Наверное, многие замечали, что лампа накаливания сгорает в основном при включении. Происходит это потому, что в момент включения холодная нить накала лампы имеет низкое сопротивление, возникает скачок тока превышающий рабочий ток лампы. Именно этот скачок тока губительно влияет на лампу, уменьшая срок её службы. Для того, чтобы продлить и увеличить срок службы лампы, нужно устройство которое в момент включения будет плавно увеличивать ток от минимального до номинального значения. Существуют множество схем и готовых устройств, предлагаю свой вариант устройства для увеличения срока службы ламп накаливания, которое без труда можно собрать самостоятельно.
Схема
Технические характеристики при указанных на схеме номиналах
- Мощность нагрузки: 500Вт*
- Входное рабочее напряжение: ~ 230В
- Выходное напряжение: около ~ 200В
- Время плавного нарастания напряжения от 0 до 200В: около 3 секунд
- Время восстановления после выключения: около 30 секунд*
Заметки
Мощность применённой лампы накаливания будет зависеть от охлаждения симистора, при нагрузке до 150 Вт можно обойтись без радиатора.
В сравнении с устройствами на микроконтроллерах, данный тип устройства имеет основной недостаток в виде необходимости восстановления. Дело в том, что именно время заряда разряженной ёмкости конденсатора C1, задаёт время плавного нарастания напряжения на выходе устройства, а после выключения устройства, время разряда ёмкости конденсатора C1 через R1 составляет примерно 25-30 секунд. На деле получается, если включать/выключать устройство с интервалом меньше 10 секунд, то скорость нарастания напряжения на лампе будет высокая, не будет эффекта плавного включения.
Так же, в момент включения наблюдается нелинейность скорости нарастания напряжения (это не критично и недостатком не является). К примеру, за 1 секунду напряжение поднимается с 0 до 70В, за 0.5 секунд с 70 до 120В, за 1.5 секунды с 120 до 200В.
Настройка и монтаж
Уменьшая сопротивление R1, уменьшается время восстановления устройства, но при этом уменьшается рабочее напряжение на лампе накаливания. При уменьшении сопротивления R2, время плавного нарастания напряжения на лампе уменьшается, при этом рабочее напряжение увеличивается. Так же, увеличением емкости C1 можно увеличить время плавного нарастания напряжения, но время восстановления устройства увеличится. Советую настраивать устройство резистором R2, его нужно подобрать так, чтобы на конденсаторе C1 напряжение было примерно 4,5В.
Обратите внимание, C3 я подпаял навесным монтажом, поскольку не сразу выявил, что он необходим в данном устройстве , при желании его можно легко добавить на плату.
Всем удачи! Будьте осторожны с высоким напряжением!
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VS1 | Симистор | BT136-600E | 1 | В блокнот | ||
| VD1, VD2 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | В блокнот | ||
| C1 | 1000мкФ 6.3В | 1 | В блокнот | |||
| C2 | Электролитический конденсатор | 47мкФ 50В | 1 | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор | 10-22нФ 630В | 1 | Металлопленочный | В блокнот | |
| R1 | Резистор | 22 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор |
В наше время проблема непродолжительной работы ламп накаливания остается актуальной. В большинстве случаев лампа накаливания перегорает в момент ее включения. Это происходит из-за того, что при включении на нее подается полное напряжение, и нить накала, не успевая достаточно прогреется, перегорает.
Плавное включение ламп накаливания на симисторе поможет исправить данную ситуацию. Схема плавного включения ламп накаливания позволяет уменьшить первоначальный скачек тока проходящий через нить лампы накаливания.
Описание работы автомата плавного включения лампы
Работает автомат следующим образом. После включения, ток в отрицательный полупериод протекает через цепь R1-VD1-L1-EL1. В результате этого лампа загорается в пол накала. В этот же момент, ток, проходя через резистор R2, заряжает C1. Примерно через 1-2 секунды, когда зарядится конденсатор C1, лампа загорится в полную силу.
