Управляющий коммутатор нагрузки — тиристорная схема
Управляющий коммутатор нагрузки — в этой статье приведены схемы и рассмотрены принципы работы беспроводных релейно-тиристорных коммутаторов нагрузки, управляемых лучом лазерной указки. Приведенная информация может быть полезна как начинающим, так и опытным радиолюбителям. Разновидностей устройств дистанционного управления нагрузками существует не так уж много.
Это коммутаторы с радиочастотным управлением, акустическим и оптическим. У каждого из них имеются свои достоинства и недостатки. Достоинством описываемых ниже коммутаторов является то, что они не создают помех в эфире. И самое главное, в качестве пульта управления можно использовать широко распространенные лазерные указки без каких-либо доработок.
Примечание редактора
В приведенных ниже схемах в качестве фотодатчиков используются фототранзисторы типа L-53P3C. Они имеют всего два вывода: эмиттер и коллектор, а освещаемая внешним светом база «висит в воздухе». Поэтому во всех схемах все фотодатчики автор обозначил как фотодиоды. Это допущение не отразилось на объяснении работы схемы.
На рис.1 показана схема управления релейно-тиристорным коммутатором с раздельными фотоприемниками включения и отключения, то есть управляющий коммутатор.
Луч лазерной указки
Включение управляющего коммутатора производится кратковременным направлением луча лазерной указки на фотодиод (фототранзистор) VD4. Его сопротивление резко снижается, ранее открытый транзистор VT2 закрывается, и на управляющий электрод тиристора VS1 через резистор R3 поступает управляющий сигнал. Тиристор VS1 включается, подключая к источнику питания реле К1, контакты которого включают нагрузку. Отключают коммутатор направлением луча лазерной указки на фотодиод (фототранзистор) VD1. В результате транзистор VT1 кратковременно открывается, шунтируя анод-катод тиристора VS1. Тиристор и соответственно нагрузка отключаются.
Принцип работы коммутатора
На рис.2 приведена схема коммутатора с использованием только одного фотоприемника как для управления включением, так и выключением нагрузки. Работает управляющий коммутатор следующим образом. При первом, более продолжительном, облучении фотоприемника транзистор VT1 запирается, цепь питания тиристора VS1 разрывается. Конденсатор С1 через резистор R1 заряжается. После прекращения облучения фотоприемника транзистор VT1 восстанавливает цепь питания тиристора VS1. Конденсатор С1 разряжается на управляющий переход тиристора, включая тем самым его.
Отключают тиристор и нагрузку кратковременным повторным облучением фотоприемника. Цепь питания тиристора вновь прерывается, выключая тем самым его, а конденсатор С1 за столь малый промежуток времени зарядиться не успеет.
Многоканальный коммутатор нагрузки
На рис.3 показан базовый узел многоканального коммутатора нагрузки с дистанционным оптическим управлением. Принцип его работы очевиден — при освещении фотоприемника VD2 транзистор VT1 открывается, включая тиристор VS1. Подобных узлов в составе коммутатора может быть несколько. Для сброса включенного состояния коммутатора используется узел сброса, рис.4. А общая блок-схема, по которой собран многоканальный управляющий коммутатор нагрузки с несколькими каналами включения тиристоров и узлом сброса показана на рис.5.
Узел сброса работает следующим образом. При освещении фотоприемника VD1 узла сброса (рис.4) транзистор VT1 открывается, шунтируя цепь питания коммутаторов нагрузки и, тем самым, отключая их. Цепочка C1R2 является элементом задержки и позволяет затянуть во времени включенное состояние транзистора VT1, исключая случайные сбросы.
Резистор R1 (рис.5) введен в схему для того, чтобы исключить короткое замыкание источника питания при включении транзистора VT1 узла общего сброса. Второе назначение этого резистора — ограничение тока нагрузки для того, чтобы одновременно можно было включить только один из каналов коммутатора, а для включения второго канала не хватало напряжения питания за счет увеличения падения напряжения на R1 (рис.5).