Плавное включение ламп накаливания

Эта схема- очередное продолжение разговора Как продлить жизнь лампы накаливания Как известно: основная причина перегорания лампы накаливания это тот факт что сопротивление холодной спирали очень низкое и при включении происходит существенный бросок тока.

чтобы лампа накаливания включалась медленноплавное включение лампы накаливания

Схема плавного включения лампы накаливания

 Опробовал множество конструкций устройств плавного включения осветительных ламп накаливания. Одни не устроили меня слишком большими размерами и числом деталей, другие требовали обязательного присоединения к обоим сетевым проводам, что при существующей в квартире электропроводке не совсем удобно. Поэтому я решил самостоятельно разработать простое малогабаритное устройство, которое можно включить в разрыв любого из идущих к осветительным лампам проводов и разместить в установочной коробке стандартного выключателя либо в колпаке люстры. Его схема и изображена на рисунке.

Здесь SA1 — уже имеющийся выключатель, управляющий лампой накаливания EL1. Далее мы будем гово¬рить об одной лампе, не забывая о том, что их может быть и несколько, соединенных параллельно

Важно, чтобы суммарный ток ламп не превышал допустимого для симистора VS1, который, как показано на схеме, включают в разрыв провода, соединяющего лампу с выключателем.Поскольку в момент замыкания контактов выключателя SA1 конденсатор С2 разряжен и напряжение на нем нулевое, близко к нулю и напряжение, приложенное к симметричному динистору VS2. и он закрыт

Закрыт и симистор VS1.В результате зарядки конденсатора С2 напряжение, приложенное к динистору VS2, постепенно увеличивается, и он начинает открываться и открывать симистор VS1 в каждом полупериоде сетевого напряжения на все большее время Яркость свечения лампы постепенно растет. Чтобы замедлить этот процесс, параллельно конденсатору С2 подключен интегратор на транзисторе VT 1, охваченном обратной связью через конденсатор СЗ и резистор R5.При указанных на схеме номиналах элементов яркость лампы достигает максимума через 10 с после замыкания контактов выключателя SA1. Это значение можно изменить, подбирая резистор R5. Резисторы R2 и R3 нужны для разрядки конденсаторов, параллельно которым они подключены, после выключения лампы, что подготавливает устройство к новому включению.Установившееся значение напряжения на лампе около 200 В при напряжении в сети 230 В. Это немного снижает ее яркость, но значительно увеличивает срок службы.

Монтаж по схеме блока защиты лампы накаливания

В чем заключается сложность таких работ? Как сделать плавное включение света?

Подключение устройства в цепь:

1. Вход УПВЛ подключают от фазы до светильника, он выполняет функцию посредника между проводом, подключающим осветительный прибор.
2. Выход от него соединяют с другим концом провода, ведущего к лампе.
3. Контроль работоспособности и правильной настройки устройства заключается в проверке светильника в начале пуска. В течение примерно 3-5 секунд видно, как яркое освещение становится более тусклым — это говорит о правильной работе защитного блока.

4. При выполнении работ по монтажу необходимо строго соблюдать правила безопасности при эксплуатации и ремонте электрооборудования, а также подобрать мощность прибора, которой будет достаточно для подключения выбранного количества приборов и оборудования.

Способы реализации плавного включения

Прежде чем определиться со способами реализации плавного запуска, необходимо выяснить, как работают УВПЛ. Принцип действия приборов этого типа основывается на способности сначала понижать, а затем постепенно повышать напряжение до оптимальной величины. Устройство подключается в разрыв провода между лампой (светильником) и выключателем.

При подаче напряжения его величина повышается за счет схем плавного запуска. Они могут быть собраны на транзисторах, симисторах или тиристорах по схемам ФИР (фазоимпульсный регулятор). Скорость повышения напряжения может варьироваться в пределах нескольких секунд: многое зависит от того, по какой схеме был собран прибор. Мощность нагрузки чаще всего не превышает 1400 Вт.

Блок питания

Блок защиты выступает в роли устройства, обеспечивающего плавное включение. Применение приспособления одновременно с лампой позволяет постепенно понизить напряжение, поступающее к осветительному прибору. Вольфрамовая нить в этом случае не испытывает большой нагрузки, что позволяет продлить ее срок эксплуатации.

По мере того, как электрический ток проходит сквозь блок, напряжение падает (с 220 В до 170 В). Скорость варьируется в пределах 2-4 секунд. Использование блока защиты по назначению приводит к снижению потока света на 50-60%. Устройства Uniel Upb-200W-BL выдерживают до 220 В, поэтому необходимо подключать к ним лампочки такой же мощности.

Устройство можно устанавливать рядом с выключателями или приборами освещения.

Устройство плавного включения

Механизм действия устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) такой же, как и у защитных блоков. Прибор имеет весомое преимущество – небольшой размер, поэтому его можно устанавливать в подрозетник (за выключатель), внутри распределительной коробки и потолочной лампы (под колпак). Подключение УПВЛ должно осуществляться последовательно, начиная с соединения прибора к фазному проводнику.

Диммирование

Диммеры обладают способностью регулировать электрический ток, поэтому эти приборы часто устанавливают в жилых помещениях. Устройства меняют яркость света, который дают галогеновые, светодиодные или лампы накаливания.

Реостат или переменный резистор считают простейшим диммером. Прибор был изобретен в 1847 году Кристианом Поггендорфом. С его помощью можно регулировать силу электрического тока и напряжение. Устройство состоит из нескольких деталей:

• проводник;
• регулятор сопротивления.

Сопротивление меняется плавно. Чтобы уменьшить яркость света, напряжение снижают. В этом случае величины, обозначающие силу тока и сопротивление, будут высокими, что спровоцирует перегрев осветительного прибора.

К диммерам относят также автотрансформаторы. У этих приборов коэффициент полезного действия достаточно высок. Напряжение подается неискаженным, частота оптимальная – не более 50 Гц. Существенный минус автотрансформатора – большой вес. Чтобы управлять ими, человек должен приложить максимум усилий.

Электронный вариант – наиболее простой и доступный прибор, с помощью которого можно контролировать силу тока. Основная деталь компактного устройства – переключатель (ключ), которым управляют тиристорными, симисторными и транзисторными полупроводниками.

Выделяют несколько способов регулирования диммера:

• по переднему фронту;
• по заднему фронту.

Подающееся на лампы накаливания напряжение можно регулировать обоими способами.

Схема 2 плавного включения ламп накаливания с эффектом регулирования

Вторая схема имеет возможность регулировки поступающего напряжения на лампу накаливания. В принципе эта также первая схема за исключением того, что в ней применен переменный резистор вместо постоянного. Принцип работы схемы тот же что и в предыдущей схеме.

Схема 2 Плавное регулируемое включение лампы накаливания

Напряжение регулируется в пределах примерно от 120 до 220 вольт. Многие из собиравших жаловались на маленький диапазон регулирования.

Применение радиоэлементов в схеме плавного регулирования света

В схемах возможно применение как отдельных диодов так и сборок диодных мостиков с пропускным током не менее 3 А. Вместо тиристора Т122-25-5-4, возможно применение тиристора Т122-20-11-6 или серии КУ202 с индексом К,Л и М. В схемах возможно применение конденсатора электролитического или для переменного тока. В случае применения электролитического конденсатора полярность установки производится согласно второй схеме. Рабочее напряжение конденсатора не менее 300 вольт. Применяемые резисторы мощностью не менее 0,25 Вт.

Плавное включение ламп накаливания: обзор видов

Не смотря на широкое распространение компактных люминесцентных ламп существуют помещения, в которых целесообразно применять лампы накаливания. К таким помещениям относятся, прихожие, коридоры, сан узлы, кладовые, где необходимо часто включать и выключать свет. К разновидности ламп накаливания относятся галогенные лампы, которые последнее время нашли широкое применение в современных светильниках. Предложенное устройство постепенно, в течении некоторого времени увеличивает напряжение приложенное к лампе, тем увеличивается ее строк службы.

Несмотря на популяризацию светодиодных ламп, их предшественники с нитью накала по-прежнему продолжают освещать миллионы домов, во многом благодаря более низкой розничной цене.

Готовые решения

Существует масса УПВЛ от российских и зарубежных брендов, которые дают возможность реализовать плавное включение света. Стоимость таких устройств напрямую зависит от их функциональности. Одни модели взаимодействуют исключительно с лампами накаливания, другие дополнительно взаимодействуют с галогенными лампочками. Даже бюджетные модели способны долгое время переносить нагрузку до 300 Вт.

