경제적인 포토릴레이. 계획, 설명

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라디오 아마추어는 에너지 절약 문제에 큰 관심을 기울입니다. 이는 낮 시간 동안 조명을 끄는 장치인 포토 릴레이를 설명하는 라디오 잡지의 수많은 간행물에서 입증됩니다.

제안된 포토 릴레이(해당 다이어그램은 그림에 표시됨)는 고유 전력 소비가 낮으며 표준 스위치와 병렬로 1선 회로를 통해 연결됩니다. 이 장치에는 표준 스위치 SA1과 병렬로 연결된 트라이악 VS2 기반의 강력한 전자 키가 포함되어 있습니다. 트라이악의 작동은 다이오드 브리지 VD4-VD7의 대각선에 연결된 복합 트랜지스터 VT5VTЗ의 저전류 스위치에 의해 제어됩니다. 트랜지스터 VT2의 이미터 회로에 있는 저항 R3는 트랜지스터 VT2가 닫힐 때 트랜지스터 VT2이 "깨진" 베이스 모드에서 작동하는 것을 방지합니다. 저전류 스위치는 저항 R4를 통해 흐르는 트랜지스터 VT30의 베이스 전류에 의해 턴온된다. 알려진 바와 같이, 복합 트랜지스터의 베이스 전류 전달 계수는 이를 구성하는 트랜지스터의 전달 계수의 곱과 같습니다. 저자가 사용하는 트랜지스터의 경우 이 계수의 최소값은 900입니다. 즉, 이 경우 복합 트랜지스터 베이스의 전류 전달 계수는 4 이상이므로 상당히 높은 저항 저항을 사용할 수 있습니다. R0,15, 장치가 소비하는 전력은 대기 모드에서 XNUMXW를 초과하지 않으며 사진 릴레이가 트리거된 후에는 훨씬 적습니다.

광중계의 전기 회로(확대하려면 클릭)

감광성 요소는 적외선 포토 다이오드 FD1으로 사용되는 포토 다이오드 VD256이며 스펙트럼의 가시 영역에서 충분한 감도를 갖습니다. 슈미트 트리거 DD1.1에는 임계값 요소가 있습니다. 응답 임계값은 저항 R1을 트리밍하여 조정되며, 커패시터 C1은 장치의 잡음 내성을 증가시킵니다. 요소 DD1.2, 저항 RЗ 및 커패시터 C2에는 포토 다이오드의 단기 조명 중에 잘못된 경보를 제거하는 릴레이 스위칭 지연 장치가 있고 요소 DD1.3에는 트랜지스터에 필요한 작동 논리를 보장하는 인버터가 있습니다. VT1에는 출력 스위치가 있습니다. DD1 마이크로 회로는 제너 다이오드 VD3 및 저항 R4를 사용하는 파라메트릭 전압 안정기에 의해 전원이 공급됩니다. 다이오드 VD2는 필터 커패시터 C의 방전을 방지합니다.3 포토 릴레이가 활성화되면.

DD1 마이크로 회로의 슈미트 트리거는 인버터로 포함되어 있으며 언뜻 보면 K2LA2 또는 K561LE7 마이크로 회로의 561I-NOT 또는 5OR-NOT 요소의 인버터로 교체할 수 있습니다. 그러나 이 장치에서는 이러한 교체가 올바르지 않습니다. 요소 DD1.1 및 DD1.2의 입력 전압은 천천히 변합니다. 첫 번째는 자연광 수준의 원활한 변화로 인해, 두 번째는 RЗС2 회로의 큰 시간 상수로 인해 발생합니다. 슈미트 트리거에는 명확한 응답 임계값이 있으며 입력 특성 중 이 위치의 논리 요소에는 입력 트랜지스터 중 하나가 아직 닫힐 시간이 없고 두 번째 트랜지스터가 이미 열리기 시작한 경우 불확실한 영역이 있습니다. 결과적으로 트랜지스터를 통해 통과 전류가 발생하고 미세 회로에서 소비되는 전류가 급격히 증가합니다. 트랜지스터 VT2 및 U1Z의 스위치 입력 회로는 미세 전류 모드에서 작동하며 미세 회로의 작동 모드가 변경되면 장치가 오작동하게 됩니다.

