курсовая работа / лампа / лампа

В. БАННИКОВ, г. Москва

Известно, что сопротивление нити на­каливания осветительной лампы в холод­ном состоянии значительно меньше по сравнению с сопротивлением нити рас­каленной. По этой причине, как только лампу включают, ток через нить значи­тельно превышает номинальный и она иногда перегорает. Такое случается чаще всего в моменты, когда включение лам­пы совпадает с максимумом полуволны сетевого напряжения.

Один из вариантов продлить "жизнь" лампы — включить последовательно с ней полупроводниковый диод. Тогда вероят­ность совпадения момента включения с максимумом полуволны уменьшается вдвое [1] — ведь через лампу теперь бу­дет протекать ток только в одном направ­лении, скажем, при положительных или отрицательных полупериодах.

Так как при таком питании падает све­товая отдача лампы, нередко использу­ют автоматы, которые после предвари­тельного разогрева нити подают на лам­пу полное сетевое напряжение. "Пуско­вой" ток в этом случае менее опасен по сравнению с вариантом подачи напряже­ния на холодную нить. Так осуществляют двухступенное включение лампы накали­вания, способное значительно продлить срок ее службы.

В 1990 г. автором было предложено устройство [2], работающее по этому принципу. Правда, оно было собрано на дефицитном в то время транзисторе КТ848А, используемом в автомобильных системах зажигания.

[Подобное устройство вполне можно выполнить на более доступных деталях, в частности на реле (рис. 1) вместо тран­зистора. Оно также представляет собой двухполюсник, а потому легко встраивается в существующую электропроводку. Но в отличие от прототипа обеспечивает не плавное ограничение тока, протекающего через лампу в момент включения ее в сеть, а ступенчатое: сначала через нить накала протекает только одна половина полуволн переменного тока, а спустя некоторое время — обе. Реле К1 срабатывает от тока, протекающего через сетевой выключатель SA1, осветительную лампу EL1, обмотку реле, диод VD3 (или замыкающуюся группу контактов К1.1).

Работает устройство так. После замы­кания контактов SA1 через лампу прохо­дят лишь положительные полуволны тока. При этом диод VD1 закрыт, поскольку контакты К1.1 пока еще разомкнуты. Кон­денсатор С1 постепенно заряжается че­рез лампу и диод VD2, и как только на­пряжение на нем достигнет определен­ного значения, сработает реле К1, кон­такты К1.1 которого зашунтируют диод

VD3. В результате горевшая сначала "вполнакала" лампа EL1 вспыхнет ярким светом. Задержка выхода на такой ре­жим зависит в основном от емкости кон­денсатора и сопротивления обмотки реле.

Поскольку обмотка реле включена пос­ледовательно с лампой, ее сопротивле­ние должно быть согласовано с мощнос­тью лампы. Если будет использовано одно из распространенных автомобиль­ных реле с обмоткой сопротивлением 85 Ом, лампа может быть мощностью от 40 до 100 Вт. Тогда с лампой мощностью 40 Вт на обмотке реле будет падать на­пряжение примерно 7 В, 60 Вт — 10 В, 100 Вт— 16 В.

При любом из этих напряжений малога­баритные автомобильные реле 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10, 114.3747-10, 114.3747-11, 116.3747-10, 116.3747-11, 117.3747-10, 117.3747-11, рассчитанные на номинальное напряже­ние 12 В, будут уверенно срабатывать. Выводы реле маркированы так: 85 и 86

— обмотка, 30 и 87 — нормально разо­мкнутая группа контактов.

Из реле общего применения можно ре­комендовать для ламп мощностью 40— 100 Вт РЭС10 паспорт РС4.524.304, РС4.524.302, РС4.524.308 (два последних

— только для ламп 40 и 60 Вт) и РЭС9 паспорт РС4.524.202, PC4.524.203J

С конденсатором С1 емкостью 4000 мкф время задержки срабатывания реле достигает 1 с, что обеспечивает нужный предварительный прогрев нити лампы. Причем переключение лампы на полную мощность происходит почти незаметно для глаз. Вообще же, практика показыва­ет, что для надежной защиты ламп впол­не достаточно 100 мс [2], поэтому реко­мендуемое иногда в литературе время 2...4 с [3] и даже 5...10 с [4] явно избы­точно. Ведь прогрев лампы накаливания происходит с очень малой постоянной времени.

Если сетевой выключатель должен ком­мутировать не одну, а несколько ламп (например, лампы люстры), их цепи сле­дует разделить, как показано на рис. 2. Лампа EL1 остается включенной по-преж­нему через обмотку реле, a EL2 и EL3 — через диод VD3 и контакты К1.1 реле. Мощность дополнительных ламп ограни­чена лишь максимальным током диода VD3 и допустимым током через контакты. В этом варианте наибольшее предпочте­ние следует отдать автомобильному реле, контакты которого выдерживают ток до 30 А (правда, лишь при напряжении 12 B)J

Возможен и бесконтактный способ ком­мутации цепей осветительных ламп, если использовать тринистор (рис. 3). После замыкания контактов сетевого выключа­теля SA1 вначале через лампу и диод VD2 проходят лишь отрицательные полувол­ны и лампа горит "вполнакала". Спустя примерно секунду конденсатор С1 заря­жается через диод VD1 и резистор R1 до напряжения открывания тринистора и че­рез лампу начинают проходить и поло­жительные полуволны сетевого напряже­ния — лампа вспыхивает на полную яр­кость.

Мощность лампы (или группы ламп, со­единенных параллельно)ограничена пре­дельными токами диода VD2 и тринисто­ра. Если тринистор работает без теплоо-твода, мощность лампы (или ламп) не должна превышать 200 Вт.

Диоды в рассмотренных устройствах могут быть КД105Б—КД105Г, КД209А— КД209В, Д226Б, КД226В—КД226Д. Вмес­то тринистора КУ202Н подойдет КУ202Л или КУ201Л.

ЛИТЕРАТУРА

1. ВугманС.М., Киселева Н.П., Литвинов B.C., Токарева А.Н. О работе лампы накаливания в схеме однополупериодного выпрямления. — Светотехника, 1988, № 4, с. 8—10.

2. Банников В. Защита электроосветительных приборов. — Радио, 1990, № 12, с. 53.

3. Бжевский Л. Светорегулятор с выдержкой времени.— Радио, 1989, № 10, с. 76.

4. Нечаев И. Регулируем яркость светильни­ка. — Радио,1992, № 1, с. 22, 23.

...НА СИМИСТОРЕ

А. НОВИКОВ, г. Пермь

Воспользовавшись свойством симис-тора пропускать оба полупериода сете­вого напряжения, можно собрать по при­веденной схеме сравнительно простой автомат, способный ограничить перво-

РАДИО № 12, 1996 г. 35