Принцип работы, виды и монтаж регулятора света для ламп накаливания

Мнение пользователей и специалистов

Блиц-советы

При планировании монтажа светорегулятора следует учитывать следующее:

  1. Характер помещения. Для помещений с повышенными температурами следует выбирать устройство с встроенной вентиляционной системой и автоматическим выключателем.
  2. Покупая прибор, следует внимательно прочитать информацию о всех характеристиках устройства, нанесенных на его корпус и их соответствии внешнему виду диммера. Например, силовой провод не может быть менее 1,5 кв.
  3. Выбирать изделия лучше у известных производителей, продукция которых давно используется и не имеет нареканий.
  4. Покупая светорегуляторы, следует учитывать, что клавишные и поворотные устройства стоят намного дешевле кнопочных, сенсорных и дистанционных (управляемых при помощи пульта).
  5. Выбирать регулятор следует максимально подходящий для характеристик используемых ламп, соблюдая небольшой запас мощности.
  6. При самостоятельном монтаже светорегулятора придерживаться обязательного правила: подключать следует к фазовому проводнику разъем с маркировкой L. Ни в коем случае нельзя соединять с нулевым проводом.
  7. При выборе способа монтажа лучше проконсультироваться с квалифицированным электриком или поручить работу специалистам в случае сложной схемы.
  8. Любой тип диммера имеет порог минимальной нагрузки, составляющий ориентировочно 40 Вт. Поэтому, чтобы исключит выход из строя устройства, лампу накаливания с малой мощностью надо нагружать параллельно дополнительной нагрузкой.

Область применения

Основной задачей регулятора является изменение степени яркости свечения лампы. Выключатели этого типа позволяют добиться разной интенсивности света. С помощью диммера можно выставить самое яркое торжественное освещение или уменьшить его до приглушенной интимной подсветки.

Использование регулятора делает неактуальным применение выключателей двойного и тройного типа. Исчезает и необходимость приобретения дорогостоящих приборов с встроенными контроллерами напряжения.

Регулировка света необходима в нескольких случаях:

  • уменьшение яркости освещения перед сном;
  • создание дизайнерского интерьера, требующего различной степени освещенности;
  • экономия электроэнергии в бытовых помещениях и подсобках;
  • различные световые сценарии (просмотр фильма, чтение книги, отход ко сну детей).

Этот современный вид реостатов все чаще используются в процессе дизайна, так как они позволяют расставить акценты, «высветить» произведения искусства и необычные предметы интерьера.

В сфере производства регуляторы света нередко используются при монтаже наружной рекламы, привлекающих внимание инсталляций. Они активно применяются на концертных площадках, в клубах, на торжественных мероприятиях, в промо-акциях

Подключение диммера. Простой и проходной светорегулятор.Подключение диммера. Простой и проходной светорегулятор.

Базовое устройство современного диммера

Теперь – о том, каким же образом обеспечиваются такие преобразования переменного тока. Тот, кто не интересуется физикой подобных процессов, может сразу перейти к следующему разделу статьи. Но многим будет интересно, тем более что понимание происходящего может подвигнуть и на самостоятельное изготовление диммера – об этом мы тоже поговорим несколько позднее.

Понятно, что никакое электромеханическое коммутационное устройство неспособно работать в режиме ключа с такой скоростью переключений, адекватной частоте переменного тока. Но на выручку пришли полупроводниковые элементы.

Ниже на иллюстрации показана (с некоторым упрощением) схема электронного диммера. Понять принцип ее работы можно, даже не имею специальной подготовки в этих вопросах.

Принципиальная схема электронного диммера (дана с некоторыми упрощениями)

Итак, разбираемся.

Функцию электронного ключа в представленной схеме выполняет «связка» двух полупроводниковых элементов:

Цены на диммер

диммер

VS1 – симистор (симметричный полупроводниковый тиристор или триак) который способен пропускать ток между силовыми выводами А1 и А2 в обоих направлениях, но при условии наличия на выводе G («gate» — затвор) определенного управляющего напряжения.

