Устройство плавного включения ламп накаливания

Несмотря на появление экономичных и более долговечных светодиодных ламп, наибольшей популярностью пользуются лампочки накаливания. Они перегорают гораздо чаще, но благодаря цене продаются лучше остальных. Чтобы увеличить срок их службы, можно установить специальное устройство для плавного включения ламп накаливания (УПВЛ).

Если спираль будет нагреваться постепенно и не всегда до максимума, лампочка будет служить намного дольше, так как главная причина перегорания это разрушение нити накаливания, которое возникает на фоне моментального включения. Разбираясь в электрических приборах, с помощью схемы можно сделать устройство для регулируемого включения самостоятельно.

Принцип работы плавного включения

Плавное включение ламп помогает сгладить скачок при включении и обеспечить нити накала постепенное нагревание. Чтобы продлить работу изделия, следует нормализовать режим за счет оптимального соотношения напряжения и температуры спирали. Для этого понадобится схема и специальный блок питания.

Для постепенного накаливания здесь установлен специальный датчик. Нить будет нагреваться до установленного значения. Уровень напряжения также увеличивается до установленного на выключателе предела. Когда происходит включение, отрицательная волна будет подана через диод на лампу. В этот же миг конденсатор начнёт заряжаться. Когда напряжение достигнет величины открытия тиристора, напряжение пойдёт на лампочку до предела.

Где используется

Изделия для плавного включения преимущественно устанавливаются в жилых домах и квартирах. Также их рекомендуется использовать для галогенных лампочек на 220 В. Нередко схема используется в электроинструментах. В данном случае это необходимо для плавного запуска якоря двигателя, что положительно отразится на его сроке службы.

Устанавливать такой выключатель для работы с люминесцентной или светодиодной лампой не рекомендуется. Объясняется это отличием в схеме и принципе работы изделий. Каждое из устройств имеет свой источник нагрева.

Устройство плавного включение своими руками

Для опытного мастера сборка устройства для плавного пуска лампы накаливания на 220 В по схеме — дело нескольких минут, при наличии всех необходимых элементов. Если нет уверенности в своих силах, изделие лучше приобрести в магазине электротехники, так как неправильная сборка может привести к повреждению компонентов цепи.

Перед сборкой необходимо выбрать схему. Можно взять простой вариант с использованием тиристоров. Также применяют специализированные микросхемы, которые считаются лучшими для изготовления УПВЛ.

Выбор схемы

В цепи с симистором небольшое количество элементов. В ней находится дроссель, но необязательно. Резистор R1 необходим, чтобы ограничивать ток, поступающий на симистор. Для установки времени накала в цепи работают резистор R2 с конденсатором 500 мкФ. Питание на них идет через диод.

Когда произойдет открытие симистора, ток пройдет через него и запустит источник света. Так будут созданы условия для плавного накала спирали. При отключении происходит медленная разрядка конденсатора.

Ещё один вариант для ручной сборки, который считается самым распространённым – это микросхема КР1182ПМ1. Она сможет самостоятельно корректировать поступающее напряжение на лампочку мощностью не более 150 Вт. Если мощность выше, в схему придётся подключать симистор.

Эту цепь рекомендуется использовать для галогенных и ламп накаливания. Также она подойдёт электроинструментам для постепенного раскручивания ротора.

Ещё одна схема для сборки УПВЛ подразумевает использование в ней тиристора. Именно он является основным функциональным компонентом. Если этот вариант будет использован для настольной лампы или торшера, схема помещается в корпус изделия.

Плавный пуск здесь происходит с помощью поворота ручки потенциометра. Также этот способ применяется для регулируемого включения коллекторного двигателя, паяльника или плиты.

Подготовка к работе

Когда вариант сборки выбран, необходимо приступить к подготовке. Для этого следует собрать все необходимые элементы схемы. Их можно приобрести отдельно или отыскать в уже не использующихся электрических приборах. Часть нужных элементов можно взять из устройств:

• старый телевизор;
• автомобильное зарядное устройство;
• перфоратор или дрель;
• плата для новогодней гирлянды;
• производственный или бытовой фен.

Симистор и тиристор пропускают напряжение низких и повышенных частот. Поэтому их используют для трансформаторных устройств в аппаратах сварки.

