Плавный пуск ламп накаливания 220. Схема плавного включения ламп накаливания с помощью блока защиты. Собственноручное изготовление упвл

В некоторых случаях возникает необходимость в регулировании или управлении яркостью свечения одной или нескольких ламп. Для этого существует специальная схема плавного включения ламп накаливания, позволяющая полностью контролировать этот процесс. В настоящее время, разработано и применяется большое количество подобных устройств. Все они имеют собственные положительные и отрицательные стороны. Некоторые из них отличаются большими размерами, незначительным сроком службы.

Отдельные конструкции могут иметь излишне увеличенное число компонентов, низкий коэффициент полезного действия. Однако, существуют схемы, практически лишенные этих недостатков и прекрасно выполняющие все необходимые функции. Для того, чтобы правильно выбрать наиболее оптимальный вариант, нужно знать принцип и порядок работы таких устройств.

Принцип работы плавного включения

Как правило, качественные современные устройства отличаются компактностью и могут подключаться в разрыв любых проводов, независимо от того, фаза это или ноль. Поэтому, при наличии уже действующей схемы освещения, устройство плавного включения может быть подключено без особых проблем. При желании, сам прибор размешается непосредственно внутри корпуса люстры, настольной лампы или бра.

Основными существующими компонентами являются лампа накаливания и сам выключатель. Все остальные подключения строятся вокруг них, играя дополнительную роль. В таких схемах может использоваться и более одной лампы накаливания. В этом случае, они соединяются параллельно, а их суммарный ток не должен быть больше допустимого тока . В противном случае, симистор просто перегорит. Включение симистора в цепь производится в разрыв провода, расположенный между выключателем. При выключенном симисторе, конденсатор разряжен, а напряжения на нем нет вообще.

При включении симистора, конденсатор начинает заряжаться. В результате, происходит открытие динистора за счет увеличения прилагаемого напряжения. После этого, открывается второй симистор, что приводит к увеличению яркости лампы накаливания. Весь этот процесс управляется с помощью интегратора.

Уменьшение или увеличение скорости, с какой нарастает яркость свечения, осуществляется путем подбора . При стандартном сопротивлении в 300 килоом, полная яркость лампы накаливания наступит в течение 10 секунд. Для того. Чтобы полностью разрядить конденсаторы, применяются два резистора. Разрядка производится при отключенном выключателе, а устройство готовится к новому включению.

Когда работает схема плавного включения ламп накаливания, напряжение на них составляет всего 200 вольт при стандартном напряжении в сети 220-230 вольт. Это позволяет значительно увеличить срок службы таких ламп.

Плавное включение лампы накаливания

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта . Просматривая статью о , я сразу вспомнил о давно собранной и хорошо отрекомендовавшей себя схеме плавного включения и выключения освещения, которая была опубликована в журнале Радио №10 1981г., стр.54.

В приведённой конструкции при включении свет за 1,5 – 2 секунды плавно загорается до максимума, а при выключении гаснет так же плавно (как в кинотеатре) за 1,5 – 2 минуты. Эта конструкция очень здорово подходит применительно к ночнику, бра или люстре, правда применяться в светильниках должны только лампы накаливания. Очень важно, что использование предлагаемой схемы намного увеличивает срок службы ламп накаливания, поскольку у них есть характерная особенность очень часто перегорать в момент обычного включения.

Я повторил эту схему с теми же номиналами резисторов, но вместо германиевых транзисторов и диодов использовал кремниевые.

В качестве регулирующего элемента применил тиристор VD5 PCR406J от китайской ёлочной гирлянды, поэтому размеры печатной платы получились 40х30мм, что идеально подходит к размерам коробочки от управления гирляндой.

Чтобы схема работала во всём диапазоне напряжений от 0 до 220 В применён диодный мост VD6 – VD9 , составленный из отечественных выпрямительных диодов КД105В . Диоды в развязках VD1 – VD3 я использовал КД522В , но можно использовать и импортный аналог 1N4148 . Мощность гасящего резистора R7 уменьшена до 0,5Вт, а номинал увеличен до 68 кОм , все остальные резисторы МЛТ 0,125.

