Beginnen
wir mit der Beschreibung des Leistungsteils im oberen Teil der
Gesamtschaltung (Abbildung 1). Die 230-V-Netzspannung wird an der Klemme
KL 1 angeschlossen. Die Sicherung SI 1 im Außenleiter (Phase) schützt
die Schaltung vor Überlastung. Der Außenleiter wird im Leistungsteil als
Bezugsmasse verwendet, da der Triac-Ansteuerbaustein IC 1 eine negative
Betriebsspannung benötigt. Diese wird im Nullleiterzweig über ein
Kondensatornetzteil aus R 4 sowie C 1/ C 2 und D 1/D 2 erzeugt. Die
Widerstände R 1 bis R 3 entladen den Kondensator C 1 nach dem Abschalten
der Betriebsspannung. Eine Stabilisierung der Betriebsspannung ist hier
nicht erforderlich, da diese im U2008 B intern erfolgt. Die Last wird
an die Klemme KL 2 angeschlossen. Das zentrale Bauteil des Dimmers ist
der Triac-Ansteuerbaustein U2008 B. Er beherbergt alle wesentlichen
Schaltungsteile einer Triac-Ansteuerung. Seine Betriebsspannung erhält
er über Pin 5. Diese wird intern stabilisiert und überwacht. Letzteres
deshalb, damit beim Einschalten oder nach einem Spannungsausfall ein
definiertes Hochfahren der Triac-Ansteuerung erfolgt. Die Ansteuerung
des Triacs erfolgt durch einen Vergleich der an Pin 2 anliegenden
Rampenspannung mit der über Pin 3 eingespeisten Steuerspannung.
Hierdurch erfolgt die Bestimmung des Phasenwinkels des
Triac-Zündimpulses. Die Ansteuerung erfolgt vom Mikrocontroller IC 2
über den Optokoppler IC 3 mit einem PWM-Signal (PWM =
Pulsweitenmodulation). Die Widerstände R 11 und R 12 zusammen mit den
Kondensatoren C 7/C 8 bilden Tiefpässe und sorgen dafür, dass je nach
Impuls-Pause- Verhältnis des Steuersignals eine entsprechend hohe
Gleichspannung an Pin 3 von IC 1 anliegt. Die an Pin 2 liegende
Rampenspannung wird durch einen internen Rampengenerator erzeugt, wobei
die Steigung dieser Rampenspannung durch C 5 und den intern erzeugten
Ladestrom festgelegt wird. Dessen Höhe und damit der maximal erreichbare
Phasenwinkel ist von R 10 bestimmt. Erreicht die Rampenspannung an Pin 2
den Wert der vom Mikrocontroller eingestellten Steuerspannung an Pin 3,
gibt IC 1 über seine Ausgangsstufe an Pin 8 einen Zünd impuls an den
Triac aus. Dieser schaltet durch und damit die über L‘ angeschlossene
Last ein. Nach der Triggerung wird ebenfalls über Pin 8 die Spannung am
Gate des Triacs gemessen. So erfolgt die Überprüfung, ob der Triac
tatsächlich durchgeschaltet hat – wenn nicht, gibt IC 1 einen neuen
Zündimpuls aus. Diese Überwachung sichert außerdem, dass bei Ansteuerung
induktiver Lasten kein neuer Zünd impuls ausgegeben wird, wenn der
Strom aus der vorangegangenen Halbwelle noch fließt. Dann wird eine
Verzögerung des Zündimpulses vorgenommen und damit der Halbwellenbetrieb
vermieden, der zur Zerstörung induktiver Lasten führen kann. Die
Kondensatoren C 3/C 4 sowie die Spule L 1 und der Widerstand R 8 dienen
der Unterdrückung der beim Zünden des Triacs entstehenden
Störspannungen. Zum Leistungsteil zählen wir dann schließlich noch den
Optokoppler IC 3, der für die potentialgetrennte Einspeisung des vom
Mikrocontroller erzeugten PWMSignals sorgt. Auf diese Weise und durch
die vom 24-V-Netzteil über KL 3 eingespeiste Kleinspannung ist der
Steuerteil vollständig galvanisch vom Leistungsteil entkoppelt. Der
Steuerteil wird vom Mikrocontroller IC 2 dominiert, der nur sehr wenig
Peripherie erfordert. Seine Betriebsspannung von 5 V wird mit IC 5 aus
der 24-V-Betriebsspannung erzeugt. C 17 bis C 20 sorgen dabei für eine
Stabilisierung der Spannung sowie für eine Störunterdrückung auf der
Betriebsspannung. Die interne Takterzeugung des Mikrocontrollers IC 2
wird durch den Keramikschwinger Q 1 stabilisiert. C 9 und C 10 sorgen
direkt am Mikrocontroller für die Pufferung und Störunterdrückung der
Betriebsspannung, während R 15 für ein sicheres Zurücksetzen des
Prozessors beim Einschalten verantwortlich ist. TA 1, der mit C 16
entprellt wird, ist der Onboard-Programmiertaster. Zur optischen
Kontrolle der Programmiervorgänge ist die LED D 3 mit ihrem
Vorwiderstand R 22 vorgesehen. Über die Klemme KL 4 erfolgt der
Anschluss der externen Bedientaster. Da parallel zu den Tastern am
Eingang eine Leuchtdiode angeschlossen werden kann, muss die
Eingangsschaltung besonders hierfür aus gelegt werden. Dies wollen wir
anhand von Eingang 2 betrachten. Die Spannungspegel am Eingang werden
über den 10-kΩ- Widerstand R 21 an Pin 22 gemessen. Beträgt die Spannung
weniger als 0,5 V, so wird der Eingang als „Taste betätigt“ erkannt.
Die Widerstände R 19 und R 20 erzeugen die Spannung für die Leuchtdiode.
Soll die LED nicht leuchten, so wird Pin 26 auf +5 V gezogen und Pin 27
auf Masse. Die Spannung an der Klemme beträgt jetzt ca. 1,4 V. Da LEDs
eine Durchlassspannung von 1,6 bis 2,0 V haben, leuchtet die LED jetzt
noch nicht. Zum Einschalten der LED werden Pin 26 und 27 auf +5 V
geschaltet. Die Parallelschaltung der beiden Widerstände R 19 und R 20
ergibt einen Gesamtwiderstand von 338 Ω. Damit wird der Strom durch die
LED je nach LED-Typ auf 8,8 bis 10 mA begrenzt. Bleibt schließlich noch
IC 4, ein Baustein, der die Wandlung zwischen den TTLPegeln der
seriellen Prozessorschnittstelle und den erforderlichen Pegeln für einen
RS485-Bus vornimmt. Dieser wird an KL 5 angeschlossen.