Виберіть свою мову

Проблема довговічності ламп розжарювання, які часом перегорають в момент включення їх у мережу, залишається як і раніше актуальною. Про деяких варіантах її вирішення розповідається у пропонованих матеріалах.

...на реле і тріністоре

Відомо, що опір нитки розжарювання освітлювальної лампи в холодному стані значно менше порівняно з опором розжареної нитки. З цієї причини, як тільки лампу включають, струм через нитку значно перевищує номінальний і вона іноді перегорає. Таке трапляється найчастіше в моменти, коли включення лампи збігається з максимумом напівхвилі напруги.

Один з варіантів продовжити "життя" лампи - включити послідовно з нею напівпровідниковий діод. Тоді ймовірність збігу моменту включення з максимумом напівхвилі зменшується вдвічі [1] - адже через лампу тепер буде протікати струм тільки в одному напрямку, скажімо, при позитивних або негативних полупериодах.

Так як при такому харчуванні падає світлова віддача лампи, нерідко використовують автомати, які після попереднього розігріву нитки подають на лампу повне мережеве напруга. "Пусковий" струм в цьому випадку менш небезпечний порівняно з варіантом подачі напруги на холодну нитку. Так здійснюють двухступенное включення лампи розжарювання, здатне значно продовжити термін її служби.

У 1990 р. автором було запропоновано пристрій [2], що працює за цим принципом. Правда, воно було зібрано на дефіцитному в той час транзисторі КТ848А, що використовується в автомобільних системах запалювання.

Подібний пристрій цілком можна виконати на більш доступних деталях, зокрема на реле (рис. 1) замість транзистора. Воно також представляє собою двополюсник, а тому легко вбудовується в існуючу електропроводку. Але на відміну від прототипу не забезпечує плавне обмеження струму, що протікає через лампу в момент включення її в мережу, а поступово: спочатку через нитку розжарення протікає тільки одна половина півхвиль змінного струму, а через деякий час - обидві.


рис. 1

Реле К1 спрацьовує від струму, що протікає через мережевий вимикач SA1, освітлювальну лампу EL1, обмотку реле, діод VD3 (або замикається групу контактів К1.1).

Працює пристрій. Після замикання контактів SA1 через лампу проходять лише позитивні напівхвилі струму. При цьому діод VD1 закритий, оскільки контакти К1.1 поки ще розімкнуті. Конденсатор С1 поступово заряджається через лампу і діод VD2, і як тільки напруга на нього досягне певного значення, спрацює реле К1, контакти К1.1 якого зашунтируют діод VD3. В результаті горіла спочатку "наполовину" лампа EL1 спалахне яскравим світлом. Затримка виходу на такий режим залежить в основному від ємності конденсатора і опір обмотки реле.

Оскільки обмотка реле включена послідовно з лампою, її опір має бути узгоджена з потужністю лампи. Якщо буде використано одне з поширених автомобільних реле з обмоткою опором 85 Ом, лампа може бути потужністю від 40 до 100 Вт. Тоді з лампою потужністю 40 Вт на обмотці реле буде падати напруга приблизно 7, 60 Вт - 10В, 100 Вт - 16 Ст.

При будь-якому з цих напруг малогабаритні автомобільні реле 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10, 114.3747-10, 114.3747-11, 116.3747-10, 116.3747-11, 117.3747-10, 117.3747-11, розраховані на номінальну напругу 12В, будуть впевнено спрацьовувати. Висновки реле марковані так: 85 і 86 - обмотка, 30 і 87 - нормально розімкнутий група контактів.

З реле загального застосування можна рекомендувати для ламп потужністю 40 - 100 Вт РЭС10 паспорт РС4.524.304, РС4.524.302, РС4.524.308 (два останніх - тільки для ламп 40 і 60 Вт) і РЭС9 паспорт РС4.524.202, РС4.524.203. З конденсатором С1 ємністю 4000 мкф час затримки спрацьовування реле досягає 1 с, що забезпечує потрібний попередній прогрів нитки лампи. Причому перемикання лампи на повну потужність відбувається майже непомітно для очей. Взагалі ж, практика показує, що для надійного захисту ламп цілком достатньо 100 мс [2], тому рекомендується іноді в літературі час 2...4 з [3] і навіть 5...10 с [4] явно забагато. Адже прогрів лампи розжарювання відбувається з дуже малою постійною часу,

Якщо мережевий вимикач повинен комутувати не одну, а кілька ламп (наприклад, лампи люстри), їх кола слід розділити, як показано на рис. 2. Лампа EL1 залишається включеною раніше через обмотку реле, a EL2 і EL3 - через діод VD3 і контакти К1.1 реле. Потужність додаткових ламп обмежена лише максимальним струмом діода VD3 і допустимим струмом через контакти. У цьому варіанті найбільшу перевагу слід віддати автомобільного реле, контакти якого витримують струм до 30 А (правда, лише при напрузі 12 В).


