Повільне включення ламп розжарювання. Плавне включення ламп розжарювання на симісторі

При конструюванні блоків живлення підсилювачівчасто виникають проблеми, що ніяк не пов'язані з самим підсилювачем, або є наслідком застосованої елементної бази. Так у блоках живлення транзисторних підсилювачіввеликої потужності часто виникає проблема реалізувати плавне включення блоку живлення, тобто забезпечити повільний заряд електролітичних конденсаторів в фільтрі, що згладжує, які можуть мати дуже значну ємність і, без вживання відповідних заходів, в моменти включення просто виведуть з ладу діоди випрямляча.

У блоках живлення лампових підсилювачів будь-якої потужності необхідно забезпечити затримку подачі високої анодної напругидо прогрівання ламп, щоб уникнути передчасного збіднення катода і як наслідок суттєвого скорочення ресурсу лампи. Звичайно, при використанні кенотронного випрямляча ця проблема вирішується сама собою. Але у разі використання звичайного мостового випрямляча з LC-фільтром без додаткового пристрою не обійтися.

Обидві вищевикладені проблеми дозволяє вирішити простий пристрій, який може бути легко вбудований як транзисторний, так і в ламповий підсилювач.

Схема устрою.

Принципова схема пристрою плавного включення представлена ​​малюнку:

Збільшення на кліку

Змінна напруга на вторинній обмотці ТР1 трансформатора випрямляється діодним мостом Br1 і стабілізується інтегральним стабілізатором VR1. Резистор R1 забезпечує плавний заряд конденсатора C3. Коли напруга у ньому досягне порогової величини, відкриється транзистор Т1, у результаті спрацює реле Rel1. Резистор R2 забезпечує розряд конденсатора C3 при вимиканні пристрою.

Варіанти включення.

Контактна група реле Rel1 підключається в залежності від типу підсилювача та організації блоку живлення.

Для прикладу, щоб забезпечити плавний заряд конденсаторів у блоці живлення транзисторного підсилювача потужності, представлений пристрій можна використовувати для шунтування баластного резистора після заряду конденсаторів, щоб унеможливити втрати потужності на ньому. Можливий варіант включення показаний на схемі:

Номінали запобіжника та баластного резистора не вказані, оскільки вибираються, виходячи з потужності підсилювача та ємності конденсаторів фільтра, що згладжує.

У ламповому підсилювачі представлений пристрій допоможе організувати затримку подачі. високої анодної напругидо прогрівання ламп, що дозволяє суттєво продовжити їхній ресурс роботи. Можливий варіант включення представлений на малюнку:

Схема затримки тут включається одночасно з напруженим трансформатором. Після прогрівання ламп увімкнеться реле Rel1, внаслідок чого мережна напруга буде подана на анодний трансформатор.

Якщо у вашому підсилювачі використовується один трансформатор і для живлення ланцюгів розжарювання ламп, і для анодної напруги, контактну групу реле слід перенести в ланцюг вторинної обмотки анодної напруги.

Елементи схеми затримки включення (плавного запуску):

• Запобіжник: 220В 100мА,
• Трансформатор: будь-який малопотужний з вихідною напругою 12-14В,
• Діодний міст: будь-який малогабаритний з параметрами 35В/1А та вище,
• Конденсатори: С1 - 1000мкФ 35В, С2 - 100нФ 63В, С3 - 100мкФ 25В,
• Резистори: R1 - 220кОм, R2 - 120кОм,
• Транзистор: IRF510,
• Інтегральний стабілізатор: 7809, LM7809, L7809, MC7809 (7812),
• Реле: з робочою напругою обмотки 9В (12В для 7812) та контактною групою відповідної потужності.

Через малого струму споживання мікросхему стабілізатора та польовий транзистор можна монтувати без радіаторів

Однак у когось може виникнути ідея відмовитися від зайвого, хай і малогабаритного, трансформатора та запитати схему затримки від напруження напруження. Враховуючи, що стандартне значення напруги розжарювання ~6.3В, доведеться замінити стабілізатор L7809 на L7805 та застосувати реле з робочою напругою обмотки 5В. Такі реле зазвичай споживають значний струм, в цьому випадку мікросхему і транзистор доведеться забезпечити невеликими радіаторами.

При використанні реле з обмоткою на 12В (якось частіше трапляються) мікросхему інтегрального стабілізатора слід замінити на 7812 (L7812, LM7812, MC7812).

З вказаними на схемі номіналами резистора R1 та конденсатора С3 час затримкивключення складає порядку 20 секунд. Для збільшення часового інтервалу необхідно збільшити ємність конденсатора С3.

Статтю підготовлено за матеріалами журналу «АудіоІкспрес»

Вільний переклад Головного редактора "РадіоГазети".

Для кожного дбайливого господаря важливо, щоб усі лампочки функціонували якнайдалі. Для того, щоб продовжити час використання цих освітлювальних приладів та пом'якшити значні перепади напруги при включенні/вимиканні, використовується пристрій плавного включення ламп розжарювання, або УПВЛ.

Багато хто з нас був свідком того, як лампочка «бахає» – перегорає при включенні. Це відбувається тому, що занадто різкі амплітуди при включенні сильно зношують нитку розжарення. У неробочому стані опір буде досить низьким. При нагріванні під час звичайного включення світла по спіралі відразу починає йти досить високий струм до 8 ампер. Високий струм при подачі напруги змушує працювати спіраль на межі можливостей і термін експлуатації лампочки зменшується.

Підключення з використанням блоку захисту

Зазвичай для вирішення цієї проблеми використовується блок захисту, який виконує функцію УПВЛ. При використанні з лампами розжарювання пристрою напруга при включенні зростає не так різко, а поступово підвищується. Таким чином, нитка розжарювання не зазнає зайвих навантажень, і термін експлуатації лампочки зростає.

Розглянемо докладніше схему роботи цього пристрою на прикладі блоку Uniel Upb-200W-BL, послідовно підключеного до лампи розжарювання 75 Вт. У цій схемі струм спочатку проходить через блок і потім йде на лампу. В результаті цього відбувається додаткове падіння напруги, і на лампу надходить не стандартні 220, а 171 В. Причому за рахунок проходження струму через блок захисту зростання напруги до 171 відбувається плавно за 2-3 секунди.

Зниження напруги, що надходить, також сприяє збільшенню терміну експлуатації лампочки. Але, з іншого боку, знижена напруга значно знижує світловий потік приблизно на 70 відсотків, а це суттєвий показник. Тому при використанні блоку захисту необхідно враховувати втрати освітленості і використовувати потужніші, порівняно зі звичайними, лампи.

Розглянутий у схемі блок може витримувати потужність до 200 Вт, отже, до нього можна підключати лампи приблизно такої ж потужності. Але краще задати невеликий запас 20-25 відсотків і використовувати у схемі лампи з сумарною потужністю не більше 160 Вт. За рахунок запасу потужності лампи і сам блок прослужать довше. Звичайно, що і на сам блок не варто подавати напругу більше, ніж 200 ВТ.

Зверніть увагу!При зниженні потужності лампи розжарювання колірна температура змінюється, і світло стає червонішим. Зміни кольору освітлення може позначитися на самопочутті людини.

Схема плавного включення ламп розжарювання досить проста. Блок встановлюється послідовно від вимикача до лампи, тобто розрив фазного проводу.

Сам блок захисту можна розмістити у двох місцях:

1. поряд із освітлювальним приладом;
2. у вимикача – у цьому випадку блок розташовується у розподільчій або настановній коробці.

Вибір місця залежить від розмірів блоку захисту, для занадто великого приладу доведеться виділяти окреме місце. Недолік розміщення в підрозетнику полягає в тому, що блок захисту не матиме достатнього доступу повітря для охолодження.

Увага!Блок захисту не можна встановлювати у приміщеннях із підвищеною вологістю.

Як виготовити блок захисту самостійно

Для створення блоку можна застосувати таку схему.

Пристрій працює за таким принципом:

1. Спочатку польовий транзистор закритий. На нього йде стабілізаційна напруга. Лампа не горить;
2. При надходженні напруга від резистора R1 та діода VD 1 конденсатор С1 заряджається до 9,1 В. Це максимальний рівень, який обмежується параметрами стабілітрона;
3. Коли задану напругу досягнуто, транзистор поступово відкривається, а сила струму збільшується. На стоку напруга знизиться. Нитка розжарювання лампи почне плавно розпалюватися;
4. Другий резистор контролює рівень розрядки конденсатора. За рахунок цього резистора конденсатор може продовжити розряджатися після вимкнення живлення.

Важливо!Проводити самостійне встановлення будь-яких електропристроїв необхідно з точним дотриманням нормативів правил безпеки.

Використання цього блоку захисту дозволяє не тільки здійснювати плавний пуск ламп розжарювання, але й захистити їх від неприємного мерехтіння під час роботи світильника.

Використання димування

Плавне включення ламп розжарювання також може бути виконане димерами або світлорегуляторами. Назва диммер походить від англійського «dim», що означає затемняти. Тут рівень напруги регулюється автоматичним або механічним (за рахунок обертання ручки) способом. У простих диммер схема управління побудована на реостаті - змінному резисторі. Зараз для цих цілей використовуються напівпровідникові симмісторні чи транзисторні ключі. У сучасній електротехніці для плавного включення ламп розжарювання 220 Вт переважно використовуються прилади з таймером, сенсором або дистанційним керуванням. Зазвичай світлорегулятори встановлюються замість штатного вимикача.

Важливо!При установці димера на лампи розжарювання добитися економії електроенергії неможливо. Зниження рівня освітленості на 50 відсотків заощаджує лише 15% електрики.

У роторних димерах розжарення галогенових ламп регулюється при повороті ручки потенціометра. В електронних – всі параметри задаються автоматично.

Додаткова інформація.Діммер може створювати перешкоди у роботі чутливих вимірювальних пристроїв та радіоприймачів. Використання приладу іноді викликає додаткове тло під час роботи звукозаписуючого обладнання. Все це треба врахувати під час монтажу пристроїв.

Зібрати простий регулятор можна своїми руками.

Схема складається з:

• BT134 – симістор на 700 В, який можна замінити на КУ208Г, MAC212-8, MAC8S, BT138 або BT136;
• DB3 – диністор, також можна використовувати КН102, HT40 HT34, HT32, DC34, DB4;
• неполярного конденсатора з ємністю від 0,1 до 0,22 мкФ (250);
• резистора (10 кОм) із максимальною потужністю від 0,25 до 2 Вт;
• компактного змінного резистора (рівень опору приблизно 500 кОм);
• дротів для з'єднання з основною схемою.

Зібраний пристрій послідовно встановлюють у нульову фазу дроту, що йде до світильника. Симистор пропускає струм лише за певної різниці потенціалів. Накопичення заряду йде на конденсаторі, який підключений до симістору. У цьому швидкість заряду визначається рівнем опору змінного резистора. А сам рівень цього опору задається користувачем. Чим менший опір змінного резистора, тим яскравіше світиться лампа.

Перевагою даного саморобного пристрою є те, що при роботі не відбувається падіння рівня напруги, і освітленість не страждає. З іншого боку, плавний пуск галогенної лампи досягається за рахунок механічного повороту симістора, відрегулювати швидкість якого складно. Точні параметри можна задати лише на сучасних автоматичних приладах, зібрати які своїми руками складніше.

При виборі диммерного пристрою для плавного включення лампи розжарювання необхідно врахувати, що деякі види обладнання починають роботу з мінімального значення, коли нитка розжарювання злегка тліє. Інші одразу дають суттєвий стрибок, який також призводить до великого перепаду напруги на лампі.

Використання димера може призвести до підвищення рівня магнітострикції та появи високочастотного свисту або шуму, що йде від лампи розжарювання. Це характерне для потужних ламп розжарювання. Якщо світильники працюють без димера, додаткового звуку практично нечутно.

Мікросхеми для фазового регулювання

У радіотехніці розроблено спеціальні мікросхеми, основним завданням яких є фазове регулювання різних параметрів. Одна з таких радіокомпонентів – це мікросхема КР1182ПМ1.

Вона служить для плавного запуску ламп розжарювання. Причому ця мікросхема забезпечує як включення, а й плавне вимкнення приладу. КР1182ПМ1 розрахована на струм до 150 Вт і має кілька висновків:

• 2 силових – для послідовного підключення до ланцюга з навантаженням;
• 2 допоміжні;
• 2 для регулювального резистора та інших радіокомпонентів для керування.

КР1182ПМ1 включається в ланцюг так.

При розмиканні вимикача S конденсатор С3 починає плавно заряджатися до значення, яке визначається показниками резистора R2 і рівнем вхідного струму керованого перетворювача напруги струм (УПНТ) в мікросхемі. Вихідний струм на УПНТ також плавно зростає, а затримка включення тиристорів падає. Таким чином, лампочки включаються поступово. При замиканні ключа C3 розрядиться через R2, і цей процес буде відбуватися плавно.

Плавне включення дозволить уникнути виходу з ладу та малопотужних ламп розжарювання, адже проблеми з перегоранням не пов'язані з рівнем потужності. Навіть якщо у пристрої підключення лампочки на 12В встановлені через понижувальний трансформатор, без плавного пуску лампа швидше вийде з ладу.

Відео

У деяких випадках виникає необхідність у регулюванні або керуванні яскравістю свічення однієї або кількох ламп. І тому існує спеціальна схема плавного включення ламп розжарювання, що дозволяє повністю контролювати цей процес. В даний час розроблено і застосовується велика кількість подібних пристроїв. Усі вони мають власні позитивні та негативні сторони. Деякі їх відрізняються великими розмірами, незначним терміном служби.

Окремі конструкції можуть мати надмірно збільшену кількість компонентів, низький коефіцієнт корисної дії. Однак, існують схеми, практично позбавлені цих недоліків і чудово виконують всі необхідні функції. Щоб правильно вибрати найбільш оптимальний варіант, потрібно знати принцип і порядок роботи таких пристроїв.

Принцип роботи плавного включення

Як правило, якісні сучасні пристрої відрізняються компактністю і можуть підключатися до розриву будь-яких проводів, незалежно від того, фаза це або нуль. Тому, за наявності схеми освітлення, що вже діє, пристрій плавного включення може бути підключено без особливих проблем. При бажанні сам прилад розмішається безпосередньо всередині корпусу люстри, настільної лампи або бра.

Основними існуючими компонентами є лампа розжарювання та сам вимикач. Всі інші підключення будуються довкола них, граючи додаткову роль. У таких схемах може використовуватись і більше однієї лампи розжарювання. У цьому випадку вони з'єднуються паралельно, а їх сумарний струм не повинен бути більшим за допустимий струм . Інакше, Сімістор просто перегорить. Включення симістора в ланцюг виробляється в розрив проводу, розташований між вимикачем. При вимкненому симісторі конденсатор розряджений, а напруги на ньому немає взагалі.

При включенні симистора конденсатор починає заряджатися. В результаті, відбувається відкриття диністора за рахунок збільшення напруги, що додається. Після цього відкривається другий симистор, що призводить до збільшення яскравості лампи розжарювання. Весь цей процес керується за допомогою інтегратора.

Зменшення чи збільшення швидкості, з якою наростає яскравість світіння, здійснюється шляхом підбору . При стандартному опорі в 300 кілоом повна яскравість лампи розжарювання настане протягом 10 секунд. Для того. Щоб повністю розрядити конденсатори, застосовуються два резистори. Розряджання виконується при вимкненому вимикачі, а пристрій готується до нового увімкнення.

Коли працює схема плавного включення ламп розжарювання, напруга на них становить лише 200 вольт при стандартній напрузі в мережі 220-230 вольт. Це дозволяє значно збільшити термін служби таких ламп.

Плавне включення лампи розжарювання

Декларований виробниками гарантійний термін служби звичайної лампи розжарювання складає 1000 годин. Це близько 40 діб безперервної роботи. Але на практиці «лампочка Ілліча» служить набагато довше. І завдяки цьому її популярність серед споживачів не знижується. Єдине вразливе місце лампи – вольфрамова спіраль, яка чутлива до різких перепадів напруги в мережі. Але існують нескладні пристрої, які усувають цей ризик, згладжують нерівності подачі струму.

Принцип роботи УПВЛ

Пристрій плавного включення застосовується для ламп розжарювання, що мають вольфрамову нитку. Крім ряду побутових ламп, до цієї категорії включаються і галогенні світильники, які використовуються в потужних прожекторах. Принцип дії пристрою полягає у уповільненні подачі напруги на спіраль розжарення в момент увімкнення. Це дає можливість плавного розігріву спіралі, минаючи стрибкоподібну фазу, що триває соті частки секунди. Як відомо, саме в цей момент найчастіше відбувається перегорання. Завдяки дії електронної схеми приладу струм подається з поступовим наростанням протягом від 1 до 3 сек.

Вольфрамова нитка лампи розжарювання при кімнатній температурі має низький опір, що призводить до виникнення великих струмів та перегорання спіралі під час включення

Найдовше палаюча лампа у світі, занесена до книги рекордів Гіннеса, зафіксована в місті Лівермор, штат Каліфорнія. З 1901 р. і до сьогодні ця «столітня лампа», як її охрестили, безперервно висвітлює пожежну частину. Причому за всі ці роки вимикалася вона лише кілька разів на нетривалий час. Сучасні дослідники часто наводять її як підтвердження теорії «планованого старіння».

«Столітня лампа» була виготовлена ​​ручним способом і має вуглецеву спіраль.

Пристрій плавного включення має невеликі габарити та вагу. І завдяки цьому його можна встановлювати:

• у захисному ковпаку люстри у місці виходу проводів;
• у підрозетнику вимикача;
• у розподільчій коробці;
• у просторі над підвісною або натяжною стелею.

Розміри пристрою дозволяють здійснювати встановлення навіть у порожнині підрозетника

Місце встановлення вибирається виходячи з доступності та зручності монтажу. Найкращим варіантом вважається той, у якому прилад матиме хорошу природну вентиляцію. Схема підключення проста - пристрій врізається в розрив одного з провідників (фази або нуля) кабелю живлення.

Пристрій плавного включення врізається в розрив одного з дротів, що підводяться до світильника

Якщо для освітлення використовуються лампи розжарювання з робочою напругою 12 В, УПВЛ встановлюється перед понижувальним трансформатором. За такого з'єднання захист від несприятливих мережевих перепадів поширюється і трансформатор, що теж актуально.

Одним із побічних позитивних ефектів плавного запалення освітлювальних приладів є пом'якшення різкого сліпучого світла в момент включення. Це оберігає людські очі від зайвих перевантажень, особливо коли світло вмикається у повній темряві.

Прилад УПВЛ не застосовується для люмінесцентних та світлодіодних світильників, оскільки вони працюють на інших конструктивних принципах.

Для розрахунку потужності УПВЛ підраховують сумарну потужність споживачів. Практично це виявляється у складанні номінальних показників потужності всіх ламп, до яких підключатиметься пристрій. Щоб прилад працював не межі своїх можливостей, до сумарної потужності додають 20%. Наприклад, якщо у схему передбачається включення 5 ламп по 100 Вт, їх загальна споживча потужність складе 500 Вт. До цього числа додають 20% - 100 Вт і отримують потрібне значення потужності УПВЛ - 600 Вт.

Пристрій плавного включення може встановлюватися всередині розподільної коробки

У мережі магазинів, що торгують електротоварами, продаються УПВЛ, які виробляються в заводських умовах. Серед них є як вітчизняні, і закордонні моделі. Назви можуть відрізнятися, але в принципі це пластиковий контейнер з меншими розмірами, ніж сірникова коробка. Часто акцент у назві робиться на захисну функцію приладу галогенних ламп. Але прилад цілком застосовний і для звичайних ламп розжарювання. Інша можлива назва пристрою – фазовий регулятор. Зазвичай так називають потужніші УПВЛ із дещо зміненою системою управління. Ціна такого пристрою може змінюватись від 300 до 600 рублів залежно від номінальної потужності.

Пристрій плавного увімкнення лампи заборонено застосовувати для плавного запуску двигунів електроінструментів та інших побутових приладів.

Тим же, хто має базові знання в радіоелектроніці, можна запропонувати самостійне виготовлення УПВЛ. Ось кілька схем, за допомогою яких можна продовжити життя освітлювальної лампи у багато разів.

Тиристорна схема

У тиристорної схеми використовуються прості та доступні деталі. Основою служить тиристор VS1 і чотири діоди VD1 - VD4, з'єднані у випрямний міст. Крім того, знадобиться конденсатор C1 ємністю 10 мкФ та резистори R1 (змінної ємності) та R2.

