курсовая работа / лампа / PATENT2

Изобретение относится к радиоэлектронике и используется для защиты осветительных ламп от перегорания в момент включения, так как сопротивление нити накаливания 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.

Известен один из вариантов продления "жизни" лампы это включить последовательно с ней полупроводниковый диод. Тогда вероят­ность совпадения момента включения с максимумом полуволны уменьшается вдвое, т.к. через лампу теперь бу­дет протекать ток только в одном направ­лении, скажем, при положительных или отрицательных полупериодах.

Такой вариант продления “жизни” лампы имеет большой недостаток, так как при таком питании падает све­товая отдача лампы, поэтому нередко использу­ют автоматы.

Известен автомат который после предвари­тельного разогрева нити подает 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, но данное устройство собрано на дефицитном транзисторе, используемом в автомобильных системах зажигания.

Предлагаемым изобретением решается данная проблема, так как устройство выполнено на реле, а не на транзисторе, оно также представляет собой двухполюсник, а потому легко встраивается в существующую электропроводку. Реле срабатывает от тока, протекающего через сетевой выключатель , осветительную лампу , обмотку реле и диод, катодом подключенным к выходу (или замыкающуюся группу контактов).

В отличие от прототипа предлагаемое устройство 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.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого защитного устройства.

Изобретение содержит первый, второй и третий диоды ( 1, 2, 3 ), реле ( 4 ), электролетический конденсатор ( 5 ), замыкающая группа контакты ( 6 ), лампу (нагрузка) ( 7 ), сетевой выключатель ( 8 ).

Работает устройство следующим образом. После замы­кания контактов 8 через лампу прохо­дят лишь положительные полуволны тока. При этом диод 1 закрыт, поскольку контакты 6 пока еще разомкнуты. Кон­денсатор 5 постепенно заряжается че­рез лампу и диод 2, и как только на­пряжение на нем достигнет определен­ного значения, сработает реле 4, кон­такты 6 которого зашунтируют диод 3. В результате горевшая сначала "вполнакала" лампа 7 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.

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 , поэтому реко­мендуемое иногда в литературе время 2...4 с и даже 5...10 с 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).

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

ФОРМУЛА

Изобретение содержит первый, второй и третий диоды ( 1, 2, 3 ), реле (4), электролетический конденсатор ( 5 ), контакты реле ( 6 ) и лампу (нагрузка) ( 7).

Автомат защиты ламп от перегорания содержащий реле(4), включенное параллельно с кондексатором (5), первый вывод обмотки которого включен последовательно с катодом второго диода (2), анод которого последовательно включен с катодом первого диода (1) и с лампой (нагрузкой)(7), второй вывод которой подключен, через контакт, к одному из входов сети, анод первого диода (1) подключен к “отрицательному”контакту кондексатора (5) и ко второму выводу реле (4), второй контакт реле последовательно подключен к, параллельно подключенным контактам реле (6) и третьему диоду (3), катод которого подключена к сети.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и используется для защиты осветительных ламп от перегорания в момент включения, так как сопротивление нити накаливания 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.

Известен один из вариантов продления "жизни" лампы это включить последовательно с ней полупроводниковый диод. Тогда вероят­ность совпадения момента включения с максимумом полуволны уменьшается вдвое, т.к. через лампу теперь бу­дет протекать ток только в одном направ­лении, скажем, при положительных или отрицательных полупериодах.

Такой вариант продления “жизни” лампы имеет большой недостаток, так как при таком питании падает све­товая отдача лампы, поэтому нередко использу­ют автоматы.

Известен автомат который после предвари­тельного разогрева нити подает 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, но данное устройство собрано на дефицитном транзисторе, используемом в автомобильных системах зажигания.

Предлагаемым изобретением решается данная проблема, так как устройство выполнено на реле, а не на транзисторе, оно также представляет собой двухполюсник, а потому легко встраивается в существующую электропроводку. Реле срабатывает от тока, протекающего через сетевой выключатель , осветительную лампу , обмотку реле и диод, катодом подключенным к выходу (или замыкающуюся группу контактов).

В отличие от прототипа предлагаемое устройство 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.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого защитного устройства.

Изобретение содержит первый, второй и третий диоды (1, 2, 3 ), реле ( 4 ), электролетический конденсатор ( 5 ), замыкающая группа контакты ( 6 ), лампу (нагрузка) ( 7 ), сетевой выключатель ( 8 ).

Работает устройство следующим образом. После замы­кания контактов 8 через лампу прохо­дят лишь положительные полуволны тока. При этом диод 1 закрыт, поскольку контакты 6 пока еще разомкнуты. Кон­денсатор 5 постепенно заряжается че­рез лампу и диод 2, и как только на­пряжение на нем достигнет определен­ного значения, сработает реле 4, кон­такты 6 которого зашунтируют диод 3. В результате горевшая сначала "вполнакала" лампа 7 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.

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 , поэтому реко­мендуемое иногда в литературе время 2...4 с и даже 5...10 с явно избы­точно, так как 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.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Изобретение содержит первый, второй и третий диоды ( 1, 2, 3 ), реле (4), электролетический конденсатор ( 5 ), контакты реле ( 6 ) и лампу (нагрузка) ( 7).

Автомат защиты ламп от перегорания содержащий реле(4), включенное параллельно с кондексатором (5), первый вывод обмотки которого включен последовательно с катодом второго диода (2), анод которого последовательно включен с катодом первого диода (1) и с лампой (нагрузкой)(7), второй вывод которой подключен, через контакт, к одному из входов сети, анод первого диода (1) подключен к “отрицательному”контакту кондексатора (5) и ко второму выводу реле (4), второй контакт реле последовательно подключен к, параллельно подключенным контактам реле (6) и третьему диоду (3), катод которого подключена к сети.