Dimmer

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Comutator electric de iluminare a iluminatului rezidențial.JPG

Dimmerul (de la verbul englez la dim : lower, atenuate a light), este un regulator electronic folosit pentru a controla puterea absorbită de o sarcină (limitând-o după bunul plac). În italiană este cunoscut și sub numele de varialuce .

Controlul puterii transferate unei sarcini se poate baza pe un reostat pentru reglarea tensiunii (care nu este foarte eficient ) sau ciclul de funcționare a alimentării cu energie a sarcinii poate fi variat prin transferarea doar a unei părți a sinusoidului de tensiune aplicat de rețeaua electrică (modulație numită control de fază și uneori vorbim de variație de fază), sau comutarea se poate face cu sinusoide complete. În acest din urmă caz ​​există o producție de zgomot redus, dar valoarea efectivă a tensiunii de ieșire devine instabilă: din acest motiv, acestea sunt utilizate în cea mai mare parte pentru încălzirea rezistențelor (de exemplu în cuptoare).

Un alt tip de control se realizează cu utilizarea unui autotransformator variabil numit variac . Eficiența este bună și perturbările sunt reduse. În comparație cu dimmer-ul are unele dezavantaje: greutate mare, dimensiuni mai mari, dificultate la telecomandă și prezența unui contact glisant pe care curge tot curentul de sarcină.

Primul regulator electronic a fost realizat în 1961 de Joel Spira, fondatorul Lutron Electronics [1] . Dimmers-urile sunt utilizate în „ iluminare [2] pentru reglarea„ intensității luminii ”a lămpilor la incandescență sau halogenă [3] .

Există numeroase tipuri de variatoare , de la cele utilizate acasă pentru reglarea unei singure lămpi până la cele care reglează intensitatea luminii unor dispozitive întregi, cum ar fi cele găsite în teatre , studiouri de televiziune sau alte complexe mari. Gradatoarele pot fi echipate cu dispozitive mecanice sau electronice care permit calibrarea lor. Fiind folosite foarte frecvent, circuitele integrate au fost realizate exclusiv pentru această funcție.

Există pe piață variatoare controlate de la distanță, uneori reglementate prin protocolul de comunicație Digital MultipleX (numit și DMX). În cele mai comune versiuni, potrivite pentru sistemele caselor noastre, comanda are loc printr-un buton, un buton sau printr-o simplă atingere.

Schema electrică de principiu

Principiul schemei de cablare a unui circuit tipic de reglare pentru controlul unei sarcini prin aplicarea unei părți a sinusoidului rețelei electrice
Animație referitoare la schema de cablare prezentată în articolul care arată tensiunea aplicată sarcinii în partea de sus; sub impulsul curent aplicat la poarta SCR în cazul variației continue a setării rezistenței variabile între minim și maxim

Sarcina este aplicată în serie circuitului din figură. Utilizarea unui SCR implică introducerea unei punți redresoare (în diagrama D2, D3, D4 și D5), aceasta inversează jumătatea undelor „negative” ale undei sinusoidale în jumătăți unde cu același semn ca în animație.

Începând de la începutul semiondei (când SCR nu este activ și, prin urmare, este un circuit deschis), tensiunea aplicată (peste sarcină în serie cu rezistență neglijabilă în raport cu circuitul de control ilustrat) determină tensiunea condensatorului C să crească prin intermediul unei întârzieri reglabile de rezistența variabilă R [4] ( dioda zener ZD are un curent neglijabil în această fază deoarece tensiunea sa este sub genunchiul declanșator). Când tensiunea de pe C atinge valoarea care duce ZD în conducție, un curent este aplicat la poarta SCR care îl trimite în conducție (devine un scurtcircuit în prima aproximare; în realitate rămâne o tensiune de aproximativ un volt, punctul principal care limitează eficiența circuitului). Aceasta implică activarea sarcinii și, prin D1, descărcarea de C astfel încât la următoarea jumătate de undă să fie din nou descărcată. SCR va rămâne în direcție până când curentul său scade la zero la sfârșitul jumătății de undă. În acest moment, circuitul își repetă ciclul la începutul următoarei jumătăți de undă.

Trebuie remarcat faptul că:

  • Este esențial ca jumătatea undelor rectificate să aibă o valoare minimă foarte apropiată de zero volți, altfel SCR nu trece de la conducere (aproape un scurtcircuit) la interdicție (circuit deschis) și circuitul nu funcționează în sensul că sarcina, în serie cu circuitul, rămâne întotdeauna activ.
  • Pentru puteri mici, utilizarea unui triac este mai frecventă decât circuitul ilustrat care folosește un SCR. Circuitul raportat ar fi simplificat prin îndepărtarea punții redresoare (D2, D3, D4 și D5) și înlocuirea diodei zener ZD cu un DIAC .
  • Dioda zener ZD este în general înlocuită de un dispozitiv mai eficient: un diac care, comparativ cu zenerul, atunci când tensiunea peste capetele sale este depășită, prin urmare tensiunea sa este redusă considerabil, apoi trimite un impuls de curent mult mai mare (aceasta implică o tranziție mai puternică de la bloc la conducerea SCR sau a triacului [5] .

Avantajele utilizării variatoarelor

  • Eficiență . Înainte de utilizarea variatoarelor , reostatele erau utilizate în serie cu sarcina care disipa o putere comparabilă cu cea trimisă sarcinii în sine. În cazul variatoarelor, există pierderi substanțiale datorate comutării și conducerii dispozitivului de control (SCR sau TRIAC) și, prin urmare, mult mai mici. Pentru a da o idee prin setarea unui reflector la jumătate de putere 1 000 W cu un rezistor variabil - și presupunând pentru simplitate că reflectorul este comparabil cu o sarcină rezistivă pură - tensiunea pe reflector trebuie redusă la 71% din cea nominală. Restul de 29% din tensiune rămâne aplicat rezistenței, care va disipa (inutil) aproximativ 205W, cu o eficiență totală de 70%. Cu un variator SCR sau TRIAC, disiparea în aceleași condiții este limitată la pierderile datorate căderii de tensiune pe această componentă (puțin peste 1 V ) înmulțit cu valoarea efectivă a curentului ( 2,1 A cu reglare a luminozității la 50%); prin urmare, puterea disipată pe TRIAC va fi de aproximativ 2 W (eficiență mai mare de 99%) [6] .

Probleme generate de variatoare

Deschideți dispozitivul de reglare . Rețineți inductorii toroidali indispensabili pentru a atenua emisia de perturbații
  • Tulburări . Comutarea componentei active (SCR sau triac) în special atunci când este necesară jumătate din puterea disponibilă (și, prin urmare, pornirea vârfului tensiunii de alimentare de 325 Vcc pentru rețeaua de 230 Vac) generează perturbări care necesită dispozitive de filtrare costisitoare (rețea LC) și voluminoase [7] . Armonicele actuale sunt, de asemenea, introduse în rețeaua de alimentare. În plus, există perturbări în sistemele în care sunt prezente semnale audio analogice datorită interferențelor generate de conexiunile la sistemul de iluminare care se cuplează cu cele ale semnalelor audio.
  • Hum . În controlul sarcinilor grele, inductorul de protecție, în special dacă nu de tip toroidal , poate genera uneori zumzeturi enervante. Aceeași problemă poate fi cauzată de vibrațiile filamentului lămpilor.
  • Incompatibilitate . În unele cazuri, într-un sistem electric echipat cu noul contor instalat de ENEL și predispus pentru citirea de la distanță a consumului, utilizarea variatoarelor tactile poate duce la eliberarea ocazională a comutatorului magnetotermic integrat în contor. Intervenția dispozitivului are loc în cazul contractului minim de alimentare cu energie electrică ( 3 kW ). Problema apare atunci când o lampă este pornită cu ajutorul unui dimmer în timpul funcționării aparatelor electrocasnice cu consum ridicat ( mașină de spălat , cazan , fier etc.): în ciuda faptului că suma puterilor utilizate este mai mică decât limita din contract, circuitul electronic al contorului detectează impulsurile de tensiune foarte scurte și ocazionale generate de triacul mai scund care, ajutând la creșterea valorii instantanee a curentului absorbit, duc la declanșarea întreruptoarelor.
  • Lămpi fluorescente . Cu excepția cazului în care se indică altfel, lămpile fluorescente nu pot fi utilizate cu variatoare. Acest lucru este prezentat pe ambalajul modelelor compacte cu conexiune cu șurub și, adesea, este posibil să găsiți cuvinte specifice tipărite pe baza lămpii.