У тиристорній схемі подача напруги на лампу проводиться після часу, що задається змінним опором R1

При подачі напруги електричний струм проходить крізь спіраль лампи та випрямляється у діодному мосту. Після проходження резистора починається заряджання конденсатора. Досягаючи порогу напруги, тиристор відкривається, через нього тече струм лампи. У результаті відбувається поступове напруження нитки вольфраму. За допомогою резистора змінної ємності R1 можна регулювати час розгону лампи.

Симисторна схема

Використання симістора VS1 як силовий ключ призводить до того, що в схемі використовується менша кількість деталей.

Принцип роботи симісторної схеми аналогічний тиристорної, але містить менше деталей

Дросельний елемент L1 служить для придушення перешкод при відмиканні силового ключа. За великим рахунком його за необхідності можна виключити із схеми. Ланцюжок, що задає час, складається з опору R2 і C1 конденсатора, що живляться через діод VD1. Опір R1 знижує струм на електроді управління VS1. Принцип дії ланцюга подібний до попередньої - створюється тимчасова пауза на час заповнення ємності конденсатора, симистор відкривається і через нього протікає струм, що живить лампу EL1.

Прилад на основі схеми симісторного регулятора з конденсатором змінної ємності має компактні розміри через невелику кількість деталей

Схема на спеціалізованій мікросхемі

В основі ланцюга лежить спеціалізована мікросхема КР1182ПМ1 (або DIP8 в імпортному варіанті), з двома тиристорами і двома системами їх управління. Ємність C3 та опір R2 регулюють тривалість часу включення (вимикання). Для поділу керуючої та силової частини служить симистор VS1, струм на електроді, що управляє, задає опір R1. Зовнішні ємності C1 і C2 встановлюються регулювання роботи тиристорів внутрішньої ланцюга мікросхеми. Для захисту від перешкод застосовані резистор R4 та конденсатор C4.

УПВЛ на основі спеціалізованої мікросхеми не тільки плавно вмикає, але й вимикає лампу з невеликою затримкою, ще більше збільшуючи термін її служби

Під час підключення пристрою до лінії подачі напруги на лампу контакти вимикача SA1 повинні знаходитись у замкнутому положенні. Конденсатор С3 набирає ємність під час розмикання контактів SA1. Під час поступового збільшення струму через опір R1, що управляє силовим ключем на виході ІМС, відбувається плавний запуск симістора VS1 і лампи EL1, послідовно з'єднаної з ним.

Примітно, що ця схема не тільки сповільнює напруження спіралі під час включення, а й загальмовує її згасання. Лампа гасне так само плавно, як і спалахує. Тривалість затримки встановлюється на стадії збирання приладу шляхом підбору ємності конденсатора C3. За бажання можна збільшити затримку пуску лампи до 10 сек. Плавність відключення регулює опір R2.

Не слід плутати пристрій плавного включення лампи з димером. УПВЛ - це автоматичний регулятор, що плавно підвищує струм на освітлювальному приладі в момент включення. Діммер - це прилад, за допомогою якого здійснюється ручне налаштування яскравості освітлення.

Характерною властивістю УПВЛ та фазних регуляторів вважається те, що прилад знижує вихідну напругу на лампу (з 230 до 200 В). Це додатково підвищує її термін служби.

Відео: пристрій плавного включення лампи на польових транзисторах

Застосування пристрою плавного увімкнення

Встановлення приладу не потребує високої кваліфікації. Впоратися з монтажем під силу будь-якій людині, що володіє викруткою та індикатором напруги. У кабелі, що веде до лампи, робиться розрив одного - фазного або нульового - дроту і до нього приєднується прилад. Кріплення проводів найкраще здійснювати за допомогою клемників, оскільки це дає гарантію стійкого та надійного з'єднання. Якщо застосувати клемники можливості немає, рекомендується спаяти скрутки олов'яним припоєм.

Експлуатація УПВЛ не передбачає додаткової уваги. Заводські моделі супроводжуються гарантійними зобов'язаннями до трьох років. Насправді вони працюють набагато довше.

Під час складання пристрою не слід забувати про те, що висока напруга струму може завдати шкоди здоров'ю людини. Перед з'єднанням проводів необхідно переконатися у відсутності струму кабелю живлення лампи.

