RU2023351C1

RU2023351C1 - Device for smooth switching on and off of lighting

Info

Publication number: RU2023351C1
Authority: RU
Inventors: А.Г. Рябов; Е.И. Рогожкина
Original assignee: Рябов Александр Георгиевич; Рогожкина Елена Ивановна
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device is meant for lighting installations with thyristor controls. It includes time-setting RC circuit 1,2, diode 4, three resistors 6,8,9, control key 5, source follower on field-effect transistor 3, current source 7. Control key 5 has switching over contact. Source of field-effect transistor 3 of source follower is connected to first lead-out of current source 7 which second lead-out is coupled to first lead-out for linking of power supply source. Current source 7 is placed in circuit in accordance with voltage polarity of power supply source. Leads-out of current source 7 are leads for connection of load. EFFECT: improved efficiency and reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, на птицефабриках для создания искусственных эффектов "рассвет" и "закат", а также в осветительных установках совместно с тиристорным регулятором освещения для увеличения срока службы ламп накаливания. The invention relates to electrical engineering and can be used, for example, in poultry farms to create artificial effects “dawn” and “sunset”, as well as in lighting installations together with a thyristor dimmer to increase the life of incandescent lamps.

Известно устройство для создания искусственных эффектов "рассвет" и "закат" [1]. Данное устройство имеет сложную конструкцию. A device for creating artificial effects, "dawn" and "sunset" [1]. This device has a complex structure.

Наиболее близким к изобретению является устройство для плавного включения и выключения освещения, содержащее первый и второй выводы для подключения источника питания, времязадающую RC-цепь, диод, три резистора, ключ управления с контактом, истоковый повторитель на полевом транзисторе и выводы для подключения нагрузки [2]. Closest to the invention is a device for smoothly turning on and off lighting, containing the first and second terminals for connecting a power source, a timing RC circuit, a diode, three resistors, a control key with a contact, a source follower on the field-effect transistor and terminals for connecting the load [2 ].

Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Оно предназначено только для плавного уменьшения яркости освещения ("заката") и не обеспечивает плавного увеличения освещения ("рассвета"). However, this device has a number of significant disadvantages. It is intended only to smoothly reduce the brightness of lighting ("sunset") and does not provide a smooth increase in lighting ("dawn").

Изменение выходного напряжения во времени оказывается нелинейным. В результате этого установление постоянного значения выходного напряжения регулятора при "рассвете" и "закате" затягивается. Так, при необходимой длительности режима "рассвет"/"закат" равной 15-20 мин, установление постоянного выходного напряжения происходит за 1-1,5 ч, что недопустимо по технологическим требованиям животных. The change in output voltage over time is nonlinear. As a result of this, the establishment of a constant value of the output voltage of the regulator during the "dawn" and "sunset" is delayed. So, with the required duration of the "sunrise" / "sunset" mode equal to 15-20 minutes, the establishment of a constant output voltage occurs in 1-1.5 hours, which is unacceptable according to the technological requirements of the animals.

Используемая в устройстве [2] простая RC-цепь при больших величинах зарядного сопротивления не обеспечивает точной фиксации выходного напряжения в заряженном и разряженном состоянии вследствие неопределенности сопротивления утечки конденсатора, которое вместе с зарядным сопротивлением составляет делитель напряжения. The simple RC circuit used in the device [2] at large values of the charging resistance does not provide an accurate fixation of the output voltage in the charged and discharged state due to the uncertainty of the leakage resistance of the capacitor, which together with the charging resistance forms a voltage divider.

Цель изобретения - получение линейно изменяющегося напряжения при включении и выключении освещения и повышение точности установки верхнего и нижнего уровня выходного напряжения. The purpose of the invention is to obtain a linearly varying voltage when turning on and off the lighting and increasing the accuracy of the installation of the upper and lower levels of the output voltage.

