Принцип работы проходного выключателя света: Как работает проходной выключатель

Проходные выключатели существенно упрощают управление освещением и делают его более удобным. Если ранее использование подобных схем было обусловлено, в основном, особенностями планировки помещения, то в настоящее время их можно встретить практически повсеместно.

Видео инструкция, демонстрирующая принцип работы проходного выключателя

Что такое проходной выключатель и где они прменяются

Если по каким-либо причинам есть необходимость включать/выключать освещение из разных мест коридора или комнаты, то оптимальным решением будет выключатель проходной: что это такое, как он устроен, возможные схемы подключения и варианты применения – все это надо понимать, чтобы его использование было максимально эффективным, а подключение наименее затратным.

Что такое проходной выключатель и как он работает

Правильнее всего это устройство будет назвать переключатель – выключатель он для пользователей скорее по привычке, так как используется он для включения-выключения освещения. Если называть его правильно, то намного проще понять, в чем он отличается от стандартных выключателей – это название наиболее полно отражает суть его воздействия на работающую электрическую цепь.

Дополнительные названия – перекидной, дублирующий или перекрестный переключатель.

Как и у стандартного выключателя, у проходного есть только два положения, но принципиальная разница в том, что в обычном устройстве строго определено, к примеру, вверх – это включено, а вниз – выключено, а у проходного эти стороны постоянно меняются.

Понятнее всего принцип работы проходного выключателя становится при сравнении электрических схем – между ним и стандартным устройством, которое показано на рисунке:

Если обычный в разомкнутом состоянии просто разрывает цепь, то в случае с проходным все зависит от положения сразу двух переключателей:

Из схемы понятно, что у каждого из выключателей должно быть три клеммы – одна для фазы, которая идет от источника питания и две на «управляющие» провода. Когда у любого из двух переключателей меняется положение, то цепь либо замыкается, либо размыкается – в зависимости от того, в каком состоянии она находилась до этого.

Дополнительно можно сформулировать еще одно отличие между выключателем и переключателем – последний всегда можно подключить как простой выключатель, а сделать наоборот не получится.

Важно! При ремонте такой цепи надо учитывать, что один из проводов между выключателями всегда находится под напряжением.

Где применяется проходной выключатель

Большинство обывателей не в курсе, что кроме обычного есть еще и выключатель проходной – узнают что это такое они обычно либо заранее от электриков, если грамотный специалист делает проводку, либо когда со временем приходится начать активно интересоваться, как можно одну лампу включать из разных мест.

Необходимость использования проходного выключателя чаще всего возникает в больших помещениях, длинных прямых и изогнутых коридорах, а также на лестничных маршах и коридорах.

Преимуществом их использования является возможность включать и выключать лампы и прочие электроприборы не только из двух, а с неограниченного количества мест – все зависит от количества переключателей. Примером случая, когда надо применять такое решение может быть лестница на второй или третий этаж дома – обычно им требуется дополнительное освещение, особенно при расположении на несущей стене.

Понятно, что когда выключатель здесь один, то включив свет и поднявшись наверх, выключить его уже не получится. Как вариант, можно установить два источника освещения, но придется бегать по лестнице туда-сюда – включить свет внизу, подняться наверх, зажечь верхний, спуститься вниз, выключить нижний и опять подняться наверх.

Выходом из положения также могут стать датчики движения, но их тоже придется ставить на каждом этаже, а стоимость таких устройств выше выключателей. Также надо учитывать, что они не всегда корректно срабатывают – иногда чтобы свет загорелся, придется не просто пройти по лестнице, а еще и шагнуть влево или вправо. Еще такое решение не подойдет тем, кто привык вручную включать и выключать свет, когда это нужно ему, а не датчику.

Кроме коридоров, больших помещений и на улице, проходные выключатели можно установить в спальне, чтобы можно было при свете лечь в кровать и только потом его выключить.

Разновидности проходных переключателей и условные обозначения на схемах

В зависимости от того, как и где планируется использование таких переключателей, применятся их соответствующие разновидности:

Для монтажа в толще стены и на ее поверхности – во втором случае чаще всего такие выключатели используют для открытой проводки в деревянных домах.

Провода к клеммам выключателя могут крепиться болтовым соединением или зажимами на пружинах. Второй вариант считается более предпочтительным, так как при его использовании со временем не ослабляется соединение.

С одного места можно включать несколько ламп – для этого делают двойные, тройные и т.д. модели выключателей.

Если есть необходимость включать освещение из трех и более точек, то к двум проходным надо дополнительно приобретать перекрестные (реверсивные) переключатели – по количеству мест, из которых надо будет включать освещение.

По типу управления не отличаются от обычных – могут быть клавишные, сенсорные или с пультом ДУ.

Все виды проходных выключателей на схемах рисуются одинаковыми схематическое обозначение – по сути, таким же как и для стандартных, но развернутым в обе стороны.

Для того, чтобы сделать окончательный выбор, надо точно представлять себе где и как эти выключатели будут использоваться.

Подключение проходного выключателя

Так как для работы схемы с проходным переключателем используется больше проводов, то подключение в распаечной коробке будет выглядеть сложнее – в ней появятся дополнительные элементы. Изначально в коробку приходят фаза и ноль от источника питания. Нулевой провод через соединение дальше напрямую идет к лампе, а фазный уходит на первый выключатель. Дальше в переключателе он разделяется на две линии и обе они возвращаются в коробку, где через соединение идут ко второму выключателю, после которого опять один провод попадает в распаечную коробку и через последнее соединение уходит на лампу.

Можно было бы и сэкономить на проводе, пустив «управляющие» ветви напрямую от одного выключателя к другому, но грамотный электрик так делать никогда не будет по ряду причин:

Подключение через коробку является наиболее правильным с точки зрения составления электрических цепей.

В случае поломки другой электрик сможет без дополнительных поисков прозвонить, определить неисправность и отремонтировать проводку.

Такая схема упрощает установку третьего, четвертого и т.д. переключателя, в случае такой необходимости.

Как итог – качественно сделанное соединение будет выполнено только через распаечную коробку.

Схема при подключении трех и больше переключателей

Из приведенной выше схемы понятно, что проходные выключатели могут использоваться только в паре – третье аналогичное устройство подключить таким же образом не получится. Решается эта проблема применением так называемого перекрестного или реверсивного переключателя – внешне он выглядит как обычный, но в отличие от него и проходного имеет не две или три, а четыре клеммы.

Его назначение – при переключении менять местами подсоединенные провода. К примеру, если пронумеровать клеммы, то пусть входные будут 1 и 2, а выходные 3 и 4 соответственно. Ток по одному проводу может подаваться на клемму 1 и проходя через переключатель попадать на клемму 3, а по второму заходить на клемму 2 и выводиться через клемму 4. После переключения, ток все так же подается на клемму 1, но выводится уже через клемму 4, а если он будет идти на клемму 2, то выводиться будет через клемму 3. Таких устройств в схеме можно использовать неограниченное количество. Принцип их работы на рисунке:

Для наглядности схема дана во включенном состоянии, но из нее понятно, что если изменить положение любого их проходных или реверсивных выключателей, то цепь разомкнется. Если, к примеру, это будет первый реверсивный, то ток пойдет по цепи следующим образом:

Лампа гореть не будет, так как на втором проходном выключателе цепь окажется разомкнута. Опять же ясно, что теперь снова достаточно изменить положение любого из выключателей, чтобы цепь замкнулась и лампа засветилась.

Общие недостатки, которыми обладает такой способ подключения: большой расход проводов и сложность монтажа. Особенно легко неопытному мастеру запутаться в подключениях проводов в распаечной коробке, ведь их количество которых растет пропорционально числу используемых переключателей.

Каждый следующий выключатель добавляет в коробку четыре провода и две скрутки между ними.

На самом деле не все так страшно – даже три или четыре переключателя применяются достаточно редко, не говоря уже о большем количестве.

Наглядно работа проходного и реверсивного переключателей на видео:

Заключение

Из приведенных схем понятно как работает проходной выключатель и какие есть варианты его подключения – при наличии минимальных навыков работы с электрооборудованием справиться с его установкой сможет и домашний мастер. Если опыта работ с проводкой нет, то подключать такие выключатели лучше доверить профессионалам – все же это не самая простая схема, даже несмотря на ее кажущуюся простоту.

Устройство проходного выключателя

Проходной выключатель: принцип работы и подключение

Проходной выключатель существенно расширяет возможности пользователей в управление осветительными приборами. Конструкция и схема подключения проходного выключателя позволяют управлять одним осветительным прибором или группой светильников из нескольких мест. Это широко используется в зданиях, отдельных помещениях и сооружениях различного назначения с большими площадями.

Использование проходных выключателей в доме

Имея проходные выключатели на разных концах стадиона, концертного зала или других обширных объектах, можно включить все освещение на входе. При необходимости выйти из сооружения на противоположной стороне не требуется возвращаться к выключателю, которым свет был включен – на другом выходе стоит такой же проходной выключатель. Электрические схемы с проходными переключателями позволяют управлять освещением из нескольких разных мест.

Очень удобно применение таких электросхем в подземных переходах, туннелях, все чаще схемы с проходными выключателями используют в частных домах и на лестничных маршах в подъездах многоэтажных домов.

