Плавное включение и выключение ламп накаливания на 220 вольт

Плавное включение и выключение ламп накаливания на 220 вольт

Несмотря на популяризацию светодиодных ламп, их предшественники с нитью накала по-прежнему продолжают освещать миллионы домов, во многом благодаря более низкой розничной цене. В эту категорию можно отнести не только привычные по форме лампы накаливания, но и галогенные источники света с цоколем GU4 и GU5.3 и пр.

Не секрет, что чаще всего лампочки с нитью накала перегорают в момент включения, когда спираль обладает наименьшим электрическим сопротивлением. Изменить ситуацию и продлить срок службы осветительного прибора поможет устройство плавного включения ламп накаливания (УПВЛ). Задача УПВЛ состоит в постепенном увеличении напряжения на нагрузке, исключая резкие броски тока впервые доли секунд после включения.

С УПВЛ можно не бояться частых кратковременных включений.

Организовать плавное включение света у себя в доме несложно. Для этого достаточно купить готовое устройство плавного пуска или сделать его самостоятельно, опираясь на практические наработки радиолюбителей. Рассмотрим оба варианта.

• Готовые сборки
• Простая схема для сборки своими руками
• Схема
• Принцип работы
• Печатная плата и детали сборки

Принцип работы блока

Блок защиты запускается последовательно с прибором освещения и ограниченно пропускает электричество. Увеличение тока осуществляется постепенно — в течение 1–2 секунд. Без блока ток поступает мгновенно, что часто приводит к перегоранию лампы.

Устройство блока простейшее. Для его функционирования не имеют значения вход-выход, фаза-земля, а также полярность. Устройство следует подключать в последовательном режиме с выключателем, установленным в разрыв фазы.

Прибор плавного включения позволяет:

1. Избежать негативного влияния перепадов напряжения при подключении светильника.
2. Стабилизировать ток в лампочках после воздействия на них пускового электричества.
3. Продлить срок службы источника света.

Немаловажный плюс защитного прибора состоит в том, что он предотвращает мигание лампы. Благодаря этому находиться в освещенном помещении комфортно, так как на глаза не оказывается чрезмерной нагрузки.

Где установить блок защиты?

Блоки устанавливают непосредственно для каждой лампы индивидуально. Лучше помешать их в полость под люстрой, где спрятана проводка. Так как блок имеет небольшие размеры, то он поместится везде. Установить их можно как самостоятельно, если разбираетесь в электрике, так и с помощью специалиста.

Также можно использовать один блок на несколько ламп. Например, если в потолке встроена подсветка из множества светильников или люстра с цоколями.

Для пайки существует возможность собрать термовоздушную станцию самостоятельно в домашних условиях. Как это сделать, узнайте здесь. Для эксплуатации такого инструмента нужно уметь правильно пользоваться паяльником.

Допустимый вариант установки в распределительной коробке. Обычно туда помещают мощные модели, которые будут охватывать целую цепь электрических ламп в доме. Если у вас установлен также трансформатор для понижения мощности, то блок должен стоять в цепи первым, то есть основной поток 220 В предназначен только ему. А уж после раздача на всю частную сеть.

Важно! Помещайте приборы так, чтобы в случае замены, ремонта с легкостью добраться до них.
Лучше избегать прочного заклеивания обоями, гипсокартоном (в потолок из которого эффективно помещать точечные светильники) и штукатуркой место, где расположен блок плавного включения.

Использование диммирования

Плавное включение ламп накаливания также может быть выполнено диммерами или светорегуляторами. Название диммер произошло от английского «dim», что означает затемнять. Здесь уровень подачи напряжения регулируется автоматическим или механическим (за счет вращения ручки) способом. У простых диммеров схема управления построена на реостате – переменном резисторе. Сейчас для этих целей используются полупроводниковые симмисторные или транзисторные ключи. В современной электротехнике для плавного включения ламп накаливания 220 Вт преимущественно используются приборы с таймером, сенсором или на дистанционном управлении. Обычно светорегуляторы устанавливаются вместо штатного выключателя.

Важно! При установке диммера на лампы накаливания добиться экономии электроэнергии невозможно. Понижение уровня освещенности на 50 процентов экономит только 15% электричества.