Изготовление устройства

Если выбрана схема с использованием симистора, стоит учесть, что он пропускает ток в 2 направлениях с учетом прохождения части номинальной мощности. Другими словами, его можно назвать электронным ключом, от интенсивности открытия которого зависит пропускаемая мощность. Плавный пуск ламп накаливания невозможен без следующих элементов:

• резистор на 100 кОм;
• динистор;
• ещё один резистор (мощность 10 кОм).

Симистор подбирается с учетом нагрузки, к которой будет подведено УПВЛ. Также рекомендуется установить в схему радиатор, чтобы избежать перегрева. Сборка происходит в несколько этапов:

1. Один из проводов сети подключается к симистору, другой к лампе.
2. С этого же вывода симистор – к переменному резистору.
3. Второй вывод резистора проходит через динистор, после резистор на 10 кОм проходит ко второму выводу симистора.
4. 3-й вывод симистора отводят на 2-й контакт лампочки.
5. 3-й контакт резистора (постоянного на 100 кОм) — ко второму контакту светильника.

Крутя установленный регулятор на переменном резисторе, изменяют выходное напряжение. Светильник начинает загораться плавно в соответствии с регулировкой.

Регулятор освещения для лампы накаливания

Предлагаемая схема пуска подает напряжение на лампу с плавным нарастанием в течении 2-3 секунд. Это намного уменьшает вероятность перегорания лампы из-за броска тока через холодную нить. Срок службы галогенных ламп и обычных ламп накаливания, благодаря этой схеме запуска, увеличивается в несколько раз.
В эту схему так же введена задержка выключения нагрузки, обеспечивающая плавное уменьшение яркости свечения до полного погасания в течении 8-12 секунд. То есть при выключении схемы выключателем SA1, яркость свечения ламп начинает плавно убывать до нуля за 8-12 секунд.
Достоинством схемы является ещё и то, что она подсоединяется вместо штатного выключателя или пакетника, нет дефицитных деталей, и для управления лампой (лампами), можно использовать низкоточные малогабаритные выключатели.
Идея собрать такую схему пуска возникла у меня тогда, когда мне надоело довольно часто менять перегоревшие галогенные лампы в люстре. Люстра была рассчитана на шесть маленьких галогенных ламп по 50 Вт каждая.
Копаясь в литературе, наткнулся на статью в ВРЛ про сенсорный выключатель на тиратронах МТХ-90.
Схему решил упростить, в результате чего получилась простая схема, которую Вам и предлагаю.

По прошествии времени, я уже и не помню, когда последний раз менял лампу в люстре. Ещё после выключения света, яркость в люстре убывает постепенно в течении 10-12 сек. Свет выключается плавно, как в театре, что тоже довольно приятно.

Плавный розжиг галогенных ламп в автомобиле

В различных авто, перегрузкам подвергаются не только механические детали, их испытывают и элементы, составляющие электрические схемы. Поэтому, для увеличения продолжительности работы оборудования, в схемы включают различные устройства, обеспечивающие плавный запуск ламп.

Основные параметры для установки блоков плавного розжига:

• Вибрация;
• Температурные и электрические перепады.

Лампы с повышенной светоотдачей, согласно устройству, очень чувствительны к незначительным перепадам напряжения в электрической схеме. Данные перепады варьируются от 10 до 13 Вольт.

Лучшим решением, будет установка блока плавного розжига. Установка возможна на фары ближнего и дальнего света, Стоит отметить, что данное реле, играет роль защиты источника света.

Важно понимать, что установка одного блока на лампы, отвечающие за головной свет, не рекомендуется, так как при выходе из строя блока, работать перестанут обе лампы. Установка одного блока, возможна толк на дополнительное освещение

Блок, выполнен в виде реле, оснащенного пятью контактами для подключения. Основными элементами блока, являются контакты реле (силовая часть) и блок управления.

Работа данного блока, осуществляется следующим образом. После того, как на тридцатый контакт подано напряжение, блок осуществляющий управление схемой, параллельно подключает ключ. Далее ключ, используя импульсы по нарастающей, начинает замыкать между собой 30 и 87 контакты.

После двух секунд работы, данные контакты полностью замыкаются, после чего управляющий блок, подает напряжение на реле. Далее, 30 и 87 контакты размыкаются, и 30 и 88 замыкаются. Если подать напряжение на дополнительный 86 контакт, то при выключении фар, галогеновые лампы будут медленно затухать.