Конструкция и принцип работы

Проходной выключатель по внешнему виду ничем не отличается от обычных изделий. Существенная разница – в конструкции контактной группы, которая скрыта внутри корпуса. Простой выключатель замыкает и размыкает электрическую цепь на одном проводе. Схема подключения проходного выключателя при изменении положения клавиш размыкает одну цепь и сразу замыкает другую. Принцип перекидывания контактов схемы обеспечивает работу выключателей в паре для управления одним и тем же источником света. По техническому решению такой элемент в схеме правильно бы было назвать не проходной выключатель, а переключатель. Профессиональная терминология уже сформировалась, и изменения могут внести только больше путаницы, поэтому все остается как есть.

При перекидывании контактов проходного выключателя размыкается один участок цепи освещения, и замыкается другой. Схема подключения проходного выключателя изменяется так, что любой из выключателей находится в готовности включить или выключить свет. Проходной выключатель можно использовать только в паре с другим. Практически есть возможность подключения в схему проходного выключателя так, чтобы он работал как простой, но тогда теряется смысл всех элементов его конструкции.

Как и обычные выключатели, проходные разделяются в зависимости от вида проводки: для внешней проводки, для скрытой проводки.

По конструктивному исполнению контактных клемм: клеммы с винтовыми зажимами, клеммы зажимные пружинные.

По количеству клавиш:

У них все как у обычных выключателей, отличие – в конструкции и работе контактной группы. Принципом одноклавишного проходного выключателя является перекидывание входного контакта на один из двух выходных. Двухклавишные проходные выключатели. как и трехклавишные, в своем корпусе содержат 2 или 3 конструкции контактной группы одноклавишного выключателя.

Подключение проходного выключателя несложное, все можно сделать своими руками. Меняются количество контактов, клавиш, размеры выключателей, принцип работы остается одним.

Схема строения одно-, двух-, и трехклавишного выключателей

• одноклавишный выключатель имеет одну вводную клемму и две выходных;
• двухклавишный выключатель – две входных клеммы и четыре выходных;
• трехклавишный выключатель – три входные клеммы и шесть выходных.

Управление освещением с 2х мест

Одним осветительным прибором или группой светильников можно управлять с двух мест: это могут быть бра в коридоре или фонарные столбы вдоль садовой дорожки. Потребуется обычная схема подключения проходного выключателя, точнее с двумя проходными одноклавишными выключателями, потому что они работают только парами. На таком примере легче всего понять, как работают проходные выключатели. На рисунке ниже показывается, как подключить проходной выключатель в схему.

Схема включения проходных выключателей

Фаза от сети 220 В подключается к входной клемме одного из проходных выключателей, его клеммы на выходе соединяются с выходными второго. Остается свободная входная клемма второго выключателя, его подключают к осветительному прибору. Второй контакт осветительного прибора соединяется к нулевому проводу сети. По схеме видно, что лампа находится в выключенном состоянии, при изменении положения группы контактов любого переключателя на нее подается ток. Следующее переключение на одном из двух переключателей обрывает цепь, лампа погаснет.

Ближе к реальным условиям схему монтажа показывает картинка расключения кабелей и проводов в распределительной коробке. По требованиям ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) в данном случае используется кабель с тремя медными жилами:

• красный – фаза;
• синий – 0;
• желто-зеленый – заземляющий провод.

Расключение кабелей и проводов в распределительной коробке

Схема разделяется на четыре участка цепи:

В коробку заводится четыре кабеля.

Требования к цвету проводов по функциональному назначению выполнимы в полной мере только на двух участках. От распределительного щита и светильника до коробки при расключении контактов проходных выключателей они выполняются частично. Допускается использовать провода любого цвета. Если запутались, проверьте мультиметром в режиме прозвонки или другим измерительным прибором. На входные контакты переключателей обязательно подключается фаза (красный) провод.

Для управления двумя группами освещения применяется схема подключения двухклавишного проходного выключателя. Если человек понял, как подключаются одноклавишные проходные выключатели, он разберется, как подключить тройной выключатель.

Схема подключения двухклавишного проходного выключателя

Управление освещением из 3х мест

Для управления освещением из трех мест потребуется перекрестный проходной выключатель. Установить его можно в любом удобном для использования месте. В схеме перекрестный выключатель подключается между обычными проходными выключателями. Использоваться они могут на лестничных маршах, для освещения дворов и других объектах, по желанию заказчика.

Перекрестный выключатель несложно сделать своими руками, для этого нужно немного переделать двухклавишный проходной выключатель. На выходные контакты ставятся две перемычки, а две клавиши объединяют в одну, можно просто приклеить одну к другой. Клеить надо так, чтобы крепежные отверстия на клавишах совпадали со штырьками на выключателе. Зазор между клавишами можно компенсировать прокладкой из картона, к которой с двух сторон нужно приклеить пластиковые планки.

В магазинах есть готовые изделия, можно не изобретать велосипед, просто купить и поставить.

Схема управления освещением из 3х мест

На схемах А1 и А2 (ниже) показываются разные варианты подключения, но функциональное назначение остается прежним – соблюдается принцип парности перекидывания контактов.

Варианты подключения перекрестного выключателя

В случаях, когда элементом освещения являются большая люстра с двумя группами лампочек или просто два ряда бра вдоль длинного коридора, надо применять двухклавишные проходные и перекрестные выключатели. Схема немного сложнее, но видно, что работает тот же принцип перекидывания контактов. При выключении источника света одним выключателей контакты замыкают цепи других выключателей.

Схема находится в таком состоянии, что при нажатии любой клавиши этой группы светильников ток проходит на контакты ламп. На основе этих схем можно сделать управление освещением с четырех и более мест, вставляя дополнительные перекрестные выключатели.

Схема подключения четырех переключателей

Пример использования

К ситуации, когда по темному двору нужно пройти к дому, идеально подходит схема с проходными выключателями в двух местах. В частном доме легко реализовать этот проект своими руками. В прихожей рядом с распределительным щитом нужно установить распределительную коробку и один проходной выключатель. Второй – необходимо поставить с внутренней стороны на заборе возле калитки, в качестве осветительных приборов можно использовать фонарные столбы, установленные вдоль дорожки. В крупных магазинах электротоваров есть много вариантов с оригинальной декоративной отделкой.

Подключение следует сделать по вышеописанной схеме. Кабеля от уличного выключателя и между столбами рекомендуется прокладывать под землей в пластиковых трубах. Зарывать глубоко не надо, 30-40 см для защиты от механических повреждений будет достаточно. Учитывать глубину промерзания в каждом регионе нет смысла, это не водопровод, медные провода не промерзнут.

Как подключить. Видео

Как подключить проходной переключатель по всем правилам можно узнать из этого видео.

Изучив принципы работы схемы с двумя одноклавишными выключателями и собрав ее своими руками, можно без посторонней помощи начинать монтаж более сложных схем с двухклавишными выключателями в трех местах или трехклавишными – в двух местах, если в этом есть необходимость.

Главная » Проводка » Выключатели » Проходные » Изучаем принцип работы проходного выключателя: что это такое и где его установить

Изучаем принцип работы проходного выключателя: что это такое и где его установить

Проходными выключателями называют устройства, предназначенные для обеспечения управления одним источником света из двух или более различных мест. Схемы с их использованием несколько сложнее, чем традиционные, поскольку подразумевают установку нескольких коммутационных аппаратов.

Освещение с использованием проходных выключателей обычно обустраивают в длинных коридорах, на лестницах, садовых дорожках, в спальнях. Такая схема позволяет, включив свет в одном конце помещения, выключить его в другом, не возвращаясь к первому выключателю.

Виды проходных выключателей

Проходные выключатели классифицируются так же, как и обычные.

По количеству клавиш:

• одноклавишные;
• двухклавишные ;
• трёхклавишные
• одно- или двухклавишные перекрёстные (используются в тех случаях, когда управление освещением должно осуществляться из трёх или более мест).

По типу управления:

Основным критерием при выборе проходного выключателя является количество клавиш: оно должно соответствовать числу групп одновременно включаемых элементов освещения.

Тип устройства (клавиши, сенсор или что-то другое) имеет второстепенное значение и целиком зависит от личных предпочтений и бюджета.

Принцип действия — особенности переключения электрической цепи

Исходя из принципа работы, проходные выключатели света правильнее было бы называть переключателями. Внешне они выглядят практически так же, как обычные выключатели. Основные различия между ними заключаются в их системе контактов.

Предназначение традиционных выключателей заключаются в замыкании и размыкании электрической цепи. Сходные функции выполняют и переключатели, однако их специфика определяет некоторые конструктивные особенности.

Многие домашние мастеры, планирующие задействование новую систему управления освещением «Умный дом», задаются вопросом: диммер — что это такое и как его использовать? Данное устройство используется для настройки яркости осветительных приборов.

Какую схему установки диммера выбрать для конкретной системы освещения, можно узнать тут.

Подобно двухклавишным выключателям, схема проходного переключателя оснащена тремя контактами. Однако этот дополнительный контакт имеет совершенно иную функцию. При срабатывании обычного выключателя происходит простой разрыв цепи. Проходной двухклавишный переключатель. размыкая одну цепь, одновременно замыкает другую, которая, в свою очередь, является контактами парного переключателя (поодиночке данные устройства не используются).

