Устройство для управления яркостью лампы накаливания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 05 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4869006/07 (22) 21.09,90 (46) 30.04.93. Бюл. М 16 (71) Кыштымский радиозавод (72) А.Ю.Баранов (56) Авторское свидетельство СССР

hh 909807, кл. Н 05 В 41/39, 1982, Авторское свидетельство СССР

% 1403391, кл. Н 05 В 37/02, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ У.ПРАВ ЛЕНИЯ ЯРКОСТЬЮ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ (57) Использование: в устройствах декоративного освещения и иллюминации. Сущ„„, Ц „„1812б41 А1 ность 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 RS-триггер, что позволяет повысить точ- ность задания яркости лампы накапливания и расширить функциональные возможности устройства. 3 ил.

1812641

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для высокоточного цифрового задания яркости лампы накаливания, либо изменения яркости ее по л обой временной закономерности.

Цель изобретения — устранение недостатков: упрощение устройства, повышение точности установки (уменьшение дискрета) уровня освещенности при одновременном снижении себестоимости устройства, получение любого значения дискрета уpoBHsi яркости (дискрета угла отсечки электронного коммутатора), расширение функциональных возмо>кностей, выражающихся в возможности получения любой,в частности, линейной характеристики, код задатчика кода — уровень яркости лампы накаливания.

Совокупность всех вышеперечисленных признаков позвсляет достичь поставленной цели. Упрощение устройства и аннулирование зависимости между точностью задания уровня яркости и себестоимостью устройства достигается благодаря сокращению числа аналоговых узлов с семи до четырех при сохранении четырех цифровых узлов в замене цифроаналогового спо"соба задания угла отсечки электронного коммутатора на цифровой с привязкой к моменту перехода сетевого напряжения через нуль, Погрешность (дискрет) уровня яркости в известном устройстве ограничена точностью изготовления весовых резисторов. В заявленном устройстве благодаря устранению этой зависимости (точности изготовлеHvlA элементов оТ заданной погрешности уровня яркости) точность установки уровня яркости может быть увеличена на порядок.

Дискрет изменения уровня яркости в известном устройстве определяется (ограничивается) только разрядностью последовательно сдвигающего регистра.

Изменяя разрядность этого регистра от

2 до 2048, можно получить 2046 значений точности 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 2 коммутации мультиплексора..

При этом к мультиплексору подключается только 2" из р разрядов регистра, обесгечивающих заданную характеристику код-уровейь яркости, На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — временная диаграмма, поясняющая его работу для случая шестнадцатиразрядного регистра; на фиг, 3 — функциональная схема генератора импульсов, Генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных порогового

° устройства и элемента ИЛИ,инверсный выход которого через интегрирующую RCцепь подключен к входу порогового

"0, устройства, выход которого является выходом генератора импульсов, вход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, резистор интегрирующей RC-цепи зашунтирован диодом.

"5 Устройство содержит формирователь 1 короткйх импульсов в момент перехода на" пряжения сети через нуль, триггер 2, выполненный в виде RS-триггера, генератор импульсов 3, р-разрядный последователь20 .ный сдвигающий регистр 4, мультиплексор

5 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, вторая диагональ моста является выходом электронного коммутатора 7, лампу накаливания

8, причем вход устройства является входом формирователя импульсов 1, выход которо30 го подключен к S-входу триггера 2, к управляющему С0-входу генератора импульсов 3 и к R-входу обнуления регистра 4, выход младшего разряда которого последовательно через триггер 2 подключен к информаци35 онному D-входу регистра 4, тактирующий

С-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" из р выходов регистра 4, выход мультиплексора 5 последовательно через электронный коммутатор 7 и лампу накаливания 8 под45 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 явля50 ется и-группой выходов задатчика кода 6.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал с частотой питающей сети с понижающего транс55 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 R-вход регистра 4, обнуляя его,$-вход

1812641! триггера 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 D-вход его с прямого выхода триггера 2. При этом единичный потенциал с выхода младшего разряда регистра 4 поступит на R-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: — -t<(p+1)t+ г< — +t, Т Т

2 2 где Т вЂ” период частоты питающей сети;

t — период генерирования импульсов генератором 3; з — разрядность регистра 4;

Х вЂ” длительность импульсов с выхода формирователя 1.