Устройства для постепенного пуска лампочек

Торговая сеть предлагает большой ассортимент разнообразных приборов, позволяющих осуществить пуск лампы накаливания постепенно. Все они отличаются по набору функций, качеству и цене. По внешнему виду это небольшие коробочки. Устройства промышленного производства подключаются к бытовой сети последовательно. По алгоритму работы они мало отличаются от блоков питания, но обладают меньшими размерами. Это позволяет поместить их под колпачок люстры, в подрозетник или распределительную коробку (самые мощные модели).

Чаще всего для каждого светильника приобретается отдельный прибор. Существуют блоки для нескольких ламп (люстр и подсветки). Целесообразно использование подобных приборов так же с галогеновыми лампочками и электроприборами, оснащенными ротором для запуска.

Блоки плавного включения не подходят для помещений с повышенным уровнем влажности. Каждый прибор подбирается в зависимости от нагрузки

Важно, чтобы было достаточно мощности для обслуживания всех источников света, для которых устройство предназначено. Для компенсации скачков напряжения желательно предусмотреть запас примерно 30%

Медленное (плавное) включение ламп накаливания

Плавный пуск или розжиг ламп накаливания, легко сделать своими руками. Для этого существует не одна схема. В некоторых случаях, после отключения подачи напряжения, делают и плавное выключение ламп.

• Тиристорная;
• На симисторе;
• С использованием микросхем.

Тиристорная схема подключения, состоит из нескольких основных элементов. Диод, в количестве четырех штук. Диоды в данной схеме образуют диодный мост. Для обеспечения нагрузки, используют лампочки накаливания.

К плечам выпрямителя, подключается тиристор и цепочка сдвигающая. В этом случае, используют диодный мост, так как это обусловлено работой тиристора.

После того, произведен запуск, и на блок подано напряжение, электричество, проходит через нить накаливания лампы и подается на диодный мост. Далее, при помощи тиристора, емкость электролита заряжается.

После того, как достигнута необходимая величина напряжения, тиристор открывается и через него начинает проходить ток от лампы. Таким образом, происходит плавный запуск лампы накаливания.

Схема с использованием симистора простая, так как симисторы является силовым ключом в схеме. Для регулировки тока управляющего электрода, используют резистор. Время срабатывания, задается при помощи нескольких элементов схемы, резистора и емкости, питающиеся от диода.

Для работы нескольких мощных ламп накаливания, используют различные микросхемы. Это достигается путем добавления в схему дополнительного силового симистора. Стоит отметить, что данные схемы работают не только с обычными лампами, но и с галогенными.

Принцип работы

Блок питания

Для меньшего износа нити накаливания необходимо сгладить скачок, т. е. обеспечить плавное включение и выключение ламп накаливания. Значит, нужно оптимальное соотношение температуры спирали и напряжения, что приведет к нормализации режима и, как следствие, сохранению работоспособности светового прибора на более долгий срок. Помочь может схема плавного включения ламп накаливания, если конкретно – нужно использовать специальный блок питания. В течение короткого времени нить накала разогреется до необходимого предела как температуры, так и напряжения, установленного человеком.

Блок питания для плавного запуска

Если выставить уровень питания на 180 В, то, естественно, сила светового потока уменьшится на две трети, но при установке более мощных потребителей возможно добиться нужного уровня освещенности, обеспечивая плавный пуск ламп накаливания, при этом будет и экономия энергии, и продление срока эксплуатации самого светового прибора.

При приобретении такого блока плавного включения лампочек с нитью накаливания нужно уточнить, устойчиво ли устройство к высоким скачкам напряжения в сети. В идеале предельный запас по этому параметру должен превышать 25–30 %. И чем выше уровень этого показателя, тем больших размеров будет устройство. Необходимо учитывать этот факт, ведь блок плавного включения нужно где-то расположить.

Устройство плавного включения

Алгоритм работы устройства плавного включения лампы накаливания 220 В тот же, что и у блока питания, но УПВЛ имеет значительно меньшие размеры, благодаря чему его можно поместить и под колпак потолочного светильника, и непосредственно за выключатель (в тот же подрозетник), а также в соединительную коробку.

