устройство для плавного включения и выключения освещения

Формула изобретения

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, причем к средней точке времязадающей RC-цепи подключен первый вывод диода, отличающееся тем, что, с целью получения линейно изменяющегося выходного напряжения при включении и выключении освещения и повышения точности установки верхнего и нижнего уровней выходного напряжения, 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 вторыми выводами 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.

Описание изобретения к патенту

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.

Известно устройство для создания искусственных эффектов "рассвет" и "закат" [1]. Данное устройство имеет сложную конструкцию.

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].

Однако данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Оно предназначено только для плавного уменьшения яркости освещения ("заката") и не обеспечивает плавного увеличения освещения ("рассвета").

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.

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.

Цель изобретения - получение линейно изменяющегося напряжения при включении и выключении освещения и повышение точности установки верхнего и нижнего уровня выходного напряжения.

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.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

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.

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.

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.

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.

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.

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.