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:

Таурин не является биомаркером старения 22.06.2025

В поисках биомаркеров старения ученые все чаще обращаются к молекулам, которые ранее демонстрировали многообещающие результаты на животных. Одной из таких субстанций стал таурин - аминокислота, известная широкому кругу людей как компонент энергетических напитков. В последние годы ей приписывали способность замедлять возрастные изменения и даже продлевать жизнь. Однако новое масштабное исследование, проведенное учеными из Национального института здоровья США (NIH), поставило под сомнение ее значимость в контексте старения человека. Исследование включало сравнительный анализ уровня таурина в крови у трех видов: людей, макак-резусов и лабораторных мышей. Авторы проекта изучали, как меняется концентрация вещества в организме от молодого возраста до глубокой старости. Ожидалось, что таурин будет снижаться с возрастом, подтверждая его возможную роль как биомаркера старения. Однако полученные данные оказались куда более сложными. Как пояснила Мария Эмилия Фернандес, одна из соавторов ра ...>>

Стандарт NFC 15 22.06.2025

Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устр ...>>

Эффективная защита от коррозии 21.06.2025

Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систе ...>>

Случайная новость из Архива Превращение углекислого газа в ценный синтез-газ 28.05.2025 В современном мире борьба с углеродными выбросами становится одной из ключевых задач науки и промышленности. Одним из перспективных направлений является не просто улавливание углекислого газа (CO2), а его трансформация в полезные химические продукты. Китайские исследователи разработали инновационный способ получения синтез газа - смеси водорода и угарного газа, из природного газа, обогащенного CO2, что может изменить подход к утилизации выбросов и производству топлива. Команда под руководством профессоров Гоусюна Вана, Цзяньпина Сяо и Синхэ Бао из Института химической физики в Даляне представила новую технологию, названную сверхсухим риформингом метана. Этот процесс работает при повышенном соотношении CO2 к метану (CH4), равном или превышающем 2, в отличие от традиционного сухого риформинга, где это соотношение близко к единице. Такая особенность позволяет использовать природный газ с высоким содержанием углекислого газа без необходимости его дорогой очистки. Основой технологии стали твердые оксидные электролизеры (SOEC), которые при высоких температурах - от 600 до 850 градусов Цельсия - эффективно превращают CO2 и воду в синтез газ с высокой скоростью реакции и хорошей энергоэффективностью. Благодаря своим характеристикам, SOEC представляют большой интерес для экологически чистых технологий производства водорода и утилизации углекислого газа, особенно в сочетании с возобновляемыми источниками энергии. Объединяя процессы сухого риформинга, обратной реакции водяного газа и электролиза воды, ученые создали комплексную систему, способную преобразовывать сырье прямо в катоде электролизера. Важным элементом стали наночастицы родия (Rh), сформированные in situ на носителе из церия CeO2-x, которые обеспечивают высокую плотность активных центров. Благодаря этому удалось добиться конверсии метана до 94,5% при 100% селективности к угарному газу и водороду при соотношении CO2 к CH4 равном 4. Детальный анализ показал, что активные сайты Rhdelta+ эффективно расщепляют молекулы метана, а интерфейс Ce3+-VO-Rhdelta+, богатый кислородными вакансиями, способствует захвату и активации CO2, а также протеканию обратной реакции водяного газа. Этот же интерфейс участвует в электрохимическом восстановлении воды, что дополнительно повышает общую эффективность процесса. По словам профессора Вана, данное исследование открывает новые возможности для прямого использования природного газа с высоким содержанием углекислого газа, а также промышленных выбросов, при этом применяя возобновляемую энергию. Это может стать значительным шагом вперед в области экологически чистого производства топлива и химической промышленности. Таким образом, инновационный метод китайских ученых не только расширяет потенциал утилизации углекислого газа, но и приближает нас к более устойчивому и эффективному использованию природных ресурсов, снижая негативное воздействие на окружающую среду.

Другие интересные новости:

▪ До события зависть сильнее

▪ 5G может навредить прогнозам погоды

▪ Bluetooth-лампочки и сенсоры для умного дома

▪ Игровой монитор AOC 27B35H

▪ Бесшумные источники питания Mean Well LSP-160

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Нам нечего бояться, кроме самого страха. Крылатое выражение

▪ статья Археология, Древний мир. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Свекла столовая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Комбинированная антенна на диапазоны 80 и 20 метров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Измерения электрических величин. Контроль изоляции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025