Подключение проходных переключателей основано на перекидных контактах, действующих по принципу коромысла. Некоторые из таких устройств имеют нулевое положение, при включении которого обе цепи оказываются разомкнутыми, однако на практике такие устройства используются крайне редко.

При смене положений переключателя ток перенаправляется на соответствующую клемму. В результате замкнутой остаётся одна из возможных цепей питания источника света. Осветительный прибор включается, когда оба переключателя находятся в одинаковых положениях.

Если при подключении обычных выключателей задействуется два провода (разрываемая фаза), то к проходным подходит три, из которых два являются перемычками между маршевыми переключателями, а через третий на один переключатель подаётся фаза, которая со второго устройства выходит на источник света.

Перед инсталляцией современных вариантов домашнего освещения желательно убедиться в исправности источников света. Для этого необходимо знать, как проверить светодиоды мультиметром и осуществить их точное тестирование.

Чтобы правильно выбрать LED лампы для дома, достаточно внимательно ознакомиться с этой статьей. Оптимальный вид светорегуляторов для таких ламп поможет подобрать простая инструкция.

Особенностью схемы освещения с использованием проходных выключателей является обязательное наличие в ней коммутационной коробки.

Перекрёстные выключатели: схема управления освещением из трех и более мест

Проходные перекрёстные выключатели применяются в тех случаях, когда необходимо организовать управление освещением из трёх или более мест. Эти устройства могут выполнять транзитные функции, не оказывая влияния на работу проходных переключателей, и одновременно сами являются выключателем.

Их конструктивная особенность заключается в наличии пяти клемм подключения, из которых две соединяются с первым переключателем, две – со вторым, а пятая, обеспечивающая управление из трёх мест, является транзитной. Для управления освещением из четырёх мест потребуется установка двух перекрёстных выключателей.

При наличии в помещении нескольких групп освещения используются двухклавишные перекрёстные выключатели.

Проходные выключатели существенно упрощают управление освещением и делают его более удобным. Если ранее использование подобных схем было обусловлено, в основном, особенностями планировки помещения, то в настоящее время их можно встретить практически повсеместно.

Видео инструкция, демонстрирующая принцип работы проходного выключателя
Схема подключения проходного выключателя

Если у вас имеются длинные коридоры, лестницы или большие комнаты, то для освещения их будет удобно использовать проходные выключатели. Подобные устройства позволяют включать и выключать светильники из двух мест — это очень удобно для крупных помещений. В этой статье мы рассмотрим несколько схем соединения проходных выключателей, разберем принцип их работы и изучим основные типы устройств.

Где применяются

Переключатели проходного типа достаточно редко используются. Это вызвано тем, что многие электрики и пользователи просто не слышали о них.

Классический проходной выключатель

Эти устройства незаменимы в следующих местах:

Подключение устройств

Существует несколько схем подключения этих подобных устройств, разные типы выключателей и разводок. Мы разберем самые популярные из них.

Управление из двух мест

Классическая схема подключения проходного выключателя на 2 точки подразумевает использование специализированных переключателей для проходных сетей с одной кнопкой. Они имеют один входной контакт и два выходных. Схема подключения следующая: от коробки на лампу подается ноль. Фаза уходит из коробки на единственный вход выключателя А. К выходным контактам подключается дополнительный кабель, который уходит на выходные контакты переключателя Б. Из Б через единственный “входной” контакт фаза уходит на лампу.

Принцип работы и устройство проходного выключателя очень простое. В первом переключателе всегда замкнут какой-то контакт. Вторым вы либо размыкаете цепь, либо соединяете ее. Пройдя через коридор, вы размыкаете цепь первым, что приводит к отключению светильника. На обратном пути вы включаете фазу одним и размыкаете ее вторым. Эта схема идеальна, если вам нужно включить один светильник или несколько, расположенных на общем кабеле.

Классическая схема подключения для двух устройств

Управление из двух мест несколькими лампами

Эта схема немного сложнее и требует большего количества работ. Подходит для крупных помещений, в которых работают несколько линий освещения. Данная схема подключения проходного выключателя потребует наличия двойных устройств (у них два входных и 4 выходных контакта). Разберем классический принцип подключения на основе двух линий освещения или люстры с двумя режимами работы.

Для создания подобной сети нужно последовательно соединить выходы первого переключателя с выходами второго. Они должны отключать фазу, чтобы при монтаже вас не ударило током. Ноль из коробки уходит на две линии освещения. Фаза из коробки уходит на вход переключателя А. Далее они коммутируются с Б посредством соединений кабелем (выходы соединяются, как было описано выше). Затем фаза уходит из Б на линии.

Принцип работы системы тот же, что и при однокнопочном соединении. просто используется две линии. Мысленно представьте, что у вас два отдельных выключателя и все станет понятно.

Управление из трех мест

Это уже довольно сложная система, которая потребует от монтажника мозговых усилий и навыков. Итак, как подключить проходной выключатель (схема подключения) для троих источников? Рассмотрим наиболее простой вариант, хотя имеются и более сложные. Для создания понадобится два проходных устройства с одной кнопкой (1 вход, 2 выхода) и одно перекрестное (два входа, два выхода).

Схема подключения различных вариаций

Ноль, как обычно, подается на светильники из коробки. Фаза из нее же уходит на вход в А и уходит через два выхода на два входа перекрестного переключателя. Затем она уходит через два контакта на два выходных в Б и через вход А подается на лампы. В принципе ничего сложного в этом нет, но главное — правильно проложить провода. Обычно подключение делается через коробку, а не по стенам, чтобы во время последующего ремонта не повредить кабеля (из короба делается отдельный выход на А, Б, С, они не соединяются друг с другом по горизонтальному кабелю). Хоть такое подключение и допускается, но его нежелательно использовать.

Используя двойной перекрестный переключаель и двойные проходные можно усложнить процесс, управляя двумя группами светильников из трех мест, но подобные схемы встречаются нечасто. Эти системы можно усложнять до бесконечности, добавляя новые двухклавишные или одноклавишные проходные выключатели.

Внимание: выключатель всегда должен размыкать фазу, она приходит на нижний лепесток патрона, а не на боковой. Это позволит избежать поражения током при замене лампы.

Еще один совет — старайтесь делать отдельные линии освещения на каждую комнату или две комнаты. Это поможет вам избежать обесточивания всей системы при ремонте или замене элементов. К примеру, вам нужно поменять розетку в спальне. Вы обесточиваете ее на щитке, при этом в зале и на кухне у вас есть освещение.

Виды переключателей

Для создания схемы подключения перекидного выключателя вам могут понадобиться следующие устройства:

Четырехкнопочные устройства практически не применяются ввиду сложности управления. Но несмотря на это их все же иногда подключают.

Классическое подключение одинарного включателя

Монтаж систем

Чтобы правильно построить систему маршевого выключателя, вам нужно составить схему ее подключения и продумать местоположение всех кабелей. Затем можно приступать к работе, закупив нужное оборудование. Для прокладки вам понадобится шлифмашинка с алмазным диском, при помощи которой вы прорежете направляющие под штробы, перфоратор для выбивания штукатурки и создания каналов, а также уровень для нанесения разметки и контроля за вертикалями-горизонталями. Старайтесь делать все аккуратно, не нужно протягивать провода наискосок, создавать в стенах петли и соединения. Все спайки должны располагаться в коробках, в стены кладутся только цельные кабели.

Для бытовых систем освещения вполне достаточно медного кабеля на 1.5 квадрата. Операция по монтажу проходного выключателя выглядит следующим образом:

Внимание: установка проходного выключателя не вызовет сложностей, если вы правильно спроектируете систему. Просто заранее продумайте все тонкости и нарисуйте схему на бумаге, чтобы не запутаться в процессе монтажа.

Интересное по теме:

Принцип работы проходного выключателя

Проходной выключатель: схема подключения устройства из разных мест

Для повышения комфортности и удобства при эксплуатации осветительных приборов применяется проходной выключатель: схема подключения наглядно отображает принцип работы коммутирующего устройства.

С его помощью можно осуществлять управление освещением помещения из любой его точки. 

Проходные выключатели используются для организации управления светильниками из нескольких мест.

Конструкция и принцип работы проходного выключателя

Проходные выключатели предназначены для включения и выключения освещения из разных концов помещения или лестничного марша. Имеется в виду то, что включить свет можно, например, при входе в комнату, а выключить – в другой ее части. Такой принцип действия позволяет существенно экономить электроэнергию.

Включение света из разных мест не только очень удобно, но еще и позволяет довольно существенно экономить электроэнергию

Проходной выключатель по внешнему виду не отличается от обычного. На его лицевой подвижной панели также изображены стрелочки вверх-вниз. Обычный выключатель оснащен одним входом и одним выходом.  В отличие от этого проходное устройство имеет один вход и два выхода. Это свидетельствует о том, что здесь не разрывается ток, а перенаправляется на любой из выходов.

Несмотря на то, что опытные электрики на глаз смогут определить проходной выключатель, надежные производители выпускают изделия с нарисованной электрической схемой двойного проходного выключателя, тройного или одинарного, которая располагается под корпусом устройства.

Определить, что перед глазами именно одинарное проходное устройство, можно также при осмотре клемм с медными контактами. Их должно быть три. Для того чтобы убедиться, что клеммы между собой не перепутаны, следует воспользоваться мультиметром. Прибор следует поставить в режим подачи звукового сигнала и прозвонить его вход и выход. Если при касании к контакту мультиметр издает сигнал, контакт в этом месте присутствует.

