Плавный пуск ламп накаливания и галогенных ламп. Схема подключения блока защиты Uniel Upb-200W-BL

Май 11th, 2014 Рубрика: Освещение

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Одной из причин был скачок тока во время ее включения. Рассмотрим этот процесс подробнее.

В начальном состоянии вольфрамовая нить лампы накаливания находится в холодном состоянии и обладает определенным сопротивлением. Например, у лампы накаливания мощностью 75 (Вт) это сопротивление равно 52,4 (Ом).

Вспомним закон Ома для участка цепи. При включении лампы в сеть 220 (В) через нее начнет протекать пусковой ток, равный 220/52,4 = 4,19 (А).

Время протекания пускового тока зависит от скорости нагрева нити накаливания и составляет в среднем чуть меньше секунды. За это время нить накаливания успевает нагреться и ее сопротивление увеличивается. И уже в рабочем режиме через лампу накаливания 75 (Вт) протекает номинальный ток, равный всего 0,29 (А).

Пусковой ток в 14,5 раз превышает номинальный ток лампы.

При частом включении лампы пусковой ток со временем приведет к перегоранию вольфрамовой нити. К сожалению, это неизбежный процесс. Благо, если лампа дотянет до своего заявленного срока службы (1000 часов), а может проработает и того меньше.

Ситуация с галогенными лампами аналогичная.

Чтобы увеличить срок службы ламп накаливания и галогенных ламп, можно применить блок защиты, или другими словами, устройство плавного пуска, например, Uniel Upb-200W-BL. Вот о нем мы сегодня и поговорим более подробно. Кстати, его стоимость в розничном магазине составляет 140 рублей.

Принцип работы блока защиты ламп Uniel Upb-200W-BL

Принцип работы блока защиты галогенных ламп и ламп накаливания заключается в следующем. Напряжение, подводимое к лампе, в течение 2-3 секунд плавно повышается от 0 до 171 (В). Таким образом, значительно уменьшается (ограничивается) пусковой ток в момент включения лампы, т.е. происходит плавное включение лампы накаливания.

Да, я всегда предполагал, что напряжение на лампе в рабочем режиме составляет около 220 (В), но при замере выяснилось, что из-за падения напряжения на блоке, на нагрузку приходит всего 171 (В).

Из-за пониженного напряжения 171 (В) увеличивается срок службы лампы, правда при этом значительно снижается ее световой поток. Смотрите эксперимент, где я проводил сравнение ламп по световому потоку при разных уровнях напряжения (таблица взята из той статьи).

Так вот, при уменьшении питающего напряжения всего на 10%, световой поток лампы накаливания уменьшается на целых 44%. А при уменьшении напряжения до 171 (В), ее световой поток уменьшится примерно на 65-70%. Это пожалуй единственный недостаток устройства плавного включения ламп. Поэтому нужно заранее задуматься о том, чтобы установить лампы бОльшей мощности и под них выбрать соответствующий по мощности блок.

Принцип работы блока защит я снял на видео, смотрите:

К рассматриваемому блоку Uniel Upb-200W-BL можно подключать лампы с суммарной мощностью не более 200 (Вт). Я рекомендую придерживаться запаса по мощности на 20-25%. Например, к этому блоку подключать лампы суммарной мощностью не больше 160 (Вт). Так он будет служит дольше.

Про перегруз блока я вообще молчу. Лучше не перегружать блок, иначе он будет сильно греться и быстро выйдет из строя.

Внимание. Блок защиты Uniel Upb-200W-BL не работает с люминесцентными лампами (для них и не нужен плавный пуск), электродвигателями и прочими подобными устройствами. Не рассчитан на работу со светорегуляторами (диммерами) и некоторыми типами выключателей с подсветкой.

Место установки блока плавного пуска ламп

Блок защиты галогенных ламп и ламп накаливания можно установить в нескольких местах. Главное, чтобы к нему всегда имелся свободный доступ в случае его замены. Не нужно прятать его за гипсокартонными конструкциями и натяжными потолками.

Блок можно установить непосредственно у люстры (светильника) или в ее основании. Этот вариант для меня является более предпочтительным.