VS2 – динистор (двунаправленный полупроводниковый диод или диак), также способный пропускать ток в обоих направлениях. Но в отличие от триака, диак не требует управляющего сигнала. Он срабатывает автоматически (открывается) при достижении на его выводах определенного напряжения. И вновь закрывается, когда проходящий через него ток снизится до минимального уровня, называемого током удержания.

Диммер, как правило, устанавливается в разрыв фазного провода. Но это – исключительно из соображений безопасности эксплуатации, так как на работоспособность схемы влияния не оказывает. Тем не менее, такое правило рекомендуется к соблюдению при установке любых выключателей на системах освещения.

Для того чтобы в рассматриваемом случае ток пошел на нагрузку (от «L in» к «L out»), необходимо открытие ключа-триака между его силовыми выводами А1 и А2. Иного пути нет, так как на другом участке цепи она, по сути, разорвана конденсатором С.

Что же происходит при включении питания? Начинается зарядка конденсатора С, скорость которой зависит как от его емкости, так и от сопротивления R. Чем выше сопротивление, тем дольше будет длиться зарядка. Так как используется переменный резистор (потенциометр), то имеется возможность плавного изменения сопротивления этого участка цепи.

Как только напряжение на обкладках конденсатора достигнет определённой величины, срабатывает на открытие динистор, и на вывод G тринистора подается управляющее напряжение, что приводит к его открытию. Ток пошел на нагрузку.

При достижении полуволной нулевой отметки конденсатор полностью разряжается, диак закрывается, что ведет и к закрытию триака. Цепь питания нагрузки снова прервана.

Но вновь начинается процесс зарядки конденсатора, уже с обратной полярностью на обкладках, и весь цикл повторяется. Так как использованы симметричные полупроводниковые приборы – симистор и динистор, эта схема работает на любом участке синусоиды, то есть с любым направлением тока.

Об этом приходится долго рассказывать, но на деле все эти преобразования происходят с частотой переменного тока, то есть в течение секунды вырабатывается 50 положительных и 50 отрицательных «вырезанных» импульсов. Такая частота обеспечивает вполне нормальную работу электроприборов с резистивной нагрузкой, к которым относятся и лампы накаливания.

Правильным подбором параметров полупроводниковых элементов и изменением сопротивления потенциометра можно регулировать моменты открытия и закрытия ключа, то есть «вырезать» из синусоиды импульсы определённой продолжительности и амплитуды. Тем самым – управлять мощностью включенной в цепь нагрузки лампы.

По подобной схеме собирается абсолютное большинство современных диммеров. Безусловно, в схему вносятся определенные дополнения, оптимизирующие ее работу и сглаживающие негативные моменты. Но принцип остается тем же.

Принцип работы диммеров

Для изготовления простейшего устройства можно использовать достаточно мощный реостат. Подробного рассмотрения принципиальной схемы в данном случае не требуется. Перемещением ползунка переменного резистора изменяют амплитуду сигнала на выходе.

Экономную работу устройства организуют с помощью модификации сигнала. По технологии ШИМ регулируют ширину прямоугольных импульсов. Также применяют схемы, которые «обрезают» часть синусоиды. Эти способы позволяют дозированно использовать энергетические ресурсы по целевому назначению. Сравнительно небольшое количество тепла рассеивается на радиаторах, поддерживающих оптимальный температурный режим силовых электронных компонентов.

Модели

На рынке большой ассортимент диммеров, который классифицируется по разным критериям:

  • по принципу работы;
  • по нюансам конструкции;
  • совместимости с ламами;
  • оборудованию для регулирования.

Термостатные

Освещение регулировалось за счет смены сопротивления. При повышении показателя, снижается сила тока, освещение затухает и наоборот.

Такое устройство характеризуется простотой конструкции, но у разных производителей свои составляющие и качество сборки. Такие показатели важны для стабильной работы и плавности хода. Принцип действия термостатных диммеров заключается в преобразовании световой энергии в тепловую. За счет этого сократить траты на электричество не получится.

Симисторные диммеры

Приборы на основе симистора относятся к более современным диммерам. Чтобы лампа зажглась через устройство должен пройти ток, между электродами создается напряжение. Конденсатор заряжается от потенциометра R, который меняет фазовый угол.

При достижении определенной величины, симистор открывается и по нему проходит ток. Сопротивление падает, и лампочка горит интенсивнее

Процесс действенный с любыми полуволнами – положительными и отрицательными, поэтому не важно, куда идет поток электродов. В отличие от реостатных моделей, такой вариант не защищен от мерцаний за счет своей конструкции

В чем различия диммеров

Существует немало параметров, на которые следует обратить внимание при выборе приспособления. Некоторые устройства подходят для большинства разновидностей лампочек, в то время как другие используются только в сочетании с диммироидными

Приобретая выключатели с регулятором яркости, нужно обратить внимание на тип монтажа. Они могут быть для наружной и внутренней установки, а также на DIN-рейках

Кроме того, такие приспособления различаются в зависимости от способа управления и исполнения. Светорегуляторы подразделяются и по способу регулирования.

По типу монтажа

Наружное крепление диммера является наиболее простым. Такие выключатели представляют собой небольшую коробочку, в которой присутствуют все элементы регулятора. Для установки такого типа светорегуляторов нет необходимости высверливать в стене нишу. Коробка может крепиться непосредственно на стену.

Наружные светорегуляторы наиболее часто используется при обустройстве системы освещения в промышленных помещениях, где красота дизайна не является приоритетом. Кроме того, такие устройства используются при оформлении интерьера в урбанистическом и других стилях, когда наружная проводка подчеркивает замысел дизайнера.

Внутренние диммеры бывают 2 типов. К первому относятся устройства, представляющие собой коробку, установка которой требует высверливания ниши. После монтажа верхняя часть коробки не выступает над поверхностью стены. Ко второму типу относятся приспособления, предназначенные для подключения точечных светильников, в которых присутствуют светодиодные лампочки. Такие устройства отличаются небольшими размерами и крепятся при монтаже проводки. Данные портативные диммеры имеют дистанционное управление.

Модульный светорегулятор для светодиодных ламп устанавливается на DIN-рейках. Устанавливается данный диммер в распределительных щитках, но может применяться и для регулировки освещения и создания световых эффектов. Такие устройства используются при создании системы «Умный дом». Установка светорегулятора выполняется в монтажную коробку. Диммер управляется пультом дистанционного управления, т.к. он не выходит на поверхность.

По исполнению

В зависимости от типа исполнения регуляторы яркости света могут быть:

  • поворотно-нажимными;
  • поворотными;
  • кнопочными;
  • сенсорными.

К самым простым вариантам относится поворотный тип диммера. Он отличается простым функционалом. Регуляция яркости осуществляется за счет круглой поворотной шашки или ручки. Ее вращение происходит по и против часовой стрелки.

Поворотно-нажимной тип почти не отличается от поворотного. При одном нажатии свет загорается с той яркостью, которая была выставлена в последний раз. Поворотный рычаг или шашка используется для регулировки яркости.

Кнопочный тип внешне похож на стандартный выключатель. На регуляторе присутствуют 1 или 2 кнопки. Нажимая на них, можно быстро установить необходимую яркость. Такая конструкция является простой и надежной, но выглядит современной.

Сенсорные диммеры являются наиболее технологичными. Их дизайн может быть самым разным. Сенсор может быть ровным, представлен кружком и т.д. Приборы могут быть использованы при оформлении большинства вариантов интерьеров. Выглядят такие диммеры красиво, но при поломке нередко требуется менять прибор.

