Устройство защиты маломощных ламп накаливания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Срок службы осветительных ламп накаливания по сравнению, например, с люминесцентными невелик. К тому же продолжительность жизни лампы нередко оказывается значительно меньше ожидаемой по причине повышенного напряжения в сети или в результате больших бросков тока в момент включения. Предлагаемое простое устройство устраняет перегрузки, не позволяя току, текущему через лампу, превысить номинальное значение ни при каких обстоятельствах, даже во время пуска.

Ранее было предложено немало устройств для "мягкого" включения ламп накаливания [1-5], в основном на симисторах и тринисторах. Ни одно из них, конечно, не в состоянии предотвратить постепенную деградацию вольфрамовой нити, ведущую к ее перегоранию, однако реальный срок службы ламп с "замедлителями" все же возрастает в 1,5. ..3 раза.

Предлагается аналогичное устройство на дешевых высоковольтных транзисторах, которое, хотя и было первоначально предназначено для защиты лампы мощностью 15 Вт (подсветка холодильника), вполне обеспечивает мягкое включение любых ламп накаливания на 220 В мощностью до 60 Вт. Уникальная особенность рассматриваемого устройства - оно не позволит включить лампу мощностью больше той, на работу с которой было настроено. Например, если установить в оснащенный им холодильник вместо стандартной лампы на 15 Вт внешне очень похожую на нее мощностью 25 Вт и замкнуть выключатель, загорится не лампа, а светодиод "Перегрузка". Такое свойство очень полезно при пользовании распространенными сегодня светильниками из нетермостойкой пластмассы, предназначенными для ламп накаливания мощностью не более 40...60 Вт. Включение такого светильника с лампой большей мощности неизбежно приведет к его порче, а то и к пожару.

В отличие от других "замедлителей", предлагаемый готов к повторному включению немедленно после выключения, не требуя, например, ожидания полной разрядки времязадающего конденсатора или охлаждения до комнатной температуры нагревшегося терморезистора.

Устройство защиты собирают по схеме, показанной на рис. 1, и включают в разрыв любого из идущих к лампе EL1 сетевых проводов. После замыкания контактов выключателя SA1 переменное сетевое напряжение поступает на диодный мост VD1-VD4. В диагонали моста находится ключ на составном транзисторе VT1-VT3. Благодаря резистору R2 и большому коэффициенту передачи тока составного транзистора ключ открыт, цепь лампы EL1 замкнута.

Подстроечным резистором R6 устройство регулируют таким образом, чтобы тринистор VS1 открывался при падении напряжения на датчике тока - резисторе R7, чуть большем соответствующего номинальной для лампы EL1 амплитуде тока. Открывание тринистора приводит к закрыванию транзисторов и отсечке тока, текущего через лампу. Его небольшая часть, продолжающая течь через резистор R2 и открытый тринистор, для заметного нагрева нити накаливания недостаточна. Тринистор закроется, когда его ток на границе двух полупериодов уменьшится до нуля.

Сопротивление холодной вольфрамовой нити накаливания лампы EL1 во много раз меньше, чем разогретой до рабочей температуры. В результате в первом после замыкания контактов выключателя SA1 полупериоде отсечка происходит задолго до его окончания, так как ток очень быстро достигает установленного подстроечным резистором R6 предельного значения. В следующем полупериоде сопротивление слегка нагревшейся нити уже больше и отсечка происходит немного позже. Так продолжается до полного прогрева, когда ток уже не достигает порогового значения и лампа светит в полный накал.

Интегрирующая цепь C1R3 немного задерживает открывание тринистора VS1. Без нее в первых после замыкания выключателя SA1 полупериодах отсечка происходит настолько быстро, что нить накаливания не успевает заметно нагреться. В результате процесс зажигания лампы может затянуться на неопределенное время. Следует отметить, что разогрев идет сравнительно медленно, пока яркость лампы не достигнет приблизительно половины номинальной, после чего она возрастает скачком.

Напряжение на выходе диодного моста VD1-VD4 по достижении лампой EL1 мощностью 60 Вт максимальной яркости не превышает 5 В, что соответствует суммарной мощности, рассеиваемой всеми элементами устройства защиты, менее 2 Вт. Немного сниженное по сравнению с сетевым напряжение, приложенное к лампе, благоприятно влияет на срок ее службы, практически не сказываясь на яркости.