Подключать это устройство к сети 220 В нужно последовательно, соединив на фазный провод. А при условии, что напряжение на лампу подается в 12 В или 24 В, УПВЛ требуется его последовательное включение в схему до понижающего трансформатора.

Схема и внешний вид устройства плавного запуска лампы

Диммирование

Широко распространено использование в быту светорегуляторов или диммеров. Эти устройства также монтируются в схемы включения ламп накаливания и управляют уровнем подачи напряжения на светильник либо механическим (посредством вращения ручки), либо автоматическим способом. В цепь они чаще всего введены на место штатного выключателя (хотя есть более сложные модели, устанавливающиеся и на ввод напряжения в квартиру).

Самые простейшие диммеры – с поворотным механизмом регулировки. В таком устройстве возможна регулировка подачи от нуля до максимального напряжения в сети. Существуют такие приборы с дистанционным, сенсорным, звуковым и автоматическим (при помощи таймера) управлением.

Схема 4 плавного включения ламп накаливания на транзисторе

Еще одна схема все с той же функцией плавного включения ламп, но где регулирование осуществляется за счет транзистора

Принцип работы схемы повторяет аналогичные схемы выше, то есть когда на управляющем затворе появляется потенциал. Исключением является применение транзистора, в качестве управляющего радиоэлемента. При этом потенциал зависит от сопротивлений R1, R2 и конденсатора C1. Именно резисторы управляют процессом зарядки конденсатора, а после, когда он уже зарядился, он поддерживает потенциал для затвора. В итоге, процесс “розжига” лампы будет зависеть от сопротивления резисторов и от емкости конденсатора.

Способы реализации плавного включения

Прежде чем определиться со способами реализации плавного запуска, необходимо выяснить, как работают УВПЛ. Принцип действия приборов этого типа основывается на способности сначала понижать, а затем постепенно повышать напряжение до оптимальной величины. Устройство подключается в разрыв провода между лампой (светильником) и выключателем.

При подаче напряжения его величина повышается за счет схем плавного запуска. Они могут быть собраны на транзисторах, симисторах или тиристорах по схемам ФИР (фазоимпульсный регулятор). Скорость повышения напряжения может варьироваться в пределах нескольких секунд: многое зависит от того, по какой схеме был собран прибор. Мощность нагрузки чаще всего не превышает 1400 Вт.

Блок питания

Блок защиты выступает в роли устройства, обеспечивающего плавное включение. Применение приспособления одновременно с лампой позволяет постепенно понизить напряжение, поступающее к осветительному прибору. Вольфрамовая нить в этом случае не испытывает большой нагрузки, что позволяет продлить ее срок эксплуатации.

По мере того, как электрический ток проходит сквозь блок, напряжение падает (с 220 В до 170 В). Скорость варьируется в пределах 2-4 секунд. Использование блока защиты по назначению приводит к снижению потока света на 50-60%. Устройства Uniel Upb-200W-BL выдерживают до 220 В, поэтому необходимо подключать к ним лампочки такой же мощности.

Устройство можно устанавливать рядом с выключателями или приборами освещения.

Устройство плавного включения

Механизм действия устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) такой же, как и у защитных блоков. Прибор имеет весомое преимущество – небольшой размер, поэтому его можно устанавливать в подрозетник (за выключатель), внутри распределительной коробки и потолочной лампы (под колпак). Подключение УПВЛ должно осуществляться последовательно, начиная с соединения прибора к фазному проводнику.

Диммирование

Диммеры обладают способностью регулировать электрический ток, поэтому эти приборы часто устанавливают в жилых помещениях. Устройства меняют яркость света, который дают галогеновые, светодиодные или лампы накаливания.

Реостат или переменный резистор считают простейшим диммером. Прибор был изобретен в 1847 году Кристианом Поггендорфом. С его помощью можно регулировать силу электрического тока и напряжение. Устройство состоит из нескольких деталей:

• проводник;
• регулятор сопротивления.

Сопротивление меняется плавно. Чтобы уменьшить яркость света, напряжение снижают. В этом случае величины, обозначающие силу тока и сопротивление, будут высокими, что спровоцирует перегрев осветительного прибора.