В роторных диммерах накал галогеновых ламп регулируется при повороте ручки потенциометра. В электронных – все параметры задаются автоматически.

Дополнительная информация. Диммер может создавать помехи в работе чувствительных измерительных устройств и радиоприёмников. Использование прибора иногда вызывает дополнительный фон при работе звукозаписывающего оборудования. Все это надо учесть при монтаже устройств.

Собрать простой регулятор можно своими руками.

Схема состоит из:

• BT134 – симистора на 700 В, который можно заменить на КУ208Г, MAC212-8, MAC8S, BT138 или BT136;
• DB3 – динистора, также можно использовать КН102, HT40 HT34, HT32, DC34, DB4;
• неполярного конденсатора с емкостью от 0,1 до 0,22 мкФ (250 В);
• резистора (10 кОм) с максимальной мощностью от 0,25 до 2 Вт;
• компактного переменного резистора (уровень сопротивления примерно 500 кОм);
• проводов для соединения с основной схемой.

Собранное устройство последовательно устанавливают в нулевую фазу провода, идущего к светильнику. Симистор пропускает ток только при определенной разности потенциалов. Накопление заряда идет на конденсаторе, который подключен к симистору. При этом скорость заряда определяется уровнем сопротивления переменного резистора. Сам же уровень этого сопротивления задается пользователем. Чем меньше сопротивление переменного резистора, тем ярче горит лампа.

Достоинством данного самодельного устройства является то, что при работе не происходит падения уровня напряжения, и освещенность не страдает. С другой стороны, плавный пуск галогенной лампы достигается за счет механического поворота симистора, отрегулировать скорость которого сложно. Точные параметры можно задать только на современных автоматических приборах, собрать которые своими руками сложнее.

При выборе диммерного устройства для плавного включения лампы накаливания необходимо учесть, что некоторые виды оборудования начинают работу с минимального значения, когда нить накаливания слегка тлеет. Другие сразу дают существенный скачок, который также приводит к большому перепаду напряжения на лампе.

Использование диммера может привести к повышению уровня магнитострикции и появлению высокочастотного свиста или шума, идущего от лампы накаливания. Это явление характерно для мощных ламп накаливания. Если светильники работают без диммера, то дополнительного звука практически неслышно.

Принцип работы УПВЛ

Устройство плавного включения применимо для ламп накаливания, имеющих вольфрамовую нить. Кроме ряда бытовых ламп, в эту категорию включаются и галогенные светильники, которые используются в мощных прожекторах. Принцип действия устройства заключается в замедлении подачи напряжения на спираль накала в момент включения. Это даёт возможность плавного разогрева спирали, минуя скачкообразную фазу, которая длится сотые доли секунды. Как известно, именно в этот момент чаще всего происходит перегорание. Благодаря действию электронной схемы прибора ток подаётся с постепенным нарастанием, в течение от 1 до 3 сек.

Вольфрамовая нить лампы накаливания при комнатной температуре имеет низкое сопротивление, что приводит к возникновению больших токов и перегоранию спирали во время включения

Самая долго горящая лампа в мире, занесённая в книгу рекордов Гиннеса, зафиксирована в городе Ливермор, штат Калифорния. С 1901 г. и по сегодняшний день эта «столетняя лампа», как её окрестили, непрерывно освещает пожарную часть. Причём за все эти годы выключалась она всего несколько раз на непродолжительное время. Современные исследователи часто приводят её в качестве подтверждения теории «планируемого устаревания».

«Столетняя лампа» была изготовлена ручным способом и имеет углеродную спираль

Устройство плавного включения имеет небольшие габариты и вес. И благодаря этому его можно устанавливать:

• в защитном колпаке люстры в месте выхода проводов;
• в подрозетнике выключателя;
• в распределительной коробке;
• в пространстве над подвесным или натяжным потолком.

Размеры устройства позволяют осуществлять установку даже в полости подрозетника

Место установки выбирается исходя из доступности и удобства монтажа. Лучшим вариантом считается тот, в котором прибор будет иметь хорошую естественную вентиляцию. Схема подключение проста — устройство врезается в разрыв одного из проводников (фазы или нуля) питающего кабеля.