Детали устройства
Вместо диода Д226 возможно применить диоды КД109Б, КД221В. Дроссель L1 состоит из 60 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1 мм намотанных на ферритовый стержень диаметром 8 мм и длинной около 70 мм. Марка феррита 400НН или 600НН. Конденсаторы C1- К50-16, C2- К73-16, К73-17 на напряжение не менее 400В.
Внимание! Так как элементы схемы находятся под напряжением электросети, то следует соблюдать меры электробезопасности при наладке прибора.
Лампочки Ильича до сих пор остаются лидерами по популярности, благодаря своей цене, но у них есть очень большой недостаток — малый срок работы, обусловленный разрушением нити накала во время включения. В настоящее время разработаны электронные устройства для плавного включения ламп накаливания, которые осуществляют подачу напряжения на спираль с нуля и до максимума в несколько секунд. Постепенный прогрев нити накала позволяет продлить ресурс лампочки в несколько раз, вместо заявленных 1000 часов. Разработанные схемы для самостоятельной сборки имеют немного деталей и обычно не требуют наладки. В это статье мы рассмотрим, как сделать плавное включение ламп накаливания на 220 В своими руками.
Внимание!
Рассматриваемые устройства имеют на элементах сетевое напряжение и требуют особой осторожности при сборке и наладке.
Тиристорная схема
В цепи выпрямительного моста VD1, VD2, VD3, VD4 в качестве нагрузки и ограничителя тока стоит EL1. В плечах выпрямителя установлен тиристор VS1 и сдвигающая цепочка R1 и R2, C1. Установка диодного моста обусловлена спецификой работы тиристора.
После подачи напряжения на схему, ток протекает через нить накала и попадает на выпрямительный мост, далее через резистор происходит зарядка емкости электролита. При достижении напряжения порога открывания тиристора, он открывается, и пропускает через себя ток лампочки накаливания. Получается постепенный, плавный разогрев вольфрамовой спирали. Время разогрева зависит от емкости конденсатора и резистора.
Симисторная схема
Симисторная схема одержит меньше деталей, благодаря использованию симистора VS1 в качестве силового ключа.
Элемент L1 для подавления помех, возникающих при открывании силового ключа, можно исключить из цепи. Резистор R1 ограничивает ток на управляющий электрод VS1. Время задающая цепочка выполнена на резисторе R2 и емкости C1, которые питаются через диод VD1. Схема работы аналогична предыдущей, при заряде конденсатора до напряжения открывания симистора, он открывается и через него и лампу начинает протекать ток.
На фото ниже предоставлен симисторный регулятор. Он кроме регулирования мощности в нагрузке, также производит плавную подачу тока на лампу накаливания во время включения.
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.
При использовании электроприборов необходимо обеспечить безопасные условия для их эксплуатации. Не является исключением и практика применения обычных ламп накаливания или галогенных модификаций. Показатели тока в момент включения превышают его номинальное значение.
При частом включении ламп это негативно влияет на их работоспособность и долговечность. В таких случаях целесообразно обеспечить плавное включение ламп накаливания.
Для чего используется
Одной из причин, приводящих к поломке ламп накаливания, является резкий скачок тока, который происходит при включении. Этот факт нужно учитывать, отвечая на вопрос, как работает плавное включение ламп.
Если вольфрамовая нить лампы не нагрета, оставаясь в холодном состоянии, то у нее все равно присутствует некоторое сопротивление. Причем его величина достаточно высока, например для изделия с мощностью 75 Вт она равна 52,4 Ом. Можно рассчитать, что при стандартном напряжении в 220 В сила тока составит 4,19 А.
Теперь важно понять, что такой ток будет протекать определенный отрезок времени. Примерно он равен чуть менее секунды и зависит от того, как прогревается вольфрамовая нить.
Как только ее температура возрастает, одновременно увеличится сопротивление. В результате сила тока будет многократно ниже первоначальной, пусковой величины.
Если лампу регулярно включать-выключать, то под влиянием токовых скачков со временем она перегорит, не дотянув до номинально установленного срока службы.
Принцип действия
Блоки защиты для плавного включения действуют следующим образом. С их помощью происходит постепенное повышение напряжения, которое поступает к лампе, – с 0 В до, например, 171 В. В этом случае существенно ограничиваются пусковые токи. А лампочки зажигается плавно.