Схема распределения связей в сети

Еще одним отличием от простого выключателя является наличие у проходного устройства трехжильной коммутации, а не двухжильной, как у обычного. Это своего рода переключатель, который перенаправляет напряжение от одного контакта на другой.

Проходные выключатели обычно работают в паре для управления за одним источником света. К каждому подводится ноль и фаза. Изменение положения клавиши выключателя способствует замыканию цепи, что заставляет загореться лампочку. При выключении первого или второго переключателя проводок фазы размыкается, а контакт парного выключателя замыкается, и свет гаснет. То есть когда на обоих устройствах клавиши находятся в одном положении, освещение включается, в разных — выключается.

Управлять освещением можно не только из двух мест, но и трех и более. Для этого в общую схему подключения проходного выключателя с двух мест необходимо добавить один или несколько перекрестных переключателей.

Где размещают устройство?

Как правило, проходные коммутаторы монтируют в различных зонах, чтобы их было удобно использовать.

Чаще всего стандартные проходные выключатели с одной или двумя клавишами размещают в таких точках:

1. По обеим сторонам узкого коридора. Если в центре располагается дверца, то возле нее тоже получится установить устройство.
2. В просторных спальных. Так, один выключатель можно по стандарту установить на расстоянии 30-40 сантиметров от дверного косяка, а другой над кроватью.
3. На лестничной площадке.
4. Вдоль тропинки во дворе частного дома. Ведь будет удобно вечером выйти на прогулку, а при необходимости включать и выключать свет по пути.
5. В залах большой площади, где имеется несколько входов по сторонам.

Использование проходного коммутатора целесообразно не только для экономии электричества, но также необходимо для безопасности передвижения. Получается, что единственным недостатком является сложность установки для некоторых мастеров.

Управление осветительным прибором с нескольких точек

Существует несколько схем, которые позволяют выполнить монтаж переключателя в разных точках комнаты.

Простейшая схема предполагает расположение выключателей по сторонам в одной линии. Если требуется организовать несколько мест, то уже придется спроектировать сложную схему электропроводки.

Пример установки светильника с управлением из разных точек

Схема подключение светильника из двух мест

Поскольку это простая схема, для коммутации понадобится приобрести два классических переключателя и провода. Конечно, здесь еще потребуется придерживаться техники безопасности при проведении электромонтажных работ. Ведь это не только гарантия правильной эксплуатации оборудования, но и возможность избежать поражения током.

Несложная схема установки проходного выключателя, которая используется для монтажа в длинных прихожих, на лестницах

При использовании обычного выключателя используется просто замыкание/размыкания сети, а проходного зависит от использования двух.

Рассмотрев схему можно заметить наличия трех клемм: для фазы, и две «управляющие» линии.

И соответственно при переключении состояния одного из выключателей происходит выключение/включение света.

Сфера применения проходного выключателя

Их используют в больших помещениях или протяженных помещениях с различными входами.

ГлавнЫм преимуществом их применения является способность производить включение/отключение света и электроприборов с различных мест. Очень удобно применение проходного переключателя на лестничных пролетах.

Также выключатель возможно установить в спальной комнате, чтобы можно было включать свет при входе в комнату, а выключать уже в постели.

Разновидности и условные обозначения на схемах

Существуют различные виды переключателей, которые зависят от условия использования. Для установки в стене и снаружи — 2-ой вариант считается лучше, ввиду того, что с прошествием времени не будет наблюдаться угасания соединительного сигнала. Для возможности включения из одного места нескольких источников света используют двойные и т.п. варианты переключателей.

В случае появления потребности переключения света из 3-х и большего количества мест необходимо применять схему подключения с одновременным использованием переключателей проходного и перекрестного типа.

По варианту управления они, как и стандартные бывают клавишными, сенсорными или с дистанционным управлением. На схемах они обозначаются, как и обычные только с разверткой в обе стороны.

Порядок подключения

• Как правило, прокладка проводов для монтажа любых элементов проводки осуществляется в ходе масштабных ремонтных работ, включающих в себя укладку кабелей в штробах, а также подготовку и установку монтажных коробок для выключателей. Чтобы обеспечить надежное подключение контактов устройства к проводам они должны выступать за край коробки как минимум на 60 мм.
• Если работы по прокладке проводов и монтажу установочных коробок уже были проведены, то следует подготовить их к установке выключателей. Для этого нужно освободить концы всех проводов (их количество зависит от конструкции выключателя) от изоляции на 50-150 см.
• Первое, что следует сделать – это отключить напряжение на элементах электрической проводки при помощи автоматического выключателя, установленного на входе в квартиру. Перед тем, как приступать к выполнению любых действий с элементами электрической проводки, необходимо убедиться в отсутствии напряжения с помощью индикаторной отвертки или тестера.
• Провода подсоединяются к клеммам с использованием маркировки, нанесенной на корпус изделия. При этом входящий провод обозначается буквой L (L1 и L2 если выключатель двухклавишный), а выходящие – стрелками. Иногда на заднюю часть корпуса наносится схема подключения. Порядок присоединения проводов не имеет особого значения, это можно сделать в любом порядке.
• Рабочая часть выключателя вставляется в коробку и фиксируется при помощи раздвижных лавок или зажимов.
• Выполняется монтаж пластиковой рамки на лицевую часть устройства.
• Устанавливается клавиша (или клавиши).
• На последнем этапе необходимо сделать контрольное включение каждого устройства чтобы убедиться в работоспособности схемы.
•  

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Выключатели проходные

Безусловно всем знакома ситуация, когда в ночное время суток приходится идти через всю комнату, чтобы включить свет. Конечно, это очень неудобно, а для кого-то и безумно страшно. В подобных случаях спасением является проходной выключатель, который предназначен для управления освещением из любого места. Но немногие знают, что представляет собой проходной выключатель, в чем заключается его принцип работы, как его подключать и как им пользоваться. В данном материале подробно и простым языком изложено назначение данного устройства, его монтаж и конструкция.

Главная цель установки подобного устройства – включение и выключение светильников разного вида из любого места. Схема работы таких выключателей построена таким образом, чтобы исключить необходимость возвращения к главному выключателю. Проходные выключатели бывают трех видов исполнения: одноклавишные, двухклавишные, трехклавишные. Число возможных приборов для подключения к проходному выключателю зависит напрямую от его конструкции. Также, данные устройства бывают сенсорными.  

ВАЖНО: все выключатели разрывают фазные провода и обесточивают электрические приборы, но именно проходные обладают специфической особенностью. Она заключается в размыкании одной цепи при замыкании контактов парного переключателя.

Главное отличие проходного выключателя от классического с двумя проводами – необходимость трехжильной коммутации, поскольку происходит направление напряжения от одного контакта к другому. Освещение включено в том случае, если клавиши двух устройств имеют одно положение, а выключено — при измененном положении. Но управление может происходить не только из двух, но также из большего количества мест. Чтобы этого добиться в схему встраивается переключатель перекрестного типа. При сильной необходимости их может быть несколько. Нужно знать, что в одноклавишном выключателе присутствует 3 клеммы, в двухклавишном – 5, трехклавишный отличается наиболее сложной схемой.

На самом деле, процесс подключения практически такой же, как и у обычных выключателей. Единственное, что вводит в смятение при монтаже — три провода, а не два. Для того, чтобы понять эту особенность, нужно узнать роль каждого. Пара проводов – перемычки среди рассредоточенных по пространству выключателей, третий – подающий фазу. Предварительно необходимо приобрести коммутационную коробку, внутри которой и будут соединятся провода.

На концах провода должны быть освобождены от изоляционного материала (2-3 см) для последующей скрутки. В случае, если соединение происходит при помощи колодок, конец можно зачистить на один сантиметр. Провод, который подает питание от распределительного щита, в коммутационной коробке соединяется с входным контактом первого устройства. Последние выходные контакты скручиваются с аналогичными проводами второго выключателя, входной контакт которого соединяется с проводом лампы.  Нулевые провода осветительного устройства и щитка соединяются между собой. Все зоны скруток должны быть герметично закрыты изоляцией (изолентой). 

Установка проходного выключателя с двумя клавишами более целесообразна в комнатах большой площади, где используется несколько осветительных приборов. Конструктивно это -два одноклавишных устройства, объединенных одним корпусом. Использование одного проходного выключателя — экономия на монтаже кабеля, идущего к нескольким одинарным выключателям. В основном, двухклавишный проходной выключатель применяется в управлении светом в ванных комнатах и туалетах либо в коридорах и на лестничных клетках. Также, с помощью этого устройства можно включать лампочки в люстре группами.

Чтобы произвести правильную установку проходного выключателя на две лампы, необходимо иметь много проводов. К каждому из них подводится 6 жил, поскольку отсутствует общая клемма. Грубо говоря, два автономных выключателя находятся под одним корпусом.

• предварительно в стену нужно вмонтировать подрозетники, проемы для которых вырезаются при помощи перфоратора с коронкой. После чего к сделанным проемам ведется пара трехжильных проводов. Возможна ситуация, когда отведение идет от распределительной коробки одного шестижильного провода;
• ко всем осветительным устройствам отведен трехжильный кабель, то есть, нулевой провод, заземление и фаза;
• фаза внутри коммутационной коробки подсоединяется к паре контактов первого выключателя. Два остальных выключателя объединяются при помощи четырех перемычек. Второй выключатель предназначен для присоединения контактов светильников. Нуль, идущий от распределительного щитка, соединяется со вторым проводом осветительных устройств. Когда в момент переключения контактов общие цепи попарно смыкаются или размыкаются, происходит включение или выключение конкретного светильника.