2. В распределительной коробке или подрозетнике

Если блок имеет небольшие габаритные размеры, то его можно аккуратно разместить в подрозетнике выключателя или в распределительной коробке. Напомню Вам, что размеры блоков напрямую зависят от их номинальной мощности.

Рассматриваемый в статье блок Uniel Upb-200W имеет небольшие размеры, но в подрозетник помещается с трудом.

Почему я предпочитаю первый вариант установки?

Да потому, что блок должен иметь не только свободный доступ для его замены или ремонта, но и иметь приток воздуха для естественного охлаждения элементов схемы (конвекция воздуха). Для этого на его корпусе имеются специальные прорези-отверстия.

Подключение блока защиты галогенных ламп и ламп накаливания

Схема подключения блока защиты достаточно простая. Его можно подключить двумя способами, в зависимости от напряжения используемых ламп.

Если лампы в люстре или светильнике на 220 (В), то блок защиты подключается последовательно в цепь с лампой. В принципе, полярность проводов не имеет значение, главное, чтобы блок подключался в разрыв фазного провода, т.е. последовательно с одноклавишным выключателем.

1. Схема подключения блока защиты, установленного в подрозетнике одноклавишного выключателя, для ламп 220 (В)

2. Схема подключения блока плавного пуска, установленного на потолке, для ламп 220 (В)

3. Подключение блока защиты галогенных ламп 6, 12 и 24 (В), установленного в подрозетнике выключателя

Если лампы на 6, 12, 24 (В) и подключены через понижающий трансформатор, то блок подключается со стороны 220 (В).

4. Подключение блока плавного пуска для галогенных ламп 6, 12 и 24 (В), установленного на потолке

Из чего состоит блок защиты ламп накаливания и галогенных ламп?

Снимем заднюю крышку блока и достанем печатную плату.

Внешний вид электрической схемы, размещенной на печатной плате.

Вдаваться в подробности схемы я не буду — об этом читайте на форумах по радиоэлектронике. Если вкратце, то на ней расположены: симистор, микросхема для его управления (8 ножек), диоды, конденсаторы и прочие полупроводниковые элементы. В более мощных блоках симистор расположен на радиаторе для более эффективного охлаждения.

В конце статьи я хотел бы ответить на распространенный вопрос: «Не сгорит ли блок, если на нагрузке (лампе) произойдет короткое замыкание?»

Симисторы выбраны с некоторым запасом по току, поэтому при коротком замыкании должен в первую очередь отключиться автоматический выключатель. Но встречаются случаи, когда при коротком замыкании на лампе выходит из строя блок (чаще всего в нем сгорает симистор), поэтому в таком случае нужно будет менять блок в целом или производить его ремонт.

P.S. На этом, пожалуй, я закончу. Вопросы по теме статьи задавайте в комментариях или в личную почту. Спасибо за внимание.

57 комментариев к записи “Плавный пуск ламп накаливания и галогенных ламп. Схема подключения блока защиты Uniel Upb-200W-BL”

это какой-то очень странный блок, я ставил граниты, они порядка 10В режут и то это заметно, но 50! это не работа. разбираться надо в чём проблема

Блоки такого типа бессмыслица полная. Окупаемость составит примерно 5-7 лет. За такой промежуток времени он выйдет из строя скорее всего. Даже если этот срок и отработает, то экономия будет рублей 10 в год. Просто лампочек на эти деньги набрать сразу чтобы не бегать в магазин и все. На счет окупаемости я для РБ считал, хотя думаю от РФ немного цены отличаются.

Здравствуйте. Я поставил у себя дома разные блоки защиты, один Навигатор, лампы на нем загораются плавно, а второй Китайский какой-то, при включении лампы резко загораются, потом тухнут, потом пауза где-то 1-2 сек. и плавно опять загораются, очень не удобно. Интересно если потом поставить светодиодные лампы они будут работать через блок защиты?

Там где идет вспышка в момент включения — перепроверьте, что мощность нагрузки не превышает мощность блока. Для светодиодных ламп блок защиты не нужен, его нужно будет демонтировать.

Про окупаемость не знаю. У меня галогенные лампы стоят MR-16 горят как спички, поставил блок защиты, стали реже гореть не считал на сколько, но видно что меньше, где-то на 50% лучше.

Спасибо Вам за Труд!Потрясающе!

Обыкновенные автоматы электронику от КЗ не спасут, нужны плавкие предохранители, может, даже быстродействующие. Как-то не задумывался, а надо бы.
Когда при включении вдруг на потолке сгорает десяток недешевых галогенок, сразу задумываешься про «Граниты».
Как-то смущает манера автора описывать работы и эксперименты с устаревшими и примитивными аппаратами, используя при этом дорогую измерительную технику.

Возможно, в некоторых блоках в установившемся режиме неоптимален момент включения симистора. Симистор должен открываться как можно раньше после начала каждого полупериода и при как можно меньшем напряжении сети в момент включения. Напряжение на нагрузке должно быть двуполупериодным. Его амплитуда — как можно меньше отличаться от амплитуды сетевого напряжения. Желательно посмотреть осциллограммы напряжения сети, напряжения на нагрузке, напряжения и тока управляющего электрода симистора, разумеется, с соблюдением мер электробезопасности. Применяйте разделительный трансформатор! Если его нет, нужно работать в сухом помещении без токопроводящих полов и вдали от заземлённой арматуры, отключая питание схемы (особенно фазный провод) перед каждой манипуляцией органами управления осциллографом, а затем, не касаясь его корпуса, включая снова. У меня блока нет, а осциллограф сломался. Будет интересно ознакомиться с данными, если кто-то произведёт измерения и выложит результаты. Если момент включения симистора оптимизировать, недостаточно малое падение напряжения на блоке может быть связано с его двухточечным подключением: относительно большое остаточное напряжение необходимо для питания схемы управления! Возможно, это мешает устанавливать режим раннего открывания симистора. Если доработать блок так, чтобы схема управления питалась не через нагрузку, надеюсь, остаточное напряжение удастся снизить, хотя это и потребует трёхточечного подключения: кроме фазы и нагрузки, к блоку придётся подключать ещё и нулевой провод. Промышленные трёхточечные блоки выпускаются? Дальнейшего снижения падения напряжения, возможно, удастся добиться применением схем с коммутацией нагрузки элементами с меньшим напряжением в открытом состоянии, например с мощными переключательными полевыми транзисторами вместо симистора. Думаю, что можно также создать и устройство с триггерным эффектом, управляемое кнопками без фиксации и позволяющее исключить традиционный механический выключатель в силовой цепи. Если новый блок спроектировать грамотно, полупроводники способны на многое. Вот только удастся ли при всех этих радиолюбительских трюках сделать устройство малогабаритным — вопрос второй!

А почему это для люминесцентных ламп не нужен плавный пуск? У КЛЛ ведь ограниченное количество включений, а иногда и обычным длинным нужна регулировка яркости. Например, в Киеве в Музее войны и Музее Ленина стояли 120-канальные регуляторы яркости обыкновенных люминесцентных ламп. Может быть, проблема плавного пуска неинтегрированных люминесцентных ламп решается теперь внешними ЭПРА?

Насколько мне известно, люминесцентным лампам нужен хороший, но не чрезмерный прогрев нитей перед зажиганием разряда, а собственно плавный пуск не нужен. Плавный разогрев нитей желателен, но в стартёрно-дроссельной схеме бросок тока через холодные нити ограничивается дросселем, поэтому отсутствие принятия мер по плавному разогреву сказывается менее катастрофично, чем при включении ламп накаливания непосредственно в сеть. Однако меры по продлению срока службы люминесцентных ламп возможны. В 1992 г. собрал доработанный вариант стартёрно-дроссельной схемы, в котором выводы ламп коммутируются электромагнитными реле. Сначала реле срабатывают и включают разогрев нитей, вводя также добавочный резистор, позволяющий установить ток накала, затем реле отпускают, при этом отключается подогрев, зажигается разряд и объединяются между собой выводы каждой нити. В рабочем режиме лампы включены всеми четырьмя выводами, при этом ток каждой нити делится на две части, что снижает температуру их локально разогретых участков. Об аналогах устройства ничего не знаю. Последний работавший экземпляр уничтожен предположительно в 2005 г. Насколько устройство эффективно, также не знаю, но думаю, что с ним лампы служат дольше раза в 2-3. Об окупаемости, экономическом эффекте, и есть ли он вообще тоже не знаю. Схему устройства рисовал в PCAD, сейчас передать нет технической возможности. Если можно подготовить схему в другом формате и сделать вложение, возможно, в будущем представлю схему или словами опишу набор элементов и соединений, хотя ничего не обещаю. Если это случится, может быть, кто-то заинтересуется, проведёт испытания и выложит статистику. В ЭПРА данные режимы реализовать тоже можно, что сделано в коммерческих устройствах, не знаю. В КЛЛ этого обычно нет. ЭПРА с регулировкой мощности существуют, но убавлять свет обычно можно только до некоторого нижнего предела, за которым разряд гаснет.