Увеличение номинала гасящего резистора R7 обеспечивает ток стабилизации стабилитрона VD4 , основного нагрузочного элемента схемы, в пределах 10–15мА, что является его номинальным током стабилизации. В данном случае схема работает в нормальном режиме без какого-либо нагрева резистора R7 .

Напряжение питания после гасящего резистора соответствует напряжению стабилизации стабилитрона VD4 (можно применить стабилитроны Д814 с буквенными индексами А – Д и напряжением стабилизации 7 — 12 В). У меня применён стабистор КС210Б – двуханодный стабилитрон, при использовании которого соблюдать полярность включения не требуется, а вот при применении обычного стабилитрона соблюдать полярность очень важно, так как если ошибиться, то стабилизации напряжения не будет.

При повторении схемы ставилась задача применения транзисторов на кремниевой основе, а так же хотелось максимально уменьшить габаритные размеры печатной платы. В приведенном варианте схема завелась с пол оборота, то есть хочу отметить, что при правильном монтаже и исправности применённых радиоэлементов всё должно заработать сразу.

Настройка минимальная и заключается только в подборке номиналов конденсаторов С1 и С2 . Увеличение ёмкости конденсатора С1 приводит к увеличению времени плавного погасания ламп, а уменьшение ёмкости С2 к увеличению времени плавного зажигания ламп. В качестве нагрузки использовалась настольная лампа с мощностью лампы накаливания 40 Вт.

Собранную и проверенную в работе конструкцию прилагаю на фото, но это чисто проверочный вариант, так как при создании собственной конструкции Вам, возможно, придётся применить свою смекалку и адаптировать схему под свой светильник. Если плата упакована в коробочке от ёлочной гирлянды, то её можно расположить около выключателя или спрятать где-нибудь поблизости. Из коробки выходят четыре провода – два на новый выключатель и два к уже установленному.

При мощности нагрузки до 60 Вт предложенный тиристор и диоды себя вполне удовлетворяют, а вот для мощности от 200 Вт и более необходимо применять выпрямительный мост и тиристор, рассчитанные на бóльший ток в соответствии с мощностью светильника. В моём первом варианте нагрузкой схемы была люстра суммарной мощностью 360 Вт и применены диоды Д245 и тиристор КУ202Н, и при этом никаких радиаторов не потребовалось. Сейчас в продаже имеется много мощных диодов, а так же диодных мостов, например KBL406.

Чтобы задействовать установку для работы к уже подключённой люстре необходимо два контакта диодного моста, идущие на переменку (у диодного моста эти выводы обозначены значком «~ »), подключить к клеммам выключателя, который должен находиться в разомкнутом состоянии, а так же установить рядом дополнительный выключатель, управляющий работой схемы.

Хочу немного сказать о применяемых транзисторах. В схеме могут работать практически любые транзисторы. Из отечественных вариантов хорошо подойдут КТ502, КТ503, КТ3102, КТ3107 с любым буквенным индексом. У меня для экономии места задействованы VT1 , VT4 — КТ315 и VT3 КТ361 . Величина коэффициента усиления транзисторов не имеет особого значения, хотя транзистор VT2 КТ3107 , управляющий работой генератора импульсов, применён с немного бóльшим коэффициентом усиления h21э. Он поставлен скорее для перестраховки, но КТ502 или КТ361 то же должны работать надёжно.

В любой электрической схеме, каждый датчик или элемент осуществляет определенную работу. В данном случае, это устройства, обеспечивающие плавный запуск различных источников света. Важно понимать, что самые высокие перегрузки, лампочки испытывают во время их запуска. Так как после подачи на них напряжения, сильно изменяется температура и напряжение, которое скачет от 0 до 220 Вольт. Для того, чтобы снизить нагрузки, используют различные датчики и устройства, которые встраивают в схему.

Лампы накаливания электрические: виды

Не смотря на то, что в настоящее время достаточно популярно стало использование в различных осветительных приборах галогенных, люминесцентных и светодиодных ламп (светодиодов), огромная часть устройств работает на основе ламп накаливания. Данные источники света, подразделяют на виды по различным параметрам.

Основные параметры:

• Предназначение;
• Технические характеристики (устройство).

По назначению, лампы накаливания, можно разделить на два вида. Для работы в различных бытовых осветительных приборах, и в автомобиле. Как правило, в бытовых приборах освещения (в квартире)применяют лампы накаливания 220 В, 24 В и 12 Вольт. В авто (для фар), применяют только низковольтные источники света.

Обратите внимание! В настоящее время, лампы накаливания, являются самыми дешевыми источниками света.

К техническим характеристикам ламп, относят различные показатели. Например, Лампы подразделяют по форме колбы. Существуют Шарообразные, цилиндрические и трубчатые колбы. Колбы бывают матовыми, прозрачными и зеркальными.

Стоит отметить, что к основным техническим характеристикам ламп, относят ее мощность, которая варьируется в пределах 25 – 150 Ватт.

Рабочее напряжение лам составляет (в зависимости от вида лампы) от 12 до 230 Вольт. Лампы накаливания отличаются и видом цоколя. Например, цоколь может быть с резьбой или в виде штифта, одним или двумя контактами.

Резьбовые цоколи различают по диаметру и маркируют следующим образом: (Е 14) – диаметр цоколя 14 мм, (Е 27) и (Е40).

Медленное (плавное) включение ламп накаливания

Плавный пуск или розжиг ламп накаливания, легко сделать своими руками. Для этого существует не одна схема. В некоторых случаях, после отключения подачи напряжения, делают и плавное выключение ламп.

Основные схемы:

• Тиристорная;
• На симисторе;
• С использованием микросхем.

Тиристорная схема подключения, состоит из нескольких основных элементов. Диод, в количестве четырех штук. Диоды в данной схеме образуют диодный мост. Для обеспечения нагрузки, используют лампочки накаливания.

К плечам выпрямителя, подключается тиристор и цепочка сдвигающая. В этом случае, используют диодный мост, так как это обусловлено работой тиристора.

После того, произведен запуск, и на блок подано напряжение, электричество, проходит через нить накаливания лампы и подается на диодный мост. Далее, при помощи тиристора, емкость электролита заряжается.

После того, как достигнута необходимая величина напряжения, тиристор открывается и через него начинает проходить ток от лампы. Таким образом, происходит плавный запуск лампы накаливания.

Обратите внимание! В качестве составных элементов в различных схемах, могут использоваться отличные друг от друга детали. Такие как: mac 97 a 6, m 51957 b, av 2025 p, mc908 qy 4 pce,ba 8206 ba 4, ba 3126 n, 20 wz 51, 4n 37.

Схема с использованием симистора простая, так как симисторы является силовым ключом в схеме. Для регулировки тока управляющего электрода, используют резистор. Время срабатывания, задается при помощи нескольких элементов схемы, резистора и емкости, питающиеся от диода.

Для работы нескольких мощных ламп накаливания, используют различные микросхемы. Это достигается путем добавления в схему дополнительного силового симистора. Стоит отметить, что данные схемы работают не только с обычными лампами, но и с галогенными.

Схема плавного розжига светодиодов на полевиках

Существует огромное количество схем для плавного розжига светодиодов. Некоторые являются сложными и могут состоять из дорогостоящих деталей. Но можно собрать и простую схему, которая обеспечит корректную и долгую работу данного источника света.

Для сборки потребуется:

• Полевой транзистор – IRF 540;
• R1 – сопротивление с номиналом 10 кОм;
• R2 – сопротивление от 30 кОм до 68 кОм;
• R3 – сопротивление от 20 до 51 кОм;
• Конденсатор с емкостью 220 мкФ.

Так как сопротивление R1 (регулятор), задает ток затвора, то для данного транзистора, достаточно сопротивления в 10 кОм. За плавный пуск светодиодов, отвечает сопротивление R2, то его номинальное сопротивление необходимо подобрать в пределах от 30 до 68 кОм. Данный параметр зависит от предпочтений.

Медленное затухание светодиодов обеспечивает сопротивление R3, поэтому его номинал должен составлять от 20 до 51 кОм. Емкостные параметры конденсатора варьируются в пределах от 220 до 470 мкФ.

Обратите внимание! Предельное напряжение конденсатора должно быть не менее 16 Вольт.

К мощностным параметрам полевого транзистора относят напряжение и силу тока. Напряжение на контактах достигает 100 Вольт, а мощность до 23 Ампер.

После того, как через выключатель подано напряжение на схему, протекающий через резистор R2 ток, начинает заряжать конденсатор. Так как зарядка занимает некоторое количество времени, то в данном случае, производится плавное открытие транзистора.

