Плавное включение ламп накаливания

Подробности

Категория: Электрика

Опубликовано 14.09.2015 12:54

Автор: Admin

Просмотров: 5387

В данной статье предлагается устройство, обеспечивающее плавное включение ламп накаливания, при использовании которого ток через них нарастает плавно, а не скачкообразно, за счет чего срок службы этого типа светоизлучающих приборов значительно увеличивается.

Особенность спектрального состава света, излучаемого люминесцентными лампами, не позволяет произвести повсеместную замену ими ламп накаливания. Так, например, ученые установили, что применение такого типа энергосберегающих ламп не желательно в спальнях. Но лампы накаливания (к ним относятся и часто встречающиеся сейчас галогенные лампы) «не любят» включений и выключений, при частом повторении которых продолжительность работы этих источников света сокращается на 30…40 %.

Причина кроется в том, что в момент включения лампы ее нить накала, обычно выполненная в виде спирали, имеет очень маленькое сопротивление, которое в 10 раз меньше, чем то, какое она имеет в разогретом состоянии. В результате возникающий большой пусковой ток (до 8 ампер при лампе в 100 Вт) способен вызвать разрушение этой нити.

Принцип действия устройства плавного включения лампы накаливания основан на постепенном увеличении (в течение нескольких полупериодов) фазового угла, в течение которого электроны могут проходить через нить накаливания и разогревать ее. В результате напряжение на лампе нарастает плавно, за несколько секунд увеличиваясь от 5 вольт до 220 вольт. Электрическая принципиальная схема устройства показана ниже на рисунке 1.

Регулировка фазы обеспечивается микросхемой DA1, содержащей внутри себя два «встречно-параллельно» включенные тиристора и схему управления этими тиристорами. Симистор VS1 предназначен для развязки управляющей и силовой частей схемы, R1 — ограничитель тока через управляющий электрод VS1.

Схема начинает работать, когда размыкаются контакты выключателя SA1. При этом начинается заряд C3, что запускает работу схемы управления тиристорами. В результате на выходе микросхемы DA1 (по мере того, как заряжается конденсатор C3) появляется напряжение, поступающее на управляющий электрод VS1 и увеличивающее плавно промежуток времени полупериода, в течение которого этот симистор открыт.

В управляемой цепи симистора находится лампа накаливания EL1, напряжение на которой по мере открывания VS1 плавно увеличивается с 5 вольт до 220 вольт. Время, которое должно пройти от момента размыкания контактов SA1 до загорания лампы на полную мощность может регулироваться подбором величины конденсатора C3. Когда замыкаются контакты SA1, C3 разряжается через R2, что приводит также к уменьшению управляющего напряжения на симисторе, а, значит, и тока через EL1 (лампу накаливания). При этом напряжение на лампе плавно снижается от 220 вольт до значения в 5 вольт, при котором отсутствует светимость ее спирали.

Ниже в таблице (Табл. 1) приведены значения емкости C3 и соответствующее им примерное время включения лампы, которое определялось экспериментально.

Время плавного погасания лампы регулируется подбором сопротивления R2: чем оно больше, тем больше будет время погасания лампы.

Цепочка C4, R4 служит для защиты управляющей схемы от сетевых помех сети. Элемент HL1, индикатор тлеющего разряда, вместе с резистором R3, обеспечивающим его питание, можно взять из любого старого выключателя с подсветкой.

В случае отсутствия симистора BTA12 вместо него можно использовать отечественный КУ208Г или аналогичный зарубежный, имеющий подходящие электрические параметры (ток нагрузки управляемой цепи и рабочее напряжение).

Схема собрана на небольшой плате из одностороннего фольгированного текстолита 2-х миллиметровой толщины. Размеры платы (в миллиметрах): 40 x 45.

Ниже на рисунке показано расположение элементов схемы.

Незначительные размеры платы позволяют закрепить ее винтами непосредственно внутри выключателя, как показано на двух нижних рисунках.

Плата отдельно от выключателя

 Выключатель с подсоединенной к нему платой

Необходимо учитывать при монтаже устройства, что включение лампы происходит, когда клавиша выключателя в положении выключено. Также нужно иметь в виду, что напряжение на контактах выключателя, к которым подключена лампа, не нулевое, а порядка 5 вольт, что гарантирует электрическую безопасность при случайном прикосновении к токопроводящим частям неисправного выключателя.

Использующиеся в последнее время галогенные лампы для декоративной подсветки, также могут быть подключены через описанное выше устройство, обеспечивающее плавное включение ламп накаливания, для увеличения строка их службы.

• < Назад
• Вперёд >