제안된 포토 릴레이는 다음과 같이 동작한다. 표준 스위치 SA1과 병렬로 조명 네트워크에 연결하면 커패시터 C4은 다이오드 브리지 VD7-VD3에 의해 정류되는 전류의 여러 반주기 동안 충전됩니다. 양단의 전압이 제너 다이오드 VD2의 항복 전압에 도달하면(미세 전류 모드에서는 수 밀리암페어의 전류에서 정규화된 안정화 전압보다 낮음) 트랜지스터 VT1 및 U1이 열립니다. 트랜지스터를 통과하는 전류가 트라이악 VS4을 열기에 충분한 값에 도달하면 트라이악이 열리고 스위치와 다이오드 브리지 VD7-VDXNUMX이 모두 션트됩니다.

커패시터 C3은 트라이악 VS1이 닫혀 있는 동안 주 전압의 각 반주기가 시작될 때 재충전됩니다.

장치가 연결되면 커패시터 C2가 방전되고 요소 DD1.2의 입력 전압은 0이고 출력 전압은 로그입니다. 1이고 요소 DD1.3의 출력은 로그 0이므로 전계 효과 트랜지스터 VT1이 닫히고 장치 작동에 아무런 영향을 미치지 않습니다.

장치의 추가 작동은 포토다이오드 VD1의 조명 수준에 따라 결정됩니다. 레벨이 충분하지 않으면 포토다이오드의 역저항이 높고 DD1.1 요소의 입력에 로그 레벨이 존재합니다. 1, 출력 - 로그 수준. 0, 장치 작동에 변화가 발생하지 않습니다. 주 전압의 각 반주기가 시작될 때 트라이 액 VS1이 열리고 조명 램프 EL1에 전압이 공급됩니다.

조명 레벨이 증가하면 포토다이오드 VD1의 역방향 저항이 감소하고 어느 시점에서 포토다이오드의 전압이 슈미트 트리거 DD1.1의 트리거 임계값보다 작아집니다. 로그 레벨 3이 출력(핀 1)에 나타납니다. , 저항 RЗ를 통과하는 전류는 커패시터 C2를 충전하기 시작합니다. 수십 초 후에 (커패시터 C2의 커패시턴스와 저항 R3의 저항에 따라) 슈미트 트리거 DD1.2의 결합 입력 전압이 트리거 레벨에 도달하고 출력에 로그 레벨 4이 나타납니다. (핀 0) 결과적으로 요소 DD1.3은 로그 10 레벨에 출력(핀 1)으로 전환되고 전계 효과 트랜지스터 VT1이 열리고 트랜지스터 VT2 및 VT3의 이미 터 접합이 션트됩니다. 그 후, 트랜지스터 VT1은 열린 상태로 유지되고 전류는 트라이악 VS1의 제어 전극을 통해 흐르며 저항 R4에 의해 트라이악의 개방 전류보다 작은 1mA 미만의 최대 진폭으로 제한됩니다.

TS106-10-10 트라이액을 가져온 트라이액으로 교체하는 실험에서 일부 VT137-600ET 트라이액의 경우 개방 전류가 1mA 미만이고 포토 릴레이가 대기 모드에 있을 때 트라이액이 주전원 전압의 최대 진폭에 도달하면 열리고 EL1 램프는 최대 강도로 빛납니다. 이러한 민감한 Si-미스터를 갖춘 포토 릴레이가 정상적으로 작동하려면 저항 R4의 저항을 1MOhm까지 높여야 했습니다.

조명 레벨이 감소함에 따라 포토 다이오드 VD1의 역 저항이 증가하고 요소 DD1.1의 입력 전압이 증가하며 어느 시점에서 슈미트 트리거 DD1.1이 전환됩니다. 출력에 로그 레벨이 나타납니다. 0. 공급 전압으로 충전된 커패시터 C2는 저항 R3을 통해 방전되기 시작합니다. 수십 초 후에 요소 DD1.2의 입력 전압은 요소 DD1.2만큼 감소하고 그 후에는 DD1.3이 전환되고 로그 레벨이 트랜지스터 VT1의 게이트에 나타납니다. 0이면 닫히고 복합 트랜지스터 UT2UTZ의 이미터 접합 션트가 중지됩니다. 각 반주기가 시작될 때 트라이악 VS1이 열리고 켜지며 램프 EL1이 켜집니다.

