Плавное включение ламп накаливания 12в схема своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

Не знал точно в какой раздел запостить, но полагаю больше к питанию относится вопрос.

Прошу помочь в составлении схемы устройства для плавного включения и выключения автомобильной 12В-ой галогеновой лампы(35W).
Пока на уме схема с МК(tiny2313) + полевой транзистор. При появлении события(+12В), микроконтроллер через ШИМ медленно открывает полевик и "разжигает" лампу. Вопрос, как правильно согласовать уровни, чтобы и работало надежно и мк жилось легко.
Микроконтроллер будет питаться от бортовой сети 12V->5V через линейный стабилизатор, полагаю решение разумное ибо токи микроскопические. Как правильнее развязать ножку МК на событие - 12вольтовый потенциал, через биполярный транзистор? Или через оптопару?
Как правильно подключить полевик к мк в данном случае?

Спасибо откликнувшимся, заранее.

может проще использовать MOSFET в линейном режиме? На выход PWM ставите ФНЧ (RC) и подаёте напряжение на затвор MOSFET с логическим уровнем управления.

_________________
"То, что я понял, - прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, - тоже прекрасно". Сократ.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

_________________
-Они не курят, они не пьют, они не ругаются матом. Кто они?
- Животные.
(С) М. Задорнов

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.

-=Vovka=-, wws63, данные схемы предназначены для длительной работы, где оптимально использовать ШИМ. Я предложил гораздо более простой вариант, только вот микроконтроллер явно с избытком выбран, если вообще есть в нём необходимость.

Необходимости в плавном отключении нет.

Критически важные распределенные системы требуют синхронного преобразования во всех подсистемах и непрерывного потока данных. Распределенные системы сбора данных могут быть синхронизированы как на основе АЦП последовательного приближения, так и на основе сигма-дельта (∑-Δ)-АЦП. Новый подход, основанный на преобразователе частоты дискретизации (SRC), содержащемся в микросхемах линейки AD7770 производства Analog Devices, позволяет достигать синхронизации в системах на основе сигма-дельта-АЦП без прерывания потока данных.

Прогресс не стоит на месте и на смену лампам накаливания приходят энергосберегайки и светодиодные лампы. Но полностью отказываться от ламп накаливания и галогенок ещё не стоит, так как их спектр в световом диапазоне гораздо шире и более приятен для глаз, чем у энергосберегаек и светодиодных ламп, и их ещё довольно много используется и в частном секторе и в организациях для освещения рабочих мест, каких либо объектов, площадей, охраняемых территорий.

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.

Схема.

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.

Принцип работы.

Схема пуска, каких либо особенностей не имеет. Силовые элементы управляющие пуском ламп - это тиристор и диодный мост.
Тиристор включен в диагональ диодного моста. Импульсное управление тиристором реализовано на генераторе коротких импульсов, который собран на транзисторах VT2, VT3 - аналоге однопереходного (двухбазового) транзистора. Время включения схемы (запуска лампы) зависит от емкости конденсатора С1 и величины резистора R1. После размыкания контактов выключателя S1, заряженный конденсатор С1 разряжается по цепи - резистор R4, переход база-эмиттер VТ1, и резистор R6. Время разряда конденсатора С1 (погасание лампы) составляет 10-12 секунд, уменьшить это время при желании можно, уменьшив сопротивление резистора R4, но я думаю, что в этом нет особой необходимости.

Конструкция и детали.

В первом варианте исполнения схемы запуска, она была собрана на круглой плате, диаметром 50 мм. Плата эта устанавливалась в круглую нишу самого выключателя под ним. Подсоединялась схема на место выключателя, а сам выключатель (его контакты) подсоединялись по схеме на место SA1. То есть сам выключатель исполнял свою же и роль - включал и выключал люстру. Двухамперный диодный мост от компьютерного БП (KBP206), и тиристор Т10-20-У2 установленные на плате без каких либо радиаторов, вот уже несколько лет исправно пашут на люстру, общей мощностью 300 Вт.
Вначале у меня стояли вместо моста просто четыре одноамперных диода, работали на пределе, два из которых потом пробились, ну и видно от них немного поджарилась плата.

Схема не имеет каких либо особо дефицитных деталей. Тиристоры здесь можно ставить любые, соответствующие только необходимой мощности (току) и напряжению, например ВТ-152, Т106-10-4 и др. Стабилитрон можно применить любой на 10-14 Вольт. Транзисторы так же можно ставить абсолютно любые, лишь бы соответствовали необходимой структуре. Я ставил КТ315 и КТ361, благо ещё имеется их запас.

