Импульсный свет в фотографии

о накамерных вспышках, студийных моноблоках, генераторах и т.п..
Текущее время: 10 дек 2018, 13:08




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 
Автор Сообщение
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 28 сен 2012, 01:56 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8720
Тиристорная схема коммутации.
Тиристорная схема прерывания импульса появилась исторически раньше, чем схема с использованием IGBT. Она позволяет управлять значительной большей энергией импульса, встречается во многих вспышках от Unomat B24TAC и до METZ 60. И даже в студийных вспышках Rekam Classic -200i, -250i, -300i и подобных им.
Сравнение тиристорного управления с IGBT управлением имеется в Рекомендациях: AN-9006, IGBT Application Note For Camera Strobe.

Ниже приведены выдержки из глав книги Г.А Федотова "Электрические и электронные устройства для фотографии".

Часто бывает необходимо, чтобы фотовспышка сама определяла необходимое количество света по заранее заданным параметрам. Это используется не только в репортажной съемке, когда у фотографа нет времени на установку экспозиционных параметров, но и при студийной съемке, когда эти параметры определяются сюжетом.

Здесь предлагаются две схемы автоматических фотовспышек.

Первая фотовспышка (рис.18) основана на базе FIL-100 (102). Авторы Станиславский С., Терегулов Г., Автоматизация в фотовспышках. Советское фото. 1981, N6, c.38-41
Сканы страниц журнала:
http://impulsite.narod.ru/bibl/sf1981-06-38.png
http://impulsite.narod.ru/bibl/sf1981-06-39.png
http://impulsite.narod.ru/bibl/sf1981-06-40.png
http://impulsite.narod.ru/bibl/sf1981-06-41.png

Изображение Изображение Изображение

При включении источника питания одновременно заряжаются накопительный конденсатор C1, конденсаторы C2 и C3, а по цепи R6, диод VD2, резисторы R7 и R8 ? конденсатор C5. Замыкание синхроконтакта Ск приводит к разряду конденсатора C3, в результате чего появляется импульс высокого напряжения во вторичной обмотке трансформатора Т1 и отпирающий импульс тиристора VS1 - в третьей. Накопительный конденсатор начинает разряжаться, что вызывает появление вспышки.

Световой импульс лампы EL, отраженный от фотографируемого объекта, попадает на фотодиод VD5. Сопротивление фотодиода уменьшается, вследствие чего значительно увеличивается ток, протекающий через него. Этот ток заряжает один из конденсаторов C7... C9 до напряжения стабилизации диода VD4, при достижении которого тиристор VS3 отпирается и падение напряжения на резисторе R9 резко увеличивается.

Тиристор VS2 отпирается, его сопротивление значительно уменьшается и пластина конденсатора C5, имеющая положительный заряд, оказывается подключенной к отрицательному полюсу выпрямителя. В результате анод тиристора VS1 оказывается под отрицательным напряжением относительно катода, тиристор VS1 запирается и разрывает цепь разряда накопительного конденсатора C1. Световой импульс лампы EL1 мгновенно прекращается.

Если накопительный конденсатор разряжается до конца, то загорается индикаторная лампа HL2. Это происходит в тех случаях, когда освещенность объекта съемки мала и отраженного света недостаточно для формирования импульса гашения. Поэтому съемку такого объекта надо делать с меньшего расстояния.

С целью увеличения точности экспонирования последовательно с лампой EL1 включена катушка индуктивности L1. Она несколько задерживает нарастание тока разряда конденсатора C1 и этим самым "растягивает" во времени максимум светового потока. Наматывается катушка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,51 ... 0,64 мм на каркас длиной 20 мм и диаметром 10 мм. Сопротивление ее постоянному току 0,3 +/ ? 0,03 Ом.

На трансформатор поджига Т7, взятый от фотовспышки ФИЛ-100 (ФИЛ-102), наматывают дополнительную третью обмотку из пяти витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм.

Возможная замена некоторых элементов приведена в табл. 1.