Устройство защиты смонтировано на односторонней печатной плате размерами 90x55 мм (рис. 2) и помещено в пластмассовый защитный корпус. Самый ответственный элемент конструкции - транзистор VT3. Он должен быть высоковольтным, выдерживать сравнительно большой ток и иметь достаточный коэффициент передачи тока базы (не менее 8 при Iк=1 А и UKэ=12 В). Подходят транзисторы серий КТ826, КТ809, КТ812, КТ840, КТ841, КТ845, КТ847, КТ848. Естественно, годятся и аналогичные транзисторы с префиксом 2 вместо К. Из импортных можно назвать 2SC2555, 2SC3306, BU526, BU931. Транзисторам в пластмассовом корпусе потребуется теплоотвод.

Транзисторы КТ940А при необходимости заменяют на КТ6135А, КТ969А, КТ9179А, 2SC2330, MJE340, BF459 с учетом различий в назначении выводов. Вместо диодов КД243Д пригодны КД209А, КД243Г, КД257Б, КД226Г, 1N4004 и другие аналогичные. Светодиод HL1 может быть любым, желательно красного свечения, ведь он сигнализирует о нештатной ситуации. Конденсатор С1 - К73-17 или К73-9, постоянные резисторы - С1-4, С2-23, МЛТ подстроечный R6 - СПЗ-386. Лампу EL1 предпочтительно взять новую, еще не работавшую.

Прежде чем подать сетевое напряжение, движок подстроечного резистора R6 установите в верхнее по схеме положение. Замкните выключатель SA1 и, плавно перемещая движок резистора R6, добейтесь загорания лампы. Желательно, чтобы свет лампы достигал полной яркости за 0,3...0,6 с. Можно добиться значительно более продолжительного нарастания яркости (до 3...5 с), но отрегулированное таким образом устройство будет слишком чувствительным к изменениям температуры окружающего воздуха и параметров защищаемой лампы в результате ее старения.

При правильной регулировке подключение параллельно горящей 40-ваттной лампе еще одной 15-ваттной должно приводить к погасанию или резкому уменьшению яркости ранее включенной.

Если устройство предполагается использовать для защиты ламп мощностью не менее 40 Вт, номинал резистора R7 допустимо уменьшить вдвое. Можно поступить и таким образом: правый (по схеме) вывод резистора R3 соединить непосредственно с эмиттером транзистора VT3, исключив подстроечный резистор R6. Постоянный резистор R7 заменить низкоомным подстроечным проволочным, например, ППБ-ЗА, СП5-50М, ППЗ-12, соединив его подвижный контакт с одним из крайних выводов. Это уменьшит до минимума падение напряжения на датчике тока и на приборе в целом.

Цепи и элементы устройства непосредственно связаны с сетью 220 В, при работе с ним необходимо соблюдать меры электробезопасности.

Литература

1. Нечаев И. Регулируем яркость светильника. - Радио, 1992, № 1, с. 22; 1995, № 9, с. 63.
2. Бенников В. Защита электроосветительных приборов. - Радио, 1990, № 12, с. 53.
3. НечеевИ. Регулятор яркости светильника с плавным включением. - Радио, 1995, № 11, с. 33.
4. Коломойцев К. Лампа накаливания служит дольше. - Радио, 1993, № 9, с. 53.
5. Вяхирев В., Духновский М. Терморезистор - ограничитель пускового тока лампы накаливания. - Радио, 1996, № 1, с. 58, 59.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Датчик пульса для ноутбука 03.03.2019 Умные часы Apple Watch славятся своими возможностями по отслеживанию показателей здоровья пользователей. В Сети уже немало историй о том, как часы Apple спасли очередную жизнь, диагностировав серьезные проблемы с сердцем. Похоже, что аналогичные датчики в будущем могут появиться и в ноутбуках Apple. По крайней мере, купертинский гигант изучает такую возможность, что подтверждается патентом. Он был подан в прошлом году, а выдали его сегодня. Патент под названием "Портативное электронное устройство, имеющее интегрированный биосенсор" описывает реализацию того самого сенсора в мобильном ПК. Такой датчик может быть расположен справа от тачпада, аккурат в том месте, где обычно лежит правая рука пользователя, когда он не использует тачпад. Таким образом, датчик может отслеживать пульс пользователя практически в любое время, и пользователю можно будет не думать о том, чтобы в очередной раз запустить процесс измерения. Учитывая, что датчик в ноутбуке может быть существенно крупнее, чем в часах, он может оказаться даже точнее.

Другие интересные новости:

▪ Цветные МФУ формата A3 Konica Minolta bizhub C458, C558 и C658

▪ Кошки охотятся

▪ Универсальное лекарство от гриппа

▪ Год компьютерного вируса

▪ Свернадежный чип для искусственного интеллекта

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Сирена. Крылатое выражение

▪ статья Когда и почему в минуте может быть 61 секунда? Подробный ответ

▪ статья Геодезист. Должностная инструкция

▪ статья Трехфазный двигатель в однофазной сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы серии КТ8156. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026