Для достижения цели в устройство введен источник тока, а ключ управления выполнен с переключающим контактом, исток полевого транзистора истокового повторителя соединен с первым выводом источника тока, второй вывод которого соединен с первым выводом для подключения источника питания, а сток этого транзистора через первый резистор соединен с вторым выводом для подключения источника питания, первый вывод для подключения которого соединен также с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с первым концевым выводом времязадающей RC-цепи, которым является вывод конденсатора этой цепи, с вторым выводом диода и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения источника питания, затвор полевого транзистора истокового повторителя соединен со средней точкой времязадающей RC-цепи, второй концевой вывод времязадающей RC-цепи, которым является вывод резистора этой цепи, через первую контактную группу переключающего контакта ключа управления соединен с первым, а через вторую контактную группу этого переключающего контакта - с вторым выводом для подключения источника питания, источник тока включен согласно полярности напряжения питания на первом и втором выводах для подключения источника питания, диод - согласно затвору полевого транзистора истокового повторителя, при этом выводами для подключения нагрузки служат выводы источника тока. To achieve the goal, a current source is introduced into the device, and the control key is made with a switching contact, the source of the field-effect transistor of the source follower is connected to the first output of the current source, the second output of which is connected to the first output to connect the power source, and the drain of this transistor is connected through the first resistor to a second terminal for connecting a power source, a first terminal for connecting which is also connected to a first terminal of a second resistor, a second terminal of which is connected to a first terminal terminal in a RC loop, which is the output of the capacitor of this circuit, with a second terminal of the diode and with the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal to connect the power source, the gate of the field-effect transistor of the source repeater is connected to the midpoint of the RC timing circuit, the second the terminal terminal of the timing RC circuit, which is the terminal of the resistor of this circuit, is connected to the first through the first contact group of the switching contact of the control key, and through the second contact group of this switch guide contact - with a second terminal for connecting a power source, a current source is turned on according to the polarity of the first and second terminals of the supply voltage for the power supply source, the diode - according to the gate of the source follower FET, the terminals for connecting the load power supply terminals are used.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит времязадающую RC-цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора 1 и резистора 2, полевой транзистор 3, затвор которого соединен с общей точкой резистора 2 и конденсатора 1, исток - с верхним выводом источника тока 7, нижний вывод которого соединен с общим проводом, а сток - с нижним выводом резистора 6, верхний вывод которого соединен с минусом источника питания, диод 4, соединенный плюсом с общей точкой затвора транзистора 3, конденсатора 1 и резистора 2, а минусом - с общим выводом, переключатель 5, подключенный одним выводом к минусу напряжения управления, а другим к плюсу напряжения управления. The device contains a RC timing circuit consisting of a capacitor 1 and a resistor 2 connected in series, a field effect transistor 3, the gate of which is connected to a common point of the resistor 2 and capacitor 1, the source is connected to the upper output of the current source 7, the lower output of which is connected to the common wire, and the drain - with the lower terminal of resistor 6, the upper terminal of which is connected to the minus of the power source, diode 4, connected by a plus to the common gate point of the transistor 3, capacitor 1 and resistor 2, and by the minus - to the common terminal, switch 5, connected to one m to a minus terminal of the control voltage and the other to the positive control voltage.

Источник тока 7 дает такой ток, который соответствует положительному напряжению между затвором и истоком полевого транзистора 3. Полевой транзистор 3 при этом имеет большое входное сопротивление и работает в режиме истокового повторителя. В исходном состоянии переключатель 5 находится в положении "Выкл" и на вход схемы подается положительное напряжение +Е_п. Диод 4 открыт. Конденсатор 1 заряжен до величины падения напряжения на открытом диоде 4.The current source 7 gives such a current that corresponds to the positive voltage between the gate and the source of the field-effect transistor 3. In this case, the field-effect transistor 3 has a large input resistance and operates in the source follower mode. In the initial state, switch 5 is in the off position and a positive voltage + E _p is applied to the input of the circuit. Diode 4 is open. The capacitor 1 is charged to the voltage drop across the open diode 4.