К диммерам относят также автотрансформаторы. У этих приборов коэффициент полезного действия достаточно высок. Напряжение подается неискаженным, частота оптимальная – не более 50 Гц. Существенный минус автотрансформатора – большой вес. Чтобы управлять ими, человек должен приложить максимум усилий.

Электронный вариант – наиболее простой и доступный прибор, с помощью которого можно контролировать силу тока. Основная деталь компактного устройства – переключатель (ключ), которым управляют тиристорными, симисторными и транзисторными полупроводниками.

Выделяют несколько способов регулирования диммера:

• по переднему фронту;
• по заднему фронту.

Подающееся на лампы накаливания напряжение можно регулировать обоими способами.

Причины преждевременного перегорания

Когда лампы с нитью накала включаются, по закону Ома при высоком сопротивлении холодной спирали пропорционально возрастает сила тока. В стандартной лампочке небольшой мощности в 55 Вт сила тока в доли секунды достигает 60 А. Когда вольфрам разогревается, ток моментально нормализуется. Момент включения – настоящее испытание для спирали накаливания.

Беда в том, что нет идеальных спиралей. В процессе эксплуатации металл выгорает неравномерно. Как следствие, в тонких участках вольфрамовой спирали в момент разогрева мощность тока максимальная, они вспыхивают и рвутся.

Срок эксплуатации спирали накаливания зависит от нескольких факторов:

1. качество контакта между патроном и цоколем, когда есть подгорания, возрастает риск короткого замыкания;
2. частое включение/выключение, такой режим эксплуатации не предусмотрен;
3. нестабильное напряжение, установлено, что изменение напряжения на 1% снижает срок службы спирали накаливания в 7–8 раз;
4. старые провода, изоляция со временем начинает осыпаться, снижается плотность соединения проводников;
5. вибрация, высокая влажность окружающей среды.

Устройство плавного запуска BM071

Регулятор плавного включения света BM071 (K1182ПМ1T) рассчитан на 220 В. При этом подключенная мощность составляет 3 кВт.

Блок универсальный с широким спектром действия, способный функционировать не только с лампами (накаливания и галогенными), но эффективно понижать пусковые мощности нагревателей и других электроприборов в пределах заявленной нагрузки.

1. Габариты: 75*68*33.
2. Температура эксплуатации: -30 оС до +55 оС.
3. Диапазон регулировки нагрузки, %: 0-100.
4. Диапазон регулировки мощности, Вт: 0-3000.
5. Комплект: блок BM071, документация.
6. Функция: плавный запуск электрооборудования.

Принцип действия

Внешне такой регулятор (его ещё называют диммер) выглядит очень просто, пользоваться им легко – вы крутите регулятор в одну сторону – напряжение повышается, лампа накаливания потихоньку разгорается; крутите в другую сторону – регулятор пропускает больше вольт, свет становится ещё ярче.

Главные детали в такой мини-конструкции чаще всего – это так называемые полупроводники, тиристор или симистор.

Рассмотрим несложную схему:

Резисторы R1 и R2. Между ними подключен динистор DB3. Когда напряжение на конденсаторе C1 доходит до предела открытия динистора, на симистор VS1 поступает импульс, и через него идёт ток на лампу.

Вторая схема регулятора напряжения для лампы накаливания. Схема сложней, менее популярна среди радиолюбителей и выглядит, например, так:

Питание из сети 220в по одному проводу поступает на предохранитель (на схеме FU1 5А), по второму на тиристоры VS1 и VS2. Резистор переменного напряжения и тока R2 регулирует выходной сигнал. Через диоды VD1 и VD2 сигнал поступает на электрод одного тиристора, и он становится открытым.

В первой схеме используется симистор, во второй два тиристора.

Отличительные черты

Светодиодные лампы — энергосберегающие светильники нового поколения. Их основа — полупроводниковые кристаллы (диоды).

• долгий срок эксплуатации (от 5 лет);
• низкое потребление энергии;
• прочность (на механическое воздействие);
• маленькие размеры.

Схема подключения галогенных ламп

Перед тем, как приступать к рассмотрению схемы подключения, давайте разберемся, что собой представляет галогенная лампа или как говорят в народе «галогеновая лампа».

Галогеновая лампа – это сосуд, выполненный из стекла и наполненный парами йода либо брома. Собственно, здесь и кроется смысл названия лампочки – перечисленные наполнители являются галогенными элементами.

Зачем же нужны эти лампочки, — спросите вы. Главное достоинство галогенных ламп в повышенной отдаче света (до 2,5 раз) и длительным сроком службы. Также можно отметить, что на рынке представлен широкий выбор галогеннок – разных форм (от стандартных до изысканных) и большая гамма цветов.

За счет чего достигаются эти параметры, — снова перебьете вы. Вся разница кроется в материале и наполнителе колбы. Простые лампочки изготовляются из обычного стекла, а галогенные – из кварцевого, что позволяет им справляться с большими температурами, имея при этом одинаковую мощность.

На рынке представлено два типа ламп:

• рассчитанные на 220 вольт;
• рассчитанные на 12 Вольт.

При подключении к сети последних, необходимо дополнительно устанавливать трансформатор напряжения, который и будет снижать напряжения со стандартных 220 вольт до необходимых 12.

Чем отличаются лампочки 12 вольт и 220 вольт? Их отличие в распределении света и силе нагрева. Например, если основание изготовлено из легко-плавящихся или легко-воспламеняющихся материалов, то целесообразней использовать галогеннки на 12 вольт.

Сила их нагрева значительно отличается от предшественников благодаря нанесению специального отражающего покрытия, которое не пропускает инфракрасное излучение и тем самым улучшает нагрев. Обычно в качестве покрытия используется технический алюминий.

Лампы с отражателем выпускаются в виде конусов и имеют свойства осевого источника света. Остальные лампочки имеют свойства светового потока.

Они используются в квартирах и местах, где нет необходимости в большом количестве света или где необходимо направить свет в определенное место, обозначить переход. Также, как отмечалось выше, их используют там, где основания боятся перегрева.

Теперь рассмотрим схему подключения этих лампочек. В примере, мы взяли два трансформатора и пять галогенных лампочек. Как показывает практика, выгоднее покупать несколько трансформаторов меньшей производительности, чем один, но мощный.

При поломке трансформатора часть ламп может перегореть, поэтому на нем лучше не экономить. Хороший трансформатор, конечно, стоит дороже, но работает он лучше и дольше, да и лампочки перегорают реже, — в конце концов он окупит затраты.

• Сразу отметим, что размеры, цвета и интервалы специально взяты такими, чтобы упростить понимание для пользователей, которые не очень разбираются в электрике.
• На схеме красная линия представляет ноль, а синяя линия, соответственно, фазу.
• Теперь немного пояснений. В распределительную коробку заходят два провода:

• фаза – синий;
• ноль – красный.

Затем фаза идет на выключатель, а оттуда снова возвращается в коробке. Далее она идет на все трансформаторы. Нулевой провод через распределительную коробку также идет на трансформаторы.

С трансформаторов фаза и ноль идут на клеммники – разъемы на болтовом соединении. С клеммников провода подключаются к лампочкам. Вместо клеммников можно использовать скрутку, но во-первых – это некачественно, а во-вторых стоят клеммники не так уж и дорого.

Все работы по подключению под силу любому мужчине. Главное, это следовать правилам работы с электричеством и не забывать о технике безопасности.

Место установки защитного блока

Плавное включение света в квартире достигается при правильном выборе места установки. Защиту для каждого светильника устанавливают в зависимости от его места расположения. Если имеется техническая возможность, то лучше поместить его в полость под люстрой. Достоинство устройства – его компактность. Поэтому оно устанавливается в любом доступном месте рядом с осветительным прибором.

С блоком поставляется подробная инструкция. Поэтому его можно установить самостоятельно, не прибегая к услугам электрика. Если позволяет мощность УПВЛ – возможен монтаж для группы из нескольких ламп. В этом случае лучшее место размещения — распределительная коробка. Если в защитной схеме присутствует осветительный трансформатор для понижения мощности, то блок должен находиться первым по ходу тока. Напряжение 220 В должно первым поступать на него, а далее по цепи на всю сеть освещения.

При монтаже устройства плавного включения света необходимо придерживаться строгих правил:

https://svetilov.ru/lampochki/nakalivaniya/ustrojstvo-plavnogo-vkljucheniya
https://uk-parkovaya.ru/smarthouse/lighting/plavnoe-vklucenie-lamp-nakalivania-220v-na-12v-shema-vklucenia.html