Устройство для управления яркостью лампы накаливания

(9) ( ) з Н 05 В 37/02 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О К АВ ИЯ ЯРкора- СущГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 909807, кл. Н 05 В 41/39, 1982,Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ У.ПРАВЛЕНКОСТЬЮ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ57) Использование: в устройствахтивного освещения и иллюминаци 2ность изобретения: в устройство для управления яркостью лампы накаливания, содержащее электронный коммутатор, датчик и-разрядного двоичного кода, регистр и генератор прямоугольных импульсов, введены формирователь коротких прямоугольных импульсов, синхройизированных с моментами прохождения нулевых значений синусоидального напряжения на его входных выводах, мультиплексор, 2" каналов в один и ВЗ-триггер, что позволяет повысить точ-ность задания яркости лампы накапливания и расширить функциональные возможности устройства. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для высокоточного цифрового задания яркости лампынакаливания, либо изменения яркости ее пол обой временной закономерности.Цель изобретения - устранениенедостатков: упрощение устройства,повышение точности установки (уменьшение дискрета) уровня освещенности при одновременном снижении себестоимостиустройства, получение любого значения дискрета уровня яркости (дискрета угла отсечки электронного коммутатора), расширениефункциональных возмокностей, выражающихся в возможности получения любой,вчастности, линейной характеристики, кодзадатчика кода - уровень яркости лампынакаливания,Совокупность всех вышеперечисленных признаков позвсляет достичь поставленной цели. Упрощение устройства ианнулирование зависимости между точностью задания уровня яркости и себестоимостью устройства достигается благодарясокращению числа аналоговых узлов с семидо четырех при сохранении четырех цифровых узлов в замене цифроаналогового спо"соба задания угла отсечки электронногокоммутатора на цифровой с привязкой к моменту перехода сетевого напряжения черезнуль,Погрешность(дискрет) уровня яркости визвестном устройстве ограничена гочностью изготовления весовых резисторов, Взаявленном Устройстве благодаря устранению этой зависимости (точности изготовления элементов от заданной погрешностиуровня яркости) точность установки уровняяркости может быть увеличена на порядок.Дискрет изменения уровня яркости в известном устройстве определяется (ограничивается) только разрядностью последовательносдвигающего регистра.Изменяя разрядность этого регистра от2 до 2048, можно получить 2046 значенийточности установки уровня яркости (угла отсечки электронного коммутатора) вместо семи значений как у прототипа.Получение произвольной характеристики (в том числе и линейной) код-уровень.. яркости в заявляемом устройстве достигается при использований регистра,с разрядностью р, превышающей число каналов 2коммутации мультиплексораПри этом к мультиплексору подключается только .2" из р разрядов регистра,обесгечиаающих заданную характеристикукод-урОвейь я ркост,На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временная диаграмма, поясняющая его работу для случая шестнадцатиразрядного регистра; на фиг, 3 - функциональнаясхема генератора импульсов,Генератор импульсов выполнен в видепоследовательно соединенных пороговогоустройства и элемента ИЛИ,инверсный выход которого через интегрирующую ВСцепь подключен к входу порогового"0, устройства, выход которого является выходом генератора импульсов, вход которогоподключен к второму входу элемента ИЛИ, резистор интегрирующей ВС-цепи зашунтирован диодом.15 Устройство содержит формирователь 1короткйх импульсов в момент перехода на пряжения сети через нуль, триггер 2, выполненный в виде ВЗ-триггера, генератор импульсов 3, р-разрядный последователь .ный сдвигающий регистр 4, мультиплексор5 2"-каналов в один (далее мультиплексор); задатчик и-разрядного двоичного кода 6(эадатчик кода), электронный коммутатор 7, выполненный в виде диодного моста, в диагональ которого включен тиристор, втораядиагональ моста является выходом электронного коммутатора 7, лампу накаливания 8, причем вход устройства является входомформирователя импульсов 1, выход которо го подключен к 3-входу триггера 2, к управляющему СО-входу генератора импульсов 3и к й-входу обнуления регистра 4, выход младшего разряда которого последовательно через триггер 2 подключен к информаци онному 0-входу регистра 4, тактирующийС-вход которого подключен к выходу генератора импульсов 3, группа С-выходов задатчика кода 6 соответственно подключена к группе и управляющих входов мультиплексора 5, группа 2" информационных входов которого подключена к группе 2" изр выходов регистра 4, выход мультиплексора 5 последовательно через электронный коммутатор 7 и лампу накаливания 8 под ключен к сети переменного тока,Задатчик кода 6 содержит последовательно соединенные генератор 9, счетчик адреса 10 и постоянное запоминающее устройство 11, группа и-выходов которого явля ется и-группой выходов задатчика кода 6.Устройство работает следующим образом.Синусоидальный сигнал с частотойпитающей сети с понижающего транс форматора питания поступаетна входфор мирователя импульсов 1, с выхода которого(см. фиг, 2) короткие импульсы длительностью т, возникающие в момент перехода входного напряжения через нуль, поступают на Я-вход регистра 4, обнуляя его,З-входтриггера 2, устанавливая его в единичное состояние,и на управляющий СО-вход генератора импульсов 3, запрещая ему генерирование импульсов на время т.С приходом на тактирующий С.