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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Атмосферу Титана воспроизвели в лаборатории 24.08.2021 Среди спутников планет Солнечной системы Титан занимает по размерам второе место, уступая только Ганимеду. Вращающееся вокруг Сатурна небесное тело имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота с примесью метана. Под атмосферой при температуре около -180°C на Титане текут реки из жидкого этана и метана. Как и в атмосфере Земли, на Титане газы испаряются с поверхности, сгущаются и проливаются осадками. Условия на Титане в некоторой степени напоминают Землю до зарождения жизни. Спутник Сатурна может послужить массивной лабораторией для исследований формирования органических веществ. Сложность состоит в том, что с относительно близкого расстояния Титан исследовали только один раз - с помощью космического зонда "Кассини". Команде ученых удалось воспроизвести атмосферные условия Титана в лаборатории. В ходе эксперимента они впервые изучили, как взаимодействуют между собой в экстремальных условиях ацетонитрил и пропионитрил. По данным астрономических наблюдений, эти органические вещества часто встречаются в атмосфере Титана. Оказалось, что эти соединения по-разному кристаллизуются при низкой температуре в присутствии друг друга. Это существенно влияет на процессы, происходящие в атмосфере Титана и на то, какие минералы могут обнаружить исследователи на поверхности спутника Сатурна при дальнейшем изучении. Один из авторов исследования, Томче Рунчевски, объяснил, что это не окончательная модель атмосферы Титана. В ней присутствуют не все вещества, известные исследователям. По мере исследования спутника Сатурна исследователи смогут моделировать условия на нем со все большей точностью.

Другие интересные новости:

▪ Влияние продуктов на настроение человека

▪ Одиночество - опасно

▪ Проведена квантовая телепортация

▪ Ремешок для смарт-часов Apple предупредит сердечный приступ

▪ Первая мРНК-вакцина для слонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Основы социальной работы. Шпаргалка

▪ статья Что такое галс? Подробный ответ

▪ статья Велосипедная тележка для двух серферов. Личный транспорт

▪ статья Электронно-механический привод бензонасоса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Грузинские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026