Постепенное включение лампочки можно реализовать также посредством фазового регулятора. Его конструкция схожа с УПВЛ, но система управления сложнее и регулятор способен выдерживать большую нагрузку. Размеры устройства устанавливаются габаритами радиатора, который отводит тепло от силового компонента схемы.

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 освитителей 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.

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

Самоделка на транзисторах

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.

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.

Тиристорный регулятор напряжения.

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.

Схема УПВЛ с применением симистора.

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.

Схема и к ней печатная плата.

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 12 В.

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.

Доработки и тюнинг ВАЗ 2110, ВАЗ 2111, ВАЗ 2112.

Схема.

Предлагаемая схема пуска подает напряжение на лампу с плавным нарастанием в течении 2-3 секунд. Это намного уменьшает вероятность перегорания лампы из-за броска тока через холодную нить. Срок службы галогенных ламп и обычных ламп накаливания, благодаря этой схеме запуска, увеличивается в несколько раз.
В эту схему так же введена задержка выключения нагрузки, обеспечивающая плавное уменьшение яркости свечения до полного погасания в течении 8-12 секунд. То есть при выключении схемы выключателем SA1, яркость свечения ламп начинает плавно убывать до нуля за 8-12 секунд.
Достоинством схемы является ещё и то, что она подсоединяется вместо штатного выключателя или пакетника, нет дефицитных деталей, и для управления лампой (лампами), можно использовать низкоточные малогабаритные выключатели.
Идея собрать такую схему пуска возникла у меня тогда, когда мне надоело довольно часто менять перегоревшие галогенные лампы в люстре. Люстра была рассчитана на шесть маленьких галогенных ламп по 50 Вт каждая.
Копаясь в литературе, наткнулся на статью в ВРЛ про сенсорный выключатель на тиратронах МТХ-90.
Схему решил упростить, в результате чего получилась простая схема, которую Вам и предлагаю.

По прошествии времени, я уже и не помню, когда последний раз менял лампу в люстре. Ещё после выключения света, яркость в люстре убывает постепенно в течении 10-12 сек. Свет выключается плавно, как в театре, что тоже довольно приятно.

Как это работает

Если лампа накаливания подключена напрямую к источнику тока, то когда возникает подача электроэнергии, это может привести к тому, что лампа перегорает. Чтобы не происходило таких резких скачков тока, устанавливают блок питания. На фото показан принцип как работает устройство плавного включения ламп.

Но осталось выяснить, как же работает плавное включение ламп? На самом деле очень просто. Спираль быстро достигает приемлемой температуры, и сила тока постепенно растет до нужной отметки. С этим устройством лампа будет светить еще много лет.

Единственный недостаток который возникает при использовании блока питания, это то, что яркость лампочки, будет намного меньше. Поэтому, если выставить отметку 176 В, то свет будет гореть на 2/3, от потенциальной мощности. Но по этой же причине лучше всего применять более мощные лампы.

На сегодняшний день, в специальных магазинах есть блоки плавной подачи электроэнергии. Они бывают разные по своим техническим особенностям. Из этого следует, что перед покупкой такого устройства, лучше проверить насколько оно приспособлено к резкой подачи тока.

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:

1. качество контакта между патроном и цоколем, когда есть подгорания, возрастает риск короткого замыкания;
2. частое включение/выключение, такой режим эксплуатации не предусмотрен;
3. нестабильное напряжение, установлено, что изменение напряжения на 1% снижает срок службы спирали накаливания в 7–8 раз;
4. старые провода, изоляция со временем начинает осыпаться, снижается плотность соединения проводников;
5. вибрация, высокая влажность окружающей среды.

Чем хорошо плавное включение ламп?

Плавный пуск ламп накаливания в 220 В или 24-вольтового светильника повышает срок эксплуатации спирали, находящейся внутри герметично запаянной колбы из стекла. Чаще всего причиной перегорания становятся:

• перепады напряжения;
• вибрации, повреждения и скачки температуры в помещении;
• высокая частота выключений и включений света.