рис. 2

Можливий і безконтактний спосіб комутації ланцюгів освітлювальних ламп, якщо використовувати тріністор (рис. 3). Після замикання контактів мережевого вимикача SA1 спочатку через лампу і діод VD2 проходять лише негативні напівхвилі і лампа горить "наполовину". Приблизно через секунду конденсатор С1 заряджається через діод VD1 і резистор R1 до напруги відкривання тріністора і через лампу починають проходити і позитивні напівхвилі напруги - лампа спалахує на повну яскравість.


рис. 3

Потужність лампи (або групи ламп, з'єднаних паралельно) обмежена граничними струмами діода VD2 і тріністора. Якщо тріністор працює без тепловідводу, потужність лампи (або ламп) не повинна перевищувати 200 Вт.

Діоди в розглянутих пристроях можуть бути КД105Б-КД105Г, КД209А - КД209В, Д226Б, КД226В-КД226Д. Замість тріністора КУ202Н підійде КУ202Л або КУ201Л.

Література

1. Вугман С. М., Кисельова Н.П., Литвинов B. C., Токарєва А. Н. Про роботу лампи розжарювання схеми однопівперіодного випрямлення. - Світлотехніка, 1988, № 4, с. 8-10.

2. Банніков Ст. Захист електроосвітлювальних приладів. - Радіо,1990, № 12, с. 53.

3. Бжевский Л. Світлорегулятор з витримкою часу.- Радіо,1989,№ 10,с. 76.

4. Нечаєв В. Регулюємо яскравість світильника. - Радіо, 1992, № 1, с. 22, 23.

Автор: Ст. Банніков р. Москва

...на симисторе

Скориставшись властивістю симістора пропускати обидва напівперіоду мережевої напруги, можна зібрати за схемою, порівняно простий автомат, здатний обмежити початковий кидок струму через холодну нитку освітлювальної лампи. Автомат розрахований на роботу з освітлювальними приладами загальною потужністю до 1500 Вт.

Обмежувач потужності, що забезпечує двухступенное включення лампи, працює так. При замиканні контактів мережевого вимикача SA1 струм у негативні напівперіоди напруги протікає через лампу EL1, дросель L1, діод VD1, обмежувальний резистор R1 і ланцюг керуючого електрода симістора. Сімістор відкривається для цих напівперіодів, і лампа горить "наполовину".

Одночасно в ці напівперіоди через резистор R2 заряджається конденсатор С1. Через 1...2 с, коли нитка лампи вже прогріється, конденсатор С1 зарядиться до такої напруги, при якому симистор буде відкриватися і в позитивні напівперіоди мережевої напруги - яскравість лампи зросте до нормальної.

Для зниження рівня перешкод в мережі, що виникають при роботі симістора, встановлений фільтр з дроселя L1 і конденсатора С2. Якщо перешкоди не лімітують, зазначені деталі фільтра встановлювати необов'язково.

Сімістор КУ208Г в пристрої цілком замінить КУ208В. Резистори - МЛТ-0,5, конденсатор С1 - К50-16, С2 - К73-16, К73-17 або іншого на номінальну напругу не менше 400 Ст. На місці діода VD1, крім зазначеного на схемі, можна встановити Д226А, КД109Б, КД221В або інший з зворотним напругою не менше 300 Ст. Дросель намотують на відрізку стрижня діаметром 8 або 10 мм і довжиною 60...70 мм з фериту 600НН або 400НН, його обмотка (виток до витка в один ряд) містить 50...60 витків дроту ПЕВ-2 1,0.

Налагодження пристрою зводиться до підбору резистора R2 в залежності від порогу відкривання застосованого симістора. Для цього до пристрою підключають навантаження, з якою буде працювати автомат, а замість резистора R2 тимчасово подпаивают змінний резистор опором більше 300 Ом. Переміщаючи движок резистора і подаючи вимикачем SA1 напруга, підбирають такий опір резистора, при якому лампа EL1 загоряється повним напруженням через 1...2 с після включення. Потім на місце R2 впаюють постійний резистор такого (або можливо близького) опору.

Оскільки автомат виконаний у вигляді двополюсника, його деталі можна розташувати в корпусі світильника або люстри без прокладки додаткових проводів. Якщо сумарна потужність ламп люстри перевищує 300 Вт, симистор встановлюють на радіатор з поверхнею охолодження не менше 100 см2 .

Автор: А. Новіков, р. Перм; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru