この投稿では、トライアック位相チョッピングの原理を使用して、ポットで光強度を制御するための単純な調光スイッチ回路を構築する方法を2つの例で学習します。
トライアック調光器とは
以前の記事の多くで、AC負荷を切り替えるための電子回路でトライアックがどのように使用されているかをすでに見てきました。
トライアックは基本的に、外部DCトリガーに応答して特定の接続された負荷をオンに切り替えることができるデバイスです。
これらは負荷の完全なスイッチオンおよび完全なスイッチオフ手順に組み込むことができますが、このデバイスはACの調整にも一般的に適用され、負荷への出力を任意の値に減らすことができます。
たとえば、トライアックは非常に一般的に使用される調光スイッチアプリケーションであり、AC正弦波の特定のセクションに対してのみ導通し、正弦波の残りの部分の間は遮断されたままになるようにデバイスを切り替えるように回路が設計されています。
この結果は、実際の入力ACよりもはるかに低い平均RMS値を持つ対応する出力ACです。
接続された負荷もこの低い値のACに応答するため、その特定の消費または結果の出力に制御されます。
これは、天井のファンや白熱灯を制御するために通常使用される電気調光スイッチの内部で正確に起こることです。
単純な調光器の回路図
作業用ビデオクリップ：
シンプルな調光スイッチ回路
上に示した回路図は、調光スイッチの典型的な例であり、トライアックが光の強度を制御するために利用されています。
ポットの設定に従って、AC電源が上記の回路に供給されると、C2は特定の遅延後に完全に充電され、ダイアックに必要な点火電圧を提供します。
ダイアックは導通し、トライアックを導通状態にトリガーしますが、これによりコンデンサも放電され、その電荷はダイアックの点火電圧を下回ります。
このため、ダイアックは導通を停止し、トライアックも導通を停止します。
これは、主電源のAC正弦波信号の各サイクルで発生し、個別のセクションに分割され、適切に調整された低電圧出力になります。
“酸素発生器の作り方 ”
ポットの設定により、C2の充電と放電のタイミングが設定され、C2は、トライアックがAC正弦波信号の導通モードにとどまる時間を決定します。
回路はC1がなくても機能するため、C1が回路に配置されている理由を知りたいと思うかもしれません。
確かに、接続された負荷が白熱灯などの抵抗性負荷である場合、C1は実際には必要ありません。
ただし、負荷が誘導型の場合、C1を含めることが非常に重要になります。
誘導性負荷には、巻線に蓄積されたエネルギーの一部を電源レールに戻すという悪い癖があります。
この状況はC2を詰まらせる可能性があり、C2は次の後続のトリガーを開始するために適切に充電できなくなります。
この状況でのC1は、C2が完全に放電した後でも小さな電圧のバーストを提供することにより、C2がサイクルを維持するのに役立ち、トライアックの正しいスイッチングレートを維持します。
トライアック調光回路は、動作中に空気中に多くのRF妨害を生成する特性があるため、RF生成を減らすために、これらの調光スイッチを使用してRCネットワークが不可欠になります。
上記の回路は機能なしで示されているため、高度な電子オーディオシステムを妨害する可能性のある大量のRFを生成します。
PCBのレイアウトと接続
トラックレイアウトの詳細
改善されたデザイン
以下に示す調光スイッチ回路には、上記の問題を解決するために必要な予防措置が組み込まれています。
この強化された調光回路は、モーター、グラインダーなどの高誘導負荷でもより有利になります。これは、C2、C3、R3を含めることで可能になり、ダイアックを、パルスを突然切り替えることで、トライアックをよりスムーズな遷移で起動できるようになり、トランジェントとスパイクが最小限に抑えられます。
改良された調光器の回路図
パーツリスト
- C1 = 0.1u / 400V（オプション）
- C2、C3 = 0.022 / 250V、
- R1 = 15K、
- R2 = 330K、
- R3 = 33K、
- R4 = 100オーム、
- VR1 = 220K、または470Kリニア
- ダイアック= DB3、
- トライアック= BT136
- L1 = 40uH（オプション）
5ステップファンレギュレータ、調光回路への変更
上記のシンプルでありながら高効率のファンまたは調光スイッチ回路は、以下に示すように、ポテンショメータを4つの固定抵抗が取り付けられたロータリースイッチと交換することにより、ファン速度または調光の段階的な調整を取得するように変更することもできます。
抵抗は、220Kのように増分順にすることができます。 150K、120K、68K、またはその他の好ましい組み合わせは、22Kから220Kの間で試すことができます。
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