Однако при этом от вас потребуется использование более мощных ламп накаливания, поскольку при снижении питающего напряжения уменьшается световой поток. Хотя срок эксплуатации возрастет.
Каждое продающееся устройство для регулирования включения имеет определенные ограничения по мощности. Поэтому целесообразно заранее выяснить, какие параметры пусковых скачков напряжения в сети. Приобретать надо устройства, имеющие минимальный запас 30% по мощности.
Ну а перегружать такие устройства нельзя – они быстро могут выйти из строя. С увеличением допустимого ограничения возрастают и габаритные характеристики приспособления.
Если вам необходимо приобрести устройство плавного включения ламп, то можно остановить выбор на Uniel Upb-200W-BL, у которого ограничение по мощности составляет 200 Вт. Однако такое приспособление не будет работать с люминесцентными лампами и диммерами.
Неплохим вариантом является УПВЛ Гарант – это простое в монтаже и эксплуатации устройство, отличающееся повышенным качеством исполнения и долговечностью. Для защиты ламп накаливания и галогенных модификаций используется многофункциональное УПВЛ Navigator.
Особенности монтажа
После того, как вы приобрели блок защиты, необходимо определиться с местом и схемой установки. Ведь ошибки на этом этапе могут снизить эффективность всего решения.
Как найти место для установки
Монтировать данное приспособление можно на самых различных участках. Главное требование – не следует закрывать блок отделочными конструкциями. Поэтому не рекомендуется маскировать его гипсокартоном или натяжными полотнами.
Неплохим решением является монтаж устройства на потолке непосредственно возле светильника или у его основания. Ну а если вы выбрали компактную модификацию, то она вполне может поместиться в подрозетнике выключателя или же в распредкоробке.
Не забывайте, что важно не только обеспечить легкость доступа для тестирования исправности или замены, но и создать условия для охлаждения посредством естественной циркуляции воздуха.
Выбор схемы
Схема плавного включения ламп выбирается наиболее простая, обеспечивающая легкость и надежность эксплуатации. Однако иногда можно использовать интеграционный метод подключения вместе с симистором. Блоки УПВЛ могут заменяться и полевыми транзисторами. Для контроля напряжения в отдельных случаях задействуются автоматические устройства.
При решении задачи подключения ламп 220 В необходимо провод, который идет на блок защиты, подсоединить от фазы перед лампой. Он выполнит роль посредника между лампочкой и кабелем. Блок, таким образом, подключается последовательно к цепи, направленной к лампе.
Важно обеспечить запитку в разрыв провода фазного типа. Это и означает подключение последовательно с выключателем. Если же вы решили применять симистор, то к нему и надо подключать УПВЛ. Сделать это следует параллельно.
В случаях, когда напряжение электропитания светильников составляет 12 В или 24 В, то подключать блок следует до трансформатора понижающего действия. Причем делают это последовательно к его первичной обмотке.
Использование диммеров
Часто применяют контроллер для плавного включения ламп. Такой светорегулятор позволяет также управлять и яркостью освещения. Пользователь может заранее задать нужный режим или управлять включением-выключением при помощи хлопка или пульта. Все зависит от выбранной модели.
Светорегулятор ставится вместо стандартного выключателя. Подключение производится в разрыв фазного кабеля. В таком случае между диммером и нулем будет стоять лампочка, подсоединение к которой оказывается последовательным.
Диммер можно использовать и совместно с выключателем. Его обычно монтируют у двери. В таком случае его место в цепи будет на разрыве фазы и диммера. В некоторых случаях создается возможность регулирования включением люстры из двух мест квартиры. Для этого следует использовать два светорегулятора, которые соединены посредством распредкоробки.
Можно ли изготовить устройство своими руками
Если вы ищете способ изготовить приспособление, обеспечивающее плавное включение лампы, своими руками, то можно предложить такой достаточно простой вариант. Речь идет о тиристорной схеме. Предполагается, что после включения электропитания ток идет через лампу на мост выпрямительного типа. Посредством резистора происходит зарядка электролита.