Устройство плавного включения врезается в разрыв одного из проводов, которые подводятся к светильнику

Если для освещения используются лампы накаливания с рабочим напряжением в 12 В, УПВЛ устанавливается перед понижающим трансформатором. При таком соединении защита от неблагоприятных сетевых перепадов распространяется и на трансформатор, что тоже актуально.

Одним из побочных положительных эффектов плавного зажигания осветительных приборов является смягчение резкого ослепительного света в момент включения. Это оберегает человеческие глаза от излишних перегрузок, особенно когда свет включается в полной темноте.

Прибор УПВЛ не применяется для люминесцентных и светодиодных светильников, так как они работают на других конструктивных принципах.

Для расчёта мощности УПВЛ подсчитывают суммарную мощность потребителей. Практически это выражается в складывании номинальных показателей мощности всех ламп, к которым будет подключаться устройство. Чтобы прибор работал не на пределе своих возможностей, к суммарной мощности прибавляют 20%. К примеру, если в схему предполагается включение 5 ламп по 100 Вт, то их общая потребительская мощность составит 500 Вт. К этому числу добавляют 20% — 100 Вт и получают искомое значение мощности УПВЛ — 600 Вт.

Устройство плавного включения может устанавливаться внутри распределительной коробки

В сети магазинов, торгующих электротоварами, продаются УПВЛ, производимые в заводских условиях. Среди них есть как отечественные, так и зарубежные модели. Названия могут различаться, но в принципе это пластиковый контейнер с размерами меньшими, чем спичечная коробка. Часто акцент в названии делается на защитную функцию прибора для галогенных ламп. Но прибор вполне применим и для обычных ламп накаливания. Другое возможное название устройства — фазовый регулятор. Обычно так называют более мощные УПВЛ с несколько изменённой системой управления. Цена такого устройства может меняться от 300 до 600 рублей в зависимости от номинальной мощности.

Устройство плавного включения лампы запрещено применять для плавного запуска двигателей электроинструментов и других бытовых приборов.

Тем же, кто владеет базовыми знаниями в радиоэлектронике, можно предложить самостоятельное изготовление УПВЛ. Вот несколько схем, с помощью которых можно продлить жизнь осветительной лампы во много раз.

Тиристорная схема

В тиристорной схеме используются простые и доступные детали. Основой служит тиристор VS1 и четыре диода VD1 — VD4, соединённые в выпрямительный мост. Кроме того, понадобится конденсатор C1 ёмкостью 10 мкФ и резисторы R1 (переменной ёмкости) и R2.

В тиристорной схеме подача напряжения на лампу производится по прошествии времени, которое задаётся переменным сопротивлением R1

При подаче напряжения электрический ток проходит сквозь спираль лампы и выпрямляется в диодном мосте. После прохождения резистора начинается зарядка конденсатора. Достигая порога напряжения, тиристор открывается, и через него течёт ток лампы. В итоге происходит постепенный накал нити вольфрама. При помощи резистора переменной ёмкости R1 можно регулировать время «разгона» лампы.

Симисторная схема

Использование симистора VS1 в качестве силового ключа приводит к тому, что в схеме используется меньшее количество деталей.

Принцип работы симисторной схемы аналогичен тиристорной, но она содержит меньше деталей

Дроссельный элемент L1 служит для подавления помех при отмыкании силового ключа. По большому счёту его при необходимости можно исключить из схемы. Цепочка, задающая время, состоит из сопротивления R2 и конденсатора C1, питающихся через диод VD1. Сопротивление R1 снижает ток на электроде управления VS1. Принцип действия цепи подобен предыдущей — создаётся временная пауза на время заполнения ёмкости конденсатора, симистор открывается и через него протекает ток, питающий лампу EL1.

Прибор на основе схемы симисторного регулятора с конденсатором переменной ёмкости имеет компактные размеры из-за небольшого количества деталей

Схема на специализированной микросхеме

В основе цепи лежит специализированная микросхема КР1182ПМ1(или DIP8 в импортном варианте), снабжённая двумя тиристорами и двумя системами их управления. Ёмкость C3 и сопротивление R2 регулируют продолжительность времени включения (выключения). Для разделения управляющей и силовой части служит симистор VS1, ток на управляющем электроде задаёт сопротивление R1. Наружные ёмкости C1 и C2 устанавливаются для регулировки работы тиристоров внутренней цепи микросхемы. Для защиты от помех применены резистор R4 и конденсатор C4.

