Реле плавного включения и плавного выключения света

Автомат плавного включения и отключения освещения

21 Мар 2017г | Раздел: Работы читателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Просматривая статью о регуляторе мощности паяльника, я сразу вспомнил о давно собранной и хорошо отрекомендовавшей себя схеме плавного включения и выключения освещения, которая была опубликована в журнале Радио №10 1981г., стр.54.

В приведённой конструкции при включении свет за 1,5 – 2 секунды плавно загорается до максимума, а при выключении гаснет так же плавно (как в кинотеатре) за 1,5 – 2 минуты. Эта конструкция очень здорово подходит применительно к ночнику, бра или люстре, правда применяться в светильниках должны только лампы накаливания. Очень важно, что использование предлагаемой схемы намного увеличивает срок службы ламп накаливания, поскольку у них есть характерная особенность очень часто перегорать в момент обычного включения.

Я повторил эту схему с теми же номиналами резисторов, но вместо германиевых транзисторов и диодов использовал кремниевые.

В качестве регулирующего элемента применил тиристор VD5 PCR406J от китайской ёлочной гирлянды, поэтому размеры печатной платы получились 40х30мм, что идеально подходит к размерам коробочки от управления гирляндой.

Чтобы схема работала во всём диапазоне напряжений от 0 до 220 В применён диодный мост VD6VD9, составленный из отечественных выпрямительных диодов КД105В. Диоды в развязках VD1VD3 я использовал КД522В, но можно использовать и импортный аналог 1N4148. Мощность гасящего резистора R7 уменьшена до 0,5Вт, а номинал увеличен до 68 кОм, все остальные резисторы МЛТ 0,125.

Увеличение номинала гасящего резистора R7 обеспечивает ток стабилизации стабилитрона VD4, основного нагрузочного элемента схемы, в пределах 10–15мА, что является его номинальным током стабилизации. В данном случае схема работает в нормальном режиме без какого-либо нагрева резистора R7.

Напряжение питания после гасящего резистора соответствует напряжению стабилизации стабилитрона VD4 (можно применить стабилитроны Д814 с буквенными индексами А – Д и напряжением стабилизации 7 — 12 В). У меня применён стабистор КС210Б – двуханодный стабилитрон, при использовании которого соблюдать полярность включения не требуется, а вот при применении обычного стабилитрона соблюдать полярность очень важно, так как если ошибиться, то стабилизации напряжения не будет.

При повторении схемы ставилась задача применения транзисторов на кремниевой основе, а так же хотелось максимально уменьшить габаритные размеры печатной платы. В приведенном варианте схема завелась с пол оборота, то есть хочу отметить, что при правильном монтаже и исправности применённых радиоэлементов всё должно заработать сразу.

Настройка минимальная и заключается только в подборке номиналов конденсаторов С1 и С2. Увеличение ёмкости конденсатора С1 приводит к увеличению времени плавного погасания ламп, а уменьшение ёмкости С2 к увеличению времени плавного зажигания ламп. В качестве нагрузки использовалась настольная лампа с мощностью лампы накаливания 40 Вт.

Собранную и проверенную в работе конструкцию прилагаю на фото, но это чисто проверочный вариант, так как при создании собственной конструкции Вам, возможно, придётся применить свою смекалку и адаптировать схему под свой светильник. Если плата упакована в коробочке от ёлочной гирлянды, то её можно расположить около выключателя или спрятать где-нибудь поблизости. Из коробки выходят четыре провода – два на новый выключатель и два к уже установленному.

При мощности нагрузки до 60 Вт предложенный тиристор и диоды себя вполне удовлетворяют, а вот для мощности от 200 Вт и более необходимо применять выпрямительный мост и тиристор, рассчитанные на бóльший ток в соответствии с мощностью светильника. В моём первом варианте нагрузкой схемы была люстра суммарной мощностью 360 Вт и применены диоды Д245 и тиристор КУ202Н, и при этом никаких радиаторов не потребовалось. Сейчас в продаже имеется много мощных диодов, а так же диодных мостов, например KBL406.

Чтобы задействовать установку для работы к уже подключённой люстре необходимо два контакта диодного моста, идущие на переменку (у диодного моста эти выводы обозначены значком «

»), подключить к клеммам выключателя, который должен находиться в разомкнутом состоянии, а так же установить рядом дополнительный выключатель, управляющий работой схемы.

Хочу немного сказать о применяемых транзисторах. В схеме могут работать практически любые транзисторы. Из отечественных вариантов хорошо подойдут КТ502, КТ503, КТ3102, КТ3107 с любым буквенным индексом. У меня для экономии места задействованы VT1, VT4КТ315 и VT3 КТ361. Величина коэффициента усиления транзисторов не имеет особого значения, хотя транзистор VT2 КТ3107, управляющий работой генератора импульсов, применён с немного бóльшим коэффициентом усиления h21э. Он поставлен скорее для перестраховки, но КТ502 или КТ361 то же должны работать надёжно.

При создании принципиальной электрической схемы применялась программа «sPlan 6.0», а разводка печати производилась в программе «Layout40». Файл печатной платы можно скачать по этой ссылке.

ВАЖНО! Данная конструкция имеет бестрансформаторное питание, поэтому все операции необходимо проводить при отключённой сети во избежание поражения электрическим током!

Желаю успеха в создании конструкции!
Алексей Жевлаков, г. Москва.

Устройство для плавного включения ламп накаливания

В век энергосберегающих и светодиодных ламп многие подзабыли уже, как пользовались простейшими лампами накаливания для освещения жилья. Но есть еще те, кто не отказался от такого вида световых приборов. Конечно, они не столь высокотехнологичны и экономичны как КЛЛ или LED, однако добиться увеличения их долговечности и уменьшения энергопотребления все же можно. Возможен вариант включения в схему устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) или установка диммера.

Проблема в том, что при щелчке выключателя (резкой подаче напряжения) нить накаливания сильно изнашивается, т. к. сопротивление остывшей спирали значительно ниже, а значит и ток, поступающий на нее в момент нагрева, будет высоким (до 8 ампер). Попробуем разобраться, каков принцип работы таких устройств, помогающих прибавить жизни лампе накаливания, и как они устроены.

  1. Принцип работы
  2. Блок питания
  3. Устройство плавного включения
  4. Диммирование
  5. Собственноручное изготовление УПВЛ
  6. Схема на основе симистора
  7. На основе микросхемы
  8. Устанавливать или нет?

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.

Собственноручное изготовление УПВЛ

Конечно, все подобные устройства для плавного включения ламп накаливания легко приобрести в любом магазине электротехники, но для кого-то будет интереснее и познавательнее собрать его своими руками. Это вполне возможно и не потребует огромных знаний физики и электроники. Наиболее простая схема включения УПВЛ – на основе симметричных триодных тиристоров (симисторов). Также несложны в изготовлении устройства на основе специализированной микросхемы.

Схема на основе симистора

Такая схема прибора для плавного включения ламп накаливания содержит мало элементов благодаря тому, что силовым ключом в ней выступает симистор (к примеру, КУ208Г). В ней хотя и желательно, но не принципиально присутствие дросселя (в отличие от более сложной схемы на основе простого тиристора). Резистором R1 (на схеме выше) обеспечивается ограничение тока на симистор. Время накала задается цепочкой из резистора R2 и конденсатора в 500 мкФ, питание на которые идет от диода.

Когда напряжение в конденсаторе достигает уровня открытия симистора, ток проходит через него, производя запуск потребителя (источника света). Таким образом, создаются условия для постепенного розжига нити накаливания, т. е. плавное включение света. В момент отключения питания происходит медленный разряд конденсатора, в результате чего плавно выключается лампа.

На основе микросхемы

Разработанная для изготовления различных регуляторов микросхема КР1182ПМ1 как нельзя лучше подходит для сборки своими руками устройства плавного включения и выключения ламп накаливания. В случае использования такой схемы практически никаких усилий прилагать не придется, т. к. КР1182ПМ1 будет сама регулировать плавную подачу напряжения на осветительный прибор до 150 Вт. Если же мощность потребителей выше, в схему включается симистор. Неплохо подойдет для этой цели ВТА 16-600.

Читайте также  Трехцветный светодиод с двумя выводами

УПВЛ с использованием микросхемы КР1182ПМ1

Имеет смысл использование подобных устройств не только с лампочками накаливания, но и с галогенными лампами на 220 В. Допускается также подключение к электроинструменту для более плавного раскручивания ротора. А вот с лампами дневного света, как и с энергосберегающими (КЛЛ), использование УПВЛ не допускается. В их схеме подключения подобное устройство присутствует. Также не нужно устройство плавного включения и при монтаже светодиодов – потребность в нем у LED-ламп отсутствует по причине того, что нити накала в них нет, независимо от того, 24-вольтовый светильник, на 220 или 12 вольт.

Устанавливать или нет?

Кто-то скажет, что раньше жили без подобных устройств и даже не думали о подобном, и все было в порядке. Но ведь раньше и об экономии как-то не задумывались.

Конечно, возникает много вопросов по поводу УПВЛ. Стоит или нет тратить время и деньги на установку или изготовление своими руками подобного устройства, будет ли какая-либо экономия, а если да, то через какое время прибор оправдает свою покупку? Здесь каждый решает сам. Но то, что значительно экономится электроэнергия, и к тому же срок службы ламп при использовании УПВЛ увеличивается многократно – доказанный временем факт. А потому, если есть возможность установить подобное устройство, то нужно это сделать.

Плавное включение света в квартире. Устройства плавного включения (УПВЛ) ламп накаливания

Как и свечи, все лампочки в конечном итоге сгорают. Но даже изделия с самым коротким сроком службы должны работать не менее 2000 часов. Поэтому, если изделие перегорает раз в месяц или более, значит, что-то не то с элетропроводкой.

Всем известно, что чаще всего лампочки накаливания сгорают именно в момент включения, и это является одним из их недостатков. В это время мгновенный ток особо вредит лампе. Она быстро выходит из строя, а элемент из вольфрама не выдерживает нагрузки и перегорает. Для того чтобы стабилизировать пусковые токи, нужно производить плавное включение света, что создаст равный температурный режим электротока и нити.

Виды устройств плавного пуска

Для осуществления плавного перепада температурного режима используется особый прибор, который носит название устройство плавного включения лампы. Что же это такое?

Различают несколько видов изделий, которые могут обеспечить плавный пуск:

  • блок питания;
  • устройство плавного включения;
  • диммеры, или светорегуляторы.

БП и устройство имеют одинаковый принцип включения ламп накаливания 220 В, отличаются они лишь габаритами. УПВЛ имеют гораздо меньший размер, в связи с чем легко устанавливается под выключатель, люстру или в распределительную коробку. Они подключают к сети 220 В последовательно на фазный ток, а при напряжении 12/ 24 В – последовательно до трансформатора.

Диммер работает с лампой накаливания, понижая или повышая напряжение, чтобы добиться нужной освещенности. Это простая задача для тех из них, у которых нет электронных элементов. Старые светорегуляторы меняли только сопротивление или напряжение цепи. Современные диммеры этого не делают. Поэтому успешно защищают лампы от кратковременных скачков напряжения.

Принцип работы УПВЛ

Датчик блока позволяет нити разогреться до определенной температуры, поддерживая уровень напряжения, установленного пользователем (примерно 170 В). Работа лампы в щадящем режиме увеличивает ее срок службы. При этом устройство имеет существенный недостаток. При вышеуказанном напряжении освещение уменьшается примерно на две трети. Специалисты советуют устанавливать более мощные лампы в паре с УПВЛ, чтобы избежать этого нежелательного эффекта.

Защитное устройство обеспечивает плавное включение и выключение элемента за счет того, что напряжение подается постепенно за короткий период. Спираль осветительного прибора в начале пуска имеет сопротивление в 10 раз меньшее, поэтому ток для лампы в 100 Вт составляет примерно 8 А. Защитное действие выражается в том, что фазовый угол растет в период запуска, аналогично разогревается и ее спираль. Напряжение увеличивается в ней за доли секунды от 5 В до 230 В. Это позволяет сгладить скачок тока во время пуска.

Принципиальна схема устройства защиты

Схема УПВЛ состоит из следующего:

  • DA1 — регулятор фаз;
  • С1, С2, С3 — конденсаторы;
  • VS1 — симистор;
  • R1 — резистор;
  • SA1 — ключ;
  • VS1 — электрод;
  • EL1 — лампа;
  • ВТА12 — симистор.

Как же создается плавное включение света? DA1 — тиристорная микросхема со схемой управления из С1 и С2, VS1. R1 ограничивает ток через VS1. Устройство работает, когда SA1 разомкнут, С3 заряжается и запускает схему управления тиристорами. На выходе из него ток будет увеличиваться, пока не достигнет своего номинального значения. В EL1 напряжение также растет медленно с 6 В до 230 В. Время до полного включения лампы зависит от С3. При выключении SA1, С3 разряжается на R2, а напряжение постепенно падает от 230 В до 0. Период полного погашения лампы прямо пропорционально зависит от значения R2. С4 и R4 выполняют функцию защиты схемы от помех, а HL1 и R3 выполняют подсветку выключателя.

Значения С3 мкФ и времени срабатывания EL1:

  • 47 мкФ — 1 сек;
  • 100 мкф — 3 сек;
  • 220 мкФ — 7 сек;
  • 470 мкФ — 10 сек.

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:

  1. Доступность для ремонта.
  2. Запрещено заклеивать УПВЛ обоями, закрывать гипсокартоном и заделывать штукатуркой.

Монтаж по схеме блока защиты лампы накаливания

В чем заключается сложность таких работ? Как сделать плавное включение света?

Подключение устройства в цепь:

  1. Вход УПВЛ подключают от фазы до светильника, он выполняет функцию посредника между проводом, подключающим осветительный прибор.
  2. Выход от него соединяют с другим концом провода, ведущего к лампе.
  3. 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.
  4. 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.

Выключатель плавного включения света своими руками

УПВЛ различных модификаций и заводов-изготовителей в достаточном количестве и ассортименте представлены на радиорынках и в магазинах электротоваров в разделах электроосветительной аппаратуры. Но, конечно, дешевле и интереснее изготовить такой прибор из составляющих самостоятельно. В продаже есть недорогой конструктор K134, который позволяет собрать надежно конструкцию и обеспечить плавное включение осветительных приборов (накаливания и галогенных) в сети

280 В до 100 Вт с отсрочкой включения 0,3 секунды.

Когда он включен, транзисторы Q1 и Q2 закрыты, резистор R3 снижает токовую нагрузку D1. R1, диоды полевых транзисторов заряжают C1. Q1 и Q2 включаются при 5 В, шунтируя R3, лампа накаливания включается в сеть.

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 о С до +55 о С.
  3. Диапазон регулировки нагрузки, %: 0-100.
  4. Диапазон регулировки мощности, Вт: 0-3000.
  5. Комплект: блок BM071, документация.
  6. Функция: плавный запуск электрооборудования.

Схема подключения 6BM071

Плавное включение света 6BM071 производится в разрыв нагрузки и отличается от симисторно-динисторных схем управления, так как функционирует с более низким уровнем помех. Правильная форма синусоиды на выходе устройства позволяет использовать его и с лампами, и с более серьезной техникой — электродвигателями и отопительными приборами. Устройство легко вводится в работу. Для этого необходимо подсоединить его к сети в один из разъемов (XS1 или XS2), а приборы подключить к свободному разъему. Регулировка оборудования производится переменным резистором и зависит от его угла поворота.

Блок защиты «Гранит БЗ»

Устройство плавного включения УПВЛ «Гранит» эффективно выполняет защитные функции от губительных токовых всплесков при подключении к нагрузке. Блок стабилизирует подающее напряжение, которое теперь не зависит от перенапряжения в сети и позволяет увеличить время эксплуатации ламп в 4-6 раз. Устройство обеспечивает реальную экономию средств и снижает затраты потребителей на освещение.

Рабочие параметры блока:

  • напряжение сети до 240 В;
  • максимальная нагрузка до 230 В;
  • рабочая температура -15 о С. +35 о С;
  • «Гранит БЗ» подключается последовательно с лампами 220 В.

Блок защиты Uniel

Плавное включение света Upb-200W-BL гарантирует надежный запуск осветительного прибора (накаливания или галогенного) и стабилизирует напряжение, что также увеличивает срок службы. Блок Uniel рассчитан на мощность ламп от 150 Вт до 1 тыс. Вт и не работает с другими типами светильников, любыми электроприборами, а также с диммерами и трансформаторами.

Перспективы использования ламп

Традиционные лампочки, которые запрещены сегодня к использованию во многих странах, могут вернуться на рынок благодаря технологическому прорыву. Лампы накаливания, разработанные Томасом Эдисоном, дают освещение путем нагревания тонкой вольфрамовой нити до температуры 2700 градусов по Цельсию. Эта раскаленная проволока излучает энергию, известную как излучение черного тела, которая представляет очень широкий спектр света, обеспечивает не просто теплый свет, но и максимально точное воспроизведение всех известных цветов мироздания. Однако они всегда страдали от одной серьезной проблемы: более 95 % энергии, которая поступает в них, тратится впустую в виде тепловой энергии.

Теперь исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Пердью, нашли способ вернуть их былую популярность и обещают создать новые лампы MIT с эффективностью светодиода. Она будет работать путем размещения нано-зеркал вокруг обычного элемента, которые будут возвращать потраченное впустую тепло обратно для получения света в диапазоне эффективности светодиодных и флуоресцентных светильников.

Элемент лампы окружен системой нано-фотонных зеркал с холодной стороны, которые пропускают видимый свет. Но отражают тепло от инфракрасного излучения. Это тепло затем поглощается ее элементом, заставляя излучать больше света. Этот оригинальный трюк очень простой и жизнеспособный. Вольфрамовый элемент тоже был изменен — MIT использует ленту вместо нити, что лучше для поглощения отраженного тепла. Эксперимент, который выполнили физики Огнин Илик, Марин Сольячич и Джон Джоаннопулос, уже сумел утроить ее эффективность до 6,6 %.

Ученые уверены, что могут достичь 40 % эффективности, которая находится на верхнем пределе возможности для любого источника света. Современные светодиоды пока достигают уровня 15 %.

И если ученые выполнят свои амбициозные обещания — традиционные лампы заслуженно воспрянут из забытья. Тогда плавное включение и выключение света будет обеспечено их конструкцией.

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

Существует множество надёжных устройств от отечественных и зарубежных производителей, которые позволяют реализовать плавное включение и выключение ламп накаливания. Их несложно найти в магазине электротоваров в виде небольших коробочек с надписью: «Устройство плавного пуска галогенных ламп» или «Блок защиты галогенных и стандартных ламп накаливания». Акцент на галогенках сделан ввиду их высокой стоимости в сравнении с обычными лампочками, что должно привлечь больше покупателей. К примеру, УПВЛ на 220В размером со спичечный коробок, способно длительное время выдерживать нагрузку до 300 Вт и стоит порядка 300 рублей. Плавный пуск ламп накаливания можно реализовать через так называемый фазовый регулятор. По сути, это тот же УПВЛ, но рассчитанный на большую нагрузку и имеющий более сложную систему управления. Его габариты определяются размером радиатора, который необходим для отвода тепла от силового элемента схемы (как правило, симистора). Фазовый регулятор приличного качества на 1000 Вт можно приобрести примерно за 600 рублей.

Напряжение на выходе блока для плавного включения освещения на несколько вольт ниже, чем в сети, что дополнительно продлевает продолжительность жизни лампы.

Каждое из устройств, обеспечивающее плавное включение ламп накаливания, включается в электрическую цепь последовательно, то есть в разрыв одного из проводов: фазы или нуля. При этом время нарастания напряжения в нагрузке фиксировано и не регулируется. Оно задаётся изготовителем и может составлять от десятых долей до трёх секунд.

Для тех, кто ставит под сомнение качество промышленных УПВЛ (особенно китайского происхождения), существует множество простых надёжных схем, пригодных для сборки своими руками. Рассмотрим одну из них.

Простая схема для сборки своими руками

Ниже приведенная схема проста в сборке, надежна и примечательна тем, что разработана не только для плавного включения ламп накаливания на 220В, но и для их плавного отключение. А также стоит отметить, что задержка вспышки и затухания задаётся на стадии сборки по собственному усмотрению.

Схема

Принципиальная схема плавного включения ламп накаливания приведена на рисунке ниже. В её основе лежит микросхема КР1182ПМ1 (DIP8), внутри которой размещены два тиристора и две системы управления к ним. Конденсатор С3 и резистор R2 задают длительность плавного включения и выключения соответственно. Симистор VS1 необходим для разделения силовой и управляющей части, а резистор R1 задаёт ток управляющего электрода. С1, С2 – внешние конденсаторы, необходимые для управления работой тиристоров внутри КР1182ПМ1. Цепочка R4, С4 защищает элементы схемы от сетевых помех.

Принцип работы

В исходном положении контакты выключателя SA1 должны быть замкнуты. Этот нюанс следует учитывать во время подключения платы к настенному выключателю. В момент размыкания контактов SA1 конденсатор С3 начинает набирать ёмкость, тем самым запуская в работу системы управления тиристорами. На выходе ИМС через резистор R1 происходит постепенное нарастание тока, который управляет работой силового ключа. Результатом работы системы управления является плавный пуск симистора VS1 и последовательно с ним включённой лампочки EL1.

Скорость нарастания тока на управляющем электроде зависит от номинала конденсатора С3. Чтобы лампа постепенно зажигалась в течение 3 секунд, ёмкость С3 должна составлять 100 мкФ. Для увеличения времени до 10 секунд придётся установить С3 на 470 мкФ. Длительность мягкого отключения задаётся резистором R2. Рекомендуется начать подбор с номинала в 2 кОм.