При отключении подачи питания, конденсатор, плавно отдает заряд сопротивлениям, что позволяет выключать светодиоды плавно.

Плавный розжиг галогенных ламп в автомобиле

В различных авто, перегрузкам подвергаются не только механические детали, их испытывают и элементы, составляющие электрические схемы. Поэтому, для увеличения продолжительности работы оборудования, в схемы включают различные устройства, обеспечивающие плавный запуск ламп.

Основные параметры для установки блоков плавного розжига:

• Вибрация;
• Температурные и электрические перепады.

Лампы с повышенной светоотдачей, согласно устройству, очень чувствительны к незначительным перепадам напряжения в электрической схеме. Данные перепады варьируются от 10 до 13 Вольт.

Обратите внимание! Большинство галогеновых ламп выходят из строя во время запуска. Так как перепад напряжения составляет от 0 до 13 Вольт.

Лучшим решением, будет установка блока плавного розжига. Установка возможна на фары ближнего и дальнего света, Стоит отметить, что данное реле, играет роль защиты источника света.

Важно понимать, что установка одного блока на лампы, отвечающие за головной свет, не рекомендуется, так как при выходе из строя блока, работать перестанут обе лампы. Установка одного блока, возможна толк на дополнительное освещение.

Блок, выполнен в виде реле, оснащенного пятью контактами для подключения. Основными элементами блока, являются контакты реле (силовая часть) и блок управления.

Работа данного блока, осуществляется следующим образом. После того, как на тридцатый контакт подано напряжение, блок осуществляющий управление схемой, параллельно подключает ключ. Далее ключ, используя импульсы по нарастающей, начинает замыкать между собой 30 и 87 контакты.

После двух секунд работы, данные контакты полностью замыкаются, после чего управляющий блок, подает напряжение на реле. Далее, 30 и 87 контакты размыкаются, и 30 и 88 замыкаются. Если подать напряжение на дополнительный 86 контакт, то при выключении фар, галогеновые лампы будут медленно затухать.

Схема плавного включения ламп накаливания на 220 В (видео)

Теперь вы понимаете, что встраивание в различные электрические схемы дополнительных элементов не только может обеспечить их плавный запуск, но и выступить в качестве защитного механизма, который обеспечит длительную работу ламп.

Принцип работы схемы:

Управляющий «плюс» поступает через диод 1N4148 и резистор 4,7 кОм на базу транзистора КТ503. При этом транзистор открывается, и через него и резистор 68 кОм начинает заряжаться конденсатор. Напряжение на конденсаторе плавно растет, и далее через резистор 10 кОм поступает на вход полевого транзистора IRF9540. Транзистор постепенно открывается, плавно увеличивая напряжение на выходе схемы. При снятии управляющего напряжения транзистор КТ503 закрывается. Конденсатор разряжается на вход полевого транзистора IRF9540 через резистор 51 кОм. После окончания процесса разряда конденсатора схема перестает потреблять ток и переходит в режим ожидания. Потребляемый ток в этом режиме незначителен.

Схема с управляющим минусом:

Отмечена распиновка IRF9540N

Схема с управляющим плюсом:

Отмечена распиновка IRF9540N и KT503

В этот раз изготавливать схему решил методом ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Делал я это первый раз в жизни, сразу скажу, что ничего сложного нет. Для работы нам понадобится: лазерный принтер, глянцевая фотобумага (или страница глянцевого журнала) и утюг.

К О М П О Н Е Н Т Ы:

Транзистор IRF9540N
Транзистор KT503
Выпрямительный диод 1N4148
Конденсатор 25V100µF
Резисторы:
- R1: 4.7 кОм 0.25 Вт
- R2: 68 кОм 0.25 Вт
- R3: 51 кОм 0.25 Вт
- R4: 10 кОм 0.25 Вт
Односторонний стеклотекстолит и хлорное железо
Клеммники винтовые, 2-х и 3-х контактные, 5 мм

При необходимости, изменить время розжига и затухания светодиодов можно подбором номинала сопротивления R2, а также подбором ёмкости конденсатора.