Как только напряжение достигает заданной величины, происходит открытие порога тиристора. И ток уже движется непосредственно к лампе, что приводит к плавному разогреву вольфрамовой нити.
Существует и иной способ, требующий, однако, покупки специальной микросхемы КР1185ПМ1. Она действует для плавного запуска ламп с мощностью до 150 Вт. В противном случае потребуется силовой симистор.
Устройства для плавного включения ламп позволяют более экономно использовать электроэнергию, обеспечивая и долговечность ламп накаливания. Подключение к цепи не составляет особых сложностей, а сам блок достаточно компактен.
Фото плавного включения ламп
Плавное включение лампы накаливания своими руками.
В ходе непрекращающегося перегорания ламп накаливания, и в том числе на лестничн ой площадке было реализовано несколько схем защиты ламп накаливания в интернете.Их применение дало положительный результат – лампы приходится менять гораздо реже. Однако не все реализованные схемы устройств работали «как есть» - в процессе эксплуатации приходилось производить подбор оптимального набора элементов. Параллельно производился поиск других интересных схем. Как известно, плавное включение ламп накаливания увеличивает срок их службы и исключает броски тока и помехи в сети. В устройстве, которое реализует такой режим, удобно использовать мощные полевые переключательные транзисторы. Среди них можно выбрать высоковольтные, с рабочим напряжением на стоке не менее 300 В и сопротивлением канала не более 1 Ом.
Схема плавного включения - 1
Автор приводит две схемы плавного пуска ламп. Однако, здесь хочу предложить только схему с оптимальных режимом работы полевого транзистора, что позволяет его использовать без радиатора при мощности лампы до 250 Ватт. Но вы можете изучить и первую - которая проще тем, что включается в разрыв одного из проводов. Тут по окончании зарядки конденсатора напряжение на стоке составит примерно 4…4,5 В, а остальное напряжение сети будет падать на лампе. На транзисторе при этом будет выделяться мощность, пропорциональная току, потребляемому лампой накаливания. Поэтому при токе более 0,5 А (мощность лампы 100 Вт и больше) транзистор придется установить на радиатор. Для существенного уменьшения мощности, рассеиваемой на транзисторе, автомат необходимо собрать по схеме, приведенной далее.
Плавное включение своими руками-схема 2
Схема устройства, которое включается последовательно с лампой накаливания, приведена на рисунке. Полевой транзистор включен в диагональ диодного моста, поэтому на него поступает пульсирующее напряжение. В начальный момент транзистор закрыт и все напряжение падает на нем, поэтому лампа не горит. Через диод VD1 и резистор R1 начинается зарядка конденсатора С1. Напряжение на конденсаторе не превысит 9,1 В, потому что оно ограничено стабилитроном VD2. Когда напряжение на нем достигнет 9,1 В, транзистор начнет плавно открываться, ток будет возрастать, а напряжение на стоке уменьшаться. Это приведет к тому, что лампа начнет плавно зажигаться.
Но следует учесть, что лампа начнет зажигаться не сразу, а через некоторое время после замыкания контактов выключателя, пока напряжение на конденсаторе не достигнет указанного значения. Резистор R2 служит для разрядки конденсатора С1 после выключения лампы. Напряжение на стоке будет незначительным и при токе 1 А не превысит 0,85 В.
При сборке устройства были использованы диоды 1N4007 из отработавших свое энергосберегающих ламп. Стабилитрон может быть любой маломощный с напряжением стабилизации 7...12 В.
Под рукой нашелся BZX55-C11. Конденсаторы - К50-35 или аналогичные импортные, резисторы - МЛТ, С2-33. Налаживание устройства сводится к подбору конденсатора для получения требуемого режима зажигания лампы. Я использовал конденсатор на 100 мкф – результатом стала пауза от момента включения до момента зажигания лампы в 2 секунды.
Немаловажным является отсутствие мерцания лампы, как это наблюдалось при реализации других схем. Для облегчения жизни другим заинтересованным самодельщикам выкладываю фото готового гаджета и