Варианты схем
В магазинах предлагается широкий выбор устройств плавного пуска для ламп от российских и зарубежных производителей. Монтаж не требует особой квалификации. Нужно сделать разрыв провода фазы, ведущего к лампе накаливания, и подключить прибор при помощи клеммников.
При отсутствии клеммников провода спаиваются.
Чаще всего на производствах используется одна из трех схем:
- туристорная;
- симисторная;
- специализированная (обычно микросхема КР1182ПМ1или DIP8).
В сети 220 В
Самая простая схема плавного включения ламп туристорная.
Для самостоятельного изготовления требуются:
- лампа накаливания;
- 4 диода (для создания выпрямительного моста);
- туристор;
- конденсатор (10 мкФ);
- 2 резистора (один из них переменной емкости).
Время включение определяет переменное сопротивление.
В момент включения ток проходит через лампочку, выпрямляется мостом, проходит через резистор и начинает скапливаться в конденсаторе. После достижения определенного порога зарядки ток подается на туристор, он немного открывается. По мере наполнения конденсатора туристор открывается все больше, лампочка постепенно загорается. Максимальная мощность света достигается при полной зарядке конденсатора.
Лампочки накаливания рассчитаны на 220 В (на практике может быть до 240 В). Диоды и туристор выбираются, базируясь на этот показатель. При самостоятельном изготовлении необходимо учесть, что можно использовать любые диоды с напряжением от 300 В и туристор, способный выдерживать мощность от 2 кВт. Емкость накопителя тоже большого значения не имеет
Важно знать, что при ее уменьшении лампочка будет зажигаться быстрее
Использование симистора (попупроводникового ключа) позволяет уменьшить количество элементов в туристорной схеме.
Используется:
- дроссель;
- 2 резистора;
- конденсатор;
- диод;
- симистор.
По принципу действия эта схема мало отличается от предыдущей. Время включения определяет цепочка из резистора и конденсатора, которые подключены через диод. По мере наполнения емкости конденсатора постепенно открывается симистор, через который подпитана лампочка накаливания. Она загорается не мгновенно, а плавно. Такой прибор более удобен в использовании благодаря небольшим размерам.
Плавный пуск ламп при помощи приборов, созданных на основе микросхемы КР1182ПМ1(DIP8), можно использовать с источниками освещения, обладающими мощностью до 150 Ватт.
Основа этого прибора – 2 туристора и 2 системы управления. Время регулируется резистором и конденсатором. Силовую часть от управляющей отделяет симистор, подключенный через задающий ток резистор. Работу внутренних туристоров регулируют 2 наружных конденсатора, от помех, создаваемых сетью, защищает дополнительный конденсатор и резистор.
При использовании этой схемы свет не только плавно включается, но и плавно выключается. Длительность загорания и затухания регулируется подбором емкости конденсаторов.
Плавное включение обладает существенным недостатком – снижением яркости светового потока. Для достижения оптимального уровня освещения требуются лампы с максимальной мощностью.
Для одноклавишных выключателей существует схема на основе транзистора. Когда лампочка накаливания выключена, он закрыт. После включения напряжение через резистор и диод поступает на конденсатор, он начинает заряжаться. Максимальный уровень (9,1 В) ограничивает стабилитрон.
После достижении оптимального напряжения транзистор начинает открываться, нить накаливания лампочки, подключенной последовательно, постепенно нагревается. Обязателен второй резистор у конденсатора, обеспечивающий его разрядку после выключения. Основное преимущество использования транзистора – отсутствие мерцания лампочки накаливания.
При напряжении 12 В
Если светильник точечный, то используется трансформатор, преобразующий 220 вольт в 12 вольт. Для подключения к 12 В устройства плавного пуска он устанавливается перед преобразователем напряжения.
Если такой прибор необходим для автомобиля, требуются специальные схемы – импульсные или линейные (ШИМ-регуляторы).
Линейные подключаются к источникам света параллельно. После включения ток проходит через резистор, лампы тусклые. После подключения реле они загораются на всю мощность.
