Сенсорный регулятор освещения (К145АП2)

Несколько лет назад отечественной промышленностью выпускались регуляторы освещенности РОС-0,12, РОС-0,3 и АРС-0,24, в которых использовалось сенсорное управление мощностью, подаваемой на лампы накаливания. Все они построены на основе микросхемы К145АП2, представляющей собой формирователь коротких импульсов для управления симистором. Микросхема К145АП2 выполнена по технологии МОП (металл-оксид-полупроводник), содержит 780 интегральных элементов, изготавливается в корпусе ШР-16, питается напряжением -15 В, потребляет ток не более 2 мА. К сожалению, микросхема К145АП2 мало известна в среде радиолюбителей, публикации по ней в периодической печати встречаются крайне редко.

Предлагается для повторения несложный усовершенствованный вариант устройства, основное отличие которого от регуляторов промышленного производства состоит в том, что при подключении к сети переменного тока 220 В оно не требует соблюдения фактора «фазового провода». Эта особенность имеет важное значение в случае, если регулятор будет устанавливаться для управления лампами люстры вместо стационарного механического выключателя.

Микросхема К145АП2 имеет два входа управления - IN1 и IN2 (рис. 1.9). Их отличие состоит в том, что вход IN1 управляется напряжением высокого уровня, IN2 - низкого. После подачи напряжения питания -220 В зажигается светодиод HL1, но лампа EL1 остается в выключенном состоянии.

Если кратковременно коснуться пальцем сенсора Е1, то лампа вспыхнет в полный накал. Погасить лампу можно последующим кратковременным прикосновением к сенсору. Если касание будет продолжаться более 0,5 с, то мощность, подаваемая на нагрузку, будет циклически меняться от минимального значения до максимального и наоборот.

Рис. 1.9

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. Если напряжение на выв. 3 микросхемы DD1 превысит -5 В, то его уровень уже окажется достаточным для управления микросхемой.

По выв. 4 микросхема DD1 управляется с помощью переключателя SB1, управление которым полностью аналогично управлению сенсором. ПереключательёВІ должен быть с фиксацией. Это позволит непрерывно плавно управлять подаваемой в нагрузку мощностью, что может пригодиться для иллюминации. Если в такой функции нет необходимости, то перключатель можно не устанавливать.

Выходной ток микросхемы усиливается транзистором ѴТ2. На выв. 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, С6, VD5, VD6, HL1, R8, С8, R13. Светодиод HL1 предназначен для подсветки регулятора в темноте.

В устройстве могут быть применены постоянные резисторы МЯТ С2-23 соответствующей мощности. Резисторы R13 и R14 лучше взять невоспламеняемые типа Р1-7 или аналогичные импортные.

Конденсаторы С8, С9 можно использовать типа К73-17 на напряжение не ниже 400 В, Возможно применение импортных трудновозгораемых конденсаторов GRF250V-X2, предназначенных специально для работы в сети переменного тока 250 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 германиевые или кремниевые (ГД507, КД521, КД522, КД103). Диоды VD5 и VD6 - любые выпрямительные на напряжение не ниже 400 В, например, серий КД209, КД257 (Б-Д), КД258 (Б-Д), 1N4004, RL105. Светодиод HL1 - любой из АЛ307, АЛ336, КИПД21, КИПД35, КИПД66, U500U4F, E1L53-39.

Полевой транзистор VT1 можно заменить на 2П103А, КП103Е, КП103Ж, КП103И. Вместо транзистора VT2 могут работать транзисторы серий КТ503А, КТ645, КТ6113, КТ6117, 2SC815, 2SC2001, 2SD261. Симистор VS1 может быть любой на напряжение не ниже 400 В и соответствующий нагрузке ток (ТС106-10, ТС112-10, ТС112-16, КУ208Г, КУ208Д1 .TIC226M).

Конструкция дросселя L1 зависит от предполагаемой максимальной мощности нагрузки. Для ламп мощностью не более 1200 Вт его можно изготовить на ферритовом кольце К35-25-7, намотав на него 85 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,82 мм.

Наладка правильно собранного сенсорного регулятора сводится к установке напряжения 5...7 В на стоке транзистора VT1 подбором сопротивления резистора R5.

При монтаже дроссель L1 следует расположить как можно дальше от каскада на полевом транзисторе VT1. При необходимости следует применять экранирование или этого каскада, или дросселя. Если будет использоваться симистор в пластмассовом корпусе Т0220, то при мощности нагрузки более 40 Вт его следует установить на теплоотвод.

Предохранитель FU1 выбирается на ток, в два раза больший максимального рабочего тока нагрузки, на которую будет рассчитан регулятор.

Желательно, чтобы при длительной работе регулятора с максимальной установленной мощностью температура корпуса сими-стора и дросселя не превышала 60 °С.

Минимальная мощность подключаемых ламп накаливания составляет 16 Вт. При работе регулятора с такой лампой в выключенном состоянии ее нить будет слабо светиться.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы, Москва 2008