Einfacher Lichtdimmer und Deckenventilator-Reglerschalter

In diesem Beitrag lernen wir anhand von zwei Beispielen, wie eine einfache Lichtdimmer-Schaltschaltung zur Steuerung der Lichtintensität mit dem Topf nach dem Prinzip des Triac-Phasen-Choppings aufgebaut wird.

Was sind Triac-Dimmer?

Wir haben bereits in vielen meiner früheren Artikel gesehen, wie Triacs in elektronischen Schaltkreisen zum Schalten von Wechselstromlasten verwendet werden.

Triacs sind im Grunde genommen Geräte, die in der Lage sind, eine bestimmte angeschlossene Last als Reaktion auf einen externen DC-Trigger einzuschalten.

Obwohl diese für ein vollständiges Ein- und Ausschalten einer Last eingebaut werden können, wird das Gerät üblicherweise auch zum Regeln eines Wechselstroms verwendet, so dass die Ausgabe an die Last auf einen beliebigen gewünschten Wert reduziert werden kann.

Zum Beispiel sind Triacs sehr häufig verwendete Dimmerschalteranwendungen, bei denen die Schaltung so ausgelegt ist, dass das Gerät so schaltet, dass es nur für einen bestimmten Abschnitt der Wechselstrom-Sinuswelle leitet und während der verbleibenden Teile der Sinuswelle abgeschaltet bleibt.

Dieses Ergebnis ist ein entsprechender Ausgangs-Wechselstrom, dessen durchschnittlicher Effektivwert viel niedriger als der tatsächliche Eingangs-Wechselstrom ist.

Die angeschlossene Last reagiert auch auf diesen niedrigeren Wechselstromwert und wird somit auf diesen bestimmten Verbrauch oder die resultierende Leistung gesteuert.

Genau dies geschieht in elektrischen Dimmschaltern, die normalerweise zur Steuerung von Deckenventilatoren und Glühlampen verwendet werden.

Schaltplan eines einfachen Lichtdimmers

Arbeitsvideoclip:

Einfache Lichtdimmerschaltung

Das oben gezeigte Schaltbild ist ein klassisches Beispiel für einen Lichtdimmerschalter, bei dem ein Triac zur Steuerung der Lichtintensität verwendet wurde.

Wenn das Wechselstromnetz gemäß der Einstellung des Topfes in den obigen Stromkreis eingespeist wird, lädt sich C2 nach einer bestimmten Verzögerung vollständig auf und liefert die erforderliche Zündspannung an den Diac.

Der Diac leitet und löst den Triac in die Leitung aus, entlädt jedoch auch den Kondensator, dessen Ladung unter die Zündspannung des Diacs fällt.

Aus diesem Grund hört der Diac auf zu leiten, ebenso wie der Triac.

Dies geschieht für jeden Zyklus des Netz-Wechselstrom-Sinuswellensignals, wodurch es in diskrete Abschnitte unterteilt wird, was zu einem gut zugeschnittenen Ausgang mit niedrigerer Spannung führt.

Die Einstellung des Topfes stellt die Lade- und Entladezeit von C2 ein, die wiederum entscheidet, wie lange der Triac für die AC-Sinussignale in einem leitenden Modus bleibt.

Es könnte Sie interessieren, warum C1 in der Schaltung platziert ist, da die Schaltung auch ohne diese Schaltung funktionieren würde.

Es ist wahr, C1 wird tatsächlich nicht benötigt, wenn die angeschlossene Last eine ohmsche Last wie eine Glühlampe usw. ist.

Wenn die Last jedoch ein induktiver Typ ist, wird die Einbeziehung von C1 sehr wichtig.

Induktive Lasten haben die schlechte Angewohnheit, einen Teil der in der Wicklung gespeicherten Energie zurück in die Versorgungsschienen zu leiten.

Diese Situation kann C2 verstopfen, das dann nicht mehr richtig aufgeladen werden kann, um die nächste nachfolgende Auslösung auszulösen.

C1 hilft in dieser Situation C2, seinen Zyklus aufrechtzuerhalten, indem es kleine Spannungsspitzen bereitstellt, selbst nachdem C2 vollständig entladen wurde, und somit die korrekte Schaltrate des Triacs beibehält.

Triac-Dimmerschaltungen haben die Eigenschaft, während des Betriebs viele HF-Störungen in der Luft zu erzeugen. Daher ist ein RC-Netzwerk mit diesen Dimmerschaltern zur Reduzierung der HF-Generationen unerlässlich.

Die obige Schaltung wird ohne diese Funktion gezeigt und erzeugt daher viel HF, was hochentwickelte elektronische Audiosysteme stören könnte.

Leiterplattenlayout und Anschluss

Details zum Spurlayout

Verbessertes Design

Die unten dargestellte Schaltung des Lichtdimmerschalters enthält die erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen, um das oben genannte Problem zu beheben.

Diese verbesserte Lichtdimmerschaltung macht es auch bei hohen induktiven Lasten wie Motoren, Schleifern usw. günstiger. Dies wird durch die Einbeziehung von C2, C3, R3 möglich, wodurch der Diac mit einem gleichbleibend kurzen Spannungsstoß anstelle von a gezündet werden kann abruptes Schalten von Impulsen, wodurch der Triac mit weicheren Übergängen abgefeuert werden kann, was zu minimalen Transienten und Spitzen führt.

Schaltplan eines verbesserten Lichtdimmers

Liste der Einzelteile

• C1 = 0,1 u / 400 V (optional)
• C2, C3 = 0,022 / 250 V,
• R1 = 15 K,
• R2 = 330 K,
• R3 = 33K,
• R4 = 100 Ohm,
• VR1 = 220 K oder 470 K linear
• Diac = DB3,
• Triac = BT136
• L1 = 40 uH (optional)

Umbau in einen 5-Stufen-Lüfterregler, Lichtdimmerschaltung

Die obige einfache, aber hocheffiziente Lüfter- oder Lichtdimmer-Schaltschaltung kann auch modifiziert werden, um eine schrittweise Regulierung der Lüftergeschwindigkeit oder des Lichtdimmens zu erhalten, indem das Potentiometer durch einen Drehschalter mit 4 Festwiderständen ersetzt wird, wie unten gezeigt:

Die Widerstände können in einer inkrementellen Reihenfolge sein, wie z. B.: 220K. 150K, 120K, 68K oder eine andere günstige Kombination könnten zwischen 22K und 220K ausprobiert werden.