Диммер

Современный многофункциональный выключатель.

Ди́ммер (от англ. dim — затемнять, в русском языке — светорегулятор, во французском — вариатор) — регулятор электрической мощности нагрузки, как правило включаемый последовательно с ней. Обычно используется для регулировки яркости свечения ламп накаливания или галогенных ламп.

В простейшем случае может представлять собой переменный резистор (реостат), однако на таком регуляторе выделяется чересчур большая мощность и он перегревается. Можно также применять автотрансформаторы, но они громоздки.

В настоящее время распространены электронные диммеры, первый представитель которых — тиристорный, в качестве силового элемента в нём использовался тиристор, подключаемый к нагрузке через диодный мост. Во всех современных диммерах в качестве силового элемента используется симистор.

Самые первые диммеры имели механический способ управления и могли выполнять только одну функцию — изменяли яркость светильника. Современные микроконтроллерные многофункциональные светорегуляторы имеют расширенный набор функций:

• управление яркостью
• автоматическое отключение
• имитация присутствия
• плавное отключение
• дистанционное управление (акустическое или голосовое).

Диммеры бывают сигнальными, например с выходным интерфейсом 0-10V. Такие диммеры подают команды на внешние контроллеры, ЭПРА и другие дополнительные устройства, которые в свою очередь производят регулирование светового потока, оборотов двигателя, уровня звука и др.

Применение

• Для регулирования яркости ламп накаливания, температуры различных нагревателей резисторного типа (например, паяльников и утюгов).
• С осторожностью (рискуя повредить) можно применять для регулировки частоты вращения электродвигателей.

Не следует применять для: радиоприёмников, телевизоров и других устройств с трансформаторным питанием или импульсным блоком питания (в том числе люминесцентные лампы с электронным балластом). Устройство плавного пуска.

Особенности

• При применении с лампами накаливания (для их включения «с нуля») позволяют избежать броска тока через лампу, часто приводящую к её преждевременному перегоранию. Но на практике лампы всё равно перегорают в момент включения (и даже выключения), хотя возможно и реже. Кроме того, величина начального напряжения сильно зависит от самого диммера - некоторые выдают минимальное напряжение, при котором нить накала едва тлеет, а другие выдают довольно большой минимум, едва ли не в треть накала, именно при включении.
• При регулировке лампы накаливания изменяется не только яркость, но и цветовая температура света — чем меньше яркость, тем она краснее. Однако это позволяет, например, незаметно выключить ночник у постели спящего ребёнка.
• Не рекомендуется, во избежание влияния помех, включать устройства с диммерами рядом с радиоприёмниками и чувствительными измерительными приборами. Так, если включён паяльник с диммером, то на экране осциллографа рядом могут появиться посторонние сигналы, а прослушивание ДВ/СВ радиоприёмника в комнате с регулируемым освещением может вообще оказаться невозможным.

Способ управления диммером

По способу управления различаются:

• механический
• электронный
• дистанционный
• акустический.

• В основе механического диммера потенциометр, подключённый не непосредственно к нагрузке, а передающий сигнал через схему управления на силовой элемент (реостат, дроссель, тиристор).
• В электронных диммерах возможны следующие датчики воздействия:
  • контактный (сенсорный)
  • бесконтактный (инфракрасный, ультразвуковой или ёмкостный).
• В дистанционных диммерах управление производится с инфракрасного (IR) или радио (RF) пульта.
• Акустический реагирует на громкий звук или на команды, подаваемые голосом.

В одном приборе могут одновременно использоваться разные способы управления.

Конструкция

Тиристорный диммер

Простой современный диммер для переменного тока выполняют, например, по следующей тиристорной схеме:

Диоды D2…D5 образуют диодный мост. ZD — динистор, D1 — диод, R — переменный резистор небольшой мощности, C — конденсатор, SCR — тиристор, мощность которого определяет мощность нагрузки.

В первый момент времени тиристор SCR закрыт, а конденсатор C заряжается через резистор R. Напряжение входной полуволны продолжает нарастать, и в некоторый момент открывается динистор ZD, а за ним и тиристор SCR. Между клеммами начинает проходить значительный ток, пока напряжение полуволны не снизится до закрытия ZD. Конденсатор С при этом разрядится через диод D1 и тиристор SCR. Тиристор закроется. На следующем цикле процесс повторяется заново.

Нагрузка подключается последовательно (на рисунке клеммы слева).

Принцип действия такого диммера состоит в том, что открывая тиристор в разные моменты времени относительно перехода напряжения через 0, можно «обрезать» синусоидальные волны регулируемого напряжения и тем самым изменять действующее значение напряжения и ток в нагрузке.

Для подавления радиопомех мощные диммеры часто снабжаются дросселями.

Дроссель

Большинство диммеров используют ключевые схемы, производящие большое количество помех в широком диапазоне спектра. Эти помехи излучаются устройствами в эфир в виде электромагнитного излучения и поступают в провода, соединяющие диммер с источником питания и с регулируемой нагрузкой. Конструкции преобразователей питания часто содержат дроссели (индуктивности) в качестве реактивного элемента, а также LC фильтры как со стороны питания, так и со стороны нагрузки. С увеличением частоты преобразования, размеры дросселей становятся небольшими, а сочетание с хорошими фильтровыми конденсаторами с низким активным сопротивлением позволяет достичь приемлемого уровня помех. Современные диммеры уже не мешают работе радиоприемников.

Недостатки

• Диммер управляет только теми источниками света, на которые он расчитан.
• Регулируемое напряжение теряет синусоидальную форму, что приводит к сомнительности его однозначного дальнейшего преобразования понижающими трансформаторами, которые являются дополнительными устройствами в цепи и выполняющими функцию адаптера преобразующего внешние питание в необходимое для источника света.
• Могут возникать помехи, вплоть до радиочастотных.
• Регулировка нелинейно зависит от значения R.
• С диммерами несовместимы люминесцентные лампы и любые альтернативные источники света, оснащенные дополнительными устройствами т.к. ЭПРА, трансформатор, драйвер тока и т.п..

Некоторые компании, в том числе мировые лидеры по производству электроустановочных изделий Schneider Electric и Тесо, уже производят диммеры для люминесцентных ламп, однако работоспособность его напрямую зависит от схемотехники электронно-пускорегулирующего аппарата (ЭПРА).

Литература

• Евсеев Ю. А., Крылов С. С. Симисторы и их применение в бытовой электроаппаратуре. — М.: Энергоатомиздат, 1999. — ISBN 5-283-00553-4.

Ссылки

• Обзор вариантов схем диммеров (англ.)
• Диммирование энергосберегающих ламп: нюансы и особенности
• Как самостоятельно сделать светорегулятор (диммер)
• Самодельный 15-канальный диммер на микроконтроллере AVR, управляемый от пульта ДУ, компьютера и выключателей
• Как сделать одноканальный диммер на микроконтроллере AVR с описанием конструкции и программного обеспечения

	Диммер на Викискладе?