Р А Б О Т А:
?????????????????????????????????????????
?1? В этой записи подробно покажу, как изготавливать плату с управляющим плюсом. Плата с управляющим минусом делается аналогично, даже чуть проще из-за меньшего количества элементов. Отмечаем на текстолите границы будущей платы. Края делаем чуть больше, чем рисунок дорожек, а затем вырезаем. Существует много способов резки текстолита: ножовкой по металлу, ножницами по металлу, с помощью гравера и так далее.

Я с помощью канцелярского ножа сделал бороздки по намеченным линиям, далее выпилил ножовкой и обточил края напильником. Также пробовал использовать ножницы по металлу – оказалось гораздо проще, удобнее и без пыли.

Далее прошкуриваем заготовку под водой наждачной бумагой с зернистостью P800-1000. Затем сушим и обезжириваем поверхность платы 646 растворителем с помощью безворсовой салфетки. После этого нельзя руками прикасаться к поверхности платы.

2? Далее с помощью программы SprintLayot открываем и печатаем на лазерном принтере схему. Печатать необходимо только слой с дорожками без обозначений. Для этого в программе при печати слева вверху в разделе “слои” снимаем ненужные галочки. Также при печати в настройках принтера выставляем высокую четкость и максимальное качество изображения. Программу и чуть доработанные мной схемы залил для Вас на Яндекс.Диск.

С помощью малярного скотча приклеиваем на обычный лист А4 страницу глянцевого журнала/глянцевую фотобумагу (если их размеры меньше А4) и печатаем на ней нашу схему.

Я пробовал использовать кальку, страницы глянцевого журнала и фотобумагу. Удобнее всего, конечно, работать с фотобумагой, но в отсутствии последней и страницы журнала вполне сгодятся. Калькой же пользоваться не советую – рисунок на плате очень плохо пропечатался и получится нечётким.

3? Теперь прогреваем текстолит и прикладываем нашу распечатку. Затем утюгом с хорошим прижимом проутюживаем плату в течение нескольких минут.

Теперь даем плате полностью остыть, после чего опускаем в ёмкость с холодной водой на несколько минут и аккуратно избавляемся от бумаги на плате. Если целиком не отдирается, то скатываем потихоньку пальцами.

Затем проверяем качество пропечатанных дорожек, и плохие места подкрашиваем тонким перманентным маркером.

4? С помощью двустороннего скотча приклеиваем плату на кусочек пенопласта и помещаем в раствор хлорного железа на несколько минут. Время вытравливания зависит от многих параметров, поэтому периодически достаем и проверяем нашу плату. Хлорное железо используем безводное, разводим в теплой воде согласно пропорциям, указанным на упаковке. Чтобы ускорить процесс травления можно периодически покачивать ёмкость с раствором.

После того, как ненужная медь стравилась – отмываем плату в воде. Затем с помощью растворителя или наждачки счищаем тонер с дорожек.

5? Затем необходимо просверлить дырочки для монтажа элементов платы. Для этого я использовал бормашинку (гравер) и сверла диаметром 0.6 мм и 0.8 мм (из-за разной толщины ножек элементов).

6? Далее нужно облудить плату. Есть множество различных способов, я решил воспользоваться одним из самых простых и доступных. С помощью кисточки смазываем плату флюсом (например ЛТИ-120) и паяльником лудим дорожки. Главное не держать жало паяльника на одном месте, иначе возможен отрыв дорожек при перегреве. Берем на жало больше припоя и ведем им вдоль дорожки.

7? Теперь напаиваем необходимые элементы согласно схеме. Для удобства в SprintLayot распечатал на простой бумаге схему с обозначениями и при пайке сверял правильность расположения элементов.

8? После пайки очень важно полностью смыть флюс, в противном случае могут быть коротыши между проводниками (зависит от применяемого флюса). Сначала рекомендую тщательно протереть плату 646 растворителем, а потом хорошо промыть щеткой с мылом и высушить.

После сушки подключаем «постоянный плюс» и «минус» платы к питанию («управляющий плюс» не трогаем), затем вместо светодиодной ленты подсоединяем мультиметр и проверяем, нет ли напряжения. Если хоть какое-то напряжение все-таки присутствует, значит где-то коротит, возможно плохо смыли флюс.