УПВЛ на основе специализированной микросхемы не только плавно включает, но и выключает лампу с небольшой задержкой, ещё более увеличивая срок её службы

Во время подключения устройства к линии подачи напряжения на лампу контакты выключателя SA1 должны находиться в замкнутом положении. Конденсатор С3 набирает ёмкость при размыкании контактов SA1. Во время постепенного увеличения тока через сопротивление R1, управляющего силовым ключом на выходе ИМС, происходит плавный запуск симистора VS1 и лампы EL1, соединённой с ним последовательно.

Примечательно, что эта схема не только замедляет накал спирали во время включения, но и затормаживает её потухание. Лампа гаснет так же плавно, как и загорается. Длительность задержки устанавливается на стадии сборки прибора путём подбора ёмкости конденсатора C3. При желании можно увеличить задержку пуска лампы до 10 сек. Плавность отключения регулирует сопротивление R2.

Не следует путать устройство плавного включения лампы с диммером. УПВЛ — это автоматический регулятор, плавно повышающий ток на осветительном приборе в момент включения. Диммер — это прибор, при помощи которого осуществляется ручная настройка яркости освещения.

Характерным свойством УПВЛ и фазных регуляторов считается то, что прибор понижает выходное напряжение на лампу (с 230 до 200 В). Это дополнительно увеличивает её срок службы.

Видео: устройство плавного включения лампы на полевых транзисторах

Вечная лампа накаливания

Для изготовления понадобится лампа, цоколь от другой лампы накаливания, предварительно снятый и очищенный, два диода Д226, инструменты (кусачки, плоскогубцы), надфиль, паяльные принадлежности. Подключение через диод позволяет повысить срок в разы. Исходя из опыта, можно сказать, что в подвале у меня лампочка такой конструкции работает исправно уже несколько лет.

В качестве диода применяется любой, на напряжение не менее 350 В. Учитываем силу тока, которая должна быть, не менее 0,5 А. Можно использовать диоды Д245, а в нашем случае Д226. Такие диоды использовались в старых советских телевизорах, в любой старой радиотехнике. Их можно купить в магазине радиодеталей, стоят они копейки. Схема подключения лампы через диод простая, но создает хорошую защиту.

Берем диод и откусываем один вывод корпуса под корень. Второй вывод в виде трубочки тоже откусываем.

В трубочку вставляем проволочку и запаиваем. Получается так:

Теперь наш диод без проблем влезет в цоколь. Берем паяльник и припаиваем диод к цоколю лампы:

Теперь берем цоколь и надеваем его, и опаиваем конец провода. Лишнюю часть провода откусываем. Зафиксируем в 3-4 местах два цоколя между собой паяльником.

Вечная лампочка готова. Единственный недостаток этой лампочки – мерцающий свет. Для подъезда или подвала мерцание не играет важной роли.

Принцип диода можно применить, поставив диод не в лампочке, а в выключателе или в светильнике. Этот способ будет полезен тем, кто не особо дружит с электричеством.

Можно использовать такую схему подключения лампы накаливания:

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Паразитарная пульсация

Паразитарная пульсация светодиодной лампы возникает, когда для её включения используют выключатель с подсветкой. Через светодиод подсветки так же проходит достаточный ток для мигания светодиодов.

Наведённая и паразитарная пульсация – ведущий фактор риска для светодиодного освещения.

Наконец мы подошли к главной теме этого обзора — устройство защиты светодиодных ламп.

Блок защиты светодиодных ламп 220в представляет собой шунт с сопротивлением меньше, чем сопротивление светодиодов в лампочке. При возникновении паразитарных наводок они проходят через шунт, минуя лампу.

Одним из примеров таких устройств является вот такой девайс. Для активации защиты достаточно подключить его к клеммам входного напряжения драйвера питания светодиодной лампы. Применение даже такого элементарного способа защиты во много раз продлит срок жизни светодиодному освещению.