Viitorul gradatelor

Dispozitivele care controlează încărcarea cu IGBT sunt disponibile pe piață [8] [9] , înlocuind variatoarele cu triac-uri : acestea vă permit să activați sarcina atunci când sinusoidul trece prin zero și să îl dezactivați în punctul dorit al sinusoidului (în practica este opusul a ceea ce poate face un SCR sau un triac în sensul că atunci când triac este oprit, IGBT este activat - vezi animația). Avantajul este obținut prin faptul că permite controlul mai bun al comutării atunci când sarcina este dezactivată și reducerea perturbațiilor relative. Acest tip de control nu este posibil cu SCR și triac [10] . Se poate presupune că, în viitor, MOSFET- urile și GTO-urile vor fi utilizate și în acest scop [11] .

Reglementări tehnice

Regulamentele sunt adesea supuse modificărilor și actualizărilor.

  • CEI 23-86 CEI EN 50428: Dispozitive de control neautomate pentru instalații electrice fixe pentru uz casnic și similar. Regula colaterală. Dispozitive de control neautomate și accesorii conexe pentru utilizare în sistemele electronice pentru casă și clădire (termenul raportat și în datele tehnice italiene este HBES: Sistemul electronic pentru casă și clădire)

Notă

  1. ^ Site-ul oficial al Lutron Electronics Company, Inc. Arhivat la 16 mai 2008 la Internet Archive .
  2. ^ Deși același principiu ar putea fi , de asemenea , utilizat pentru a controla alte tipuri de sarcini , cum ar fi motoare, utilizate în mod obișnuit variator este un dispozitiv de control al luminozității.
  3. ^ Acest tip de control generează perturbări în rețeaua electrică (vezi mai departe în intrare). Acolo unde este posibil (rezistențe de încălzire ale aparatelor de uz casnic etc.) este preferabil să se utilizeze comenzi care aplică „trenuri” de sinusoide întregi (vezi). Cu toate acestea, o astfel de verificare nu este posibilă cu o lampă, deoarece ar provoca pâlpâire.
  4. ^ Vezi circuitul RC
  5. ^ Atât pentru SCR-uri, cât și pentru triac-uri, tranziția de la interdicție la conducție în prezența unei tensiuni puternice la bornele lor de putere este un moment critic, deoarece numai cu un curent puternic de poartă este o bună distribuție a curentului principal (între anod și catod al SCR și între MT1 și MT2 în triac) care evită formarea de puncte fierbinți (puncte în care dispozitivul se încălzește cel mai mult) care devin căi privilegiate pentru curent creând densități de curent localizate excesive care duc la defectarea componentei. Vezi Considerații despre teoria și proiectarea tiristorului , p. 37
  6. ^ Pierderile de comutare ale TRIAC și, în cazul utilizării unui SCR, ale indispensabilei punți redresoare din amonte de circuit nu au fost luate în considerare; pierderi care, totuși, reduc ușor eficiența.
  7. ^ Reglementările cruciale pentru depășirea reglementărilor pentru obținerea marcajului CE sunt cele privind emisiile conduse .
  8. ^ Vezi link-ul către www.voltimum.it ( PDF ), pe voltimum.it . Adus la 23 mai 2008 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
  9. ^ Vezi link-ul către www.relco.it , pe relco.it . Adus la 23 mai 2008 (arhivat din original la 10 mai 2008) .
  10. ^ Triac și SCR se opresc numai atunci când curentul din sarcină este anulat.
  11. ^ Vezi link-ul

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Dimmer&oldid=119722420 ”