Вопросом продления срока службы ламп накаливания занимались многие еще в прошлом столетии. Так электрики ЖКХ, которым лень было часто менять лампочки освещения лестничных маршей, ставили последовательно с лампочкой накаливания диод. Лампочка мерцала с частотой 25 герц, светила слабее, но служила дольше, если освещение было круглосуточно. Однако, в санузлах общественного пользования, где часто пользовались выключателями, лампы перегорали чаще, поскольку момент включения часто приходился на максимум амплитуды напряжения, что вызывало всплеск величины тока.Тогда некоторые стали применять вместо диодов — конденсаторы. Эффект был лучше.Лампы работали на пониженном напряжении и пуск при включении был плавнее, т.к. конденсатор работал как стабилизатор тока.Недостатком такой схемы было то, что для каждой мощности лампы надо подбирать определенную емкость конденсатора.Яркость свечения была различной. Я не претендую на одобрение моих вариантов, но такие схемы работали много лет.

Владимиру 16.05.2014
Лампочка мерцала с частотой 50 герц, а если посчитать высшие гармоники, то и еще чаще.

Схема и устройство плавного включения ламп накаливания

Лампы накаливания и галогенные источники света широко распространены в жилых и офисных помещениях. Из-за воздействия разных факторов лампочки выходят из строя. К неисправности могут привести скачки напряжения, слишком частые включения и выключения.

Даже лампочка, защищенная понижающим трансформатором, не защищена от перегорания. Однако существует способ, с помощью которого добиваются продления срока службы источника света — плавное включение ламп накаливания. Чтобы добиться такого эффекта, используются специальные электронные устройства, которые обеспечивают постепенный нагрев нити накала и тем самым экономят рабочий ресурс лампочки.

Принцип работы

Блок питания

Чтобы нить накаливания изнашивалась медленнее, нужно сгладить перепад напряжения. Иными словами, нужно добиться более плавного включения и отключения лампочки. Добиваются этого путем оптимизации соотношения температуры спирали и напряжения с помощью специального блока питания.

При уровне питания в 180 В происходит сокращение светового потока на 2/3. Однако, если подключить более мощных потребителей, можно добиться необходимого уровня освещения и плавного запуска лампочки накаливания. Дополнительный бонус к увеличению срока службы источника света — экономия электроэнергии.

При покупке блока для медленного включения следует выяснить у продавца степень устойчивости прибора к перепадам напряжения. Надежный блок имеет запас, превышающий 25%. Если данный показатель выше — это указывает на еще большую эффективность блока.

Устройство плавного включения

Принцип работы данного устройства такой же, как и блока питания. Однако прибор для плавного включения меньше по размерам, что позволяет разместить его даже под плафоном потолочного светильника, в подрозетнике или соединительной коробке.

Подключение устройства плавного включения осуществляется последовательно — на фазу. Напряжение на лампочку составляет 12В или 24В. Последовательное включение задействуется в схеме до понижающего трансформатора.

Диммирование

Диммер представляет собой электронный многофункциональный переключатель. Устройство используется для изменения электрической мощности. С помощью диммера регулируют яркость света. Данный прибор устанавливается в схему включения лампочки и управляется в ручном режиме или автоматически. В цепи диммеры заменяют штатные переключатели. В сложных схемах диммеры размещают на вводе напряжения в жилище.