Мощность схемы, ну и соответственно мощность коммутируемых галогенных ламп, зависит только от примененных в схеме диодного моста и тиристора.
Например, если применить диодный мост на 10 Ампер и тиристор ВТ-152 поставить на небольшой радиатор, то такой схемой запуска можно будет запускать нагрузку до 2-х кВатт, то есть четыре галогенных прожектора по 500 ватт, в несколько раз увеличив ресурс работы их галогенных ламп.
Падение напряжения на самой схеме запуска при выходе её на рабочий режим не превышает единиц Вольт, что абсолютно никак не отражается на яркости ламп, и мощность рассеиваемая на силовых элементах схемы, диодном мосту и тиристоре, будет минимальной.
В следующем варианте схема запуска собрана на плате, размером 40 на 40 мм. Эту плату так же свободно можно устанавливать в нишу обычного выключателя в квартире.

До мощности запускаемых ламп 300-500 Вт, ни тиристор, ни мост нет необходимости ставить на радиатор, так как мощность на них рассеивается только в момент запуска ламп и в момент их выключения. Для запуска нескольких галогенных прожекторов, или галогенного прожектора с лампой мощностью 1000 Вт и более, тиристор и диодный мост нужно выбирать соответствующей мощности, и может быть потребуется установить на небольшой радиатор.
Схема запуска в этом случае подключается, как и было сказано выше, параллельно контактам пакетника, а в качестве выключателя прожекторов можно использовать любой малогабаритный выключатель, устанавливаемый в любое удобное место.

Рисунок печатной платы в формате Sprint-Layout прилагается.

Печатная плата.

Используемая литература;
Д. Приймак. Сенсорный выключатель освещения // В помощь радиолюбителю выпуск 88, с.63.

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.

Устройство плавного включения ламп накаливания

Автор: admin, 22 Мар 2014

Предлагаю вашему вниманию два простых устройства плавного включения ламп накаливания, которые можно сделать своими руками. Устройства позволяют существенно повысить срок службы ламп накаливания. Дело в том, что даже если у вас исправен выключатель, патроны и отлично выполнены все соединения проводки, то всё равно лампы накаливания могут быстро перегорать из-за резкого скачка тока во время включения. Это происходит потому, что сопротивление вольфрамовой нити накаливания в холодном состоянии намного меньше, чем в разогретом. Поэтому в момент включения и происходит резкое увеличение тока. Другие причины перегорания ламп описаны в предыдущей статье.

Устройство плавного включения ламп накаливания на тиристоре

Устройство плавного включения на тиристоре

На схеме обозначено:

S1 — выключатель
L1 — лампа накаливания
D1-D4 — диоды Д226
VS1 — тиристор КУ202М
R1 — резистор МЛТ-1, 16 кОм
C1 — конденсатор К50-35, 10 мкФ, 300В

Работа схемы

В схеме лампа накаливания и управляющая розжигом лампы схема включены последовательно. После замыкания контактов выключателя S1 напряжение поступает на диодный мостик, выпрямляется мостиком и поступает на цепочку резистор (R1) — конденсатор (C1), в начале тиристор немного приоткрывается, далее в течении зарядки конденсатора на управляющий электрод тиристора подаётся всё большее положительное напряжение, после полной зарядки конденсатора тиристор полностью открывается и лампа зажигается на полную мощность.

Детали схемы

Лампа накаливания (или группа ламп, включённая параллельно) рассчитана на номинальное напряжение 220-240 В, мощность ламп определяется параметрами диодного моста и тиристора, при указанных деталях мощность не должна превышать 130 Вт.

Вместо указанных диодов Д226 можно применить любые другие выпрямительные, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300В и на ток, необходимый для нужной мощности ламп. Например мостик из диодов Д246Б выдержат мощность ламп до 2 кВт.

Тиристор КУ202М можно заменить на КУ202Н(К,Л), Т122-25-12, Т122-20-11, эти тиристоры выдержат мощность ламп минимум до 2 кВт.

Резистор любой, номинал резистора можно менять для изменения времени розжига лампы, мощность рассеяния не менее 1 Вт, лучше даже взять 2Вт.

Конденсатор тоже можно использовать любой, даже неполярный, на напряжение не ниже 300В, в принципе ёмкость можно уменьшить даже до 0,5 мкФ, в этом случае розжиг будет происходить почти мгновенно, но этого достаточно для увеличения срока службы ламп.

Устройство плавного включения ламп на микросхеме

Устройство плавного включения на микросхеме

На схеме обозначено:

L1 — лампа накаливания
C1, C2 — конденсаторы К53-4, 1 мкФ, 16В
C3 — конденсатор К53-4, 100 мкФ, 16В
DD1 — микросхема К1182ПМ1
S1 — выключатель
R1 — резистор МЛТ-0,25, 4,7 кОм

Данная схема позволяет подключать нагрузку мощностью до 150 Вт, при напряжении 80-270 В.

Номиналы R1 и S1 можно изменять для изменения времени разгорания ламп. Также можно заменить резистор R1 на переменный и получится димер.

Оба представленных устройства не предназначены для люминесцентных, энергосберегающих и светодиодных ламп.

Читайте также: