СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 XN1 ∼ 220 в FU1 1 A VD1 VD2 VD4 VD5 VD6 VD11 VD12 SA1 VD10 VD9 VD7 VD13 VD8 VT1 VT4 VT3 VT6 VT5 VT7 V T = 10 В VT1 KT3107EM (BC557C) VT2 КТ538А (MJE13001) VT8 КТ503Б VD5 … VD7 КД522Б C4 100 мкФ × 16 В C9 10 мкФ 16 В DA1 DD1 – КР1561 ТЛ1 (DD1 – CD4093BN) DD2 – КР1561 ТЛ1 (DD2 – CD4093BN) DD3 – КР1561 ИЕ20 (DD3 – CD4040BN) VD9 … VD13 –КД522Б VT3, VT5, VT7 КТ3102ЕМ (ВС547С) VT4, VT6 КТ3107БМ (ВС557А) 1 1 1 2 2 2 3 3 3 8 9 10 5 5 12 12 12 14 15 9 7 6 5 3 2 4 13 1 13 13 10 10 11 11 11 R СР 6 6 & ТН & ТН & ТН & ТН & ТН & ТН & ТН & ТН 4 4 8 9 (+18 В) С1 С6 С5 С7 680 680 С2 С3 EL1 R3 1К R4 10К R12 22К VS1 ВТ138-800 К выв. 14 DD1 К выв. 14 DD2 К выв. 16 DD3 К выв. 7 DD1 К выв. 7 DD2 К выв. 8 DD3 DA1 – KP1181ЕН15А (78L15) VD2, VD4 – FR107; VD3 – BZX55C18 R5 7,5К R6 36К R11 470К R10 200К R33 27К HL1 R14 15К R15 1М R16 4,7М R19 75К R17 56К R18 330К R22 51К R23 20К R27 1М R24 7,5К R25 56К R28 75К R31 56К C11 1500 C10 2,2 мкФ C8 100 мкФ 10 В R26 7,5К R29 330К R9 R13 R20 R21 R30 200К 2,2К 330К 75К 20К R8 20К R7 22К XN3 XN2 DD1.1 DD2.1 DD2.2 DD2.3 DD2.4 DD3 СТ2 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 DD1.2 DD1.3 DD1.4 (+15 В) +15 В +15 В +15 В R32 2М +15 В +15 В XN4 К А УЭ + + + + + 470 мкФ 0,047 мкФ 0,22 мкФ 470 мкФ 25 В 25 В VD3 КВР210 FR107 R1 R2 36K 36K Рис. 1. Принципиальная электрическая схема разработанного фотореле заряжаться через резистор R31 и на его правой по схеме обкладке формирует- ся короткий импульс положительной полярности, который сбрасывает счёт- чик DD3 в исходное нулевое состояние. На выходе старшего разряда счётчи- ка DD3 появляется уровень логическо- го «0», который разблокирует генератор на элементе DD2.4. На счётном входе счётчика появляются прямоугольные импульсы, увеличивающие его состо- яние. Светодиод HL1 при этом све- тится постоянно. Одновременно уро- вень логического «0» через резистор R8 постепенно заряжает конденсатор C4, что приводит к открыванию транзисто- ра VT1 и плавному зажиганию лампы накаливания. Работой лампы накаливания управ- ляет фазоимпульсный регулятор ярко- сти, собранный на микросхеме DD1. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран одно- вибратор, формирующий из коротких отрицательных импульсов с частотой 100 Гц, снимаемых с диода VD2, корот- кие отрицательные, но уже прямоуголь- ные импульсы необходимой амплиту- ды для работыфазоимпульсного регу- лятора яркости. В начальный момент времени, при закрытом транзисторе VT1, каждый отрицательный импульс с выхода логи- ческого элемента DD1.2 через диод VD6 быстро разряжает конденсатор С6. Напряжение на входе элемента DD1.3 остаётся ниже порогового, поэтому ключевой транзистор VT2 и симистор VS1 закрыты, лампа обесточена. При появлении на выходе старшего разряда счётчика DD3 уровня логического «0», который приводит к заряду конденса- тора C4 и открыванию транзистора VT1, через цепочку VD5–VT1–R11 начина- ет заряжаться конденсатор C6. Когда напряжение на нём достигнет поро- га переключения логического элемен- та DD1.3, на его выходе появится отри- цательный перепад напряжения, кото- рый, дифференцируясь цепью C7-R12 и инвертируясь DD1.4, откроет ключе- вой транзистор VT2, а вслед за ним – и симистор VS1. Лампа накаливания окажется подключённой к сети ∼ 220 В. Этот процесс при открытом транзи- сторе VT1 будет повторяться с частотой 100 Гц, и яркость лампы накаливания будет определяться постоянной време- ни цепи R11–C6, а значит введённой частью сопротивления подстроечного резистора R11. Чем меньше сопротив- ление резистора R11, тем раньше заря- жается конденсатор C6 до порогового напряжения элемента DD1.3, а значит тем раньше открывается транзистор VT2 и симистор VS1, считая с момента перехода сетевым напряжением нуле- вого значения. И наоборот – чем боль- ше сопротивление резистора R11, тем позже заряжается конденсатор C6 до порогового напряжения, а значит тем меньше яркость лампы накаливания. Такой способ управления яркостью лампы называется фазоимпульсным. После достижения счётчиком DD3 значения 2048 на выходе его старше- го разряда появляется уровень логи- ческой «1», который через цепочку VD12-R24 быстро заряжает конденса- тор C8 и устанавливает на выходе DD2.3 уровень логической «1». Транзистор VT8 открывается и подключает ниж- ний по схеме вывод конденсатора C10 к общему проводу. Благодаря этому сле- дующий запуск генератора произойдёт уже на частоте около 2 Гц. Одновремен- но уровень логической «1» через диод VD7 быстро разряжает конденсатор С4 и закрывает транзистор VT1. Фазоим- пульсный регулятор яркости перехо- дит в режим ожидания, а лампа нака- ливания – в выключенное состояние. Как уже отмечалось, излучение лам- пы должно быть направлено на фото- диод VD8. Если уровень внешнего осве- щения при выключении лампы ока- жется достаточно высоким (в светлое время суток), то перезапуска таймера не произойдёт и лампа останется в выклю- ченном состоянии. При этом фотоди- од VD8 будет засвечен и сопротивле- ние его перехода будет относительно невысоким, а транзисторы VT3 и VT4