Резистор должен быть керамический, мощность примерно 5 Вт, сопротивление 0,1-0,5 Ом.
Импульсные схемы создаются на основе полевого транзистора, подающего ток короткими импульсами. За счет этого нити накаливания не нагреваются до уровня, при котором возможен разрыв. В перерывах между импульсами ток успевает равномерно распределиться по нити, выравнивая сопротивление.
Предыстория
Светодиодные лампы, которые сейчас появляются почти в каждом доме и учреждении, обещают нам экологичность и очень долгий срок службы, как бы большую экономию. То есть, если старые добрые лампы накаливания служили нам, или должны были служить 1000 часов, то светодиодные должны работать не менее 20 тысяч часов – в 20 раз больше (отсюда и вытекает их высокая стоимость).
Но человечество напрасно разочаровалось в лампах накаливания. В их недолгом сроке службы виновата не технология, а заговор их же производителей. Как известно из истории, первый сговор между производителями ламп накаливания состоялся в 1924 году. Они решили, что слишком хорошие лампы – это плохо. Лампа будет долго гореть, и новые будут реже покупать. Поэтому было решено искусственно занизить срок их службы ещё в процессе изготовления. Уменьшили длину спирали, уменьшили диаметр подводящих медных проводников внутри колбы лампы, которые идут от держателей спирали до контактов патрона. Всё, лампы стали работать с перекалом, часто перегорать от небольшого перепада напряжения, особенно в момент их включения. Очень часто даже перегорал тоненький медный проводник внутри лампы, а сама спираль умудрялась оставаться целой. Этот заговор, в свою очередь, не только позволил бизнесменам продавать худший продукт, чтобы больше заработать, но и стал основой всей современной экономики потребления. Поэтому я очень сильно сомневаюсь в том, что светодиодные лампы, как им положено, отработают свои 20 000 часов. Они так же «летят» ничуть не реже своих накальных собратьев, и если с экологией ещё понятно, то какой либо экономией тут и не пахнет. Но вернёмся к лампам накаливания и к галогенным лампам.
Хорошо известно, что галогенные лампы и лампы накаливания в основном перегорают в момент их включения, когда нихромовая спираль находится в холодном состоянии и имеет наименьшее активное сопротивление. В этот момент через неё будет протекать максимальный ток, особенно тогда, когда включение лампы происходит на пике синусоидальной волны переменного напряжения. Но можно намного продлить срок службы такой лампы, если нить накаливания разогревать постепенно, в течении нескольких секунд.
Простая схема продления ресурса ламп накаливания
Это простое устройство плавного пуска ламп позволяющее многократно снизить риск перегорания ламп и продлить их ресурс.
Лампы накаливания в большинстве случаев перегорают в момент включения. Это происходит потому что холодная нить накаливания имеет меньшее сопротивление, чем горячая нить. Поэтому в момент включения ток проходящий через лампу в десятки раз превышает номинальный. Это длится короткий момент, но этого бывает достаточно, чтобы вывести лампу из строя.
Для продления ресурса ламп в промышленных условиях применяют системы плавного пуска. Представленная схема является самой простой. Здесь в разрыв существующей цепи питания ламп ставятся реле и резистор. Обмотка реле питается параллельно лампе. Как это работает: после включения фар, они зажигаются тускло, как габариты и примерно через полсекунды включаются на полную мощность. В таком режиме зажигания лампы будут жить гораздо больше, особенно перекалки (+50, +90 и т.п.).
Потребуется:
- Реле (на каждую лампу) — Реле можно использовать любые 12-ти вольтовое на ток более 5А, можно и автомобильные.
- Резистор (номиналом 0,1-0,5 Ом) — подбирается индивидуально под характеристики реле, так чтобы реле срабатывало при максимально возможном значении сопротивления. Резистор нужно использовать мощный керамический около 5 Ватт.
Размещение: две релюшки можно установить где угодно (например, под капотом возле фар или в блоке предохранителей).
Это интересно: Обозначение розеток и выключателей на строительных чертежах и электрических схемах по ГОСТ — рассматриваем все нюансы
Виды блоков питания и их характеристики
Сегодня существует множество различных устройств плавного включения ЛН. Самыми востребованными являются:
- Блоки УПВС, представляющие собой базовые версии, которые имею достаточно невысокую стоимость, поэтому используются большинством потребителей.
- Блоки Гранит имеют высокое качество изготовления и обладают длительным сроком службы. Такое устройство очень простое в работе и установке.
- Блок Навигатор (Navigator) применяется не только для ЛК (ламп накаливания), но и для галогеновых. Это универсальное многофункциональное устройство достаточно небольшое по габаритам, поэтому не займёт много места.
Низковольтные мигающие светодиоды
Что касается низковольтных мигающих светодиодов, то у них отсутствует ограничительный резистор. При переполюсовке питания требуется наличие защитного диода. Он необходим для того, чтобы не допустить выхода микросхемы из строя.
Чтобы работа высоковольтных мигающих светодиодов была долговременной и шла бесперебойно, напряжение питания не должно превышать 9 вольт. Если напряжение тока возрастет, то рассеиваемая мощность мигающего светодиода увеличится, что приведет к нагреву полупроводникового кристалла. Впоследствии из-за чрезмерного нагрева начнется деградация мигающего светодиода.
Когда необходимо проверить исправность мигающего светодиода, то для того, чтобы это сделать безопасно, можно использовать батарейку на 4,5 вольта и включенный последовательно со светодиодом резистор сопротивлением 51 Ом. Мощностью резистора должна быть не менее 0,25 Вт.
Варианты схем
В магазинах предлагается широкий выбор устройств плавного пуска для ламп от российских и зарубежных производителей. Монтаж не требует особой квалификации. Нужно сделать разрыв провода фазы, ведущего к лампе накаливания, и подключить прибор при помощи клеммников.
При отсутствии клеммников провода спаиваются.
Чаще всего на производствах используется одна из трех схем:
- туристорная;
- симисторная;
- специализированная (обычно микросхема КР1182ПМ1или DIP8).
В сети 220 В
Самая простая схема плавного включения ламп туристорная.
Для самостоятельного изготовления требуются:
- лампа накаливания;
- 4 диода (для создания выпрямительного моста);
- туристор;
- конденсатор (10 мкФ);
- 2 резистора (один из них переменной емкости).
Время включение определяет переменное сопротивление.
В момент включения ток проходит через лампочку, выпрямляется мостом, проходит через резистор и начинает скапливаться в конденсаторе. После достижения определенного порога зарядки ток подается на туристор, он немного открывается. По мере наполнения конденсатора туристор открывается все больше, лампочка постепенно загорается. Максимальная мощность света достигается при полной зарядке конденсатора.
Лампочки накаливания рассчитаны на 220 В (на практике может быть до 240 В). Диоды и туристор выбираются, базируясь на этот показатель. При самостоятельном изготовлении необходимо учесть, что можно использовать любые диоды с напряжением от 300 В и туристор, способный выдерживать мощность от 2 кВт. Емкость накопителя тоже большого значения не имеет
Важно знать, что при ее уменьшении лампочка будет зажигаться быстрее
Использование симистора (попупроводникового ключа) позволяет уменьшить количество элементов в туристорной схеме.
Используется:
- дроссель;
- 2 резистора;
- конденсатор;
- диод;
- симистор.
По принципу действия эта схема мало отличается от предыдущей. Время включения определяет цепочка из резистора и конденсатора, которые подключены через диод. По мере наполнения емкости конденсатора постепенно открывается симистор, через который подпитана лампочка накаливания. Она загорается не мгновенно, а плавно. Такой прибор более удобен в использовании благодаря небольшим размерам.
Плавный пуск ламп при помощи приборов, созданных на основе микросхемы КР1182ПМ1(DIP8), можно использовать с источниками освещения, обладающими мощностью до 150 Ватт.