Проходной выключатель с двумя клавишами может применяться, если возникает необходимость регулировать освещение даже из трех-четырех мест. Но должен быть установлен перекрестный выключатель, подключение которого обеспечивается 8 проводами (4 для каждого концевого выключателя). Специалисты рекомендуют при установке сложных соединений с большим количеством проводов применять коммутационные коробки и производить маркировку проводов и кабелей.

ВАЖНО: не забывайте, что все процедуры с электрической проводкой и монтажом электрооборудования должны происходить при выключенном напряжении.   

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом выключателей, а также иных электроустановочных изделий, с которым можно ознакомиться в каталоге.

Основы, принцип работы и области применения

MOSFET (Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор) — это полупроводниковое устройство, которое широко используется для коммутации и усиления электронных сигналов в электронных устройствах. МОП-транзистор — это либо сердечник, либо интегральная схема, где он спроектирован и изготовлен в виде единого кристалла, поскольку доступны устройства очень малых размеров. Введение устройства MOSFET внесло изменения в область коммутации в электронике .Давайте подробно объясним эту концепцию.

Что такое полевой МОП-транзистор?

МОП-транзистор — это четырехконтактное устройство с выводами истока (S), затвора (G), стока (D) и корпуса (B). Как правило, корпус полевого МОП-транзистора соединен с выводом истока, образуя трехконтактное устройство, такое как полевой транзистор. MOSFET обычно считается транзистором и используется как в аналоговых, так и в цифровых схемах. Это базовое введение в MOSFET . И общая структура этого устройства выглядит следующим образом:

Из приведенной выше структуры MOSFET , функциональность MOSFET зависит от электрических изменений, происходящих в ширине канала вместе с потоком носителей (дырок или электронов). ).Носители заряда входят в канал через вывод истока и выходят через сток. Ширина канала контролируется напряжением на электроде, который называется затвором, и он расположен между истоком и стоком. Он изолирован от канала очень тонким слоем оксида металла. Емкость MOS, которая существует в устройстве, является важной частью, в которой вся операция осуществляется через нее.

МОП-транзистор может работать двумя способами.

• Режим истощения
• Режим расширения

Режим истощения

Когда на клемме затвора нет напряжения, канал показывает максимальную проводимость.Тогда как когда напряжение на выводе затвора является положительным или отрицательным, проводимость канала уменьшается.

Например:

Режим расширения

Когда нет напряжения на выводе затвора, устройство не проводит. Когда на выводе затвора имеется максимальное напряжение, устройство показывает повышенную проводимость.

Принцип работы полевого МОП-транзистора

Основным принципом устройства полевого МОП-транзистора является возможность управления напряжением и током, протекающим между выводами истока и стока.Он работает почти как выключатель, а функциональность устройства основана на МОП-конденсаторе. Конденсатор MOS является основной частью MOSFET. Поверхность полупроводника в нижнем оксидном слое, который расположен между выводами истока и стока, может быть инвертирован из p-типа в n-тип посредством приложения либо положительного, либо отрицательного напряжения затвора соответственно. Когда мы прикладываем силу отталкивания к положительному напряжению затвора, то дырки, находящиеся под оксидным слоем, толкаются вниз вместе с подложкой.Область обеднения заселена связанными отрицательными зарядами, которые связаны с атомами акцептора. Когда достигаются электроны, развивается канал. Положительное напряжение также притягивает электроны из n + областей истока и стока в канал. Теперь, если между стоком и истоком приложено напряжение, ток свободно течет между истоком и стоком, а напряжение затвора управляет электронами в канале. Если вместо положительного напряжения приложить отрицательное напряжение, под слоем оксида образуется дырочный канал.

МОП-транзистор с P-каналом

МОП-транзистор с P-каналом имеет область P-канала, расположенную между выводами истока и стока. Это четырехконтактное устройство, имеющее выводы как затвор, сток, исток и корпус. Сток и исток представляют собой сильно легированную p + область, а тело или подложка — n-типа. Ток идет в направлении положительно заряженных дырок. Когда мы прикладываем отрицательное напряжение с силой отталкивания к выводу затвора, электроны, находящиеся под оксидным слоем, проталкиваются вниз в подложку.Область обеднения заселена связанными положительными зарядами, которые связаны с донорными атомами. Отрицательное напряжение затвора также притягивает дырки из области истока и стока p + в область канала.

N-канальный MOSFET

N-канальный MOSFET имеет N-канальную область, расположенную между выводами истока и стока. Это четырехконтактное устройство, имеющее выводы как затвор, сток, исток и корпус.В этом типе полевого транзистора сток и исток имеют сильно легированную n + область, а подложка или тело относятся к P-типу. Ток в этом типе полевого МОП-транзистора происходит из-за отрицательно заряженных электронов. Когда мы прикладываем положительное напряжение с силой отталкивания к выводу затвора, отверстия, имеющиеся под оксидным слоем, проталкиваются вниз в подложку. Область обеднения населена связанными отрицательными зарядами, которые связаны с атомами акцептора. При достижении электронами канал образуется.Положительное напряжение также притягивает электроны из n + областей истока и стока в канал. Теперь, если между стоком и истоком приложено напряжение, ток свободно течет между истоком и стоком, а напряжение затвора управляет электронами в канале. Вместо положительного напряжения, если мы приложим отрицательное напряжение, то под слоем оксида будет образовываться дырочный канал.

MOSFET Области работы

В наиболее общем сценарии работа этого устройства происходит в основном в трех регионах, а именно:

• Cut-off Region — это регион, где устройство будет в выключенном состоянии, и через него будет проходить нулевой ток.Здесь устройство функционирует как основной переключатель и используется, когда они необходимы для работы в качестве электрических переключателей.
• Область насыщения — в этой области устройства будут иметь постоянное значение тока между стоком и истоком без учета увеличения напряжения между стоком и истоком. Это происходит только один раз, когда напряжение между стоком и истоком увеличивается больше, чем значение напряжения отсечки. В этом сценарии устройство функционирует как замкнутый переключатель, где через сток к клеммам истока протекает ток насыщения.Благодаря этому выбирается область насыщения, когда предполагается, что устройства должны выполнять переключение.
• Линейная / омическая область — это область, в которой ток между стоком и истоком увеличивается с увеличением напряжения между стоком и истоком. Когда полевые МОП-транзисторы работают в этой линейной области, они выполняют функции усилителя.

Давайте теперь рассмотрим характеристики переключения MOSFET

Полупроводник, такой как MOSFET или Bipolar Junction Transistor, в основном функционирует как переключатели в двух сценариях: один находится в состоянии ВКЛ, а другой — в состоянии ВЫКЛ.Чтобы рассмотреть эту функциональность, давайте взглянем на идеальные и практические характеристики устройства MOSFET.

Характеристики идеального переключателя

Когда MOSFET должен функционировать как идеальный переключатель, он должен поддерживать следующие свойства, а именно:

• В состоянии ВКЛ должно быть ограничение тока, которое он несет
• В Состояние ВЫКЛ, уровни напряжения блокировки не должны иметь каких-либо ограничений
• Когда устройство работает в состоянии ВКЛ, значение падения напряжения должно быть нулевым
• Сопротивление в состоянии ВЫКЛ должно быть бесконечным
• Не должно быть ограничений по скорости работы

Практические характеристики переключателя

Поскольку мир не ограничивается идеальными приложениями, функционирование полевого МОП-транзистора применимо даже для практических целей.В практическом сценарии устройство должно обладать следующими свойствами.

• В состоянии ВКЛ возможности управления мощностью должны быть ограничены, что означает, что необходимо ограничить прохождение тока проводимости.
• В выключенном состоянии уровни напряжения блокировки не должны ограничиваться
• Включение и выключение на конечное время ограничивает ограничивающую скорость устройства и даже ограничивает функциональную частоту
• В состоянии ВКЛ устройства MOSFET будет минимальные значения сопротивления, при которых это приводит к падению напряжения при прямом смещении.Кроме того, существует конечное сопротивление в выключенном состоянии, которое обеспечивает обратный ток утечки.
• Когда устройство работает с практическими характеристиками, оно теряет питание при включении и выключении. Это происходит даже в переходных состояниях.

Пример полевого МОП-транзистора в качестве переключателя

В приведенной ниже схеме схемы расширенный режим и N-канальный полевой МОП-транзистор используются для переключения пробной лампы в условиях ВКЛ и ВЫКЛ. Положительное напряжение на выводе затвора прикладывается к базе транзистора, и лампа переходит в состояние ВКЛ, и здесь V _GS = + v или при нулевом уровне напряжения устройство переключается в состояние ВЫКЛ, где V _GS = 0 . Если резистивная нагрузка лампы должна быть заменена индуктивной нагрузкой и подключена к реле или диоду, который защищен от нагрузки. В приведенной выше схеме это очень простая схема для переключения резистивной нагрузки, такой как лампа или светодиод. Но при использовании MOSFET в качестве переключателя с индуктивной или емкостной нагрузкой для устройства MOSFET требуется защита. Если в случае, когда MOSFET не защищен, это может привести к повреждению устройства. Чтобы полевой МОП-транзистор работал как аналоговое переключающее устройство, он должен переключаться между его областью отсечки, где V _GS = 0, и областью насыщения, где V _GS = + v.