Импульсы длительностью t с выходов регистра 4 поступают на информационную группу 2" входов мультиплексора 5, на группу. и управляющих входов которого поступает код коммутируемого канала мультиплексора 5с группы и выходов задатчикэ кода 6. В задатчике кода 6 с часТотой генератора 9 счетчиком адреса 10 осуществляется последовательный перебор адресов постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 11, в котором "защита" программа изменения уровня яркости (последовательность номеров коммутируемых каналов мультиплексора 5).

Импульсы с выхода мультиплексора 5 поступают на электронный коммутатор 7, осуществляя фазовое включение тиристора его и определяя тем самым эффективное значение тока (уровень яркости) за полпериода питающей сети через лампу накаливания 8, Так, эффективное значение тока через лампу накаливания 8 (см. фиг. 2) в течение положительной полуволны частоты питающей 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 чем выше разрядность регистра 4, тем выше

5 точность установки угла отсечки, Так, например, при 2048-разрядном регистре дискрет изменения угла отсечки равен

180 приблизительно = 0,09". Следует заметить, что при большой разрядности регистра 4 длительность выходных импульсов мультиплексора 5 может оказаться меньше времени включения т,„тиристора электронного коммутатора 7, В этом случае в электронный коммутатор 7 вводят расширитель входных импульсов длительность1о t до значений ti, больших времени включения .(t< > твкл ) тиристора коммутатора 7.

Если разрядность регистра 4 выбрать в несколько раз превышающей число каналов мультиплексора 5 (р» 2"), то возникает возможность коррекции характеристики код задэтчика кода 6 — уровень яркости лампы накаливания 8 и, в частности„

25 линеэризэции ее пу ем подключения соответствующих выходов регистра 4 к информационным выходам мультиплексора 5, Например, для линеаризации характеристики выбор подключаемых разрядов регистра

4 определяют из условия равенства приращений эффективного значения тока через лампу накаливания 8 при изменении на единицу любого кода управляющих сигналов мультиплексора 5.

Заявляемое устройство благодаря упрощению схемы и устранению высоких требований к точности изготовления входящих элементов позволяет с одновременным повышением точности (дискрета} задания

40 уровня яркости лампы накаливания изготавливать устройства с более низкой себестоимостью — по сравнению с прототипом.

Дополнительно описанное устройство позволяет разбить весь диапазон уровней

45 яркости на любое число дискретных значений от 3 до 100000 вместо семи фиксированных у прототипа и получать любые зависимости (в том числе и линейные) код задатчика кода 6 — уровень яркости лампы накаливания.

Формула изобретения

Устройство для управления яркостью лампы накаливания, содержащее электронный коммутатор переменного тока с выво55 дами для включения в цепь питания лампы накаливания от питающей сети, датчик иразрядного двоичного кода, регистр и генератор прямоугольных импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения

1812641 точности 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- 10 риода этого синусоидального напряжения, мультиплексор 2" ганалов в один с и управляющими входами и RS-триггер, регистр выполнен в виде р-разрядного последовательного сдвигающего регистра с числом 15 разрядов р > 2", генератор прямоугольных импульсов снабжен входом запрещения генерации, при этом выход формирователя коротких прямоугольных импульсов подключен к S-входу RS-триггера, входу за- 20 прещения генерации генератора прямоугольных импульсов и R-входу обнуления регистра, выход младшего разряда которого подключен к R-входу RS-триггера, S-выходом соединенного с информационным Овходом 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 — - t < (p+ 1)t + < — + t, Т . Т, 2 2 где t — период следования импульсов генератора прямоугольных импульсов;

Т вЂ” период синусоидального напряжения на входных выводах формирователя коротких прямоугольных импульсов;

t- длительность коротких прямоугольных импульсов формирователя; р — число разрядов регистра.

1812641

ФО3,3

Составитель Л. Куценко

Редактор Л. Народная Техред M. Моргентал Корректор П. Гереши

Заказ 1580 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат " Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101