Наиболее простые диммеры оснащены поворотным регулирующим механизмом. В таком устройстве регулируется подача напряжения от нуля до максимума. Выпускаются приборы и с дистанционным или звуковым управлением, а также сенсорные и программируемые модели.

Самостоятельное изготовление включателя

Все описанные ниже схемы реализуются своими руками при наличии базовых познаний в электротехнике.

Тиристорная схема

Для реализации схемы понадобятся несложные компоненты, многие из которых можно найти в кладовке дома или в старом оборудовании.

В цепочке выпрямительного моста VD1, VD2, VD3, VD4 находится лампочка накаливания EL1. Она выполняет задачи нагрузки и ограничителя. В области плеча выпрямителя расположен тиристор VS1, а также сдвигающая цепь R1, R2, C1. Необходимость установки диодного моста вызвана особенностями функционирования тиристора.

Как только напряжение поступило на схему, ток направляется через нить накала к выпрямительному мосту. После этого через резистор выполняется подзарядка электролитной емкости. Когда напряжение доходит до момента открывания тиристора, данное устройство открывается. Далее через тиристор протекает ток лампы накаливания. В результате достигается цель — медленный разогрев вольфрамовой спирали. Скорость разогрева устанавливается емкостью конденсатора и резистора.

Симисторная схема

Для симисторной схемы понадобится меньшее количество деталей, так как в виде силового ключа применяется симистор VS1.

L1 выступает в качестве дросселя, гасящего помехи, появляющиеся в процессе открывания силового ключа. Этот элемент необязателен, и необязателен в цепи. Резистор R1 ограничивает ток, поступающий на управляющий электрод VS1.

Необходимая для установки времени цепь работает на резисторе R2 и емкости C1. Оба элемента получают питание по диоду VD1. Схема работы такая же, как и описанная ранее: при зарядке конденсатора до предела напряжения, приводящего к открыванию симистора, он раскрывается, и по нему течет ток.

На фотографии внизу показан симисторный регулятор. Помимо регулировки нагрузочной мощности он осуществляет медленную подачу тока на лампочку накаливания при ее включении.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1 создана для изготовления разнообразных регуляторов фазы. С помощью микросхемы контролируется напряжение на лампах накаливания, мощность которых может достигать 150 Вт. Если необходимо управление более существенной нагрузкой или большим числом светильников, понадобится силовой симистор. Включение в цепь этого элемента показано на рисунке внизу.

Применение подобных устройств медленного включения возможно не только для лампочек накаливания, но и для галогенных светильников на 220 В. Такие же точно устройства ставятся в электроприборы для плавного запуска якоря двигателя.

Обратите внимание! Нельзя устанавливать устройства плавного запуска для светодиодных и люминесцентных источников света. Несовместимость вызвана отличающейся схемотехникой, принципом работы. В случае люминесцентных ламп предусмотрен собственный способ плавного разогрева. Что касается светодиодов, плавное включение технологически не нужно.

Место установки блока

Блок плавного пуска ламп накаливания и галогенных лампочек размещается в непосредственной близости от источника света или же в распредкоробке (другой вариант — подрозетник). Какой бы ни был сделан выбор места установки, важно оставить свободный доступ к блоку, чтобы в случае необходимости произвести его замену. Не допускается установка блока за несъемными панелями или полотнами натяжного потолка.

Если блок устанавливается на потолке, рекомендуется найти место возле люстры. Подходящее место — основание осветительного прибора.

Если блок по каким-либо причинам не удается установить возле люстры, его ставят в подрозетнике или распределительной коробке. Выбор места установки определяется его размерами. Габариты блока зависят от номинала мощности устройства. К примеру, блок Uniel Upb-200W довольно объемен, и поместить его в подрозетник довольно сложно.

Первый вариант (с размещением возле источника света) является более предпочтительным. В этом случае легче обеспечить свободный доступ к блоку для его ремонта или замены. Еще одна причина для установки блока возле светильника — нормальная циркуляция воздуха, которая необходима для охлаждения элементов, участвующих в схеме.

http://zametkielectrika.ru/plavnyj-pusk-lamp-nakalivaniya-i-galogennyx-lamp/
https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/plavnoe-vklyuchenie-lamp-nakalivaniya.html