Відео: як працює фазовий регулятор на симісторах

Пристрій плавного включення лампи економить не тільки витрата електроенергії, але і витрата грошей на покупку світильників, що перегорають.

: лампочки, за їх високої ціни, швидко ламаються. Через велику економію при виробництві та неякісного люмінофора, вони дають дуже неприємне для очей світло, розбавлене, до того ж, ультрафіолетом. Все це змушує знову повернутися до перевірених, гарних ламп розжарювання.

Проте велика економія при їх виробництві і тут наклала свій відбиток. Лампочки стали настільки неякісними, що нерідко перегорають при першому включенні, або працюють дуже недовгий час, аж до декількох тижнів. Потім – неминуче перегорання.

У зв'язку з цим фактом, а також із обіцяною забороною на виробництво ламп розжарювання, саме собою виникає питання про продовження терміну їхньої служби. Почнемо з дуже короткої теорії. Чому перегорає лампочка, причому робить вона це саме у момент включення? Все дуже просто. У момент включення нитка розжарення лампи холодна, отже опір її мало. При подачі напруги з'являється кидок струму. У міру розігріву нитки її опір збільшується і струм зменшується. Але той, перший кидок струму, і призводить до перегорання нитки, особливо якщо врахувати, що лампа зроблена з економією всього, чого тільки можна. Завдання вимальовується просте: потрібно зменшити пусковий струм. В ідеалі – зробити його плавно наростаючим від 1% до 100%. У цьому випадку вийде ще й естетичне задоволення від виду лампи, що плавно розпалюється.

Вивчення готової продукції в магазинах дозволило зробити сумний висновок: китайські друзі не змогли освоїти виробництво подібних захисних пристроїв, які працювали б так, як треба. Зрозуміло, такі пристрої є у ​​продажу, але все, що попалися нам, глючили однаковим чином: при включенні відбувався спалах лампи, потім вона гасла і потім починала плавно розгорятися. Як Ви розумієте, спалах на початку зводить нанівець все подальше дійство.

Вивчення конструкцій, що пропонуються в інтернеті, також дало дуже сумний результат: немає жодної нормальної схеми пристрою захисту ламп розжарювання. Під виглядом цих у радіоаматорських журналах видаються різні вироби, які дуже далекі від того, що потрібно. У кращому випадку, вони на кілька секунд відсікають одну напівхвилю напруги мережі, знижуючи напругу на лампі в момент включення. Але мерехтіння в цей момент – річ абсолютно неприпустима для зору людей, особливо – вдома! Конструкції, що дають плавне розпалювання, побудовані на польовому транзисторі, загнаному в лінійний режим, який включений у діагональ діодного мосту. А це – нагрівання та зайве падіння напруги. Чи потрібне воно нам?

У результаті було вирішено придумати свій варіант, який би задовольняв основним умовам:
1. Плавне включення лампи від 1% до 100%
2. Можливість регулювання часу розгорання
3. Мінімальне нагрівання комутаційного елемента та падіння напруги на елементах силової частини схеми

Як вдалося реалізувати ці пункти?
1. Фазоімпульсне регулювання
2. Програмне завдання значення змінних
3. Застосування симістора (тріаку) як єдиний елемент між мережею і лампою

Принцип і схеми - типові будь-якого диммера на микроконтроллере. Від цих схем практично повністю взята апаратна частина: це - правильне керування симістором через оптопару, а також детектор переходу напруги через нуль на оптопарі.

Як працює пристрій: мікроконтролер ATtiny13A отримує переривання в момент переходу напруги через нуль на початку кожного напівперіоду. У процедурі обробки переривання він зменшує час паузи до формування імпульсу відкриття симистора. Таким чином з кожним перериванням симістор відкривається все раніше, на все більший час. Наприкінці виведення управління симистором подається логічна одиниця і мікроконтролер припиняє реагувати на переривання. Програмно можна встановити будь-яку швидкість включення лампи. У базовому варіанті цей час складає близько двох секунд.

Процес роботи представлений на віртуальній осцилограмі (всі напруги змасштабовані для зручності). Червона синусоїда – це мережна напруга. Жовті імпульси – спрацювання детектора переходу через нуль. Блакитні імпульси – відкриття симістора.