По способу регулировки

Диммеры переменного тока подразделяются по принципу регулирования работы. Диммер с отсечкой по переднему фронту – самый дешевый и распространенный. Схема его проста: внутри на нагрузку происходит подача только полуволны, в то время как ее начало срезается. На лампочку подается нагрузка с заданной амплитудой, а затем наблюдается ее затухание, когда синусоида проходит через ноль.

Второй вариант – диммер с отсечкой по заднему фронту. В этом случае регуляция яркости происходит не с «нуля», а в заданном диапазоне. Кроме того, в отдельный класс выделяются светильники с уже установленными регуляторами. Они регулируются за счет кнопок или пульта.

Совместимость ламп с диммерами

Наверняка вам приходилось слышать о том, что нельзя устанавливать диммер в схему для светодиодных и энергосберегающих ламп 220 В. Раньше такое мнение было актуальным, действительно через регулятор можно было подключать только лампы накаливания. Но сейчас уже есть специальные диодные лампы LED DIM, которым не требуются какие-то отдельные светорегуляторы. Их можно запускать через обыкновенный диммер для ламп накаливания. Более того светодиодные лампы LED DIM можно установить в одну цепь с лампами накаливания.

Если у вас уже установлены светодиодные лампы, то прежде чем приобретать регулятор, разберитесь, насколько они могут быть совместимы в одной электрической схеме.

Светодиодные лампы могут быть:

  • Нерегулируемые. Нельзя ставить их в одну цепь с диммером, иначе это приведёт к сбоям в работе лампы и в дальнейшем к её сгоранию.
  • Регулируемые. Их можно совмещать с диммерами, работающими по принципу отсечения фронтов синусоидальной волны напряжения. Единственный нюанс в том, что основная работа регулятора освещения начинается с минимальной нагрузки от 20 до 45 Вт. Чтобы достичь такой нагрузки, лампы накаливания хватит и одной, а вот светодиодных потребуется 3-4 штуки. В случае, когда в осветительном приборе только одна лампа, можно применить регулятор низкого напряжения, имеющий магнитный трансформатор.
  • Со специальным регулятором. Многие производители выпускают светодиодные лампы, которым нужен отдельный диммер.

В магазинах электротоваров у продавцов-консультантов имеются специальные таблицы, по которым можно узнать, насколько совместимы светодиодные лампы с определёнными типами регуляторов.

Когда будете приобретать такие лампы, обратите внимание на заводскую упаковку или проконсультируйтесь у продавца – подлежит ли она диммированию. Производители отображают такую возможность специальными надписями или круглыми значками на упаковке

На рынке электротоваров хорошо зарекомендовали себя диммируемые LED-лампы фирмы « Gauss», работающие от напряжения 220 В.

Тест: диммер и светодиодные лампы gaussТест: диммер и светодиодные лампы gauss

Как видите, диммер, используемый в домашней электросети, очень удобен для комфорта человека и выгоден с экономической точки зрения. А совмещение его со светодиодными лампами 220 В усиливает эти эффекты в несколько раз. Можно сказать, что это именно тот случай, когда «овчинка выделки стоит».

Классификация диммеров

Существует несколько видов классификаций регуляторов. Так, выделяют моноблочные и модульные устройства.

Моноблочные светорегуляторы изготавливаются в виде единого блока и монтируются в корпус обычного подразетника как выключатели. Чаще всего их используют при оборудовании квартир с тонкими перегородками.

По виду управления их можно дополнительно разделить на:

  • нажимные с поворотом ручки;
  • поворотные;
  • клавишные, как вариант, кнопочные;
  • сенсорные;
  • с пультом ДУ.

Первый вид – самые простые и бюджетные. Включение светильника происходит за счет нажима, а поворотом ручки регулируется яркость. Во втором случае и включение, и регулировка происходит за счет вращения.

Клавишный реостат очень похож на стандартный выключатель. Состоит он, как правило, из 2-ух пластин, первая из которых включает свет, а вторая определяет его интенсивность.

Сенсорные светорегуляторы – одни из самых современных и востребованных. Они отличаются высокой надежностью и плавным переключением, включающим несколько ступенчатых уровней.