-вход регистра 4 первого импульса с генератора импульсов 3 в младший разряд регистра 4 запишется единица, поступающая на информационный О-вход его с прямого выхода триггера 2, При этом единичный потенциал с выхода младшего разряда регистра 4 поступит на Й-вход триггера 2 и возвратит его в нулевое состояние, Поэтому с приходом каждого последующего импульса с генератора 3 единица в резисторе будет смещаться на один разряд в сторону старшего разряда, при этом в предыдущие разряды записываются нули. Для нормальной работы устройства необходимо выполнить условия:- - т с (р + 1)т + г- + 1,Т Т2 2где Т - период частоты питающей сети;1 - период генерирования импульсов генератором 3;р - разрядность регистра 4;Х - длительность импульсов с выходаформирователя 1.Импульсы длительностью 1 с выходоврегистра 4 поступают на информационнуюгруппу 2" входов мультиплексора 5, нагруппу. и управляющих входов которогопоступает код коммутируемого каналамультиплексора 5 с группы и выходов задатчика кода 6. В задатчике кода 6 с часТотойгенератора 9 счетчиком адреса 10 осуществляется последовательный перебор адресов постоянного запоминающегоустройства (ПЗУ) 11, в котором "защита"программа изменения уровня яркости (последовательность номеров коммутируемыхканалов мультиплексора 5),Импульсы с выхода мультиплексора 5поступают на электронный коммутатор 7,осуществляя фазовое включение тиристораего и определяя тем самым эффективноезначение тока (уровень яркости) за полпериода питающей сети через лампу накаливания 8, Так, эффективное значение токачерез лампу накаливания 8 (см. фиг. 2) втечение положительной полуволны частотыпитающей сети определяется импульсом,поступающим с пятого разряда регистра 4,, а в течение отрицательной полуволны (после смени кода задатчика кода 6) - с десятого разряда регистра 4.Точность (дискрет) установки уровня яркости определяется точностью (дискретом) изменения угла отсечки, которая (который)равна периоду следования импульсов генератора 3. Из выражения (1) следует, что чемвыше разрядность регистра 4, тем выше5 точность установки угла отсечки, Так, например, при 2048-разрядном регистре дискрет изменения угла отсечки равен180приблизительно = 0,09". Следует заметить, что при большой разрядности регистра 4 длительность выходных импульсовмультиплексора 5 может оказаться меньшевремени включения Ьтиристора электронного коммутатора 7, В этом случае вэлектронный коммутатор 7 вводят расширитель входных импульсов длительность 1 о с дозначений 11, больших времени включения.(11твко ) тиристора коммутатора 7.Если разрядность регистра 4 выбрать внесколько раз превышающей число каналовмультиплексора 5 (р 2"), то возникаетвозможность коррекции характеристикикод задатчика кода 6 - уровень яркостилампы накаливания 8 и, в частности25 линеаризации ее путем подключения соответствующих выходов регистра 4 к информационным выходам мультиплексора 5,Например, для линеаризации характеристики выбор подключаемых разрядов регистра4 определяют из условия равенства приращений эффективного значения тока черезлампу накаливания 8 при изменении на единицу любого кода управляющих сигналовмультиплексора 5.Заявляемое устройство благодаря упрощению схемы и устранению высоких требований к точности изготовления входящихэлементов позволяет с одновременным повышением точности (дискрета) задания40 уровня яркости лампы накаливания изготавливать устройства с более низкой себестоимостью - по сравнению с прототипом,Дополнительно описанное устройствопозволяет разбить весь диапазон уровней45 яркости на любое число дискретных значений от 3 до 100000 вместо семи фиксированных у прототипа и получать любыезависимости (в том числе и линейные) кодзадатчика кода 6 - уровень яркости лампынакаливания,Формула изобретенияУстройство для управления яркостьюлампы накаливания, содержащее электронный коммутатор переменного тока с выво 55 дами для включения в цепь питания лампынакаливания от питающей сети, датчик иразрядного двоичного кода, регистр и генератор прямоугодьнцх импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности задания яркости лампы накаливания и расширения функциональных возможностей, в устройство введены снабженный входными выводами для подключения к питающей сети формирователь. 5 коротких прямоугольных импульсов, синхронизированных с моментами нулевых значений синусоидального напряжения на его входных выводах, причем длительность коротких импульсов меньше полупе риода этого синусоидального напряжения, мультиплексор 2" ганалов в один с и управляющими входами и ВЯ-триггер, регистр выполнен в виде р разрядного последовательного сдвигающего регистра с числом 15 разрядов р2", генератор прямоугольных импульсов снабжен входом запрещения генерации, при этом выход формирователя коротких прямоугольных импульсов подключен к 8-входу ВЯ-триггера, входу за прещения генерации генератора прямоугольных импульсов и В-входу обнуления регистра, выход младшего разряда которого подключен к В-входу ВЗ-триггера, Я-выходом соединенного с информационным 0- входом регистра, тактирующий С-вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, группа выходов датчика двоичного кода поразрядно подключена к группе управляющих входов мультиплексора, группа 2" информационных входов которого подключена к группе 2" из р выходов регистра, выход мультиплексора соединен с управляющим входом электронного коммутатора, при этом период следования импульсов генератора прямоугольных импульсов. выбран по соотношению- -т(р+1)т+- +с,Т Т, 2 2где т - период следования импульсов генератора прямоугольных импульсов;Т - период синусоидального напряжения на входных выводах формирователя коротких прямоугольных импульсов;т- длительность коротких прямоугольных импульсов формирователя;р - число разрядов регистра.,1812641 Составитель Л. КуценкоРедактор Л. Народная Техред М. Моргентал Коррект еш Зака Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 1580 Тираж . ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 475Ф