Схема пристрою захисту ламп розжарювання представлена ​​нижче. Як уже було сказано, вона є типовим димером, який програмно плавно збільшує потужність від мінімуму до максимуму.

У схему введено ланцюжок захисту мережі від перешкод (резистор 100 Ом і конденсатор 10н паралельно симистору), що виникають при фазоімпульсному регулюванні на початку роботи. Мікроконтролер ATtiny13A живиться від безтрансформаторного джерела на конденсаторі, що гасить.

Резистор помехоподавляющей ланцюжка 100 Ом повинен мати потужність 0,5Вт, резистор, що гасить, перед діодним мостом детектора нуля на 82к - 1Вт. Струмообмежувальний резистор на 300 Ом в ланцюзі живлення мікроконтролера повинен мати потужність 2Вт, конденсатор, що гасить на 470н в цьому ж ланцюгу повинен бути на напругу 630 вольт.

Друкована плата намальована фломастером, витрачена мідним купоросом, і містить лише два недоліки, усунених за допомогою проводків. Виведено сигнали для внутрішньосхемного програмування. Мінімальний розмір дозволяє розмістити пристрій захисту прямо в люстрі. Розміри плати можна зменшити, якщо розвести її компактніше.

Увага! Пристрій гальванічно пов'язаний з мережею, тому працювати, дотримуючись техніки безпеки, не торкаючись руками до схеми.

Прошивки (прошивайте на Internal RC 9,6MHz):
UP 19.06.2014 Пристрій вбудований у люстру 1 червня 2014 року. На цей момент у ній знаходилися дві лампочки, що попрацювали. 19 червня додано одну нову лампочку. Спробуємо зібрати якусь статистику щодо термінів служби ламп.

UP 24.11.2014 Спрощено схему пристрою: прибрано перешкодозахисний ланцюжок та опторозв'язування симістора.

У зв'язку з цим зменшено розміри друкованої плати

Файл Eagle: soft_start_2.brd

Через півгодини роботи з прошивкою v2.0: R1 (SMD 2512), R2 (0.25Вт), D3 – теплі, T1 – гарячий (без радіатора, навантаження – 150 Вт). Потужність резистора R2 має бути більшою, як рекомендовано в першому варіанті схеми.

У цьому варіанті виявився прикру глюк: в момент включення симистор на мить іноді відкривається (приблизно в 20% випадків). Іноді цієї миті вистачає, щоб ледве помітно розігріти нитку лампи. Не критично, але, все-таки, це глюк. Першим рядком програми поставлено виставлення логічного нуля на керуючий електрод, проте це не допомагає. Причина такої поведінки – контролер чи симистор. Спроба рішення реалізована у прошивці версії 2.1.

UP 15.01.2015 Спрощений варіант пристрою введено в роботу. Перевіряємо.

UP 28.09.2015 Початковий (повний) варіант сьогодні зламався: в одній із лампочок таки перегоріла нитка розжарення, утворилася дуга, що призвело до значного підвищення споживаного струму та виходу з ладу симістора. Варіантів доопрацювання два: встановлення запобіжника чи програмний контроль струму. Щодо другого поки що думаємо.

Вихідник для Bascom:

$regfile = "attiny13a.dat" $crystal = 9600000 " керування симістором Config Portb.4 = Output "Portb.4 = 0 " детектор нуля Config Int0 = Falling On Int0 Imp Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024 "3 On Timer0 Pulse Dim W As Byte Dim I As Byte Enable Interrupts Enable Timer0 "Start Timer0 Enable Int0 W = 200" мінімальне напруження при старті I = 0 Do Loop End "переривання від детектора нуля" чим більше значення W, тим швидше переповниться таймер Imp : Timer0 = W Start Timer0 Incr I If I = 5 Then Incr W I = 0 End If If W = 255 Then Stop Timer0 Disable Timer0 Disable Int0 Disable Interrupts Portb . симистором Pulse: "переповнення таймера Stop Timer0" зупиняємо таймер Portb.4 = 1 "включення сімістора Waitus 100 Portb.4 = 0 "вимикання оптосимістора Return

Якщо до пристрою буде інтерес, проект розвиватиметься та вдосконалюватиметься. Будь ласка, висловлюйте інтерес, ставлячи лайки статті у соціальних мережах (кнопки наприкінці статті).