포토다이오드 VD1이 잠시 조명되면(예: 지나가는 자동차의 헤드라이트, 번개 섬광 등) 완전히 방전된 커패시터 C2의 전압이 크게 변경될 시간이 없습니다. 이는 제안된 높은 잡음 내성을 달성합니다. 사진 중계.

세부 사항에 대해. MJE13002 트랜지스터와 1N4007 다이오드는 결함이 있는 CFL의 전자 안정기에서 제거되었습니다. 트랜지스터 교체 기준: 콜렉터-이미터 전압 - 최소 400V, 최대 콜렉터 전류 - 최소 100mA, 정적 베이스 전류 전달 계수 h_21E - 25 이상. 이 트랜지스터 매개변수가 25보다 작으면 저항 R4의 저항을 200kOhm으로 줄여야 합니다.

다이오드 VD4-VD7에 대한 요구 사항 - 최소 100mA의 순방향 전류, 최소 700V의 역방향 전압. TC106-10 트라이액은 최소 전압 클래스 5, 즉 닫혀 있을 때 최소 500V의 전압을 견뎌야 합니다. 다이어그램에 표시된 트라이악을 가져온 트라이악으로 교체하려면 전환된 전원을 고려하고 조명 램프의 콜드 필라멘트를 통과하는 전류가 정격보다 5~10배 높다는 점을 명심해야 합니다. 부하 전력이 200W를 초과하는 경우 트라이악을 방열판에 설치해야 합니다.

FD256 포토다이오드는 기존 TV의 SDU에서 제거되었습니다. 스펙트럼의 가시 부분에 있는 포토다이오드는 판매되는 경우가 거의 없으므로 FD256이 없다면 다른 유형의 IR 포토다이오드를 시험해 볼 가치가 있습니다. 적합성의 기준은 조명이 바뀔 때 역저항이 212배 이상 변화하는 것입니다. 이전에 산업 장비에 사용되었던 일부 IR 포토다이오드는 스펙트럼의 가시광선 부분에서도 우수한 감도를 갖습니다. 예를 들어, IP-XNUMX 유형과 같은 연기 화재 감지기에서 추출한 IR 포토다이오드는 기관 및 조직에서 확립된 서비스 수명에 도달한 화재 경보기를 수리하는 동안 엄청난 양으로 폐기됩니다. 실험 중에 포토다이오드는 스펙트럼의 적외선 영역에서 최소한의 방사선을 방출하는 LED 램프로 조명되어야 합니다.

제너 다이오드 VD3 - 안정화 전압이 3,3...5V인 모든 저전력 다이오드 VD2 - 모든 저전력 실리콘 다이오드. KP501A 트랜지스터를 KP501, KP504, KP505 시리즈 중 하나로 교체할 수 있습니다. KR1561TL1 마이크로 회로(K561TL1, 564TL1 또는 가져온 아날로그 CD4093B)를 교체할 수 있습니다.

고정 저항기 - 다이어그램에 표시된 모든 유형의 전력 손실(저항기 R4의 전력 손실 - 0,5W - 전기 강도를 이유로 선택됨) 모든 유형의 장치를 실내에 설치할 때 트리머 저항 R1, 실외에 있는 경우 SPO-0,15, SPO-0,5 또는 SP4-1과 같은 폐쇄형 설계의 저항을 사용하는 것이 좋습니다. 저항기의 내부 공간을 밀봉하려면 하우징에서 나오는 모터 롤러 지점에 기술 바셀린 또는 CIATIM 그리스를 한 겹 발라야 합니다.

커패시터 C1, C3은 필름 및 세라믹 등 모든 유형일 수 있습니다. C2 - 수입 산화물(정격 전압 - 50V - 우수한 판간 절연을 보장하기 위해 작동하는 것보다 훨씬 높게 선택됨 - 정격 전압이 높을수록 더 좋습니다. 절연, 즉 누설 전류가 적음).

이 장치는 45x25mm 크기의 범용 브레드보드 조각에 조립됩니다. 서비스 가능한 부품을 사용하고 설치에 오류가 없는 경우 트리밍 저항기 R1을 원하는 응답 임계값으로 설정하여 설치가 이루어집니다. 대기 영향으로부터 보호하기 위해 조정된 보드는 두 겹의 니트로 바니시로 코팅되고 외관이 좋은 IP-212 화재 감지기의 하우징에 배치됩니다.

저자: K. 모로즈

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