В выключенном состоянии вольфрамовая спираль внутри лампы остается холодной, поэтому сопротивление понижено более чем в 10 раз. После включения по ней проходит ток и лампа начинает освещать помещение. Плавный пуск также смягчает агрессивное воздействие носителей электрического заряда (квазичастиц) на вольфрамовую нить.

Собственноручное изготовление УПВЛ

Устройства, с помощью которых можно запустить плавное включение, можно изготовить самостоятельно. Для тиристорной схемы в цепь выпрямительного моста включена лампа. Она выполняет роль ограничителя. В плечи выпрямителя сдвигающая цепочка и сам тиристор. Установка диодного моста обязательна.

После того как напряжение было подано на схему, ток, проходя через вольфрамовую спираль и выпрямительный мост, попадает в резистор. Емкость электролита начинает нагреваться. Тиристор открывается и пропускает через себя ток. Вольфрамовая нить плавно нагревается, время нагрева зависит от резистора и конденсатора.

Схема на основе симистора

В схеме плавного включения осветительных приборов симистор выступают в роли силового ключа. Дроссель как основная деталь представляет собой катушку из медных проводков, на сердечник которой намотан магнитопровод. Сила тока в обмотках нарастает постепенно, магнитное поле не способно быстро изменить направление. Симистор (симметричный тиристор) объединяет под корпусом 2 стабилизатора.

В роли ограничителя тока выступает резистор, передающий напряжение на электрический электрод. Цепочка, задающая время, подключена к резистору и емкости электролита. В сравнении с тиристорным прибором симистор имеет несколько недостатков: при работе с индуктивной нагрузкой выбросы напряжения критичны.

Приборы способны быстро переключаться. Надежность устройствам обеспечивает отсутствие механических деталей и контактов. Чтобы увеличить габариты, симистор необходимо соединить с радиатором, чтобы минимизировать степень нагрева электронных ключей. Вентиляторы можно оборудовать дополнительно, они способствуют быстрому охлаждению электронных деталей.

На основе микросхемы

Микросхемы, позволяющие осуществить плавный запуск, были специально разработаны для более быстрого построения регуляторов фазы. Конструкция небольшого размера способна контролировать напряжение, поступающее в лампу (до 150 В). Чтобы увеличить силу тока при наличии нескольких осветительных приборов в одном помещении, к микросхеме подсоединяют симистор.

Приборы можно использовать при плавном запуске не только ламп накаливания, но и галогеновых лампочек. Чтобы продлить срок эксплуатации электроприбора, в них можно установить аналогичные по механизму действия детали.

Внутри большинства микросхем присутствуют детали, отвечающие за усиление сигнала. Нагрузка полностью отключается на нуле. Управляющая цепь замыкается под воздействием конденсатора, который заряжается достаточно быстро. Это позволяет сформировать плавный разгон. Чтобы иметь возможность быстро отключить подачу электроэнергии, целесообразно установить аварийный выключатель.

Симисторная схема

Симисторная схема одержит меньше деталей, благодаря использованию симистора VS1 в качестве силового ключа. Элемент L1 дроссель 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.

Готовые решения

Приборы, предназначенные для освещения помещений и контроля за подачей напряжения, можно приобрести в специализированном магазине. Стоимость устройств варьируется в зависимости от марки и точек реализации. Популярные модели:

1. NP-EI-200 (94437). Защитный блок, позволяющий контролировать силу тока. Возможна совместная эксплуатация прибора с галогеновыми лампочками или лампами накаливания. При правильном подключении блок предохраняет осветительное приспособление от перегорания. Процесс износа нитей из вольфрама притормаживается.
2. KIT BM1043. Прибор необходимо соединить с проводом, идущим от лампы. Со светодиодными лампами не работает. Габариты устройства стандартные, поэтому его можно вмонтировать в подрозетник выключателя.
3. ARLT_018052. Компактный диммер обеспечивает плавный запуск галогеновых ламп. Светорегулятор помогает контролировать подачу электричества, при необходимости регулируя мощность светового потока.

При покупке важно обратить внимание на технические характеристики прибора. Устройства могут разниться по способу управления и комплектующим деталям. В продаже имеются сенсорные модели

Они просты в эксплуатации, но стоят дороже

В продаже имеются сенсорные модели. Они просты в эксплуатации, но стоят дороже.