Потенциал затвора полевого транзистора 3 относительно +Е_п примерно равен падению напряжения на резисторе 9. Такое же напряжение U_вых устанавливается на выходе схемы. Это соответствует минимальному значению выходного напряжения и состоянию "ночь" в птичнике.The gate potential of the field effect transistor 3 with respect to + E _{p is} approximately equal to the voltage drop across the resistor 9. The same voltage U _{o is} set at the output of the circuit. This corresponds to the minimum value of the output voltage and the "night" state in the house.

Для создания "рассвета" переключатель 5 переводится в верхнее положение и на вход схемы подается отрицательное напряжение Е_п. Происходит разряд конденсатора 1 до тех пор, пока не закроется диод 4, в дальнейшем - заряд отрицательным напряжением.To create a "dawn" switch 5 is moved to the upper position and a negative voltage E _p is applied to the input of the circuit. The discharge of the capacitor 1 occurs until diode 4 closes, in the future - the charge is negative voltage.

Потенциал стока относительно +Е_п сохраняется неизменным за счет падения напряжения на резисторе 6 вследствие протекания тока от источника тока 7. Зарядка конденсатора 1 продолжается до тех пор, пока по отношению +Е_п потенциал затвора по абсолютной величине не превысит потенциал стока относительно плюса питания. При этом напряжение затвора относительно истока и стока становится отрицательным и через затвор начинает протекать ток, что и прекращает дальнейший рост выходного напряжения. Это соответствует состоянию "день". Величина выходного напряжения в состоянии "день" устанавливается сопротивлением резистора 6.Drain potential with respect to _n + E remains unchanged due to the voltage drop across the resistor 6 due to leakage current from the current source 7. Charging continues until the capacitor 1 until the relative E _n + gate voltage in absolute value exceeds the drain potential with respect to the plus power. In this case, the gate voltage relative to the source and drain becomes negative and a current begins to flow through the gate, which stops the further increase in the output voltage. This corresponds to the day state. The value of the output voltage in the day state is set by the resistance of the resistor 6.

Для создания "заката" переключатель 5 переводится в нижнее положение. Конденсатор 1 разряжается, напряжение на нем падает, но до той величины, при которой открывается диод 4. Соответственно выходное напряжение уменьшается до величины суммы падения напряжения на резисторе 9 и открытом диоде 4. To create a "sunset" switch 5 is moved to the lower position. The capacitor 1 is discharged, the voltage across it drops, but to the value at which the diode 4 opens. Accordingly, the output voltage decreases to the sum of the voltage drop across the resistor 9 and the open diode 4.

Claims

DEVICE FOR PLAYING ON AND OFF THE LIGHTING, containing the first and second conclusions for connecting a power source, a timing RC circuit, a diode, three resistors, a control key with a contact, a source repeater on the field-effect transistor and terminals for connecting the load to the midpoint of the timing RC the circuit is connected to the first output of the diode, characterized in that, in order to obtain a linearly varying output voltage when turning on and off the lighting and improving the accuracy of setting the upper and lower levels of the output about voltage, a current source is introduced into the device, and the control key is made with a switching contact, the source of the field-effect transistor of the source follower is connected to the first output of the current source, the second output of which is connected to the first output to connect the power source, and the drain of this transistor is connected through the first resistor to the second terminal for connecting the power source, the first terminal for connecting which is also connected to the first terminal of the second resistor, the second terminal of which is connected to the first end terminal the corresponding RC circuit, which is the output of the capacitor of this circuit, with the second output of the diode and the first output of the third resistor, the second output of which is connected to the second output for connecting the power source, the gate of the field-effect transistor of the source repeater is connected to the midpoint of the timing RC circuit, the second the terminal terminal of the timing RC circuit, which is the terminal of the resistor of this circuit, is connected to the first through the first contact group of the switching contact of the control key, and through the second contact group of this switching ontact - with the second terminals to connect the power source, a power source is turned on according to the polarity of the voltage on the first and second terminal for connecting the power source, the diode - according to the gate of the source follower FET, the terminals for connecting the load power supply terminals are used.