Регулировка с помощью пульта ДУ считается самой комфортной. Для ее осуществления нет необходимости вставать с места.

Модульные типы диммеров монтируются на DIN-рейке распредблоков. Они отвечают за поддерживание освещения в районе коридоров и лестничных проемов. Также данный вид диммеров используют для обеспечения безопасности вокруг дома и на придомовой территории.

Управление модульным типом происходит за счет нажатия клавиши или кнопки. Пятисекундное удержание позволит выставить необходимый уровень освещенности площадки.

Подбор диммеров может происходить и по типу используемых ламп. Так, с лампами накаливания и галогенными устройствами в 220 В работают практически все регуляторы света.

Низковольтные галогенные источники света функционируют только в условиях подключения диммеров, имеющих специальную маркировку «С».

Люминесцентные лампы требуют оборудования пускорегулирующей аппаратурой (ПРА), которая может изменять частоту, а значит, и силу тока. В результате варьируется и интенсивность освещения.

При работе со светодиодами применяется способ широтно-амплитудной модуляции, при котором оптимальная амплитуда комбинируется с изменяемой длительностью импульса.

Классификация по типу конструкции выделяет одинарную, двойную и  тройную модификацию.

Печь на отработанном масле: варианты изготовления устройства своими руками

Как сварить клей из крахмала

Устройство и виды

Диммеры делают на основе разной элементной базы. Все они имеют свои особенности и недостатки. И чтобы понять, что такое диммер и как он работает, надо разобраться из чего сделано конкретное устройство. Итак, могут быть варианты:

  • На основе реостата (в частности переменного резистора). Это самый простой, но и самый неэффективный способ регулирования яркости. Такое устройство очень сильно греется, так что необходима система охлаждения, имеет крайне низкий КПД. В настоящее время серийно не производится.
  • Электронные светорегуляторы на основе симисторов, тиристоров, транзисторов. Эти устройства нельзя использовать с техникой, требовательной к форме электропитания, так как на выходе — нечто похожее на синусоиду с обрезанными верхушками. Стоит также знать, что такие схемы могут выдавать помехи, мешающие работе радиоприемников или чувствительного к электропомехам оборудования. Несмотря на свои недостатки именно электронные диммеры используют чаще — из-за невысокой цены, малых габаритов и возможности реализации дополнительных функций.

  • Диммеры на основе автотрансформатора. Такие устройства выдают почти идеальную синусоиду, но имеют большие вес и размер, для регулировки требуется прилагать большие усилия. Еще один момент: более сложная схема ведет к удорожанию регулятора. Тем не менее, и они представлены на рынке, используются в местах где нельзя создавать радиопомехи или требуется нормальная форма питающего напряжения.

При выборе устройства не столь важно знать, к какому типу он относится, сколько важно учитывать характер нагрузки, к которой он будет подключаться (лампы накаливания и светодиодные или люминесцентные и экономки). https://www.youtube.com/embed/kb9He3btzgw

Как работает Диммер. Простая схема светорегулятораКак работает Диммер. Простая схема светорегулятора

По виду исполнения диммеры бывают:

  • Модульные для установки в электрощитке на дин-рейку. Подключить диммер такого типа можно с лампами накаливания, галогенными светильниками с понижающим трансформатором. Для удобства использования они имеют выносную кнопку управления или клавишный выключатель. Такие устройства удобны, например, для регулирования освещенности двора и входных ворот из дома, лестничной площадки или входной двери.

  • Диммеры на шнуре. Это мини-устройства, позволяющие регулировать яркость свечения осветительных приборов, которые включаются в розетку — настольные лампы, бра, торшеры. Только стоит знать, что совместимы они в основном, с лампами накаливания.

  • Для установки в монтажную коробку. Ставятся в монтажную коробку под выключатель (в ту же коробку). Совместимы с лампами накаливания, светодиодными, галогенными понижающим и электронным трансформатором. Управляются кнопкой, которая ставится поверх устройства или подключаются к системе «умный дом».