Видео Описание

МОП-транзистор может также функционировать как транзистор, и его сокращенно называют полевым транзистором на основе оксида кремния и металла. Здесь само название указывало на то, что устройство может работать как транзистор. Он будет иметь P-канал и N-канал. Устройство подключается таким образом с помощью четырех клемм истока, затвора и стока, резистивная нагрузка 24 Ом подключается последовательно с амперметром, а измеритель напряжения подключается к полевому МОП-транзистору.В транзисторе ток в затворе протекает в положительном направлении, а вывод истока соединен с землей. В то время как в устройствах с биполярным соединением транзисторов ток протекает по пути база-эмиттер. Но в этом устройстве нет тока, потому что в начале затвора есть конденсатор, ему просто требуется только напряжение. Это можно сделать, продолжив процесс моделирования и включив / выключив. Когда переключатель находится в положении ON, ток через цепь не протекает, когда сопротивление 24 Ом и 0.29 амперметра, то мы находим пренебрежимо малое падение напряжения на источнике, потому что на этом устройстве есть + 0,21 В.

Сопротивление между стоком и истоком обозначается как RDS. Из-за этого RDS при протекании тока в цепи появляется падение напряжения. RDS варьируется в зависимости от типа устройства (он может варьироваться в пределах от 0,001, 0,005 до 0,05 в зависимости от типа напряжения.

Несколько понятий, которые необходимо изучить:

1. Как выбрать MOSFET в качестве коммутатора ?
   • При выборе полевого МОП-транзистора в качестве переключателя необходимо соблюдать следующие условия:
     • Использование полярности канала P или N
     • Максимальное номинальное значение рабочего напряжения и тока
     • Повышенное значение Rds ON, что означает сопротивление на выводе «сток к источнику» при полностью открытом канале
     • Повышенная рабочая частота
     • Тип упаковки — To-220, DPAck и многие другие.
2. Что такое КПД переключателя MOSFET?
   • Основным ограничением при использовании полевого МОП-транзистора в качестве переключающего устройства является повышенное значение тока стока, на которое может быть способно устройство. Это означает, что RDS в состоянии ON является решающим параметром, определяющим коммутационную способность MOSFET. Он представлен как отношение напряжения сток-исток к току стока. Его следует рассчитывать только в состоянии ВКЛ транзистора.
3. Почему переключатель MOSFET используется в повышающем преобразователе?
   • Как правило, повышающему преобразователю необходим переключающий транзистор для работы устройства. Итак, в качестве переключающих транзисторов используются полевые МОП-транзисторы. Эти устройства используются для определения текущего значения и значений напряжения. Кроме того, учитывая скорость переключения и стоимость, они широко используются.

Таким же образом MOSFET можно использовать по-разному. и это

• MOSFET в качестве переключателя для светодиода
• remove_circle_outline
• MOSFET в качестве переключателя для Arduino
• MOSFET-переключатель для нагрузки переменного тока
• MOSFET-переключатель для двигателя постоянного тока
• MOSFET-переключатель для отрицательного напряжения
• MOSFET в качестве переключателя с Arduino
MOSFET
• в качестве переключателя с микроконтроллером
• MOSFET переключатель с гистерезисом
• MOSFET в качестве переключающего диода и активного резистора
• MOSFET в качестве уравнения переключения
• MOSFET переключатель для страйкбола
• MOSFET в качестве резистора затвора переключения
• MOSFET переключающий соленоид
• Переключатель MOSFET с использованием оптрона
• Переключатель MOSFET с гистерезисом

Применение MOSFET в качестве переключателя

Одним из наиболее ярких примеров этого устройства является его использование в качестве переключателя для автоматической регулировки яркости в уличных фонарях.В наши дни многие огни, которые мы наблюдаем на шоссе, состоят из газоразрядных ламп высокой интенсивности. Но использование HID-ламп потребляет повышенный уровень энергии. Яркость не может быть ограничена в зависимости от требований, поэтому должен быть переключатель для альтернативного метода освещения, и это светодиод. Использование светодиодной системы позволит преодолеть недостатки высокоинтенсивных ламп. Основная идея, лежащая в основе конструкции, заключалась в том, чтобы управлять освещением непосредственно на шоссе с помощью микропроцессора.Этого можно добиться, просто изменив тактовые импульсы. По необходимости это устройство используется для включения ламп. Он состоит из платы Raspberry Pi, на которой установлен процессор для управления. Здесь светодиоды могут быть заменены на HID, и они связаны с процессором через MOSFET. Микроконтроллер выполняет соответствующие рабочие циклы, а затем переключается на MOSFET, чтобы обеспечить высокий уровень интенсивности.

Преимущества

Вот несколько преимуществ:

• Он обеспечивает повышенную эффективность даже при работе при минимальных уровнях напряжения
• Отсутствует ток затвора, что создает больший входной импеданс, что дополнительно обеспечивает повышенное переключение скорость для устройства
• Эти устройства могут работать на минимальных уровнях мощности и потребляют минимальный ток

Недостатки

• Когда эти устройства работают при уровнях напряжения перегрузки, это создает нестабильность устройства
• Поскольку устройства имеют тонкий Оксидный слой, это может привести к повреждению устройства при воздействии электростатических зарядов.

Приложения

• Усилители, изготовленные из полевых МОП-транзисторов, чрезвычайно широко используются в приложениях с широким диапазоном частот
• Эти устройства обеспечивают регулирование двигателей постоянного тока
• Поскольку у них есть улучшенное переключение В зависимости от скорости вращения, он идеально подходит для создания прерывающих усилителей.
• Функционирует как пассивный компонент для различных электронных элементов.

В конце концов, можно сделать вывод, что транзистору требуется ток, тогда как MOSFET требует напряжения. Требования к управлению MOSFET намного лучше, намного проще по сравнению с BJT. А также знаю Как подключить Mosfet к переключателю?

Фото

Импульсный источник питания сильно отличается от линейного источника питания. Несмотря на свою сложность, более высокую стоимость материалов и большее количество деталей, импульсный источник питания по-прежнему является предпочтительной топологией источника питания на рынке. Основная причина — более высокий КПД и более высокая удельная мощность. Более высокая эффективность просто означает, что только небольшая часть входной мощности тратится впустую, в то время как более высокая плотность мощности означает, что более высокая мощность возможна при меньшем форм-факторе или размере.

Обзор линейного источника питания AC-DC

Трансформатор 50/60 Гц

Это может быть ступень вверх или вниз в зависимости от использования. Обычно это понижающая версия, поскольку обычное требуемое выходное напряжение ниже входного уровня.

Выпрямитель

Преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток. Чаще всего используется выпрямитель двухполупериодного мостового типа, как показано на схеме.

Фильтр

Простой фильтр — это электролитический конденсатор. Это увеличит среднеквадратичный или постоянный уровень выпрямленного сигнала.

Регулятор

Это будет поддерживать чистый постоянный ток на выходе, чтобы не создавать проблем для чувствительных нагрузок или системы.

Общие проблемы

Эффективность и размер — общая проблема, связанная с линейным источником питания переменного и постоянного тока. Он также ограничен только для приложений с низким энергопотреблением.Для работы с высокой мощностью трансформатор 50/60 Гц будет очень большим и дорогим. Отфильтрованное вторичное выпрямленное напряжение всегда должно быть выше выходного со значительным запасом, чтобы регулятор мог работать правильно. По этой причине избыточное напряжение будет поглощаться регулятором, что приведет к огромным потерям мощности при умножении на ток нагрузки. Вот почему эффективность очень низкая. Линейный источник питания AC-DC также не может обеспечить широкий диапазон входных сигналов. Например, трансформатор рассчитан на 220–20 В переменного тока, вы больше не можете использовать его для 110 В переменного тока, так как вы больше не можете получить 20 В переменного тока на вторичной обмотке.

Обзор линейного источника питания постоянного и переменного тока

Схема выше представляет собой основной линейный источник питания постоянного и переменного тока. Это просто и очень просто, поскольку в нем всего несколько компонентов. Однако его основным недостатком по-прежнему остается эффективность, ограниченная только для приложений с низким энергопотреблением. Для правильного регулирования линейного регулятора его входное напряжение должно быть выше, чем выходное напряжение. Разница во входном и выходном напряжениях называется падением напряжения.В настоящее время на рынке уже есть линейные стабилизаторы с малым падением напряжения. Низкое падение напряжения все равно приведет к огромным потерям мощности при работе с более высоким током.

