Автомат защиты ламп от перегорания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Проблема долговечности ламп накаливания, которые порою перегорают в момент включения их в сеть, остается по-прежнему актуальной. О некоторых вариантах ее решения рассказывается в предлагаемых материалах.

...на реле и тринисторе

Известно, что сопротивление нити накаливания осветительной лампы в холодном состоянии значительно меньше по сравнению с сопротивлением нити раскаленной. По этой причине, как только лампу включают, ток через нить значительно превышает номинальный и она иногда перегорает. Такое случается чаще всего в моменты, когда включение лампы совпадает с максимумом полуволны сетевого напряжения.

Один из вариантов продлить "жизнь" лампы - включить последовательно с ней полупроводниковый диод. Тогда вероятность совпадения момента включения с максимумом полуволны уменьшается вдвое [1] - ведь через лампу теперь будет протекать ток только в одном направлении, скажем, при положительных или отрицательных полупериодах.

Так как при таком питании падает световая отдача лампы, нередко используют автоматы, которые после предварительного разогрева нити подают на лампу полное сетевое напряжение. "Пусковой" ток в этом случае менее опасен по сравнению с вариантом подачи напряжения на холодную нить. Так осуществляют двухступенное включение лампы накаливания, способное значительно продлить срок ее службы.

В 1990 г. автором было предложено устройство [2], работающее по этому принципу. Правда, оно было собрано на дефицитном в то время транзисторе КТ848А, используемом в автомобильных системах зажигания.

Подобное устройство вполне можно выполнить на более доступных деталях, в частности на реле (рис. 1) вместо транзистора. Оно также представляет собой двухполюсник, а потому легко встраивается в существующую электропроводку. Но в отличие от прототипа обеспечивает не плавное ограничение тока, протекающего через лампу в момент включения ее в сеть, а ступенчатое: сначала через нить накала протекает только одна половина полуволн переменного тока, а спустя некоторое время - обе.

Рис. 1

Реле К1 срабатывает от тока, протекающего через сетевой выключатель SA1, осветительную лампу EL1, обмотку реле, диод VD3 (или замыкающуюся группу контактов К1.1).

Работает устройство так. После замыкания контактов SA1 через лампу проходят лишь положительные полуволны тока. При этом диод VD1 закрыт, поскольку контакты К1.1 пока еще разомкнуты. Конденсатор С1 постепенно заряжается через лампу и диод VD2, и как только напряжение на нем достигнет определенного значения, сработает реле К1, контакты К1.1 которого зашунтируют диод VD3. В результате горевшая сначала "вполнакала" лампа EL1 вспыхнет ярким светом. Задержка выхода на такой режим зависит в основном от емкости конденсатора и сопротивления обмотки реле.

Поскольку обмотка реле включена последовательно с лампой, ее сопротивление должно быть согласовано с мощностью лампы. Если будет использовано одно из распространенных автомобильных реле с обмоткой сопротивлением 85 Ом, лампа может быть мощностью от 40 до 100 Вт. Тогда с лампой мощностью 40 Вт на обмотке реле будет падать напряжение примерно 7 В, 60 Вт - 10В, 100 Вт- 16 В.

При любом из этих напряжений малогабаритные автомобильные 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, рассчитанные на номинальное напряжение 12В, будут уверенно срабатывать. Выводы реле маркированы так: 85 и 86 - обмотка, 30 и 87 - нормально разомкнутая группа контактов.

Из реле общего применения можно рекомендовать для ламп мощностью 40- 100 Вт РЭС10 паспорт РС4.524.304, РС4.524.302, РС4.524.308 (два последних - только для ламп 40 и 60 Вт) и РЭС9 паспорт РС4.524.202, РС4.524.203. С конденсатором С1 емкостью 4000 мкф время задержки срабатывания реле достигает 1 с, что обеспечивает нужный предварительный прогрев нити лампы. Причем переключение лампы на полную мощность происходит почти незаметно для глаз. Вообще же, практика показывает, что для надежной защиты ламп вполне достаточно 100 мс [2], поэтому рекомендуемое иногда в литературе время 2...4 с [3] и даже 5...10 с [4] явно избыточно. Ведь прогрев лампы накаливания происходит с очень малой постоянной времени,

Если сетевой выключатель должен коммутировать не одну, а несколько ламп (например, лампы люстры), их цепи следует разделить, как показано на рис. 2. Лампа EL1 остается включенной по-прежнему через обмотку реле, a EL2 и EL3 - через диод VD3 и контакты К1.1 реле. Мощность дополнительных ламп ограничена лишь максимальным током диода VD3 и допустимым током через контакты. В этом варианте наибольшее предпочтение следует отдать автомобильному реле, контакты которого выдерживают ток до 30 А (правда, лишь при напряжении 12 В).

Рис. 2

Возможен и бесконтактный способ коммутации цепей осветительных ламп, если использовать тринистор (рис. 3). После замыкания контактов сетевого выключателя SA1 вначале через лампу и диод VD2 проходят лишь отрицательные полуволны и лампа горит "вполнакала". Спустя примерно секунду конденсатор С1 заряжается через диод VD1 и резистор R1 до напряжения открывания тринистора и через лампу начинают проходить и положительные полуволны сетевого напряжения - лампа вспыхивает на полную яркость.

Рис. 3

Мощность лампы (или группы ламп, соединенных параллельно) ограничена предельными токами диода VD2 и тринистора. Если тринистор работает без теплоотвода, мощность лампы (или ламп) не должна превышать 200 Вт.

Диоды в рассмотренных устройствах могут быть КД105Б-КД105Г, КД209А- КД209В, Д226Б, КД226В-КД226Д. Вместо тринистора КУ202Н подойдет КУ202Л или КУ201Л.

Литература

1. Вугман С.М., Киселева Н.П., Литвинов B.C., Токарева А.Н. О работе лампы накаливания в схеме однополупериодного выпрямления. - Светотехника, 1988, № 4, с. 8-10.

2. Банников В. Защита электроосветительных приборов. - Радио,1990, № 12, с. 53.

3. Бжевский Л. Светорегулятор с выдержкой времени.- Радио,1989,№ 10,с.76.

4. Нечаев И. Регулируем яркость светильника. - Радио, 1992, № 1, с. 22, 23.

Автор: В. Банников, г. Москва

...на симисторе

Воспользовавшись свойством симистора пропускать оба полупериода сетевого напряжения, можно собрать по приведенной схеме сравнительно простой автомат, способный ограничить первоначальный бросок тока через холодную нить осветительной лампы. Автомат рассчитан на работу с осветительными приборами общей мощностью до 1500 Вт.

Ограничитель мощности, обеспечивающий двухступенное включение лампы, работает так. При замыкании контактов сетевого выключателя SA1 ток в отрицательные полупериоды напряжения протекает через лампу EL1, дроссель L1, диод VD1, ограничительный резистор R1 и цепь управляющего электрода симистора. Симистор открывается для этих полупериодов, и лампа горит "вполнакала".

Одновременно в эти полупериоды через резистор R2 заряжается конденсатор С1. Спустя 1...2 с, когда нить лампы уже прогреется, конденсатор С1 зарядится до такого напряжения, при котором симистор будет открываться и в положительные полупериоды сетевого напряжения - яркость лампы возрастет до нормальной.

Для снижения уровня радиопомех в сети, возникающих при работе симистора, установлен фильтр из дросселя L1 и конденсатора С2. Если помехи не лимитируют, указанные детали фильтра устанавливать необязательно.