  • Моноблочный. По внешнему виду очень напоминает обычный выключатель, ставится в такую же монтажную коробку, можно вместо выключателя. Включаются в разрыв фазной цепи (схемы ниже). Этот тип имеет большое видовое разнообразие. С какими лампами можно подключать такой диммер, должно быть указано на корпусе, но если это электронная схема, то работают они с лампами накаливания и некоторыми галогенными и светодиодными (на которых написано диммируемые или стоит сообвтевтующий знак). Управляться могут:
    • При помощи поворотного диска (поворотные диммеры). Отключение света происходит поворотом диска в крайнее левое положение. Недостаток этой модели — невозможно зафиксировать последнее значение освещенности. При включении задается всегда минимальная яркость.

    • Поворотно-нажимные. По внешнему виду похожи, но включение/выключение происходит при помощи нажатия на диск, а регулировка — его поворотом.
    • Клавишные. По внешнему виду очень похожи на обычные выключатели. Включение/выключение света стандартное — перебросом клавиши, а регулировка начинается после удержания клавиши в нажатом состоянии более 3 секунд. есть модели в которых включение-отключение происходит одной клавишей, а регулировка другой.

    • Сенсорные. Все управление происходит при помощи прикосновений к экрану. Эти модели самые надежные — никаких механических деталей, практически нечему ломаться.

В частных домах и квартирах ставят чаще всего моноблочные диммеры. В доме еще может пригодиться модульное исполнение — для изменения яркости освещения придомовой территории с возможностью контроля его из дома. Для таких случаев есть модели, которые позволяют управлять освещенностью с двух мест — проходные диммеры (работают по принципу проходного выключателя).

Обзор 3х диммируемых ламп GAUSSОбзор 3х диммируемых ламп GAUSS

Схема диммера на симисторе

Схема симисторных регуляторов яркости в основном везде одинакова, отличается только наличием дополнительных деталей для более устойчивой работы на низких “выходных” напряжениях и для плавности регулирования. Также в схему вводятся детали для снижения уровня помех, выдаваемых димером в сеть.

Принцип действия схемы таков. Чтобы лампа загорелась, надо чтобы симистор пропустил через себя ток. Это случится, когда между электродами симистора А1 и G появится определенное напряжение (какое – смотри в даташите, можно скачать внизу статьи). Вот как оно появляется.

При начале положительной полуволны конденсатор начинает заряжаться через потенциометр R. Понятно, что скорость заряда зависит от величины R. Умными словами, потенциометр меняет фазовый угол. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины, достаточной для открытия симистора и динистора (см. даташит на динистор), симистор открывается. Иначе говоря, его сопротивление становится очень мало, и лампочка горит до конца полуволны.

То же самое происходит и с отрицательной полуволной, поскольку диак и триак – устройства симметричные, и им все равно, в какую сторону течет через них ток. В итоге получается, что напряжение на активной нагрузке представляет собой “обрубки” отрицательных и положительных полуволн, которые следуют друг за другом с частотой 100 Гц. На низкой яркости, когда лампа питается совсем короткими “кусочками” напряжения, заметно мерцание. Чего совсем не скажешь про реостатные регуляторы и регуляторы с преобразованием частоты.

Вот так выглядит реальная схема регулятора освещения. Параметры элементов указаны с учетом разброса у разных производителей, но суть от этого не меняется. Симисторы в этой схеме можно ставить любые, в зависимости от мощности нагрузки. Напряжение  – не ниже 400 В, поскольку мгновенное напряжение в сети может достигать 350 В. Динистор – DB3, в крайнем случае DB4. От величины конденсаторов и резисторов зависит начальная-конечная точки зажигания, стабильность горения лампы.

При максимальном сопротивлении резистора R1 будет минимальное горение лампы, поскольку симистор будет открываться в конце полуволны, или вообще не откроется.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий