Плавное включение ламп накаливания. Для чего нужно, схема подключения

Плавное включение продлевает жизнь лампочке, если кратко. Постараюсь кратко объяснить для чего нужно плавное включение. Лампы накаливания по востребованности лидируют на нашем рынке до сих пор.

Основном так происходит из-за низкой цены, но у них есть существенный недостаток — годность, которая держится совсем недолго по сравнению с другими лампочками. Причина тому — быстрое разрушение нити накала во время включения.

Когда происходит включение, ток с определенной интенсивностью поступает на нить накаливания, когда это происходит слишком резко, что невозможно контролировать только нажатием пальца, нить не выдерживает и разрывается. В результате лапочка оказывается нерабочей.

Несколько слов об устройствах для плавного включения

Существуют различные устройства плавного включения ламп (УПВЛ), которые можно купить и установить, не мучаясь. Но сейчас их все чаще применяют для других целей, например для дополнительного освещения автомобиля.

Такое устройство ламп накаливания просто монтируется, для этого понадобятся всего лишь выход устройства 12В и вход на 12В. Использование менее 12В не рекомендуется. Однако купить специально такое устройство для плавного включения ламп только чтобы продлить их срок службы — оказать медвежью услугу самому себе. Здесь разумнее всего обратиться к специально разработанным схемам.

Схема включения.

В наше время придуманы и разработаны специальные схемы, обеспечивающие постепенный ход тока к нити накаливания. Такая схема для плавного включения ламп накаливания осуществляет постепенную подачу напряжения на спираль, растягивая его время на несколько секунд.

Эти устройства помогают продлить срок службы лампочки несколько раз и увеличивают заявленные 1000 еще на несколько тысяч. Новоразработанные методы оптимизации доступны даже для самостоятельной сборки, не требуют какой-то специальной наладки и состоят из небольшого количества деталей.

В этой статье попытаемся рассмотреть, каким образом можно самостоятельно осуществить плавное включение ламп накаливания к сети.

Пошаговый алгоритм одной из схем.

Она работает по определенному принципу.

При замыкании выключателя SA1, после чего открывается диод VD1. Вследствие этого лампа начинает гореть в полнакала, поскольку электричество через нее проходит лишь в процессе одного из полупериодов напряжения в сети.
Далее конденсатор С1 в процессе второго полупериода заряжается через VD2 и также резистор R1.
В тот момент, когда напряжение на конденсаторе доходит до величины, достаточной для срабатывания тиристора VS1, тот раскрывается, и с этого момента лампа начинает выдавать свою максимальную яркость.

Эту схему можно использовать во многих видах техники, приходящей в рабочее состояние посредством электрического тока (например, нагревателей). При этом его ни в коем случае не употребляют для запуска электродвигателей или трансформаторов — то есть приборов, имеющих нагрузки индуктивного характера.

Детали для сборки схемы.

Диод VD1 — подойдет любой выпрямительный, способный выдержать обратное максимальное напряжение не менее чем 350 В, а также средний прямой ток на 250 мА (указано для лампы в 100 Вт). При использование лампы с большей мощностью разумно выбрать диод, имеющий большее допустимое значение прямого тока.
Необходимо проследить, чтобы параметры тиристора VS1 являлись сходными. Также в схеме допустимо использование тиристоров КУ201К, Л. Тогда диод VD2 нужно учитывать на мощность тока не менее чем в 350 В и средний ток, мощностью не менее 20 мА.
Конденсатор С1 подойдет любой из электролитических, таких как К50-3 — К50-6. Резистор R1 — будет уместен двухваттный, к примеру МЛТ-2. Также возможно употреблять резисторы малой мощности, но тогда их должно быть несколько и они должны быть соединены параллельно или последовательно.

Читайте так же:

Где обучают на автоэлектрика

Тиристорные устройства.

В радио- и техлитературе много раз описывались схемы тиристорные устройств, позволяющие сделать включение лампы плавным. Но в них встречаются несколько существенных недостатков, и их достаточно дабы не рекомендовать их использование:

эти устройства при подключении создают серьезные помехи в сети, в результате чего постепенное включение ламп накаливания будет достигнуто, но зато пострадает вся остальная сеть
при их применении интенсивность свечения лампы получается недостаточной, мерцание ламп делается заметно, что быстро утомляет глаза всех, кто находится в помещении, освещенном лампами накаливания, а это вредно для сетчатки

Перечисленные недочеты возникают вследствие того, что тиристорная схема включения управляющий электрод тиристора включает поочередно с лампой. Чтобы произошло открывание тиристора, в цепи его управляющего электрода нужно подавать достаточно сильное напряжение.

Иначе говоря, электричество просто «отбирается» от самой лампы. Более того, данная схема включения и тиристор коммутируется с задержкой, а не когда сетевое напряжение проходит через ноль. Это и ведет к возникновению электропомех и миганию лампы.

Впрочем, все эти недочеты возможно устранить. Для этого необходимо перейти к схеме двухполюсника от двухполюсника. Опыт говорит о том, что четырехполюсник вставить в имеющуюся электросеть ненамного сложнее, чем двухполюсник. Существует ряд устройств данного типа, которые за пару лет эксплуатирования ни разу не сломались.

Лампа накаливания на схеме

Распространённые осветительные лампы по потреблению электроэнергии занимают одно из первых мест среди других бытовых приборов. Даже в небольшой квартире обычно используется более десятка лампочек. Для того чтобы снизить расход электроэнергии, затрачиваемой на освещение, можно сделать несложное устройство автоматики.

Устройство, схема которого приводится на рисунке, включает свет в помещении,если уровень акустического шума превысил заданное значение, и плавно гасит лампы спустя несколько минут после восстановления тишины. Это реле предназначено для работы с осветительными лампами накаливания общей мощностью до 1000 Вт.

Благодаря применению интегральных микросхем, конструкция отличается относительной простотой, высокой надежностью, доступностью элементной базы, устойчивостью как к импульсным сетевым помехам, так и к коротким звуковым. Лёгкая повторяемость и минимум настройки позволяют взяться за сборку этого реле даже радиолюбителям с небольшим опытом изготовления подобных устройств. Акустическое реле имеет высокую чувствительность, уровень которой можно легко регулировать. После включения питания на нагрузку подается не менее 98 % мощности.

Читайте так же:

Грунтозацепы для мотокультиватора своими руками

Основу предлагаемого акустического выключателя составляют две микросхемы. Первая, DA1, представляет собой микромощный программируемый малошумящий усилитель. Вторая, DA2 — специализированный фазовый регулятор мощности в корпусе Power-DIP12+4, требующий небольшого количества навесных компонентов.

Устройство представляет собой двухполюсник. Сразу же после подачи напряжения питания, лампа накаливания EL1 находится в выключенном состоянии. От внутреннего источника стабильного тока микросхемы DA2 начинает заряжаться конденсатор С10. Процесс его зарядки до напряжения 1,5 В длится около двух секунд, за это время лампа плавно зажигается, после чего продолжает светить с максимальной мощностью.

Конденсаторы С11, С12 предназначены для задержки включения транзисторных аналогов тринисторов на каждой полуволне сетевого напряжения. По сравнению с типовой схемой включения микросхемы типа КР1182ПМ1, ёмкость этих конденсаторов уменьшена вдвое, что необходимо для более раннего открывания двух транзисторных аналогов силовых тринисторов, входящих в состав этой микросхемы.

Резистор R14 нужен для разрядки конденсатора С10 после отключения питания, что при последующем включении, не менее чем через 15 секунд, снова обеспечит плавное зажигание лампы накаливания, таким образом, предохраняя её от перегорания в момент включения.

Обе микросхемы и управляющий узел на полевых транзисторах получают питание от простейшего параметрического стабилизатора напряжения, построенного на микромощном стабилитроне VD3 и элементах С9, VD5, HL1, R15. Цепь из элементов VD4, R16 компенсирует влияние цепи VD5, R15 на узлы микросхемы DA2. Процесс зарядки конденсаторов С1, С5, С9 после подачи напряжения питания длится около 10 с, после чего акустическое реле полностью готово к нормальному функционированию.

При включении лампы, через высокоомные резисторы R9. R11 начинает заряжаться плёночный конденсатор С7. При указанных на схеме номиналах R9. R11 и С7 зарядка этого конденсатора до напряжения 4. 5 В длится около 90 с при условии, что на микрофон не оказывается существенного акустического воздействия.

Схема и устройство плавного включения ламп накаливания

Лампы накаливания и галогенные источники света широко распространены в жилых и офисных помещениях. Из-за воздействия разных факторов лампочки выходят из строя. К неисправности могут привести скачки напряжения, слишком частые включения и выключения.

Даже лампочка, защищенная понижающим трансформатором, не защищена от перегорания. Однако существует способ, с помощью которого добиваются продления срока службы источника света — плавное включение ламп накаливания. Чтобы добиться такого эффекта, используются специальные электронные устройства, которые обеспечивают постепенный нагрев нити накала и тем самым экономят рабочий ресурс лампочки.

Принцип работы

Блок питания

Чтобы нить накаливания изнашивалась медленнее, нужно сгладить перепад напряжения. Иными словами, нужно добиться более плавного включения и отключения лампочки. Добиваются этого путем оптимизации соотношения температуры спирали и напряжения с помощью специального блока питания.

При уровне питания в 180 В происходит сокращение светового потока на 2/3. Однако, если подключить более мощных потребителей, можно добиться необходимого уровня освещения и плавного запуска лампочки накаливания. Дополнительный бонус к увеличению срока службы источника света — экономия электроэнергии.

При покупке блока для медленного включения следует выяснить у продавца степень устойчивости прибора к перепадам напряжения. Надежный блок имеет запас, превышающий 25%. Если данный показатель выше — это указывает на еще большую эффективность блока.

Устройство плавного включения

Принцип работы данного устройства такой же, как и блока питания. Однако прибор для плавного включения меньше по размерам, что позволяет разместить его даже под плафоном потолочного светильника, в подрозетнике или соединительной коробке.

Читайте так же:

Как снять болт с сорванной головкой

Подключение устройства плавного включения осуществляется последовательно — на фазу. Напряжение на лампочку составляет 12В или 24В. Последовательное включение задействуется в схеме до понижающего трансформатора.

Диммирование

Диммер представляет собой электронный многофункциональный переключатель. Устройство используется для изменения электрической мощности. С помощью диммера регулируют яркость света. Данный прибор устанавливается в схему включения лампочки и управляется в ручном режиме или автоматически. В цепи диммеры заменяют штатные переключатели. В сложных схемах диммеры размещают на вводе напряжения в жилище.

Наиболее простые диммеры оснащены поворотным регулирующим механизмом. В таком устройстве регулируется подача напряжения от нуля до максимума. Выпускаются приборы и с дистанционным или звуковым управлением, а также сенсорные и программируемые модели.

Самостоятельное изготовление включателя

Все описанные ниже схемы реализуются своими руками при наличии базовых познаний в электротехнике.

Тиристорная схема

Для реализации схемы понадобятся несложные компоненты, многие из которых можно найти в кладовке дома или в старом оборудовании.

В цепочке выпрямительного моста VD1, VD2, VD3, VD4 находится лампочка накаливания EL1. Она выполняет задачи нагрузки и ограничителя. В области плеча выпрямителя расположен тиристор VS1, а также сдвигающая цепь R1, R2, C1. Необходимость установки диодного моста вызвана особенностями функционирования тиристора.

Как только напряжение поступило на схему, ток направляется через нить накала к выпрямительному мосту. После этого через резистор выполняется подзарядка электролитной емкости. Когда напряжение доходит до момента открывания тиристора, данное устройство открывается. Далее через тиристор протекает ток лампы накаливания. В результате достигается цель — медленный разогрев вольфрамовой спирали. Скорость разогрева устанавливается емкостью конденсатора и резистора.

Симисторная схема

Для симисторной схемы понадобится меньшее количество деталей, так как в виде силового ключа применяется симистор VS1.

L1 выступает в качестве дросселя, гасящего помехи, появляющиеся в процессе открывания силового ключа. Этот элемент необязателен, и необязателен в цепи. Резистор R1 ограничивает ток, поступающий на управляющий электрод VS1.

Необходимая для установки времени цепь работает на резисторе R2 и емкости C1. Оба элемента получают питание по диоду VD1. Схема работы такая же, как и описанная ранее: при зарядке конденсатора до предела напряжения, приводящего к открыванию симистора, он раскрывается, и по нему течет ток.

На фотографии внизу показан симисторный регулятор. Помимо регулировки нагрузочной мощности он осуществляет медленную подачу тока на лампочку накаливания при ее включении.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1 создана для изготовления разнообразных регуляторов фазы. С помощью микросхемы контролируется напряжение на лампах накаливания, мощность которых может достигать 150 Вт. Если необходимо управление более существенной нагрузкой или большим числом светильников, понадобится силовой симистор. Включение в цепь этого элемента показано на рисунке внизу.

Применение подобных устройств медленного включения возможно не только для лампочек накаливания, но и для галогенных светильников на 220 В. Такие же точно устройства ставятся в электроприборы для плавного запуска якоря двигателя.

Обратите внимание! Нельзя устанавливать устройства плавного запуска для светодиодных и люминесцентных источников света. Несовместимость вызвана отличающейся схемотехникой, принципом работы. В случае люминесцентных ламп предусмотрен собственный способ плавного разогрева. Что касается светодиодов, плавное включение технологически не нужно.

Место установки блока

Блок плавного пуска ламп накаливания и галогенных лампочек размещается в непосредственной близости от источника света или же в распредкоробке (другой вариант — подрозетник). Какой бы ни был сделан выбор места установки, важно оставить свободный доступ к блоку, чтобы в случае необходимости произвести его замену. Не допускается установка блока за несъемными панелями или полотнами натяжного потолка.

Читайте так же:

Горелка из зажигалки своими руками

Если блок устанавливается на потолке, рекомендуется найти место возле люстры. Подходящее место — основание осветительного прибора.

Если блок по каким-либо причинам не удается установить возле люстры, его ставят в подрозетнике или распределительной коробке. Выбор места установки определяется его размерами. Габариты блока зависят от номинала мощности устройства. К примеру, блок Uniel Upb-200W довольно объемен, и поместить его в подрозетник довольно сложно.

Первый вариант (с размещением возле источника света) является более предпочтительным. В этом случае легче обеспечить свободный доступ к блоку для его ремонта или замены. Еще одна причина для установки блока возле светильника — нормальная циркуляция воздуха, которая необходима для охлаждения элементов, участвующих в схеме.

Сравниваем параметры ламп накаливания и светодиодных ламп

Чтобы понять соотношение светодиодных и обычных ламп накаливания, необходимо произвести сравнение их главных параметров. Но прежде чем выяснить соответствие по всем техническим характеристикам, давайте рассмотрим различие каждого источника света.

Особенности конструкций ламп

Выполняя простейшие сравнения соответствия светодиодной и лампы накаливания, необходимо обратить внимание на их характеристики. В любом источнике света они определяются конструкцией и принципом работы.

Лампа накаливания состоит из вольфрамовой спирали, помещенной в стеклянную колбу. Для обеспечения оптимальных условий работы внутри колбы находиться разреженный воздух. Проходящий ток через спираль накаливает ее, образуя яркое свечение. За счет большого сопротивления вольфрама увеличивается потребляемая мощность лампы и, следовательно, расход электроэнергии.

Светодиодная лампа состоит из соединенных в одну схему светодиодов. Изучая конструкцию светодиода, надо сказать, что это кристалл. Пропуская через себя электрический ток, он испускает фотоны, предстающие перед зрением ярким свечением. При этом потребление светодиодами мощности минимально.

Экономичность традиционных источников света с нитью накала заключается в их низкой стоимости. Но кроме цены изделия надо уделить внимание потребляемой мощности и сроку эксплуатации. Если сравнить простейшие соответствия обоих источников света, то выяснится, что экономически выгодно отдать предпочтения светодиодной лампе. Если при обустройстве освещения стоит вопрос выбора источника света, то сравните разницу простейших параметров:

мощность светодиодных ламп почти в десять раз меньше обычных моделей накаливания;
лампа накаливания освещает все пространство вокруг себя, то есть угол освещенности составляет 360 о . Светодиоды имеют направленный свет. Установленные на одну плоскость в светодиодной лампе, при необходимости под разными углами, они создают угол рассеивания не больше 170 о ;
Срок эксплуатации светодиодных лампочек намного дольше. Это связано с тем, что при свечении кристалл меньше нагревается в отличие от вольфрамового элемента накаливания. Именно сильный нагрев разрушает материал, служащий источником света.

