Светодиодные лампы становятся всё более популярными, но невзирая на этот факт лампами накаливания до сих пор пользуются миллионы людей, во многом благодаря малой розничной стоимости. В данную категорию входит не только лампочка накаливания традиционной формы, но и галогенные источники освещения с цоколем типа GU4 или GU5,3.
Причины преждевременного перегорания
В подавляющем большинстве случаев лампы накаливания перегорают при включении, когда у спирали наименьшее электрическое сопротивление. Холодная нить накала обладает в 10 раз меньшим сопротивлением, нежели разогретая. В итоге при зажигании лампы показатель тока достигает отметки 8 А, что может оказаться критическим для холодной спирали.
Продлить эксплуатационный срок источника освещения поможет УПВЛ – плавное включение ламп накаливания 220 В, схема которого несложна. Задача такого прибора – постепенное повышение напряжения на нагрузке, резкие рывки тока в первые секунды после зажигания исключаются. Плавный прогрев спирали даёт возможность увеличить ресурс лампы в 2-3 раза, вместо заявленных 1000 часов.
Принцип работы
Для размеренного повышения подаваемого напряжения достаточно, чтобы фазовый угол нарастал всего за 2-3 секунды. Рывок тока сглаживается, что способствует плавному разогреву спирали.
При зажигании лампочки полуволна отрицательного типа подаётся сквозь диод, показатель питания при этом равняется лишь половине напряжения. Заряд конденсатора происходит в положительный полупериод. Когда показатель напряжения на нём повысится до показателя открывания тиристора, на источник освещения подаётся полное сетевое напряжение и он светится в полный накал.
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.
Каждое устройство, которое гарантирует постепенное зажигание ламп накаливания, подсоединяется к электрической цепи последовательно, в разрыв нулевого провода или фазного. Напряжение в нагрузке нарастает определённый промежуток времени, который является фиксированным и не регулируется. Это время задаётся производителем и может составлять до 3-х секунд.
Схемы подключения
Чтобы плавное зажигание лампочки было эффективным, необходима специальная электросхема. С ее помощью можно понять, как функционирует УПВЛ и каково его внутреннее строение.
Обычно при подсоединении такого прибора используют самые простые схемы на тиристорах. Несколько реже применяется специальная схема с интегрированным симистором. Кроме данных блоков можно использовать полевые транзисторы, которые функционируют аналогично устройствам постепенного включения.
Плавное включение ламп 220 В: схема на тиристоре
Тиристорная схема проста и её нетрудно сделать самостоятельно.
Цепь выпрямительного моста использует лампу в качестве нагрузки и токоограничителя. На плечи выпрямителя устанавливают цепь сдвигающегося типа и тиристор. Установка диодного моста обуславливается спецификацией функционирования тиристора.
После подачи напряжения на схему ток начинает проходить сквозь нить накала и приходит на мост, а электролит тем временем заряжается при помощи резистора. Он начинает открываться при достижении предела напряжения тиристора, после чего сквозь него проходит ток от лампы. В итоге нить из вольфрама разогревается плавно. Время её разогрева напрямую зависит от ёмкости конденсатора и встроенного в схему резистора.
Плавное включение ламп 220 В: схема на симисторе
В данной схеме меньше компонентов, благодаря применению симистора в качестве силового ключа.
Дроссель, предназначающийся для ликвидации разнообразных помех при открытии силового ключа, из общей сети можно убрать. Поступающий на главный электрод ток ограничивается посредством резистора. Задающая время цепь реализована на ёмкости и резисторе, которые питаются с помощью диода.
Функционирует представленная схема аналогично предыдущей. Конденсатор открывается когда заряжается до величины напряжения открытия симистора, а после сквозь него ток поступает на лампу.
Схема на специализированной микросхеме
Для создания регулятора плавного зажигания ламп можно использовать специальную микросхему маркировки кр1182пм1.
В такой конструкции сама микросхема выполняет регулировку напряжения на лампе с нитью накала мощностью до 150Вт. Для управления более высокой нагрузкой, большей численностью осветительных приборов синхронно в цепочку управления нужно включить вспомогательный силовой симистор.
Данные устройства способны плавно включать не только лампочки накаливания, но и галогеновые на 220 В. Фазовые регуляторы также устанавливают в электрический инструмент, они плавно запускают якорь мотора, в разы продлевая эксплуатационный срок приборов.
Регулятор освещения для лампы накаливания категорически запрещено устанавливать совместно с люминесцентными и светодиодными светильниками. Их принцип функционирования и схемотехника совершенно разные. Каждая из таких ламп обладает собственным устройством постепенного разогрева.
Подключение с использованием блока защиты
Схематическое подсоединение к сети блока защиты не вызовет труда при монтаже устройства. Подключается прибор двумя различными методами, что напрямую зависит от напряжения применяемых лампочек.
Если в осветительных приборах используются лампы на 220 В, блок защиты подсоединяется в цепь последовательным образом. Полярность проводки значения не имеет, главное – блок должен быть подключён в разрыв провода с фазой, то есть последовательно с выключателем.
Если применяемые лампы обладают меньшим напряжением (6 -24 В) и подсоединены к сети посредством понижающего трансформатора, блок защиты нужно подсоединять со стороны прихода 220 В.
Как изготовить блок защиты самостоятельно
Создать блок защиты можно по такой схеме:
Принцип функционирования блока:
- На старте полевой транзистор пребывает в закрытом состоянии. К нему поступает стабилизационное напряжение. Лампочка при этом не горит.
- Резистор (R1) и диод (VD1) передают напряжение на конденсатор (C1), вследствие чего он начинает заряжаться до 9,1 В. Это предельный показатель, ограниченный характеристиками стабилитрона.
- При достижении установленного напряжения транзистор начинает открываться, а сила тока повышаться. В токовом состоянии напряжение уменьшится, а спираль лампочки начнёт постепенно разогреваться.
- Уровень разрядки конденсатора контролируется вторым резистором. За счёт этого конденсатор продолжает разрядку после отсоединения питания.
Применение блока защиты даёт возможность выполнить постепенный пуск ламп с нитью накала. Он предохраняет их от негативного мерцания во время функционирования.