Блок-схема импульсного источника питания постоянного и переменного тока

Ниже представлена ​​блок-схема двухступенчатого импульсного источника питания постоянного и переменного тока. Первый блок — это мостовой выпрямитель, предназначенный для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток. В отличие от линейного источника питания переменного и постоянного тока, этот мостовой выпрямитель требует высокого напряжения, поскольку он напрямую видит входное напряжение.Импульсный преобразователь первой ступени в большинстве случаев представляет собой повышающий преобразователь, который функционирует как схема коррекции коэффициента мощности или PFC. Повышающий преобразователь имеет выходную мощность выше входной. Коррекция коэффициента мощности необходима для переключения силовой цепи, чтобы скорректировать форму тока и минимизировать гармоники. Повышающий преобразователь — лучшая схема активной коррекции коэффициента мощности из-за его способности потреблять ток от входа в обоих состояниях Q1 (включен или выключен). Импульсный преобразователь второй ступени обычно называют секцией DC-DC производителями или разработчиками источников питания.Для DC-DC доступно множество топологий, таких как резонанс (LLC, последовательный, параллельный), прямой (ITTF, TTF, одиночный транзистор), мост и полный мост и многие другие. На приведенной ниже схеме секция DC-DC представляет собой резонансный преобразователь LLC. Последний блок — это выходной выпрямитель и фильтр. В приложениях с высокой мощностью вместо диодов используются NMOS.

Схема ниже обычно используется для автономных адаптеров и зарядных устройств с низким энергопотреблением. Это только использование одного переключающего преобразователя на секции DC-DC, который является обратным преобразователем.Обратный преобразователь эффективен при номинальной мощности до 100 Вт. В некоторых случаях Flyback используется до 200 Вт, если соблюдаются требования, в частности, эффективность. Каскад PFC больше не используется, поскольку типичная или номинальная мощность этой конфигурации составляет около 80–120 Вт, а требования к коэффициенту мощности для этого диапазона мощности не такие строгие. Обратный преобразователь очень популярен для энергосберегающих автономных импульсных источников питания из-за его простоты и меньшего количества деталей.

Импульсный источник питания постоянного и постоянного тока

Существует несколько топологий, которые можно использовать для создания импульсного источника питания DC-DC.Схема ниже представляет собой понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный или обычно известный как понижающий преобразователь. Понижающий преобразователь имеет выходное напряжение ниже входного.

Еще одно решение для импульсного источника питания постоянного и постоянного тока — это повышающий преобразователь, показанный на схеме ниже. Повышающий преобразователь имеет выходную мощность выше, чем входную.

Комбинация понижающего и повышающего преобразователя также возможна в повышенно-понижающей топологии.Ниже приведено инвертирующее решение для повышения-понижения. Его можно настроить для работы, когда его входной сигнал ниже, чем выходного сигнала, или наоборот. Неинвертирующий понижающий-повышающий также является вариантом, но он имеет несколько компонентов, чем инвертирующий понижающий-повышающий.

Принцип работы импульсных источников питания

Мы показываем в корпусе выше некоторые из разновидностей импульсного источника питания в формах AC-DC и DC-DC. Что именно делает SMPS? Чем он отличается от обычного линейного блока питания?

Импульсный источник питания — это источник питания, в котором в качестве силовой части используется импульсный преобразователь.Это может быть несколько переключающих преобразователей, работающих в каскаде или параллельно, или один. Импульсные преобразователи — это сердце импульсных источников питания.

Импульсный преобразователь работает по принципу непрерывного включения и выключения полупроводникового переключателя. Включение означает работу полупроводникового переключателя, такого как MOSFET, в режиме насыщения, а выключение означает работу MOSFET в режиме отсечки. При насыщении на канале MOSFET не будет падения напряжения (в идеале), следовательно, не будет потерь мощности.С другой стороны, при отключении тока не будет, поэтому потери мощности все равно не будет. Благодаря этому принципу достигается очень высокая эффективность.

На самом деле, есть небольшие потери мощности из-за сопротивления открытого МОП-транзистора и задержки выключения, которая вызывает небольшое пересечение между напряжением и током.

Приведение полупроводникового переключателя в режим насыщения и отсечки возможно с помощью ШИМ-контроллера. ШИМ-контроллер может быть аналоговой ИС для конкретного приложения (ASIC) или цифровым решением, таким как MCU, DSC и DSP.Контроллер также устанавливает регулирование и другие защиты цепи.

Постановление о получении продукции

Чтобы обсудить это хорошо, давайте рассмотрим понижающий преобразователь, показанный на схеме ниже. Принцип одинаков для всех импульсных преобразователей.

Может быть, вы уже слышали о системе разомкнутого и замкнутого контура. Система разомкнутого контура не имеет возможности настраиваться на основе поведения выхода, но замкнутая система имеет.Например, в приведенной выше схеме (понижающий переключающий преобразователь) регулирование без обратной связи возможно за счет обеспечения фиксированного входного напряжения, фиксированной нагрузки и фиксированного рабочего цикла. Для понижающего преобразователя идеальное соотношение входного и выходного напряжения определяется рабочим циклом. Для понижающего преобразователя уравнение рабочего цикла равно

.

Для подробного объяснения того, как вычисляется рабочий цикл понижающего преобразователя, прочтите статью «Вычисление рабочего цикла понижающего преобразователя».

Например, входное напряжение составляет 20 В, а желаемое выходное напряжение — 10 В, рабочий цикл может быть установлен фиксированным на 50%. Таким образом, сигнал ШИМ в приведенной выше схеме должен иметь 50% времени включения. Это может быть нормально, если вход фиксирован, а нагрузка также постоянна. Однако, когда есть небольшое возмущение, выход легко станет сумасшедшим, поэтому рекомендуется использовать управление с обратной связью.

Для управления замкнутым контуром необходим хороший контроллер (стандартный контроллер), или, если вы хорошо разбираетесь в системе управления, вы можете разработать собственное аналоговое или цифровое управление.

Замкнутый цикл для получения Положения

Схема ниже представляет собой понижающий преобразователь постоянного тока, который может работать от входных напряжений 30-60 В и выходных напряжений 24 В, 75 Вт. В силовую часть входят NMOS Si7852, диод SS3H9 и катушка индуктивности 47uH. Резисторы делителя 93,1 кОм и 4,99 кОм составляют цепь обратной связи для управления с обратной связью. Напряжение на резисторе 4,99 кОм сравнивается с внутренним опорным сигналом на выводе V _FB контроллера.

Выход не может отклоняться от установленного уровня из-за замкнутого контура.Выше представлено простое решение, благодаря контроллерам, доступным на рынке в настоящее время. Принцип, лежащий в основе управления с обратной связью, очень технический, но об этом забывают, поскольку на рынке доступно множество простых решений.

Чтобы сделать ответ петли быстрым, необходима компенсационная сеть. В приведенной выше схеме компоненты, подключенные к выводу V _C , составляют схему компенсации.

Немного подробнее об эксплуатации SMPS

Цепи, из которых состоят импульсные блоки питания, представляют собой импульсные преобразователи.Понимание работы импульсного преобразователя также прояснит работу импульсного источника питания. Позвольте мне рассмотреть схему повышающего преобразователя ниже. Когда PWM высокий (MOSFET Q1 насыщается), переключатель Q1 включается, и на этот раз индуктор L1 заряжается. Диод D1 будет смещен в обратном направлении, и нагрузка будет зависеть только от заряда конденсатора C1.

Когда сигнал PWM низкий, Q1 отключается. Катушка индуктивности будет сопротивляться внезапному изменению тока, поэтому она изменит свою полярность, чтобы поддерживать то же направление тока.В результате D1 будет смещен в прямом направлении, а C1 восполнит свой заряд, а нагрузка будет получать свою мощность от входа. Изменение полярности катушки индуктивности создает уровень напряжения выше входного (эффект усиления). На диаграмме ниже показаны формы колебаний тока катушки индуктивности, диода и полевого МОП-транзистора в зависимости от состояния ШИМ.

КПД импульсного источника питания

Основная причина, по которой этот тип источника питания так популярен, — это способность обеспечивать более высокий КПД.Ниже приведена таблица КПД, достижимого для импульсного источника питания, стандартизованного на 80+.

Эффективность вычисляется как

Ploss — общие потери источника питания. Ранее я упоминал о нулевом рассеянии мощности, когда переключатель находится в состоянии насыщения или при отключении. В идеале, но такой идеальной системы нет. Потери импульсного источника питания возникают из-за RDSon полевого МОП-транзистора, потерь переключения, потерь в диодах, потерь смещения и потерь, связанных с индуктором.

Руководство по проектированию ИИП

1.Знакомство с приложением

Определите приложение. Например. в каком приложении используется источник питания, каковы окружающие условия, рабочие температуры и определить, будет ли принудительное воздушное охлаждение или естественная конвекция. Принудительный воздух и естественная конвекция имеют разный дизайнерский подход.

2. Определить мощность

Если вашему приложению требуется 100 Вт, не создавайте блок питания на 100 Вт.Всегда включайте минимум 40% запаса на случай внезапных перегрузок. Если позволяет бюджет, вы можете спроектировать блок питания мощностью 200 Вт так, чтобы ваша нагрузка всегда была вдвое меньше, чем мощность блока питания. По результатам испытаний импульсный источник питания имеет наибольший КПД при нагрузке 50-60%.

3. Выберите топологию

Когда у вас будет целевая мощность, выберите топологию для использования. Для номинальной мощности ниже 150 Вт Flyback является экономичным решением. Однако для более высоких требований к эффективности Flyback — не лучший вариант.Вы можете рассмотреть резонансное решение. Для приложений с высокой мощностью, скажем, в диапазоне киловатт, вы можете рассмотреть полный мост в секции DC-DC. Для приложения DC-DC используйте понижающий режим, если вы стремитесь к более низкому выходному напряжению, повышающий режим для более высокого выходного напряжения или понижающий-повышающий режим, если необходимо комбинировать их.

