Sv1ca-4.ru

Строй журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как ограничить ток включения лампы

Лампы накаливания функционируют согласно принципу термоэлектронной эмиссии. При попадании тока в спираль она нагревается, в результате чего продуцируется свет видимой части спектра. Причем мощность тепловыделения обратной пропорциональна диаметру проводника. Вследствие этого утончившиеся участки спирали накаляются очень быстро, что приводит к потере их прочности. Именно истонченные места являются слабым звеном, где и происходит перегорание.

Обратите внимание! К перегоранию ламп приводят не только перепады напряжения, но и такие явления, как наведенная и паразитарная пульсация.

Галогенные лампочки также склонны к перегоранию в результате скачков напряжения. Имеется у таких источников света особенность, присущая только им, — склонность к перегреванию. Чрезмерно разогретая лампочка может перегореть в любой момент.

В защите нуждаются не только лампы накаливания и галогенные светильники, но и светодиодные лампы. На первый взгляд это выглядит странно, ведь у светодиодов отсутствует спираль, и свечение кристалла возникает в результате возбуждения электронов, а не разогревания спирали. Однако в основе принципа действия светодиодов также имеется термоэлектронная эмиссия. По прошествии нескольких лет полупроводниковый участок выгорает и, если присмотреться к ЛЕД-лампе, на ней заметны тусклые кристаллы с пробитым слоем полупроводника.

Принцип работы

Свечение обычной лампочки накаливания происходит за счет нагрева металла. Вольфрамовая нить при пропускании электрического тока мгновенно раскаляется и начинает светиться. Так как все происходит мгновенно, то нить накаливания меняет свою температуру на сотни градусов за сотые доли секунды, а её сопротивление падает в десятки раз. Это приводит к деградации и перегоранию нити. Если же замедлить процесс нагрева, то можно увеличить срок службы в несколько раз.

Блок питания

Чтобы достичь замедления обычно используют схему с конденсаторами. В момент включения устройства в сеть разряженные конденсаторы будут уменьшать нагрузку на лампочку. Когда конденсатор заряжается полностью, нагрузка растет и лампочка получает полное напряжение. В момент выключения питания конденсаторы начинают разряжаться и поддерживать напряжение, за счет этого нить перестает светиться не мгновенно, а плавно гаснет за несколько секунд.

Уменьшая напряжения и создавая плавное нарастание тока в цепи, устройство позволяет уменьшить деградацию нити. Ударный скачок температуры и тока превращается в плавное повышение температур и небольшое повышение силы тока на большом промежутке времени.

НА ЗАМЕТКУ! Блок питания может ограничить силу тока и уменьшить световой поток. Для поддержания освещения потребуется больше источников света, но срок их службы значительно вырастет.

Устройство плавного пуска

Это более сложное устройство для плавного повышения напряжения. Если простейший блок питания состоит из конденсатора, резистора и тиристора, подключенных к сети через диодный мост, то устройство плавного включения более сложное и точнее калибрует нагрузку на лампу.

Принцип работы такой же, как и у обычного блока питания, но с небольшим усложнением схемы устройства. Для большей точности и плавности повышения напряжения используется двойной каскад тиристоров или схема с транзистором и тиристором. Принципиальная схема состоит из двух веток — по одной устанавливается конденсатор с резистором, на второй тиристор или транзистор служащий ключом. Аналогично с блоком питания, при заряде конденсатора происходит полный запуск лампы.

Чаще всего устройство плавного включения выполняется в небольших корпусах и предназначено для скрытого монтажа в плафонах или светильниках. Подключение происходит последовательно с источником освещения. Если лампа накаливания рассчитана на меньший ток, то устройство плавного включения устанавливается до понижающего трансформатора.

Читать еще:  Определитель мощности тока в электрической лампе

Диммирование

Диммирование это в первую очередь изменение силы тока и как следствие этого яркости освещения. Первые диммеры были созданы на базе реостата, сейчас используют полупроводниковые элементы — симистор и динистор.

Принцип работы диммера следующий: регулировкой яркости пользователь устанавливает сопротивление потенциометра. Чем больше сопротивление, тем тусклее горит нить накаливания. Основной элемент диммера — это симистор, который служит выключателем. Симистор начинает пропускать ток только, если на его концах определенная разность потенциалов, если она меньше – цепь размыкается. Эту разность потенциалов создает конденсатор заряжающийся от общей цепи.

В целом получается так – конденсатор накопил заряд, выпустил его и создал разность потенциалов. Симистор включается и лампа начинает работать. Когда заряд в конденсаторе заканчивается, разность потенциалов уменьшается и симистор выключается. Этот цикл происходит каждую полуволну переменного тока.

ВАЖНО! Существует миф, что диммер превращает лампу накаливания в энергосберегающую. Диммирование мало влияет на потребляемую мощность. При снижении яркости света в два раза потребляемая мощность уменьшается всего на 15-20%.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1 специально разработана для построения всевозможных фазовых регуляторов.

