Z8マイクロコントローラーのハロゲンランプ用スターター

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Z8 マイクロコントローラーのハロゲンランプ用スターター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最近、夏の別荘や個々のカントリーハウスを照らすためにハロゲンスポットライトやランプがますます使用されています。ただし、私たちの気候では、これらのデバイスのランプの寿命は短いです。これは、まず突入電流が原因で、点灯時にランプの冷たいフィラメントが破壊されます。

このサージを排除するために、ハロゲンランプを含む白熱ランプのスムーズなスイッチオンを保証する、いわゆるスタートアップデバイス (PU) が開発されました。さらに、このデバイスは負荷をスムーズにオフにして負荷の電圧を公称主電源電圧の約 10% 下げることができるため、220 V を超える主電源電圧に接続した場合のランプの寿命が長くなります。

PU の主な特性は次のとおりです。電源電圧 - 220 V ± 20%。ターンオン（ターンオフ）時間 10 秒。消費電流 - 40 mA以下。負荷電流の最大値とスイッチング電力の制限値は、使用するトライアックとそのヒートシンクによって決まります。

PUの概略図を図2に示します。 XNUMX。

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その基礎は、表のコードで「フラッシュ」された同じマイクロコントローラー Z86E0208PSC (DD1) です。 3 は、負荷のオンとオフを切り替えるために必要なアルゴリズムを提供します。クロック周波数 DD1 は、水晶共振子 Q1 と容量 4 ～ 5 pF のコンデンサ C22、C33 で構成される回路によって設定されます。

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このデバイスは、トランスレス電源によって電力供給されます。これは、全波整流器 VD1 を使用することで「Cross」デバイスの同様のユニットとは異なり、「クエンチング」コンデンサ C3 の静電容量を低減することができます。

負荷回路は、パワートライアック VS1 とフォトカプラ U1 からなる 1 対のコンポーネントによって制御されます。 HL5 LED は負荷と同期して点灯および消灯し、アルゴリズムが正しいことを示します (表示が必要ない場合は、ジャンパーに置き換えられ、240 オームの抵抗を持つ R360 の代わりに、XNUMX オームの抵抗を持つ抵抗が使用されます) XNUMXΩがインストールされています）。

U1には任意のスイッチングモーメントを持つトライアックフォトカプラを使用しており、負荷グローの明るさを滑らかに変化させることが可能です。 Motorola の MOC3023 フォトカプラの類似品 (MOC3022、MOC3052、MOC3053 など)、上位クラスのゼロを介した信号通過制御のないデバイスを使用することが許可されます。同じ目的で、デバイスプログラムの動作をネットワークの時間周波数特性と同期させるための特別なハードウェアとソフトウェアのメカニズムが PU に実装されています。同期ユニットはトランジスタ VT1 に組み込まれています。この回路は同様のコントローラーノードと同様に実行すれば素子数を減らすことができます。」クロスカメレオン"" (つまり、抵抗 R3 を公称値 2 MΩ のままにしておきます。保護ダイオード VD3、ベースとコレクタの端子の接触パッドを接続するジャンパ VT1 をオンにし、VD4 と同様の機能を実行するダイオードを追加します)図1のダイオード）。

デバイスがネットワークに接続されている場合、PU の出力段は交流電圧の最初の半波を負荷に渡しません。このため、トライアック VS1 の制御回路には R12C9R13 回路が組み込まれています。

負荷のローカルなスムーズなオン/オフ切り替えと出力電力低減の制御は、コネクタ X5 のピン 7 (「オン/オフ」) と 10 (「制限 1%」) を通じて実行されます (これらは、負荷を解決または禁止するコマンドを送信します)。 DD1 マイクロコントローラーによる対応するアルゴリズムの処理)。シャットダウンコマンドを設定するには、接点 6 をデバイスの共通線 (ピン 1) (外部スイッチ SA5 を使用) のピン 7 に接続し、出力電力制限コマンド (外部ジャンパによる) はピン 5 に接続します。これらの接続のどれが決定されるかは、デバイスがネットワークに接続された瞬間にのみコントローラーによって決定されます。どちらの回路にもダイオード容量保護 (VD7C6 および VD8C3) が装備されています。マイクロコントローラーへのインパルスノイズの通過を除きます。ただし、コントロールパネルとスイッチを接続するワイヤの長さは制限されており、5 ～ XNUMX m を超えてはなりません。この要件が満たされていない場合、ワイヤ上の干渉によりマイクロコントローラが故障する可能性があります。

