Ди́ммер (от англ. «затемнять»), также светорегулятор — электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности ( регулятор мощности ). Обычно используется для регулировки яркости света, излучаемого лампами накаливания или светодиодами .

Простейший диммер представляет собой переменный резистор (например, реостат ), но на таком регуляторе выделяется чересчур большая мощность, сравнимая на малых уровнях яркости с мощностью нагрузки, что обусловливает низкий КПД и сильный нагрев устройства. Роль диммера может выполнять автотрансформатор . Автотрансформаторы по сравнению с симисторными и тиристорными диммерами имеют бо́льшие габариты и вес, требуют приложения бо́льших механических усилий для управления и до́роги, но выдают неискаженный синусоидальный (или весьма близкий к нему) выходной сигнал частотой 50 или 60 Гц во всем диапазоне регулируемого напряжения без привнесения помех переключения.

Наиболее компактными и экономичными считаются электронные диммеры. Во всех современных электронных диммерах в качестве силового элемента используется полупроводниковый симисторный или транзисторный ключ . Важно помнить, что большинство электронных диммеров выдаёт на выходе не синусоидальный сигнал, а отсечённые электронным ключом участки синусоиды. Подключать к таким диммерам устройства, требующие питания от тока с низким коэффициентом гармоник (в том числе электродвигатели , трансформаторы для галогенных ламп и т. д.), нельзя: это может привести к выходу из строя устройства вследствие перегрева обмотки. Также дешёвые электронные диммеры, не снабженные специальным фильтром , могут генерировать сильные электромагнитные помехи.

Первые диммеры имели механический способ управления и могли выполнять только одну функцию — изменяли яркость светильника. Современные многофункциональные светорегуляторы оснащены микроконтроллером и имеют расширенный набор функций:

• управление яркостью света;
• автоматическое отключение;
• имитация присутствия человека;
• плавное включение и отключение света;
• различные режимы затемнения и мигания ( flash «искрящийся», strobe «регулярно импульсный», fade «затухающий», smooth «приглушённый»);
• дистанционное управление (по инфракрасному каналу, радиоканалу, акустическое [хлопок, шум с уровнем выше установленного] или голосовыми командами ).

Диммеры бывают сигнальными , например, диммеры с выходным интерфейсом 0-10V ^{[ прояснить ]} . Такие диммеры подают команды на внешние контроллеры, электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) и другие устройства, которые в свою очередь производят регулирование светового потока, оборотов двигателя, уровня звука и др.

Диммеры различных видов изображены на рисунках.

Применение

Диммеры применяются:

• для регулирования яркости ламп накаливания ;
• для регулировки температуры различных электронагревателей резисторного типа (например, паяльников и утюгов );
• как автоматические «устройства плавного пуска» для ламп накаливания.

Диммеры могут применяться с осторожностью (так как существует риск повредить двигатель) для регулировки частоты вращения маломощных электродвигателей.

Диммеры не следует применять для радиоприёмников , телевизоров и других устройств с трансформаторным питанием или импульсным блоком питания (в том числе, для люминесцентных ламп с электронным балластом).

Особенности

• Применение диммеров с лампами накаливания (для их включения «с нуля») позволяет избежать броска тока через лампу. Бросок тока часто приводит к преждевременному перегоранию лампы. Но на практике лампы всё равно перегорают в момент включения (и даже выключения), хотя, возможно, и реже. Кроме того, величина начального напряжения сильно зависит от самого диммера — некоторые выдают минимальное напряжение, при котором нить накала едва тлеет, а другие выдают довольно большой минимум, едва ли не в треть накала, именно при включении.
• При регулировке мощности лампы накаливания изменяется не только яркость света, но и его цветовая температура — чем меньше яркость, тем свет краснее.
• Необходимо учитывать, что КПД лампы накаливания сильно падает с уменьшением напряжения, поэтому вместо постоянного уменьшения яркости мощной лампы гораздо экономичнее использовать лампу подходящей (меньшей) мощности, подключенную напрямую.
• Лампа накаливания, особенно мощная, при уменьшении яркости диммером начинает издавать высокочастотный шум (свист), негромкий, но отчётливо слышимый в тишине. Это происходит из-за механических колебаний ( магнитострикции ) спиральной нити накала, питаемой током, содержащим высокочастотные гармоники, возникающие в цепи при переключении симистора . При питании лампы напрямую от сети (без диммера) магнитострикция практически незаметна.
• Не рекомендуется, во избежание влияния помех , включать устройства с диммерами рядом с радиоприёмниками и чувствительными измерительными приборами. Так, если включен паяльник с диммером, то на экране осциллографа рядом могут появиться посторонние сигналы, а прослушивание ДВ / СВ радиоприёмника в комнате с регулируемым освещением может вообще оказаться невозможным.
• При записи и трансляции звука от источника с малым уровнем сигнала ( микрофон , звукосниматель ) диммер может явиться неочевидной причиной фона (может вызывать помехи). Об этом эффекте нельзя забывать при планировании освещения в студиях звукозаписи и радиоузлах. Лампы накаливания для студийного освещения следует подключать напрямую либо предусматривать схемы, исключающие диммер при начале трансляции (записи).

Способ управления диммером

По способу управления различают диммеры:

• ;
• :
  • контактные;
  • бесконтактные;
• ;
• .

В основе механического диммера потенциометр , подключённый не непосредственно к нагрузке, а передающий сигнал через схему управления на силовой элемент ( реостат , дроссель , тиристор ).

В электронных диммерах возможны следующие датчики воздействия:

• контактный ( );
• бесконтактный (инфракрасный, ультразвуковой или ёмкостный).

В дистанционных диммерах управление производится пультом дистанционного управления , излучающим инфракрасные (IR) или радио- (RF) волны.

Акустический диммер реагирует на громкий звук или на команды, подаваемые голосом (см. голосовое управление ).

В одном приборе могут одновременно использоваться разные способы управления.

Конструкция

Тиристорный диммер

В первый момент времени тиристор SCR закрыт, а конденсатор C заряжается через резистор R. Напряжение входной полуволны нарастает, и в некоторый момент открывается динистор ZD, а за ним — и тиристор SCR. Между клеммами начинает проходить значительный ток. Ток течёт до тех пор, пока напряжение полуволны не снизится до закрытия динистора ZD. При этом конденсатор С разрядится через диод D1 и тиристор SCR. Тиристор закроется. На следующем цикле процесс повторится заново.

Нагрузка подключается последовательно (на рисунке клеммы расположены слева).

Принцип действия такого диммера состоит в том, что, открывая тиристор в разные моменты времени относительно перехода напряжения через 0, можно «обрезать» синусоидальные волны регулируемого напряжения и тем самым изменять действующее значение напряжения и ток в нагрузке.

Дроссель

В большинстве диммеров используются ключевые схемы, при работе которых возбуждаются электромагнитные волны в широком диапазоне частот. Эти волны возбуждают ток в проводах, соединяющих диммер с источником питания и с регулируемой нагрузкой, создают помехи. Для снижения помех в конструкцию диммеров часто добавляют дроссели (индуктивности) (в качестве реактивного элемента), а также LC (индуктивно-ёмкостные) фильтры как со стороны питания, так и со стороны нагрузки. Чем больше частота переменного тока , тем меньшего размера требуется дроссель, а сочетание с хорошими фильтровыми конденсаторами с низким активным сопротивлением позволяет достичь приемлемого уровня помех. Современные диммеры уже не мешают работе радиоприёмников .

Недостатки

• Диммер предназначен для регулирования мощностей тех источников света, на которые он рассчитан.
• Напряжение на выходе диммера не имеет синусоидальной формы. Из-за этого понижающие трансформаторы (устройства, предназначенные для преобразования подаваемого напряжения в требуемое напряжение) могут работать неправильно.
• Диммеры могут вызывать электромагнитные помехи (в том числе и на частотах радио).
• Регулировка выходного напряжения нелинейно зависит от значения сопротивления нагрузки.
• С диммерами несовместимы люминесцентные лампы и источники света, оснащенные дополнительными устройствами, такими как ЭПРА , трансформатор , драйвер и т. п., кроме специально предназначенных для использования с диммером (на упаковке источника света заявлена возможность использования с диммером — имеется надпись «диммируемая» или «dimmable»).
• Несмотря на неоспоримое удобство применения диммера для регулирования яркости, низка его эффективность (КПД) при работе с лампами накаливания на небольшой яркости. Зависимость светового потока от входного напряжения определяется показательной функцией . Так, при напряжении, равном 50 % от номинального, и потребляемой мощности, равной 25 % от номинальной, световой поток составляет 8,25 %. Вместо использования диммера для понижения мощности (например, для ночного или дежурного освещения) следует применять лампы накаливания меньшей мощности. Или следует заменить диммеры и лампы накаливания на диммерные схемы и светодиодные источники света.
• При работе с движущимися механизмами/инструментами и при использовании малоинерционных источников света (светодиодов, газоразрядных ламп и т. п.) диммеры следует применять с осторожностью. Из-за стробоскопического эффекта может возникнуть опасная иллюзия неподвижности движущихся частей механизма/инструмента, что способно привести к увечьям .

Некоторые компании (в том числе мировые лидеры по производству Schneider Electric и ) уже производят диммеры для люминесцентных ламп. Работоспособность выпускаемых диммеров напрямую зависит от схемотехники электронно-пускорегулирующего аппарата (ЭПРА) .

Компании-производители электротехнического оборудования Feller, Gira, Jung, Merten, Schneider Electric и производители ламп OSRAM и Radium с целью унификации диммеров и люминесцентных или светодиодных ламп разработали открытый стандарт LEDOTRON ( ).

Литература

• Евсеев Ю. А., Крылов С. С. Симисторы и их применение в бытовой электроаппаратуре. — М. : Энергоатомиздат, 1999. — ISBN 5-283-00553-4 .

Ссылки

• (англ.) .
• [electrik.info/main/praktika/403-samodelnye-svetoregulyatory-chast-pervaya-raznovidnosti-tiristorov.html Как самостоятельно сделать светорегулятор (диммер)]?
• .
• .
• , иллюстрирующее работу диммера с широтно-импульсной модуляцией .