В данном случае, силами самой микросхемы регулируется напряжение на лампочке накаливания мощностью до 150 ватт. Если нужно управление более мощной нагрузкой, большим количеством осветителей одновременно, в цепь управления добавляется силовой симистор. Как это выполнить смотрите на следующем рисунке:

Использование данных устройств плавного включения не ограничиваются только лампами накаливания, их так же рекомендуется устанавливать совместно с галогеновыми на 220 в. Аналогичные по принципу действия устройства устанавливаются в электроинструменты, запускающие плавно якорь двигателя, также продлевая срок службы прибора в несколько раз.

Важно! С люминесцентными и светодиодными источниками устанавливать данное устройство категорически не рекомендуется. Это связано с разной схемотехникой, принципом действия, и наличием у каждого устройства собственного источника плавного разогрева для компактных люминесцентных ламп или отсутствии потребности в данном регулировании для LED.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно рассматривается еще одна популярная схема сборки прибора — на полевых транзисторах:

Теперь вы знаете, как сделать устройство плавного включения ламп накаливания на 220 В своими руками. Надеемся, схемы и видео в статье были для вас полезными!

Рекомендуем также прочитать:

Собственноручное изготовление УПВ

Принципиальная схема устройства плавного включения проста и не требует особых умений. Чтобы собрать устройство плавного включения самостоятельно потребуется небольшой опыт в работе с радиоэлектроникой и паяльником.

Схема на основе симистора

Использование симистор упрощает схему и позволяет обойтись минимумом деталей. Самая простая схема выглядит следующим образом: конденсатор С1 накапливает ток для включения симистора, а резисторы R1 и R2 регулируют скорость заряда.

Как только заряд накоплен происходит разряд и включение симистора для питания лампой. При этом за счет диода на этой же ветке происходит плавное включение лампы накаливания и её розжиг.

В момент выключения схемы конденсатор С2 разряжается и обеспечивает плавное гашение лампы.

ВНИМАНИЕ! Диод на ветке с конденсатором С1 защищает симистор от переменного тока. Он не дает преждевременно зажечь лампу на полную мощность и работает дополнительным выключателем.

Можно несколько усложнить схему и добавить регулятор мощности света. Конденсаторы С1 и С2 служат первоначальной веткой включения, а сопротивления R1 и R2 настраивают время розжига и силу тока. Когда конденсатор С1 накапливает достаточный заряд происходит включение лампы в полную силу.

Читать еще:  Подключение от коробки лампочки розетки

На основе микросхемы

Специализированная микросхема КР1182ПМ1 может выполнять роль регулятора мощности в схеме до 150 Вт. Это позволяет использовать ее для контроля не только за одной лампой, но и для целой люстры или каскада точечных источников света.

Питание подается на 7 и 8 ножки, 6 ножка запитывается через конденсатор С1. Ножки 1 и 2 выводят на одну дорожку и подсоединяют к симистору выполняющему роль ключа. Ножка номер 3 аналогично выводится к нему, на ветку устанавливается конденсатор необходимый для включения симистора на полную мощность. Вся остальная работа по плавному включению выполняется микросхемой самостоятельно.

СПРАВКА! Эта схема создана для работы с лампами накаливания, и подходит для галогеновых ламп. Но не стоит её использовать её с люминесцентными или диодными лампами – они оборудованы встроенными диммерами.


Мероприятия по борьбе с мерцанием светодиодов

Светодиодная лампа из энергосберегающей своими руками имеет огромное преимущество, но нужно потрудиться, чтобы при работе самоделки пользователей не беспокоило излишнее мерцание LED:


Управляйте светодиодными продуктами с использованием источника питания светодиода, который предназначен для их расчётной нагрузки.

  • Убедитесь, что все используемые продукты LED совместимы с цепями управления и источником питания.
  • Проверьте отсутствие проводов и других неисправностей светильника и убедитесь, что диммеры не перегружены.
  • Рассмотрите возможность использования постоянного тока светодиодного драйвера.
  • При установке системы поэкспериментируйте, чтобы узнать, есть ли минимальный уровень затемнения, который вам мешает.
  • Чтобы избежать влияния мерцания светодиодов, нужно всегда помнить о вышеуказанных моментах.

    Быстрое зажигание люминисцентной лампы

    В схемах быстрого зажигания люминисцентной лампы, в отличии от импульсных схем, отсутствует стартер. Именно поэтому такие схемы еще иногда называют бесстартерными. Принцип ее работы показан на рисунке ниже:

    При подключении лампы к сети ее электроды сразу начинают разогреваться от вторичных обмоток трансформатора накала. Быстрый разогрев электродов обеспечивается благодаря тому, что до момента зажигания потеря напряжения на балластном дросселе незначительна и накальные обмотки трансформатора имеют повышенное напряжение. Согласно этой схеме напряжение зажигания будет состоять из напряжения сети и напряжения накальных обмоток. Данное напряжение для устройств с номинальным напряжением в 127 В будет составлять 150 В, а для 220 В – 240 В. Быстрый разогрев электродов и повышенное напряжение обеспечивают надежное зажигание люминисцентной лампы.