スイッチSA1として。リモコンの操作をローカルで制御するために使用される場合は、従来の電源スイッチまたは位置固定付きのトグルスイッチで十分です。接点が開くと、PU は負荷での電力を 10 秒間徐々に増加させ、接点が閉じると PU が増加します。 - 同時に滑らかに減少するアルゴリズムを計算します。ローカル制御回路がない場合、負荷のスムーズなスイッチオンのみが保証されます (デバイスがオフになると、出力電圧は急激に低下します)。

PU の動作を長距離から制御するには、U2 フォトカプラに組み立てられたノードが使用されます (この場合、DD2 マイクロコントローラのピン 9 と 1 はジャンパで接続されています)。入力回路が遮断されると、コントロールパネルは通常モードで動作します（デバイスの動作が許可されます）。主電源電圧を入力 (コネクタ X8 のピン 9 および 1) に印加すると、コンデンサ C11 に電流が流れ、フォトカプラ LED が点灯します。ジャンパーによって接続されているマイクロコントローラー DD2 のピン 9 と 1 は、その GND ピンに接続されています。その結果、マイクロコントローラーはスイッチングアルゴリズムの処理を停止し (デバイスの動作が無効になり)、負荷の電圧が徐々に低下します。この場合、機器には電源が入ったままですが、プロセッサーはリモート制御信号によってブロックされます。

遠隔制御には、従来の電源スイッチが使用されます。複数の PU を切り替えることができます。並列に接続されており、互いにかなりの距離があります。

負荷における出力電圧の実効値を主電源電圧の実効値と比較して 10% 低減することは、出力信号の形状を変更する (正弦波をカットする) ことによって実現されます。このデバイスには、主電源電圧や負荷の電圧を監視するための特別なデバイスは含まれておらず、マイクロコントローラーは主電源電圧に対して出力電圧を 10% 下げるだけです。このため、実効電圧値が大幅に過小評価されているネットワークでこのモードを使用することはお勧めできません。 150 ... 180 V 未満の電圧では、最新のハロゲンランプの電球はハロゲン効果が発生するのに必要な温度まで暖まらないため、すぐに故障してしまうことに注意してください。

制限モードの出力電圧は正弦波ではないため、その実効値を正確に測定するには、任意波形を制御できるデバイスが使用されます。

コンデンサ K3 ～ 9 は C11、C73、C17 として推奨されます。残りの部品は小さいものです。

トライアック VS1 によってスイッチングされる電流値はヒートシンクによって異なります。したがって、厚さ 40 mm のアルミニウム合金シートで作られた寸法 90 > 3 mm のプレートを冷却に使用すると、最大 500 W の電力の負荷を制御パネルに接続できます。同じ材質でサイズが 60x90 mm のプレートを使用すると、トライアックは最大 1 kW の電力の負荷で動作できます。この場合、PU はトライアックヒートシンクとともに、110 枚の 110 インチフロッピーディスク (寸法 - 20xXNUMXxXNUMX mm) 用のケース内に自由に配置されます。

図に示されているものの代わりに、負荷電流のより高い値を切り替えることができるトライアックを使用すると、説明したコントロールパネルの助けを借りて、より強力な負荷をスムーズにオンにすることができます（たとえば、 TS 112-16. TS 122-25. TS 132-40 (それぞれヒートシンク 0111、0221、0231 付き)。これらのデバイスの制御電流ははるかに大きいため、まず、R12C9R13 回路のパラメータを変更する必要があります (抵抗 R13 の抵抗を 1,2 kOhm に減らし、コンデンサ C9 の静電容量を 0,22 uF に増やす)。次に、基板に取り付けられた VS1 の代わりに外部トライアック VS2 を使用するために、ジャンパ S3 を接点 1-2 から 1-2 にはんだ付けします。後者はヒートシンクに取り付けられ、短いワイヤでボードに接続されます。もちろん、そのような設計には、より広いケースが必要です。

著者: A. Olkhovsky、S. Shcheglov、A. Matevosov、K. Chernyavsky、モスクワ

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