Основа этого прибора – 2 туристора и 2 системы управления. Время регулируется резистором и конденсатором. Силовую часть от управляющей отделяет симистор, подключенный через задающий ток резистор. Работу внутренних туристоров регулируют 2 наружных конденсатора, от помех, создаваемых сетью, защищает дополнительный конденсатор и резистор.
При использовании этой схемы свет не только плавно включается, но и плавно выключается. Длительность загорания и затухания регулируется подбором емкости конденсаторов.
Плавное включение обладает существенным недостатком – снижением яркости светового потока. Для достижения оптимального уровня освещения требуются лампы с максимальной мощностью.
Для одноклавишных выключателей существует схема на основе транзистора. Когда лампочка накаливания выключена, он закрыт. После включения напряжение через резистор и диод поступает на конденсатор, он начинает заряжаться. Максимальный уровень (9,1 В) ограничивает стабилитрон.
После достижении оптимального напряжения транзистор начинает открываться, нить накаливания лампочки, подключенной последовательно, постепенно нагревается. Обязателен второй резистор у конденсатора, обеспечивающий его разрядку после выключения. Основное преимущество использования транзистора – отсутствие мерцания лампочки накаливания.
При напряжении 12 В
Если светильник точечный, то используется трансформатор, преобразующий 220 вольт в 12 вольт. Для подключения к 12 В устройства плавного пуска он устанавливается перед преобразователем напряжения.
Если такой прибор необходим для автомобиля, требуются специальные схемы – импульсные или линейные (ШИМ-регуляторы).
Линейные подключаются к источникам света параллельно. После включения ток проходит через резистор, лампы тусклые. После подключения реле они загораются на всю мощность.
Резистор должен быть керамический, мощность примерно 5 Вт, сопротивление 0,1-0,5 Ом.
Импульсные схемы создаются на основе полевого транзистора, подающего ток короткими импульсами. За счет этого нити накаливания не нагреваются до уровня, при котором возможен разрыв. В перерывах между импульсами ток успевает равномерно распределиться по нити, выравнивая сопротивление.
Типы ламп и схемы подключения
Перед монтажом различных видов осветительных приборов желательно ознакомиться с принципом работы и их внутренним устройством, а также с особенностями схемы включения в питающую сеть
Также важно знать, что каждая из разновидностей способна работать длительное время лишь при строгом соблюдении правил эксплуатации
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы часто устанавливают в служебных помещениях
Помимо традиционных ламп накаливания для освещения служебных и частично бытовых пространств нередко применяются их люминесцентные трубчатые аналоги. Они чаще всего устанавливаются на следующих объектах:
- в цехах и на конвейерных линиях промышленных производств;
- в административных зданиях и в различных боксах;
- в гаражах, торговых залах и подобных им местах общественного пользования.
Значительно реже они используются в домашних условиях – иногда ставят на кухне для организации подсветки рабочей зоны.
Особенностью люминесцентных осветителей является невозможность прямого подключения к сети 220 Вольт, так как для пробоя газового столба требуется высокое напряжение. Для их включения используется особая электронная схема, в состав которой входят такие элементы запуска как дроссель, стартер и высоковольтный конденсатор (в некоторых случаях он не обязателен).
В последние годы неэкономичные и сильно гудящие во время работы дроссельные преобразователи заменяются так называемым «электронным балластом». Порядок его подключения обычно указывается в виде схемы, изображенной на корпусе прибора.
Галогенные источники и светодиодные лампы
При монтаже подвесных потолков традиционно устанавливают галогенные лампы
Осветители первого типа традиционно устанавливаются при монтаже подвесных и натяжных потолков. Они также идеально подходят при необходимости освещения зон с повышенной влажностью, так как выпускаются в нескольких модификациях. Одно из них рассчитано на работу от 12-ти Вольт. Для их получения в районе потолочных перекрытий устанавливается преобразователь, рассчитанный на соответствующее выходное напряжение.
Для светодиодных ламп характерно наличие встроенного драйвера, позволяющего получать нужное напряжение питания (12 или 24 Вольта). Образцы светодиодных осветителей, рассчитанные на работу от 220 Вольт, включаются подобно лампам накаливания. Но в отличие от обычных осветителей включать их в виде последовательной цепочки не рекомендуется.
Важно правильно подбирать тип ламп для определения нужного порядка их подключения. Не допускается соединять в последовательную цепочку энергосберегающие осветители, при монтаже люминесцентных и галогенных светильников руководствуются схемами их включения. При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться
При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться.
Монтаж по схеме блока защиты лампы накаливания
В чем заключается сложность таких работ? Как сделать плавное включение света?
Подключение устройства в цепь:
- Вход УПВЛ подключают от фазы до светильника, он выполняет функцию посредника между проводом, подключающим осветительный прибор.
- Выход от него соединяют с другим концом провода, ведущего к лампе.
- Контроль работоспособности и правильной настройки устройства заключается в проверке светильника в начале пуска. В течение примерно 3-5 секунд видно, как яркое освещение становится более тусклым — это говорит о правильной работе защитного блока.
- При выполнении работ по монтажу необходимо строго соблюдать правила безопасности при эксплуатации и ремонте электрооборудования, а также подобрать мощность прибора, которой будет достаточно для подключения выбранного количества приборов и оборудования.
Принцип работы
Свечение обычной лампочки накаливания происходит за счет нагрева металла. Вольфрамовая нить при пропускании электрического тока мгновенно раскаляется и начинает светиться. Так как все происходит мгновенно, то нить накаливания меняет свою температуру на сотни градусов за сотые доли секунды, а её сопротивление падает в десятки раз. Это приводит к деградации и перегоранию нити. Если же замедлить процесс нагрева, то можно увеличить срок службы в несколько раз.
Блок питания
Чтобы достичь замедления обычно используют схему с конденсаторами. В момент включения устройства в сеть разряженные конденсаторы будут уменьшать нагрузку на лампочку. Когда конденсатор заряжается полностью, нагрузка растет и лампочка получает полное напряжение. В момент выключения питания конденсаторы начинают разряжаться и поддерживать напряжение, за счет этого нить перестает светиться не мгновенно, а плавно гаснет за несколько секунд.
Уменьшая напряжения и создавая плавное нарастание тока в цепи, устройство позволяет уменьшить деградацию нити. Ударный скачок температуры и тока превращается в плавное повышение температур и небольшое повышение силы тока на большом промежутке времени.
Устройство плавного пуска
Это более сложное устройство для плавного повышения напряжения. Если простейший блок питания состоит из конденсатора, резистора и тиристора, подключенных к сети через диодный мост, то устройство плавного включения более сложное и точнее калибрует нагрузку на лампу.
Принцип работы такой же, как и у обычного блока питания, но с небольшим усложнением схемы устройства. Для большей точности и плавности повышения напряжения используется двойной каскад тиристоров или схема с транзистором и тиристором. Принципиальная схема состоит из двух веток — по одной устанавливается конденсатор с резистором, на второй тиристор или транзистор служащий ключом. Аналогично с блоком питания, при заряде конденсатора происходит полный запуск лампы.
Чаще всего устройство плавного включения выполняется в небольших корпусах и предназначено для скрытого монтажа в плафонах или светильниках. Подключение происходит последовательно с источником освещения. Если лампа накаливания рассчитана на меньший ток, то устройство плавного включения устанавливается до понижающего трансформатора.
Диммирование
Диммирование это в первую очередь изменение силы тока и как следствие этого яркости освещения. Первые диммеры были созданы на базе реостата, сейчас используют полупроводниковые элементы — симистор и динистор. Принцип работы диммера следующий: регулировкой яркости пользователь устанавливает сопротивление потенциометра. Чем больше сопротивление, тем тусклее горит нить накаливания. Основной элемент диммера — это симистор, который служит выключателем. Симистор начинает пропускать ток только, если на его концах определенная разность потенциалов, если она меньше – цепь размыкается. Эту разность потенциалов создает конденсатор заряжающийся от общей цепи.
В целом получается так – конденсатор накопил заряд, выпустил его и создал разность потенциалов. Симистор включается и лампа начинает работать. Когда заряд в конденсаторе заканчивается, разность потенциалов уменьшается и симистор выключается. Этот цикл происходит каждую полуволну переменного тока.
Схемы
Для того чтобы правильно использовать блоки плавного включения ЛК необходимо использовать специальные электросхемы. Благодаря таким схемам можно легко понять, как работает данный прибор и устроен изнутри, а также как его необходимо эксплуатировать.
Схема плавного включения лампы накаливания
Обычно при подключении такого устройства специалисты пользуются наиболее простым и лёгким вариантом схемы. Иногда используют специальную схему с внедрением симистеров. Также, кроме блоков данного вида можно брать полевые транзисторы, которые работают аналогично приборам плавного включения.
Вторая схема плавного включения ламп накаливания
Также того чтобы можно было контролировать напряжение в приборе плавного включения можно использовать автоматические приборы.
Что собой представляет тиристорная схема
Тиристорную схему специалисты рекомендуют использовать для повторения. Состоит она из обычных элементов, которые можно найти в каждом доме. Такую схему можно легко сделать в домашних условиях своими руками.
Тиристорная схема плавного включения лампы
Цепь моста выпрямления (рис.VD1, VD2, VD3, VD4) использует лампочку (рис. EL1) как нагрузку и токоограничитель. Плечи выпрямителя оснащены тиристором (рис. VS1) и сдвигающейся цепью (рис. R1, R2 и C1). Также диодный мост устанавливается за счёт спецификации работы прибора тиристора.
После того как напряжение подаётся на схему, электроток начинает идти через спираль накала и поступает на мост, а затем посредством резистора осуществляется зарядка электролита. Когда достигается предел напряжения открытия тиристора, он начинает открываться и тогда через него проходит ток от лампочки. В результате этого вольфрамовая нить разогревается постепенно и плавно. Период ее разогрева будет зависеть от ёмкости находящегося в схеме устройства конденсатора и резистора.
Чем примечательна симисторная
Такая схема имеет меньшее количество деталей за счёт применения симистора (рис. VS1), который служит силовым ключом.
Симисторная схема плавного включенияламп
Такой элемент, как дроссель (рис. L1), который предназначен для удаления различных помех, появляющихся во время открытия силового ключа, разрешено убрать из общей цепи. (рис. R1)Резистор является ограничителем тока, который поступает на главный электрод (рис. VS1). Цепь, которая задаёт время, исполнена на резисторе (рис. R2) и ёмкости (рис. С1), питающимися посредством диода (рис. VD1). Данная схема работает также как и предыдущая. Когда конденсатор заряжается до уровня напряжения открытия симистора, он начинает открываться, а затем через него и лампочку поступает электрический ток.
Схема плавного включения ламп накаливания
На фотографии внизу мы можем увидеть симисторный регулятор. Такое устройство кроме регулировки мощности в нагрузке, также осуществляет плавное поступление электротока на лампочку, когда её включают.
Устройство плавного включения ламп накаливания
Схема работы блока на специализированной микросхеме
Микросхема типа кр1182пм1 была специально создана специалистами для построения различных фазовых регуляторов.
Схема плавного включения на специализированной микросхеме
В этом случае происходит так, что с помощью самой микросхемы происходит регулирование напряжения на источнике, который обладает мощностью до 150 ватт. А если понадобится управлять более сильной системой нагрузки и десятками осветительных приборов одновременно, то в управленческую цепь просто включается дополнительно силовой симистр. На рисунке внизу мы можем увидеть, как это происходит.
Схема плавного включения с силовым симистром
Применение блоков плавного включения не заканчивается только на обычных лампах, так как специалисты рекомендуют использовать их вместе с галогеновыми лампами, мощностью в 220 В.
Важно знать! С люминесцентными и LED лампами (светодиодными) такие блоки устанавливать нельзя. Это связано с тем, что здесь присутствует различная техника разработки схем, а также принцип действия и присутствие у каждого осветительного прибора своего источника размеренного нагрева для люминесцентных ламп или нет потребности в таком регулировании ламп LED