Ф О Т О Г Р А Ф И И:

При конструировании блоков питания усилителей часто возникают проблемы, никак не связанные с самим усилителем, или являющиеся следствием применённой элементной базы. Так в блоках питания транзисторных усилителей большой мощности часто возникает проблема реализовать плавное включение блока питания, то есть обеспечить медленный заряд электролитических конденсаторов в сглаживающем фильтре, которые могут иметь весьма значительную ёмкость и, без принятия соответствующих мер, в моменты включения просто выведут из строя диоды выпрямителя.

В блоках питания ламповых усилителей любой мощности необходимо обеспечить задержку подачи высокого анодного напряжения до прогрева ламп, чтобы избежать преждевременного обеднения катода и как следствие существенного сокращения ресурса лампы. Конечно, при использовании кенотронного выпрямителя эта проблема решается сама собой. Но в случае использования обычного мостового выпрямителя с LC-фильтром, без дополнительного устройства не обойтись.

Обе вышеизложенные проблемы позволяет решить простое устройство, которое может быть легко встроено как в транзисторный, так и в ламповый усилитель.

Схема устройства.

Принципиальная схема устройства плавного включения представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора ТР1 выпрямляется диодным мостом Br1 и стабилизируется интегральным стабилизатором VR1. Резистор R1 обеспечивает плавный заряд конденсатора C3. Когда напряжение на нём достигнет пороговой величины, откроется транзистор Т1, в результате чего сработает реле Rel1. Резистор R2 обеспечивает разряд конденсатора C3 при выключении устройства.

Варианты включения.

Контактная группа реле Rel1 подключается в зависимости от типа усилителя и организации блока питания.

Для примера, чтобы обеспечить плавный заряд конденсаторов в блоке питания транзисторного усилителя мощности , представленное устройство можно использовать для шунтирования балластного резистора после заряда конденсаторов, чтобы исключить потери мощности на нём. Возможный вариант включения показан на схеме:

Номиналы предохранителя и балластного резистора не указаны, так как выбираются, исходя из мощности усилителя и ёмкости конденсаторов сглаживающего фильтра.

В ламповом усилителе представленное устройство поможет организовать задержку подачи высокого анодного напряжения до прогрева ламп, что позволяет существенно продлить их ресурс работы. Возможный вариант включения представлен на рисунке:

Схема задержки здесь включается одновременно с накальным трансформатором. После прогрева ламп включится реле Rel1, в результате чего сетевое напряжение будет подано на анодный трансформатор.

Если в вашем усилителе используется один трансформатор и для питания цепей накала ламп, и для анодного напряжения, тогда контактную группу реле следует перенести в цепь вторичной обмотки анодного напряжения .

Элементы схемы задержки включения (плавного пуска):

• Предохранитель: 220В 100мА,
• Трансформатор: любой маломощный с выходным напряжением 12-14В,
• Диодный мост: любой малогабаритный с параметрами 35В/1А и выше,
• Конденсаторы: С1 — 1000мкФ 35В, С2 — 100нФ 63В, С3 — 100мкФ 25В,
• Резисторы: R1 — 220кОм, R2- 120 кОм,
• Транзистор: IRF510,
• Интегральный стабилизатор: 7809, LM7809, L7809, MC7809 (7812),
• Реле: с рабочим напряжением обмотки 9В (12В для 7812) и контактной группой соответствующей мощности.

Из-за малого тока потребления микросхему стабилизатора и полевой транзистор можно монтировать без радиаторов.

Однако у кого-то может возникнуть идея отказаться от лишнего, пусть и малогабаритного, трансформатора и запитать схему задержки от напряжения накала. Учитывая, что стандартное значение напряжения накала ~6.3В, придётся заменить стабилизатор L7809 на L7805 и применить реле с рабочим напряжением обмотки 5В. Такие реле обычно потребляют значительный ток, в этом случае микросхему и транзистор придётся снабдить небольшими радиаторами.

При использовании реле с обмоткой на 12В (как-то чаще встречаются) микросхему интегрального стабилизатора следует заменить на 7812 (L7812, LM7812, MC7812).

С указанными на схеме номиналами резистора R1 и конденсатора С3 время задержки включения составляет порядка 20 секунд . Для увеличения временного интервала необходимо увеличить ёмкость конденсатора С3.

Статья подготовлена по материалам журнала «АудиоИкспресс»

Вольный перевод Главного редактора «РадиоГазеты».