Делая при покупке сравнение соответствия лампочек по этим простым показателям, видно, что выигрывает эквивалент обычной лампы накаливания – светодиодный источник света. Затраты на приобретение светодиодной лампы компенсируются низким потреблением мощности и увеличенным сроком эксплуатации.

Сравнение соответствия лампочек по всем параметрам

Итак, мы рассмотрели, так сказать, поверхностные параметры, на которые в первую очередь обращают внимание, сравнивая разные модели перед их покупкой. Теперь самое время вникнуть глубже, узнав соответствие лампочек по всем техническим характеристикам.

Читайте так же:

Какое дерево дает каучук

Показатели мощности и светоотдачи

Определяя соотношение разных источников света, в первую очередь необходимо сравнить их мощность и светоотдачу. Для определения мощности используется измерительная единица ватт (Вт). Но она отвечает только за потребление электроэнергии и никак не влияет на яркость. Чтобы определить степень освещенности пространства от лампочек, надо знать их светоотдачу.

У лампочек накаливания показатель светоотдачи примерно составляет около 10 Лм/Вт. Светодиодными лампами излучается поток в пределах 77 Лм/Вт, хотя светоотдача некоторых моделей может достигать больших значений, например, 90 Лм/Вт. Следовательно, по люменам светодиоды превосходят нить накала в 7-10 раз. Надо знать, что различные приборы освещения одинаковой мощности могут иметь разный показатель светоотдачи. Это связано с потерями, вызванными степенью прозрачности колбы, использованием некачественного отражателя и другими факторами.

Чтобы сравнить соотношение светоотдачи разными лампами, существует таблица. Из нее можно сделать вывод, что у светодиодной почти в пять раз меньшая мощность при такой же светоотдаче.

Для самостоятельного проектирования домашнего освещения можно воспользоваться следующей таблицей сравнения источников света по мощности:

Встречаются ситуации, когда отсутствует возможность подобрать светодиодный источник света необходимой мощности. Выходом из ситуации станет установка нескольких изделий, которые в совместной работе создадут требуемый световой поток.

Таблица указывает, какой эквивалент спиральному источнику света по мощности можно подобрать из нескольких светодиодных лампочек. При этом дробное число надо взять в сторону увеличения.

Сравнение по теплоотдаче

С появлением натяжных потолков и других отделочных материалов, реагирующих на высокие температуры, важным показателем при сравнении стала теплоотдача осветительных приборов. Дело в том, что лампами накаливания можно деформировать легкоплавкий материал, так как их колба нагревается до 170 о С. В деревянных домах они вообще являются пожароопасными.

У светодиодной максимальная рабочая температура не превышает 50 о С, независимо от того, сколько у нее ватт. Этот показатель позволяет ее использовать с любыми отделочными материалами и в любом помещении.

Срок эксплуатации

Спиральные модели рассчитаны на 1 тыс. часов работы, хотя практика показывает меньший результат. Светодиодные лампы способны отработать в 50 раз больше. С экономической точки зрения потребителю это выгодно.

Коэффициент полезного действия

Сравнивая КПД данных источников света надо выделить, что показатель спиральных моделей еле дотягивает до 9%. У светодиодных лампочек такой показатель достигает 90%. Следовательно, спираль преобразовывает из электроэнергии в десять раз меньше света, чем светодиод. Все остальное уходит в тепловую энергию на прогрев колбы.

Как подобрать эквивалент?

Обустраивая освещение с заменой устаревших осветительных приборов на новые, более экономичные, требуется подобрать им эквивалент:

распространенный уличный прибор освещения мощностью 250 ватт комплектовался лампой ДРЛ. Эквивалентом ей станет светодиодная лампа с большим цоколем Е40 и тридцатью яркими светодиодами мощностью 30 ватт;
для комнатного освещения эквивалентом спиральных источников света являются светодиодные лампы с цоколем Е27 или Е14.

Сегодня потребителю предоставлена возможность огромного выбора новых источников света взамен устаревшим лампам. Всегда можно найти достойную замену, подобрав более экономичный вариант.

голоса

Рейтинг статьи

Плавное включение ламп накаливания. Для чего нужно, схема подключения