4. Решите, нужно ли включать схему коэффициента мощности

Это зависит от технических характеристик и приложений. Для зарядных устройств и адаптера малой мощности нет необходимости в дополнительном каскаде PFC.Для высокой мощности или если вы хотите конкурировать на рынке и иметь сертифицированный источник питания, вам необходимо включить схему PFC, такую ​​как повышающий преобразователь.

5. Хотите, чтобы продукт был сертифицирован органами EMC?

Если да, то включите в проект фильтр электромагнитных помех.

6. Используйте синхронные выпрямители, параллельные МОП-транзисторы

Если вам требуется очень высокий КПД, подумайте об использовании синхронного выпрямителя. Вы также можете подключить полевые МОП-транзисторы параллельно, чтобы дополнительно снизить потери проводимости, связанные с RDSon.

7. Выберите Control

Вы можете использовать аналоговые контроллеры для конкретных приложений или выбрать цифровое решение, такое как MCU, DSC или DSP. Аналоговые контроллеры просты. Что ж, если вы хорошо разбираетесь в системах управления, почему бы не подумать о цифровом решении. Цифровое решение очень гибкое, так как вы можете включать ведение домашнего хозяйства или мониторинг.

8. Прочее

Правильный выбор устройств, обратите внимание на номинальное напряжение, номинальный ток, а также номинальную мощность.Остерегайтесь допусков. Учитывайте срок службы конденсаторов, вентиляторов и оптоизоляторов.

Связанные

.

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

Теперь давайте увеличим масштаб и подробнее рассмотрим один из ключевых компонентов цепи согласования мощности — инвертор . Практически любая солнечная система любого масштаба включает инвертор того или иного типа, позволяющий использовать электроэнергию на месте для устройств с питанием от переменного тока или от сети. Различные типы инверторов показаны на Рисунке 11.1 в качестве примеров. Доступные модели инверторов теперь очень эффективны (эффективность преобразования энергии более 95%), надежны и экономичны.В масштабах энергосистемы основные проблемы связаны с конфигурацией системы, чтобы обеспечить безопасную работу и снизить потери преобразования до минимума.

Рисунок 11.1. Инверторы: малогабаритный инверторный блок для бытового использования (слева) и инверторы Satcon для коммунальных служб (справа)

Три наиболее распространенных типа инверторов, предназначенных для питания нагрузок переменного тока, включают: (1) синусоидальный инвертор (для общих приложений), (2) модифицированный прямоугольный инвертор (для резистивных, емкостных и индуктивных нагрузок) и (3) прямоугольный преобразователь (для некоторых резистивных нагрузок) (MPP Solar, 2015).Эти типы волн были кратко представлены в Уроке 6 (рис. 11.2). Здесь мы более подробно рассмотрим физические принципы, используемые инверторами для создания этих сигналов.

Рисунок 11.2. Различные типы сигналов переменного тока, производимые инверторами.

Кредит: Марк Федькин

Процесс преобразования постоянного тока в переменный основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — это создание разности электрических потенциалов в проводнике, когда он подвергается воздействию переменного магнитного поля.Например, если вы поместите катушку (катушку с проволокой) рядом с вращающимся магнитом, в катушке будет индуцироваться электрический ток (рисунок 11.3).

Рисунок 11.3. Схематическое изображение электромагнитной индукции

Кредит: Марк Федькин

Затем, если мы рассмотрим систему с двумя катушками (рисунок 11.4) и пропустим постоянный ток через одну из них (первичную катушку), эта катушка с постоянным током может действовать аналогично магниту (поскольку электрический ток создает магнитное поле). Если направление тока часто меняется на противоположное (например,g., через переключающее устройство), переменное магнитное поле будет индуцировать переменный ток во вторичной катушке.

Рисунок 11.4. Инверторные циклы. Во время 1-го полупериода (вверху) постоянный ток от источника постоянного тока — солнечного модуля или батареи — включается через верхнюю часть первичной катушки. Во время 2-го полупериода (внизу) постоянный ток включается через нижнюю часть катушки.

Кредит: Марк Федькин

Простая двухтактная схема, показанная на рисунке 11.4 создает прямоугольный сигнал переменного тока. Это простейший случай, и если инвертор выполняет только этот шаг, это прямоугольный инвертор. Этот тип вывода не очень эффективен и может даже нанести вред некоторым нагрузкам. Таким образом, прямоугольную волну можно дополнительно модифицировать с помощью более сложных инверторов для получения модифицированной прямоугольной волны или синусоидальной волны (Dunlop, 2010).

Для получения модифицированного выходного сигнала прямоугольной формы, такого как показанный в центре рисунка 11.2, в инверторе можно использовать управление формой сигнала низкой частоты.Эта функция позволяет регулировать длительность чередующихся прямоугольных импульсов. Также здесь используются трансформаторы для изменения выходного напряжения. Комбинация импульсов различной длины и напряжения приводит к появлению многоступенчатой ​​модифицированной прямоугольной волны, которая близко соответствует форме синусоидальной волны. Низкочастотные инверторы обычно работают на частоте ~ 60 Гц.

Для получения синусоидального выходного сигнала используются высокочастотные инверторы. В этих инверторах используется метод изменения ширины импульса: коммутируемые токи с высокой частотой и в течение переменных периодов времени.Например, очень узкие (короткие) импульсы имитируют ситуацию низкого напряжения, а широкие (длинные импульсы) моделируют высокое напряжение. Кроме того, этот метод позволяет изменять интервалы между импульсами: расстояние между узкими импульсами моделирует низкое напряжение (рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Широтно-импульсная модуляция для аппроксимации истинной синусоидальной волны с помощью высокочастотного инвертора.

Кредит: Марк Федкин, модифицированный после Данлопа, 2010 г.

На изображении выше синяя линия показывает прямоугольную волну, изменяемую в зависимости от длины импульса и времени между импульсами; красная кривая показывает, как эти переменные сигналы моделируются синусоидальной волной.Использование очень высокой частоты помогает создавать очень плавные изменения ширины импульса и, таким образом, моделировать истинный синусоидальный сигнал. Метод широтно-импульсной модуляции и новые цифровые контроллеры позволили создать очень эффективные инверторы (Dunlop, 2010).

.

Что такое емкостный преобразователь? — Определение, принцип, преимущества, недостатки и применение

Определение: Емкостной преобразователь используется для измерения смещения, давления и других физических величин. Это пассивный преобразователь, поэтому для работы ему требуется внешнее питание. Емкостной преобразователь работает по принципу переменной емкости. Емкость емкостного преобразователя изменяется по многим причинам, таким как перекрытие пластин, изменение расстояния между пластинами и диэлектрическая проницаемость.

Емкостной преобразователь содержит две параллельные металлические пластины. Эти пластины разделены диэлектрической средой, которая представляет собой воздух, материал, газ или жидкость. В обычном конденсаторе расстояние между пластинами фиксировано, но в емкостном преобразователе расстояние между ними варьируется.

Емкостной преобразователь использует электрическую величину емкости для преобразования механического движения в электрический сигнал. Входная величина вызывает изменение емкости, которая напрямую измеряется емкостным преобразователем.

Конденсаторы измеряют как статические, так и динамические изменения. Смещение также измеряется напрямую путем подсоединения измеряемых устройств к подвижной пластине конденсатора. Он работает как в контактном, так и в бесконтактном режимах.

Принцип работы

Уравнения ниже выражают емкость между пластинами конденсатора

Где A — площадь перекрытия пластин в м ²
d — расстояние между двумя пластинами в метрах
ε — диэлектрическая проницаемость среды в Ф / м
ε _r — относительная диэлектрическая проницаемость
ε ₀ — диэлектрическая проницаемость свободного места

Принципиальная схема емкостного преобразователя с параллельными пластинами показана на рисунке ниже.

Изменение емкости происходит из-за физических переменных, таких как смещение, сила, давление и т. Д. Емкость преобразователя также изменяется в зависимости от изменения их диэлектрической проницаемости, что обычно связано с измерением уровня жидкости или газа.

Емкость преобразователя измеряется по мостовой схеме. Выходное сопротивление преобразователя равно

.

Где, C — емкость
f — частота возбуждения в Гц.

Емкостной преобразователь в основном используется для измерения линейного смещения. Емкостной преобразователь использует следующие три эффекта.

1. Изменение емкости преобразователя из-за перекрытия пластин конденсатора.
2. Изменение емкости связано с изменением расстояний между пластинами.
3. Емкость изменяется из-за диэлектрической проницаемости.

Для измерения смещения используются следующие методы.

1. Преобразователь, использующий изменение площади пластин — Уравнение ниже показывает, что емкость прямо пропорциональна площади пластин. Соответственно изменяется и емкость с изменением положения пластин.

Емкостные преобразователи используются для измерения больших перемещений от 1 мм до нескольких см. Площадь емкостного преобразователя изменяется линейно в зависимости от емкости и смещения.Изначально нелинейность в системе возникает из-за ребер. В противном случае он дает линейный отклик.

Емкость параллельных пластин определяется как

где x — длина перекрывающейся части пластин,
ω — ширина перекрывающейся части пластин.

Чувствительность смещения постоянна, поэтому она дает линейную зависимость между емкостью и смещением.

Емкостной преобразователь u

.