Симистор КУ208Г в устройстве вполне заменит КУ208В. Резисторы - МЛТ-0,5, конденсатор С1 - К50-16, С2 - К73-16, К73-17 или другой на номинальное напряжение не менее 400 В. На месте диода VD1, кроме указанного на схеме, можно установить Д226А, КД109Б, КД221В или другой с обратным напряжением не менее 300 В. Дроссель наматывают на отрезке стержня диаметром 8 или 10 мм и длиной 60...70 мм из феррита 600НН или 400НН, его обмотка (виток к витку в один ряд) содержит 50...60 витков провода ПЭВ-2 1,0.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2 в зависимости от порога открывания примененного симистора. Для этого к устройству подключают нагрузку, с которой будет работать автомат, а вместо резистора R2 временно подпаивают переменный резистор сопротивлением более 300 Ом. Перемещая движок резистора и подавая выключателем SA1 напряжение, подбирают такое сопротивление резистора, при котором лампа EL1 загорается полным накалом через 1...2 с после включения. Затем на место R2 впаивают постоянный резистор такого (или возможно близкого) сопротивления.

Поскольку автомат выполнен в виде двухполюсника, его детали можно расположить в корпусе светильника или люстры без прокладки дополнительных проводов. Если суммарная мощность ламп люстры превышает 300 Вт, симистор устанавливают на радиатор с поверхностью охлаждения не менее 100 см2 .

Автор: А.Новиков, г.Пермь; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Метод многократного увеличения точности измерений частоты 18.06.2017 Три группы ученых, работающие независимо друг от друга, нашли практически идентичные способы увеличения разрешающей способности и, следовательно, точности, квантово-магнитных датчиков. Теперь такие датчики, использующиеся для измерений частоты электромагнитных колебаний, обеспечивают точность на много порядков превышающую точность любых других методов. Первой из вышеупомянутых групп является группа из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), второй - группа из Ульмского университета (Ulm University), Германия, а третья - из Гарвардского университета. И что интересно само по себе, так это то, что все группы ученых практически одновременно и независимо друг от друга пришли к практически одному результату. Технологии квантовых измерений стали в последнее время одним из основных инструментов для ученых-физиков. При помощи квантовых датчиков можно производить измерения широкого ряда фундаментальных физических величин, в том числе и частоты электромагнитных колебаний. Однако, как и все квантовые устройства, такие датчики подвержены влиянию факторов окружающей среды, которые пагубно сказываются на точности измерений. И все три группы ученых нашли способ уменьшения влияния окружающей среды и увеличения точности измерений за счет использования классических атомных часов. В качестве чувствительного элемента датчика все три группы использовали так называемую азотную вакансию, дефект кристалла алмаза, вызванный заменой одного атома углерода атомом азота. Этот дефект является крошечным магнитом с полюсами, что делает его чрезвычайно чувствительным к внешнему магнитному полю. Если не вдаваться сильно в подробности, в своих исследованиях ученые увеличили глубину реакции азотной вакансии на изменения внешнего магнитного поля путем проведения активации азотной вакансии и измерений через строго определенные промежутки времени. А эти промежутки времени с очень высокой точностью задавались внешними часами. В результате синхронизации моментов измерений точность этих измерений превысила точность любых других технологий измерений частоты на целых девять порядков, что является совершенно фантастическим улучшением. И такие высокоточные измерения частоты позволят ученым производить столь же точные измерения некоторых других физических величин, что в свою очередь, даст им в руки возможность зарегистрировать и изучить эффекты и явления, ускользавшие от их внимания до последнего времени.

Другие интересные новости:

▪ Телефон-компьютер

▪ Углерод для квантовых точек

▪ Долгая работа за компьютером вредит здоровью

▪ Световое загрязнение затрудняет наблюдение за звездами

▪ Молодежь в США сильнее всего эмоционально привязана к YouTube

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Стреляного воробья на мякине не проведешь. Крылатое выражение

▪ статья За что был приговорен к смерти Сократ? Подробный ответ

▪ статья Сауна на скорую руку. Советы туристу

▪ статья Ретранслятор - пеленгационная приставка к радиостанции диапазона 27 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двуполярное напряжение из однополярного. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026