LED, Halojen, CFL gibi ışık kaynaklarının parlaklık seviyelerini kullanıcıların istediği seviyeye getirilmesini sağlayan güç elektroniği devre elemanlarından oluşan devreye dimmer adı verilir.
LED, Halojen, CFL gibi ışık kaynaklarının parlaklık seviyelerini kullanıcıların istediği seviyeye getirilmesini sağlayan güç elektroniği devre elemanlarından oluşan devreye dimmer adı verilir.
Halojen lambaların kullanıldığı dönemlerde dimmer devreleri yüksek watt’lı direnç ve trafolar kullanılarak lamba geriliminin değiştirilmesiyle yapılıyordu.
Dimmerların kullanım amacı güç tüketimini azaltmak olmasına rağmen dimleme yapıldığında lambada kullanılmayan güç, direnç veya trafoda ısıya dönüşmekte ve böylece herhangi bir güç tasarrufu yapılamamaktaydı.
Ayrıca uzaktan kontrol edilemeyiş, gereksiz pahalı ve büyük devre elemanlarına sahip olması vb. sebeplerle günümüzde kullanılmamaktadır.
Basit dimmer devreleri daha çok ev, restoran, ofis gibi kısmi aydınlatma kontrolü gereken yerlerde kullanılmaktadır.
Daha büyük alanların aydınlatma kontrolleri; aydınlatma sensörleri kullanılarak mikroişlemcili yapıdaki dijital DALI, DMX, SCADA, PWM veya analog 0/1-10V ile kablolu veya kablosuz merkezi kontrollü olarak yapılmaktadır.
Dimmer devreleri kullanılacak aydınlatma elemanının özelliğine göre farklı tasarımlara sahiptir.
Halojen lambalar için kullanılan dimmer devreleri Şekil-1’de görüldüğü gibi direnç, kondansatör, bobin, diyak (diac-diode alternative current switch) ve triyak (triac-triode alternative current switch) güç elektroniği devre elemanlarını içerir.
Triyak dimmerlar günümüzde kullanılan en ucuz devrelerdir. Diğer dimleme yöntemlerine göre doğrudan LED yükünü sürememe, daha az toplam güç kontrolü, daha az verim, yüksek EMI (Elektromanyetik Girişim-Electromagnetic Interference) gibi dezavantajları vardır.
Diyak, P-N-P-N şeklinde dört katmana sahip iki yönlü iletime girebilen bir diyot olarak ifade edilebilir.
Triyak, ters paralel bağlı iki tristör ve tetikleme ucu olan gate’den oluşur. Diyak gibi P-N-P-N’den oluşan dört katmana sahiptir. İki yönde de iletim sağlanabileceğinden AC ve DC’de anahtarlama amaçlı kullanılabilir.
Gate ucu, uygun gerilim değerinde tetiklendikten sonra AC’de pozitif alternanstan negatif alternansa geçişlerde yükselen kenarlardan başlayarak kırpmalar oluşturulur.
Bu sayede triyak kullanılan devrede yük motor ise devir sayısı, lamba ise parlaklığı değiştirilebilir.
Triyak’ın anot uçları üzerine düşen gerilim ve geçen akımdan dolayı güç kaybı ortaya çıkar. Eğer yüksek güçte bir yük sürülecekse uygun soğutucu kullanılmalıdır.
Kuadrak (Quadrac), diyak ve triyak’ın tek bir yarıiletken içerisinde birlikte bulunduğu yapıdır.
Şekil-1 Triyak Dimmer Devresi
Şekil-1’deki dimmer devresinde analog olarak bir potansiyometre ile diyak üzerindeki gerilim değiştirilir.
Diyak iletime girdiği anda triyak’ı tetikleyerek yük akımının lamba üzerinden devreyi tamamlamasını sağlar.
Triyaktaki gerilim değişimine göre besleme sinüs eğrisinde oluşan kırpmalar sonucu lamba üzerindeki gerilim düşürülerek daha düşük güçte çalışması sağlanır.
Triyak dimmerlar bu haliyle her LED armatürlerde kullanılamaz.
LED armatürlerde kullanılan LED sürücülerin bazılarında triyak dimmer desteği bulunmaktadır. Eğer triyak dimmer yerine farklı dimleme seçeneği varsa bu sürücüye ek bir dimmer anahtarlama yapısı eklenemez.
LED sürücü üreticileri, analog kontrol yöntemlerinin kullanıldığı sürücü devre tasarımlarında; triyak, 0/1-10V, potansiyometre ile dokunmatik veya analog dimlemeye yapılabilmektedir.
Dijital yöntemlerde ise kablolu veya kablosuz PWM (Sinyal Genişlik Modülasyonu-Pulse Width Modulation) yöntemi kullanılarak 0-255 arasındaki dijital değerlerle %1-%100 arası dimleme sağlanmaktadır.
İç yapısında triyak dimmer kullanılan bir LED sürücü ile veya 0/1-10 V DC değişim yapan bir dimmer ile sürücü çıkışından doğrudan LED yükü beslenerek parlaklık değişimi yapılır.
Şekil-2’de 0-10V dimmer kullanılarak LED sürüş akımının lineer olarak nasıl değiştiği gözlemlenebilmektedir.
Şekil-2 0-10V Dimmer ile LED sürücü çıkış akımının değişimi
Şekil-3 Dimmer eğrileri
Dimmer devreleri, farklı üreticiler tarafından yapılmakta olan güç elektroniği devre tasarımlarında insan gözüne daha konforlu bir görünüm sağlamak için Şekil-3’teki gibi dimleme eğrilerinin lineer, yumuşatılmış lineer, karesel veya logaritmik olarak parlaklık ayarının kullanıcı isteğine göre kişiselleştirilebilmesine imkan vermektedir.