Переключатель S имеет четыре позиции: три для работы с автоматическим регулированием и одну для работы без регулирования продолжительности светового импульса.

Вся схема размещается на двух платах, причем силовой блок помещается на место базовой модели, а блок автоматического регулирования продолжительности светового импульса А, собранный на отдельной плате, закрепляется в корпусе вспышки над отражателем.

Продолжительность вспышки зависит от времени заряда одного из конденсаторов C7 ... C9 до напряжения, отпирающего тиристор VS3. Это время определяется ёмкостью конденсаторов C7... C9, напряжением стабилизации диода VD4 и зарядным током, в свою очередь, зависящим от силы отраженного света.

Изображение

Напряжение отпирания тиристора VS3 зависит от типа выбранного стабилитрона VD4, а угол восприятия отраженного света - от выбора фотодиода VD5 и конструкции светоограничителя, приведенной на рис. 2. Корпус светоограничителя 1 изготовляют из металла, причем внутренняя поверхность корпуса должна быть рифленой и окрашенной черной матовой краской. Диаметр окна, расстояние между ним и фотодиодом 2, а также светочувствительная площадь фотодиода определяют угол восприятия 2?, а следовательно, и геометрические размеры светоограничителя.

Окончательную настройку схемы и градуировку шкал калькулятора проводят путем пробных съемок. Для получения стабильных результатов все съемки следует проводить на фотоматериалах одной партии, обязательно выдерживая постоянный режим обработки.

Настройка может быть закончена после получения данных, соответствующих приведенным в табл.2. Фотовспышка считается хорошо настроенной, если погрешность экспозиции лежит в пределах +/ ? 0,5 изменения числа диафрагмы. Наибольшая погрешность настройки не должна превышать +/ ? 1 изменения числа диафрагмы. Например, если диафрагмы на + 1 будет 8, то на - 1 будет 4.

Для удобства эксплуатации фотовспышки целесообразно изготовить калькулятор; объединив его с ручкой переключателя режима работы S. Шкала такого калькулятора показана на рис. 20.

На неподвижном основании 3 нанесены условные символы режимов работы (I-II-III-М), диапазоны расстояний (в метрах) для трех автоматических программ, шкалы чисел чувствительности и ведущих чисел для двух углов излучения отражателя. На поворотном диске 1, фрикционно связанном с основанием, нанесена шкала чисел диафрагмы, отсчетные индексы ведущего числа В и типа фотоматериала (нижний ? для черно-белого и верхний ? для цветного). На неподвижном диске 2, соединенном с переключателем 4 (на схеме рис. 20) нанесен отсчетный индекс режима работы (А) и стрелки отсчета (85°-30°) чисел диафрагмы для двух углов излучения отражателя, для чего в диске сделан вырез.

Изображение

Вторая схема (рис. 22) - Автоматическая фотовспышка на базе Луч-68. Автор Голубев О. Фотовспышка-автомат Радио. 1987, N8, c.40
Сканы статьи из журнала Радио: http://impulsite.narod.ru/project/golubev.zip

Изображение

Автоматическую регулировку длительности светового импульса можно получить также путем изменения схемы фотовспышки "Луч-68". Принцип действия фотовспышки (рис. 22) рассмотрим, когда колодка-переключатель ХРЗ замыкает контакты 3 и 5 разъёма XS3, а колодка-переключатель ХРЗ замыкает контакты 1 и 6 разъёма XS5.

При включении переключателя SA в положение "Бат" или "Сеть" начинают заряжаться конденсаторы C1, C2, C3, C4, C5, C6 и C7. Когда переключатель SA находится в положении "Бат", как показано на схеме, конденсаторы C1 и C2 заряжаются по цепи: от "плюса" источника, через диод VD5, резистор R2, замкнутые контакты 3 и 5 разъёма XS3, конденсатор C3 - через диод VD5, резисторы R2, R3, R4 и R9; конденсатор C4 - через диод VD5, резисторы R2, R6, R5 и R9, конденсатор C5 - через диод VD5, резисторы R2, R6, часть обмотки трансформатора 77, первичную обмотку трансформатора Т2 и далее через резисторы R5 и R9; конденсатор C7 заряжается до напряжения 100 В через диоды VD5 и VD6, резисторы R7 и R8, первичную обмотку трансформатора ТЗ и, наконец, конденсатор C6 заряжается через диоды VD5 и VD6, резисторы R7 и R9. Время заряда конденсатора C6 до напряжения 290...300 В - 2...3 с.

В момент замыкания синхроконтактов фотоаппарата или контрольной кнопки SB1 конденсаторы C4 и C5 разряжаются. Разряд конденсатора C4 приводит к появлению высоковольтного импульса в обмотке поджигающего трансформатора T1, а разряд C5 - открывание тиристора VS1. В этот момент загорается импульсная лампа EL1 и начинается разряд конденсаторов C1 и C2 через лампу EL1, тиристор VS1, индуктивность L1. Наличие в цепи разряда индуктивности L1 приводит к возникновению колебательного разряда. Переменное напряжение, создаваемое на катушке индуктивности L1, служит источником заряда конденсатора C13 через диод VD8, причем, в свою очередь, конденсатор C13 становится источником энергии для светоизмерительного узла, собранного на транзисторе VT1 и фотодиоде VD7.

При освещении фотодиода VD7 начинается заряд конденсатора C9 до напряжения открывания транзистора VT1 по цепи: верхняя пластина конденсатора (по схеме) C13, резистор R13, фотодиод VD7, конденсатор C9, нижняя пластина конденсатора C13. Время заряда конденсатора C9 зависит от освещенности фотодиода VD7. При открывании транзистора VT1 конденсатор C9 разряжается через VT1 и резистор R12, что приводит к появлению на нем импульса напряжения, приводящего к открыванию тиристора VS3. Теперь конденсатор C7 разрядится через тиристор VS3 и первичную обмотку импульсного трансформатора T3, что приведет к появлению импульса напряжения на его вторичной обмотке, в результате чего тиристор VS2 откроется. конденсатор C6 начинает разряжаться через открытые тиристоры VS2 и VS1 и на аноде тиристора VS1 возникает обратное напряжение и он закроется, а лампа EL1 погаснет.

Для четкого срабатывания тиристора VS1 при напряжении на лампе EL1 от 190 до 320 В в первичную обмотку трансформатора T2 включен тиратрон HL2 по схеме стабилизатора напряжения, который обеспечивает постоянство напряжения на конденсаторе.

Катушка индуктивности L1 уменьшает скорость нарастания тока через импульсную лампу EL1 и тиристор VS1 в момент включения, что повышает надежность его работы. От индуктивности катушки зависит минимальное напряжение, которое может переключать транзистор VT1 при выбранном токе через фотодиод VD7.

Чем больше чувствительность фотодиода, тем большей ёмкости могут быть применены конденсаторы C9-C12, а чем больше их ёмкость, тем при меньшем напряжении на базе транзистора VT1 можно получить значение энергии, необходимое для открывания тиристора VS3. Поэтому в случае использования фотодиода (или фототранзистора), более чувствительного,чем ФД-3, можно применить катушку L1 меньшей индуктивности, что снизит падение напряжения на ней.

конденсатор C8 служит для предотвращения в лампе EL1 тлеющего разряда, который может возникнуть при нажатии на кнопку SB1. Появление такого разряда приводит к перегреванию и выходу из строя резистора R9.

Для фотосъемки при различных значениях диафрагмы установлен разъём-переключатель XS5. Его гнездовая часть выполнена в виде октальной ламповой панели, в направляющем ключевом отверстии которой дополнительно пропилены четыре паза для получения пяти фиксированных положений переделанной колодки ХР5 - переключателя энергии от фотовспышки "Луч". Переделка заключается в перестановке штырей в соответствии со схемой. При показанном на схеме положении колодки ХР5 устройство работает в ручном режиме. Для того чтобы перевести фотовспышку в первый автоматический режим колодку надо переключить, замкнув контакты 8, 7, б, 5. Во втором режиме замыкают контакты 7, 6, 5, 4; в третьем - б, 5, 4, 3 и в четвертом - 5, 4, 3, 2,

В этой же колодке выполнен "калькулятор" для пересчета диафрагмы в зависимости от чувствительности пленки - 32, 65, 130, 250 ед. ГОСТ. Так как выбор нужной диафрагмы зависит не только от чувствительности пленки, но и от расстояния до объекта съемки, под шкалой со значением диафрагмы указано максимальное расстояние (4, 6, 8, 12 м), с которого возможно фотографирование в автоматическом режиме. Переключение энергии фотовспышки производят колодкой-переключателем ХРЗ. В указанном на схеме положении колодки энергия соответствует 40 Дж, при замыкании контактов 5, 7, разъёма XS3 - 60 Дж, а контактов 3,5, 7 - 100 Дж.

Для уменьшения тока утечки не участвующий в работе конденсатор (C1 или C2) от источника питания отключают выключателем SF1, механически связанным с колодкой-переключателем энергии ХРЗ. При установке колодки в положение "100 Дж" необходимо выравнять напряжение на конденсаторах C1 и C2 замыканием контактов SF1 (они замыкаются при изъятии колодки).

Все детали устройства собраны на трех отдельных платах из фольгированного стеклотекстолита. На первой плате размещены импульсные трансформаторы Т2, ТЗ, тиристоры VS1, VS2, катушка индуктивности L1, резисторы R7 и R9, конденсаторы C5 и C8, тиратрон HL2 и диод VD6. На второй плате установлены остальные детали устройства, кроме фотодиода VD7 и конденсаторов C10 и C12. Эти конденсаторы размещены на третьей плате рядом с разъёмом XS5.

Импульсные трансформаторы Т2 и ТЗ выполнены на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10х6х5 из феррита 600НН или 1000НН. Первичная обмотка содержит шесть витков провода ПЭЛШО диаметром 0,48 мм, вторичная ? 30 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,21 мм. Катушка содержит 100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,64 мм, намотанных на стержне из диэлектрика диаметром 3 мм в три слоя (первый слой содержит 35 витков). конденсаторы C5, C9... C12 типа КМ или КЛС; конденсаторы C7 и C8 - типа КМ, конденсатор C13 - МБМ или КМ-б, конденсатор C6 - МБГО. Диоды КД209Б можно заменить на КД105В, КД105Г. Вместо тиристора КУ101Е может быть применен любой из серии КУ103. При использовании тиристора КУ103В сопротивление резистора R10 можно увеличить, а ёмкость конденсатора C7 уменьшить - это снизит потребляемый ток.

В этом устройстве вместо фотодиода ФД-3 могут быть использованы и другие светоприёмники с небольшой площадью рабочего окна и необходимой светочувствительностью. Хорошие результаты показал фототранзистор ФТ-2К, но его применение связано с изменением намоточных данных катушки L1, которая в этом случае должна содержать 40 витков провода ПЭВ-2 0,64, намотанных в один слой на каркасе диаметром 4,5 мм, заменой стабилитрона Д814Д на Д814А или Д814Б и заменой резистора R12 на другой сопротивлением 12... 16 кОм.

Настраивать устройство следует на макетной плате, собирая его по частям. Сначала подбирают тиратрон HL2, предварительно установив трансформатор Т2. Для этого параллельно тиратрону подключают вольтметр постоянного тока с входным сопротивлением не менее 15 ... 30 МОм на пределе измерения 300 В. Подключают прибор к тиратрону коротким экранированным проводником. Для проверки напряжения зажигания тиратрона питание на фотовспышку подают через ЛАТР. Плавно увеличивая напряжение, смотрят на шкалу вольтметра. Когда напряжение достигнет 180 ... 200 В, тиратрон должен загореться. Учитывая, что тиратроны имеют большой разброс параметров, эту операцию, возможно, придется повторить несколько раз, пока не будет подобран подходящий экземпляр.

Далее устанавливают тиристор VS1 и катушку L1. Напряжение на конденсаторах C1 и C2 доводят до 320 В и нажимают на кнопку SB1. Если лампа EL1 не загорится, то тиристор VS1 можно считать предварительно годным. После этого устанавливают конденсатор C5 и снижают напряжение на конденсаторах C1 и C2 до 190... 200 В и опять нажимают на кнопку SB1. Если ёмкость конденсатора C5 оптимальна, лампа EL1 должна дать вспышку. Если вспышки не произойдет, то следует заменить конденсатор C5 на другой, большей ёмкости, но не более чем 7500 пФ.

Подобрав конденсатор C5, приступают к подборке конденсаторов C9... C12 светорегулирующей части устройства, установив все оставшиеся детали, кроме R8, C7 и VD8. Перед настройкой следует проверить работоспособность фотодиода VD7. Его темновой ток должен быть не более 10 мкА, а при освещении его криптоновой лампой накаливания мощностью 100 Вт с расстояния 50 см ток должен быть не менее 28 мкА. Далее к аноду тиристора VS3 временно подключают ! катод светодиода (любого типа), анод которого через ограничительный резистор сопротивлением 300 ... 510 Ом соединяют с общей точкой конденсатора C13 к резистора R13. В случае отсутствия светодиода можно в эту же цепь включить лампу накаливания, рассчитанную на ток не более 90 мА и напряжение 12... 15 В. Источник питания на 12...15В подключают параллельно конденсатору C13 (минус к аноду стабилитрона VD7). конденсаторы C10... C12 пока не подключают.

Подборку конденсатора C9 начинают с ёмкости 1500 пФ. После этого определяют чувствительность светоизмерительного узла устройства. Это можно сделать, осветив фотодиод отраженным светом другой фотовспышки мощностью 36...40 Дж с расстояния 5...7 м. Для этого фотодиод располагают так, чтобы на него не попадал прямой свет. Если светодиод загорится, то чувствительность оптимальна, а если не загорится, то нужно выяснить, не велик ли ток включения тиристора VS3.

Для этого ёмкость конденсатора C9 увеличивают до 3000...5100 пф и освещают фотодиод непосредственно светом фотовспышки с расстояния 1... 2 м. Если светодиод загорится, то ток включения .тиристора VS3 слишком большой и нужно его заменить таким, чтобы при ёмкости конденсатора C9 1500...2000 пФ и освещении фотодиода отраженным светом вспышки происходило четкое открывание тиристора. Если по каким-либо причинам такой тиристор подобрать нельзя, то придется найти более чувствительный фотодиод и заменить конденсатор C9 на другой с большей ёмкостью.

После того, как будет достигнута необходимая чувствительность светоизмерительного узла, монтируют элементы R8, C7, VD8, а на осветитель фотовспышки рядом с рефлектором устанавливают фотодиод так, чтобы на него попадал только ее свет, отраженный от объекта. Для уменьшения угла обзора фотодиод должен быть утоплен в установочном гнезде на 3...4 мм. Внутреннюю поверхность гнезда надо покрасить черной матовой краской.

Устанавливают колодку-переключатель ХРЗ в положение "100 Дж" и подключают фотовспышку к источнику питания. Дождавшись загорания сигнальной лампы HL1, направляют осветитель на какой-либо предмет, расположенный на расстоянии 1...2 м, и производят вспышку нажатием на кнопку SB1. Затем увеличивая расстояние, производят еще несколько вспышек. Если освещенность объекта изменяется в зависимости от расстояния, то тиристор VS1 подобран верно. Если же этого не происходит, то надо проверить, разряжается ли коммутирующий конденсатор C6. Это можно определить по выключению на некоторое время лампы HL1. Если она при вспышке гаснет, а сила света лампы EL1 не изменяется, то это говорит о том, что тиристор VS1 имеет слишком большое время выключения и его надо заменить. Время выключения не должно превышать 90 мс. Когда тиристор VS1 будет подобран, следует еще раз подобрать конденсатор C5. Ёмкость конденсатора C6 не должна превышать 20 мкФ.

После этого нужно еще раз проверить чувствительность светоизмерительного узла, произведя вспышку с расстояния около 8 м. Если длительность вспышки ограничивается, то расстояние увеличивают вплоть до такого значения, когда ограничение прекратится. Найденное расстояние (не менее 10 м) максимальное для выбранного конденсатора C9.

конденсатор C9 подбирают таким, чтобы при съемке на пленке чувствительностью 65 ед. ГОСТ с диафрагмой 2,8 (или на пленке 130 ед. ГОСТ, диафрагма 4) с расстояния около 1,5 м получить негатив высокого качества. Для получения визуально заметного изменения плотности негатива ёмкость надо увеличить не менее чем на 500 пФ.

Для подборки конденсаторов C10... C12 надо произвести съемку во всех четырех автоматических режимах, установив диафрагму для первого - 2,8; второго - 4; третьего - 5,6; четвертого - 8, и добиться одинаковой плотности негатива. Если при съемке с расстоянию, 5 ... б м плотность негатива во 2-м и 3-м режимах несколько увеличится, то надо заменить резистор R12 на другой, с большим сопротивлением.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 28 сен 2012, 01:57 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8720
Схема на основе лампы ИФБ-300

Эта схема (см. рис. 18) может быть выполнена на других типах импульсных ламп, но в этом случае надо учитывать их параметры. например, если вместо ИФК-120 взять лампы ФП-0,04 или ИФК-50, то придется изменять напряжение питания схемы и ёмкость накопительного конденсатора, так как у этих ламп другое напряжение зажигания и энергия вспышки. Кроме того, необходимо также учитывать внутреннее сопротивление лампы, чтобы сопротивление разряда накопительного конденсатора было не более 1...1,1 Ом, в противном случае катушку индуктивности L1 из схемы нужно исключить.

Применение ламп, имеющих большее, чем у ИФК-120, напряжение зажигания, требует изменения схемы питания. Такая схема приведена на рис. 21 для лампы ИФБ-300 (аналогичная схема для ИФК-500). Здесь введена схема удвоения напряжения, собранная на диодах VD1 и VD2.

конденсаторы C1 и C2 заряжаются до амплитудного напряжения сети. Их суммарного напряжения, равного 600 В, вполне достаточно для зажигания лампы. В схеме конденсатор C1 выполняет роль только добавочного источника напряжения, необходимого для зажигания лампы, поэтому его ёмкость в 40 раз меньше ёмкости конденсатора C2. Как только зажжётся лампа EL, конденсаторы C1 и C2 начнут через неё разряжаться. Однако конденсатор C1 будет разряжаться быстрее (его ёмкость меньше), напряжение на нём уменьшится, в силу чего откроется диод VD3 и конденсатор C2 разрядится через него и лампу EL1.

Схему можно применять при питании от сети переменного тока без накопительного конденсатора. Для этого вместо однополупериодного выпрямителя, собранного на диодах VD и VD2, нужно собрать мостовую схему на диодах типа ВА-20, выдерживающих при длительности импульса 10 мс ток до 700 А. Кроме того, нужно тиристор КУ-203И заменить на тиристор ТЧ-25, который работает надежнее при длительных импульсах тока. Наконец, нужно увеличить индуктивность катушки L1 до 180 мкГн при сопротивлении не более 0,5 Ом.

Изображение

Узел автоматики длительности импульса - такой же как на рисунке 18.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Часовой пояс: UTC + 4 часа


Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: не присутствуют


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

При использовании материалов сайта ПРЯМАЯ ссылка на источник impulsite.ru обязательна!


Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Group