мощность в нагрузке увеличивается скачком. Резистор R1 ограничивает ток разрядки на безопасном для транзисторов уровне, растягивая разрядный импульс во времени для более уверенного открывания симистора, a R8 ограничивает ток через его управляющий электрод. Резистор R2 предотвращает самопроизвольное срабатывание аналога динистора из-за увеличения тока коллектора транзистора VT2 при его разогревании. Резистор R9 удерживает симистор закрытым (если он еще не был открыт) на пиках сетевого напряжения.

Максимальная мощность нагрузки регулятора при обеспечении эффективного охлаждения симистора и транзистора VT2 - 1кВт.

Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Все резисторы, кроме R4, - МЛТ; R4 - любой малогабаритный, умещающийся в отведенном ему пространстве. Поскольку все детали регулятора находятся под напряжением сети, необходимо при его установке и пользовании учитывать это обстоятельство. В частности, ручка переменного резистора R4 должна быть изготовлена из изоляционного материала. Резисторы R8, R9 распаивают на выводах симистора, устанавливаемого вне платы. Если мощность нагрузки превышает 600 Вт, симистор следует снабдить теплоотводом в виде пластины из меди размерами 20 х 20 х 1 мм. Конденсатор С1 - КМ-6, К73-17 или К73-9. Диоды КД105В можно заменить КД105Г или другими на обратное напряжение не менее 40 В. Тран зистор КТ361В может быть заменен любым из этой серии (с коэффициентом h2lE > 50), а КТ538А - КТ6135А или в крайнем случае КТ940А, у которого ограниченный запас по напряжению коллектор-эмиттер (Л21Е > 20). Разъем XI - любой малогабаритный, с двумя контактами, рассчитанный на сетевое напряжение; можно использовать два одноконтактных. Подойдут также винтовые соединительные зажимы.

Налаживания регулятор не требует, но, возможно, будет целесообразно подобрать точнее резистор R3 по достижении максимальной яркости ламп при крайнем левом (по схеме) положении движка резистора R4.

Собранную плату устанавливают в нишу предварительно демонтированного настенного выключателя. Снаружи нишу закрывают декоративной лицевой панелью, на которой закрепляют переменный резистор R4 - он будет служить и выключателем освещения, и регулятором яркости. Устройство можно смонтировать также в подставке торшера или настольной лампы.