    Для получения повышенных напряжений применяют резонансные схемы и трансформаторы.

    Ниже на рисунке приведен пример трансформаторной схемы быстрого зажигания с повышающим дросселем – автотрансформатором, который в период зажигания создает повышенное напряжение, а после зажигания в результате потери напряжения в его обмотках снижает напряжение до величины, обеспечивающей нормальный режим работы лампы:

    В резонансных схемах используют явление резонанса напряжения, при котором возникает скачок напряжения. На рисунке ниже приведена схема быстрого зажигания, в которой применено явление резонанса:

    Принцип работы данной схемы сводится к тому, что в момент включения лампы в сеть, пока она еще не зажглась, правильно подобранные дроссели Д1, Д2 и емкость конденсатора С реализуют резонансный контур, в котором пусковой ток достигает величины, достаточной для быстрого разогрева электродов. Одновременно на последовательно включенных дросселе Д2 и конденсаторе С возникает напряжение, в 1,5 – 2 раза превышающее напряжение сети, которое после разогрева электродов мгновенно зажигает лампу. В этот момент лампа становится проводником тока и оказывается параллельно включенной с дросселем Д2 и конденсатором С.

    Читать еще:  Схема подключение люстры 8 ламп двойной выключатель

    Условия резонанса нарушаются и ток в цепи СД2, а следовательно и ток в цепи разогрева электродов падает примерно в 4 раза по сравнению с пусковым. При этом ток накала становится меньше рабочего тока люминисцентной лампы, и электроды начинают работать в основном режиме самонакала. После чего зажженная лампа переходит в нормальный режим работы.

    В схемах быстрого зажигания при нормальной работе электроды не отключаются от накальных обмоток трансформатора, следствием чего является потеря дополнительной мощности на частичный подогрев электродов.

    По сравнению с импульсными схемами схемы быстрого зажигания имеют определенные преимущества:

    • Большая надежность работы пуско-регулирующей аппаратуры (ПРА);
    • Лучшие условия зажигания при низких температурах;
    • Продолжительность зажигания не превышает 1 – 1,5 сек;

    Однако имеется и недостаток, а именно:

    • меньше коэффициент мощности;
    • выше потери в ПРА;

    Как сберечь лампы от перегорания?

    Лампы бывают энергосберегающие, спиральные, диодные. Они часто сгорают, а мы не знаем почему, что происходит. Нужно понять, почему это происходит. Они сгорают из-за того, что существуют старые пылесосы, стиральные машины, моторы во дворе, у соседей есть старая техника. Люди ей пользуются, и при запуске этой техники происходит резкий скачок импульсной силы тока. Мотор взял на себя ток, запустился, затем идет резкий скачок в сеть, возникает большая сила тока.

    Во время выплеска большой силы тока происходит сгорание ламп. Чтобы не было этой проблемы, продаются модули защиты ламп — сетевые фильтры. В нем находится варистор. Устройство защиты светодиодных ламп рассчитано на силу тока в 100 ампер. При резком скачке напряжения и силы тока варистор гасит эти скачки. В сетевом фильтре стоит один обыкновенный варистор, который стоит копейки.

    Французские фильтры имеют два варистора, и стоят они дорого. За эти деньги можно купить несколько сотен варисторов. Для этого каждый может сделать такой фильтр. Иногда умельцы ставят варисторы прямо в корпус розетки. Если варистор будет стоять в другой комнате, то он не поможет для лампочки на кухне или в коридоре.
    Поможет варистор, который находится ближе от этого объекта.

    Применение устройства плавного включения

    Установка прибора не требует высокой квалификации. Справиться с монтажом под силу любому человеку, владеющему отвёрткой и индикатором напряжения. В кабеле, ведущем к лампе, делается разрыв одного — фазного или нулевого — провода и к нему подсоединяется прибор. Крепление проводов лучше всего осуществлять при помощи клеммников, так как это даёт гарантию устойчивого и надёжного соединения. Если применить клеммники возможности нет, рекомендуется спаять скрутки оловянным припоем.

    Эксплуатация УПВЛ не предполагает дополнительного к себе внимания. Заводские модели сопровождаются гарантийными обязательствами до 3 лет. На практике они работают гораздо дольше.

    Во время сборки устройства не следует забывать о том, что высокое напряжение сетевого тока может причинить вред здоровью человека. Перед соединением проводов необходимо убедиться в отсутствии тока в кабеле питания лампы.

    Видео: как работает фазовый регулятор на симисторах

    Устройство плавного включения лампы экономит не только расход электроэнергии, но и расход денег на покупку перегорающих светильников.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector