Использование лампочек с вольфрамовой нитью оправдывается их низкой стоимостью. Они по-прежнему пользуются спросом. Перегорание спиралей накаливания обычно происходит в момент включения. Это связано с десятикратным возрастанием ампеража из-за высокого сопротивления холодной спирали. Избежать таких скачков позволяют устройства плавного включения ламп накаливания.
Производители предлагают несколько моделей, работающих по одному принципу: они кратковременно изменяют фазовый угол тока. Владея азами электротехники, нетрудно своими руками собрать схему плавного пуска лампы накаливания. Подключение такого устройства значительно снижает энергозатраты, повышает уровень комфорта: УПВЛ с регулятором устанавливается необходимая степень свечения. Автомат плавного включения фар избавляет автомобилистов от частой замены галогеновых и традиционных лампочек.
Причины преждевременного перегорания
Когда лампы с нитью накала включаются, по закону Ома при высоком сопротивлении холодной спирали пропорционально возрастает сила тока. В стандартной лампочке небольшой мощности в 55 Вт сила тока в доли секунды достигает 60 А. Когда вольфрам разогревается, ток моментально нормализуется. Момент включения – настоящее испытание для спирали накаливания.
Беда в том, что нет идеальных спиралей. В процессе эксплуатации металл выгорает неравномерно. Как следствие, в тонких участках вольфрамовой спирали в момент разогрева мощность тока максимальная, они вспыхивают и рвутся.
Срок эксплуатации спирали накаливания зависит от нескольких факторов:
- качество контакта между патроном и цоколем, когда есть подгорания, возрастает риск короткого замыкания;
- частое включение/выключение, такой режим эксплуатации не предусмотрен;
- нестабильное напряжение, установлено, что изменение напряжения на 1% снижает срок службы спирали накаливания в 7–8 раз;
- старые провода, изоляция со временем начинает осыпаться, снижается плотность соединения проводников;
- вибрация, высокая влажность окружающей среды.
Принцип работы
Фазовый регулятор лежит в основе любого устройства плавного включения ламп накаливания. Он спасает от скачков при нестабильном напряжении, его используют при подключении бытовых приборов, запитывающихся от сети напряжения 220 В. Принцип УПВЛ прибора заключается в постепенном повышении силовой нагрузки. Он последовательно включается в электрическую цепь между питающим проводом (фазой), нулевым. Во время включения рост силы тока ограничен, напряжение плавно увеличивается до 180–210 В. Потребление самого устройства в пределах 1,5 вольт.
В схеме устройства обязательно есть полупроводниковые устройства. Через одно проходит полуволна (минус), другая в это время поступает на конденсатор (плюс). Когда его заряд достигает величины открывания p-n перехода, ограничения электропитания снимаются. Ток, напряжение стабилизируются.
Назначение блока защиты галогенных ламп и ламп накаливания:
- стабилизация пускового тока;
- повышение сроки эксплуатации световых галогенных элементов в 6 раз;
- снижение риска деформации вольфрамовой спирали;
- устранение эффекта мигания.
Минусом устройства считают незначительное снижение мощности светового потока.
Готовые решения
Монтаж блока защиты заводского производства не занимает много времени. Они выпускаются с разными периодами корректировки напряжения – от долей секунды до трех. Величина максимально напряжения тоже варьируется. При выборе устройства плавного включения ламп накаливания необходимо внимательно смотреть маркировку. Габариты блока зависят от нагрузки. Разработаны модели мощностью до 1100 Ватт. Типовые, используемые в быту, обычно ограничиваются 150 Вт. Если устройство приобретается с целью защиты от скачков напряжения, необходимо предусмотреть 30% запас прочности. Он рассчитывается до суммарной мощности подключаемых устройств.
Для светодиодных (LED), люминесцентных лампочек блоки защиты ламп накаливания не предусмотрены.
Модифицированные устройства – светорегуляторы или диммеры имеют дополнительные функции:
- обеспечивают регулировку светового излучения;
- оснащаются программными системами, работающими по хлопку, голосовой команде или от пульта;
- плавно выключают свет.
Чем сложнее защита, тем выше ее стоимость. При выборе диммера важно сразу определиться с набором функций.
Схемы
При конструктивном решении используются различные виды полупроводниковых устройств. Тиристорные работают только в одном направлении, у них три вывода: плюс, минус, управляющий контакт. При подаче напряжения принцип проводимости тиристора такой же, как у диода. Характеризуется размером тока удержания, при значениях, ниже указанного показателя, ток через тиристор (или триод) не проходит.
Симистор отличается от тиристора структурой: 6-компонентный слой позволяет проводить ток в обоих направлениях, работает по принципу замкнутого выключателя.
Плавное включение ламп 220 В схема на тиристоре
Принцип защиты спирали накаливания основан на полярности полуволны переменного тока. При минусовой работает диод, положительная направляется на конденсатор, равный по мощности току удержания тиристора. Нагрузка спирали накаливания сокращается вдвое. При полной зарядке конденсатора тиристор тоже начинает проводить заряд, напряжение стабилизируется. Тиристор располагается на диодном плече выпрямителя.
Плавное включение ламп 220 В схема на симисторе
Использование симистора позволяет уменьшить количество комплектующих, он работает как силовой ключ. Помехи нивелирует дроссель. Схема плавного включения ламп накаливания создана для смещении угла фазы. Минусовая полуволна через диод и резистор направляется на управляющий электрод симистора. Пока заряжается конденсатор, он проводит только однонаправленный полупериод. Когда подключается конденсатор, ток идет по симистору двух направлениях.
Плавное включение ламп 220 В схема на ИМС КР1182ПМ1
Микросхема защиты спирали накаливания с двумя тиристорами и симисторе сглаживает процесс нарастания напряжения. Оно постепенно возрастает от 5 до 220 В. Благодаря двум парам: тиристор-резистор, дополнительному конденсатору, симистор открывается постепенно. Время запуска устройства зависит от емкости конденсатора, время гашения спирали накаливания – от размера сопротивления второго тиристора.
Плавное включение ламп 12 В
Если подключаются бытовые электроприборы, лампы накаливания 12 В, защитное устройство с рабочим напряжением 220 Вольт устанавливается в электроцепь перед трансформатором, понижающим напряжение. При выборе блока учитывается мощность первичной обмотки трансформатора.
Плавное включение ламп в автомобиле
Фары ближнего и дальнего света работают от постоянного тока, для их защиты используются схемы с линейными или импульсными ШИМ-регуляторами. Готовые автоконтроллеры дополняются различными функциями. Они выпускаются для раздельных ламп и Н4. Обычно используются двухступенчатые схемы: сначала ток пропускает резистор, затем включается реле. При подключении защиты используют прочный провод, надёжную изоляцию.
Загрузка...