Печатная плата и детали сборки

Готовую печатную плату из одностороннего текстолита размером 40х45 мм в файле Sprint Layout 6.0 можно скачать здесь. Для повышения защиты в схему добавлен предохранитель FU1 на ток 1А. Плата разработана под следующие номиналы радиоэлементов:

  • DA1 – КР1182ПМ1;
  • С1,С2 – 1 мкФ-16В (полярный);
  • С3 – 470 мкФ-16В (полярный);
  • С4 – 0,1 мкФ-630В (неполярный);
  • R1 – 470 Ом-0,25 Вт±5%;
  • R2 – 3 кОм-0,25 Вт±5%;
  • R4 – 51 Ом-0,25 Вт±5%;
  • VS1 – КУ208Г.

Использование устройств, обеспечивающих плавное включение ламп накаливания, приносит пользу людям уже несколько десятков лет. С помощью УПВЛ срок службы лампочек с нитью накала увеличивается как минимум на 40%. Что касается приведенной выше схемы, то ее работоспособность и безотказность проверена на собственном опыте.

Как сделать плавное включение ламп накаливания и для чего оно нужно

Лампы накаливания светят около 1000 часов, но если их часто включают и выключают – срок службы становится еще ниже. Продлить срок службы можно, установив устройство плавного включения ламп накаливания, а описанный метод подходит и для защиты галогеновых ламп.

Причины преждевременного перегорания

Лампы накаливания – старый источник света, его конструкция предельно проста – в герметичной стеклянной колбе установлена спираль из вольфрама, когда через нее течет ток, она нагревается и начинает светиться.

Однако такая простота не значит долговечность и надежность. Их срок службы порядка 1000 часов, а часто и того меньше. Причиной перегорания могут стать:

  • скачки напряжения в питающей сети;
  • частые включения и выключения;
  • другие причины типа перепадов температуры, механических повреждений и вибраций.

В этой статье мы рассмотрим, как минимизировать вред от частых включений лампы. Когда лампочка выключена, ее спираль холодная. Ее сопротивление в 10 раз ниже, чем у горячей спирали. Основным режимом работы является горячее состояние лампы. Из закона Ома известно, что ток зависит от сопротивления, чем оно ниже, тем выше ток.

Когда вы включаете лампу, через холодную спираль протекает большой ток, но по мере ее нагрева он начинает снижаться. Первоначальный высокий ток оказывает разрушительное воздействие на спираль. Для того чтобы этого избежать нужно организовать плавное включение ламп накаливания.

Диммер для плавного включения

Принцип работы

Чтобы ограничить ток включения лампы накаливания можно понизить начальное напряжение и постепенно повысить его до номинальной величины. Для этого используют устройство плавного включения ламп накаливания.

Прибор включается в разрыв питающего провода между выключателем и светильником. Когда вы подаете напряжение, в первый момент времени оно близко к нулю, схема плавного розжига постепенно повышает его. Обычно они собраны по схеме фазоимпульсного регулятора на тиристорах, симисторе или полевых транзисторах.

Скорость нарастания напряжения зависит от схемотехники устройства, обычно 2–3 секунды от 0 до 220 В.

Основной характеристикой блока защиты является допустимая мощность подключенной нагрузки. Обычно лежит в пределах 100–1500 Вт.

Готовые решения

Блоки защиты для светильников продаются практически в каждом магазине бытовых и электротоваров. Такой блок может называться иначе, чем было сказано выше, например: «Устройство защиты галогеновых ламп и ламп накаливания» или другое подобное название. Как уже отмечалось, при покупке, главное, на что следует обратить внимание – это мощность блока розжига.

Широкую линейку таких устройств выпускают под торговой маркой «Гранит».

Предложение от “Гранит”

Есть и миниатюрные блоки Navigator их можно удобно спрятать в распредкоробку, если она не набита проводами доверху. Также поместится внутрь большинства светильников, например, в основание настольной лампы, или между потолком и люстрой, если есть такая возможность.

Компактный блок защиты к содержанию ↑

Схемы

Так как устройство плавного включения ламп накаливания и галогенных ламп не представляет особой сложности с точки зрения схемотехники, его можно собрать своими руками. Процесс сборки может быть осуществлен:

  • навесным монтажом;
  • на макетной плате;
  • на печатной плате.

И зависит от ваших навыков и возможностей самым надежным будет вариант на печатной плате, от навесного монтажа в этом случае лучше держаться подальше, если вы не владеете особенностями такого монтажа в цепях 220 В.

Плавное включение ламп 220 В: схема на тиристоре

Схема первая представлена на рисунке ниже. Основным ее функциональным элементом является тиристор, включенный в плечах диодного моста. Номиналы всех элементов подписаны. Если использовать ее в качестве плавного розжига для торшера, настольной лампы или другого переносного светильника – удобно заключить ее в корпус, подойдет распредкоробка для наружного монтажа. На выходе установить розетку для подключения светильника. По сути – это обычный диммер, и плавного пуска как такового здесь нет. Вы просто поворачиваете ручку потенциометра, плавно увеличивая напряжение на лампе. Кстати, такая приставка подойдет и для регулировки мощности паяльника или других электроприборов (плиты, коллекторного двигателя и т. д.).

Вариант реализации схемы

Плавное включение ламп 220 В: схема на симисторе

Можно уменьшить количество деталей и собрать такую же схему, которая установлена в фирменные блоки защиты. Она изображена на рисунке ниже.

Схема с симистором

Чем больше постоянная времени R2С1 цепочки, тем дольше происходит розжиг. Для увеличения времени нужно увеличить емкость C1, обратите внимание – это полярный или электролитический конденсатор. Конденсатор C2 должен выдерживать напряжение не менее 400 В – это неполярный конденсатор.

Чтобы увеличить мощность подключенных ламп – измените симистор VS1 на любой подходящий по току к вашей нагрузке.

Дроссель L1 – это фильтрующий элемент, он нужен для уменьшения помех в сети от включения симистора. Его использовать необязательно, на работу схемы не влияет.

Когда включается SA1 (выключатель), ток начинает течь через лампу, дроссель и конденсатор С2. За счет реактивного сопротивления конденсатора, ток через лампу течет маленький. Когда напряжение до которого зарядится С1 достигнет порога открытия симистора – ток потечет через него, лампа включится в полный накал.

Плавное включение ламп 220 В: схема на ИМС КР1182ПМ1

Есть вариант и плавного включения с помощью микросхемы КР1182ПМ1, она обеспечивает плавный пуск ламп и другой нагрузки мощностью до 150 Вт. Подробное описание этой микросхемы вы найдете здесь:

а ниже изображена схема устройства, она предельно проста:

Простая схема

Или вот ее модернизированный вариант для включения мощной нагрузки:

Проработанная схема

Дополнительно установлен тиристор BTA 16–600, он рассчитан на ток до 16 А и напряжение до 600 В, это видно из маркировки, но можно взять и любой другой. Таким образом, вы можете включать нагрузку мощностью до 3,5 кВт.

Плавное включение ламп 12 В

Часто для точечных светильников используются лампы с напряжением 12 В. Для преобразования 220 в 12 В в настоящее время используют электронные трансформаторы. Тогда устройство плавного включения нужно подключать в разрыв питающего провода электронного трансформатора.

Плавное включение ламп в автомобиле

Если стоит задача организовать плавное включение автомобильных ламп 12 V, то здесь такие схемы не подойдут. В электроцепи автомобиля используется напряжение 24 или 12 V постоянного тока. Здесь можно применить линейные или импульсные схемы так называемые ШИМ-регуляторы.

Простейшим вариантом будет использование двухступенчатой схемы включения.

Двухступенчатая схема включение

Эта схема устанавливается параллельно включаемым лампам. Сначала ток течет через резистор, а лампы горят тускло. Через небольшое время, порядка полсекунды, включается реле, и ток течет через его силовые контакты, они в свою очередь шунтируют резистор и лампы зажигаются на полную яркость.

Номинал резистора от 0,1 до 0,5 Ом, он должен быть большой мощности – около 5 Вт, например, в керамическом корпусе.

Второй вариант – собрать импульсный блок для плавного розжига. Его схема сложнее:

Более сложный для реализации вариант

  1. Резисторы:
  • R1=2 k.
  • R2=36 k.
  • R3=0,22.
  • R4=180.
  • R5, 7=2,7 k.
  • R6=1 M.
  1. Конденсаторы:
  • C1=100 n.
  • C2=22×25 B.
  • C3=1500 p.
  • C4=22×50 B.
  • C5=2 мкф.
  1. Микросхема MC34063A или МС34063А, или КР1156ЕУ5.
  2. Полевой транзистор IRF1405 (или любой N-канальный с похожими параметрами: IRF3205, IRF3808, IRFP4004, IRFP3206, IRFP3077).
  3. Дроссель 100 мкГн, на ток не менее 500 мА.
  4. Светодиоды.
  5. Диоды 1N5819.

Время включения регулируется цепью R6C5. Увеличьте емкость, чтобы увеличить время.

Если вам сложно сделать такую схему, можете купить готовую сборку, типа автоконтроллера ЭКСЭ-2А-1 (25 А/IP54) или любой другой подходящий. В конкретно этой модели есть 2 канала, под каждую фару, 8 программ работы. Он основан на микроконтроллере PIC.

Готовое решение без лишних хлопот к содержанию ↑

Подводим итоги

Плавное включение галогенных ламп и ламп накаливания значительно продлевает их срок службы – до 5–7 раз. С другой стороны – добавление в схему лишних элементов снижает ее надежность. В любом случае стоит попробовать использовать блоки плавного розжига независимо идет речь о лампах для домашних светильников или автомобильных.

Онлайн помощник домашнего мастера

Плавное включение ламп: принцип работы системы и инструкция по подключению своими руками. 10 проверенных схем!

При использовании электроприборов необходимо обеспечить безопасные условия для их эксплуатации. Не является исключением и практика применения обычных ламп накаливания или галогенных модификаций. Показатели тока в момент включения превышают его номинальное значение.

При частом включении ламп это негативно влияет на их работоспособность и долговечность. В таких случаях целесообразно обеспечить плавное включение ламп накаливания.

Краткое содержимое статьи:

Для чего используется

Одной из причин, приводящих к поломке ламп накаливания, является резкий скачок тока, который происходит при включении. Этот факт нужно учитывать, отвечая на вопрос, как работает плавное включение ламп.

Если вольфрамовая нить лампы не нагрета, оставаясь в холодном состоянии, то у нее все равно присутствует некоторое сопротивление. Причем его величина достаточно высока, например для изделия с мощностью 75 Вт она равна 52,4 Ом. Можно рассчитать, что при стандартном напряжении в 220 В сила тока составит 4,19 А.

Теперь важно понять, что такой ток будет протекать определенный отрезок времени. Примерно он равен чуть менее секунды и зависит от того, как прогревается вольфрамовая нить.

Как только ее температура возрастает, одновременно увеличится сопротивление. В результате сила тока будет многократно ниже первоначальной, пусковой величины.

Если лампу регулярно включать-выключать, то под влиянием токовых скачков со временем она перегорит, не дотянув до номинально установленного срока службы.

Принцип действия

Блоки защиты для плавного включения действуют следующим образом. С их помощью происходит постепенное повышение напряжения, которое поступает к лампе, – с 0 В до, например, 171 В. В этом случае существенно ограничиваются пусковые токи. А лампочки зажигается плавно.

Однако при этом от вас потребуется использование более мощных ламп накаливания, поскольку при снижении питающего напряжения уменьшается световой поток. Хотя срок эксплуатации возрастет.

Каждое продающееся устройство для регулирования включения имеет определенные ограничения по мощности. Поэтому целесообразно заранее выяснить, какие параметры пусковых скачков напряжения в сети. Приобретать надо устройства, имеющие минимальный запас 30% по мощности.

Ну а перегружать такие устройства нельзя – они быстро могут выйти из строя. С увеличением допустимого ограничения возрастают и габаритные характеристики приспособления.

Если вам необходимо приобрести устройство плавного включения ламп, то можно остановить выбор на Uniel Upb-200W-BL, у которого ограничение по мощности составляет 200 Вт. Однако такое приспособление не будет работать с люминесцентными лампами и диммерами.

Неплохим вариантом является УПВЛ Гарант – это простое в монтаже и эксплуатации устройство, отличающееся повышенным качеством исполнения и долговечностью. Для защиты ламп накаливания и галогенных модификаций используется многофункциональное УПВЛ Navigator.

Особенности монтажа

После того, как вы приобрели блок защиты, необходимо определиться с местом и схемой установки. Ведь ошибки на этом этапе могут снизить эффективность всего решения.

Как найти место для установки

Монтировать данное приспособление можно на самых различных участках. Главное требование – не следует закрывать блок отделочными конструкциями. Поэтому не рекомендуется маскировать его гипсокартоном или натяжными полотнами.

Неплохим решением является монтаж устройства на потолке непосредственно возле светильника или у его основания. Ну а если вы выбрали компактную модификацию, то она вполне может поместиться в подрозетнике выключателя или же в распредкоробке.

Не забывайте, что важно не только обеспечить легкость доступа для тестирования исправности или замены, но и создать условия для охлаждения посредством естественной циркуляции воздуха.

Выбор схемы

Схема плавного включения ламп выбирается наиболее простая, обеспечивающая легкость и надежность эксплуатации. Однако иногда можно использовать интеграционный метод подключения вместе с симистором. Блоки УПВЛ могут заменяться и полевыми транзисторами. Для контроля напряжения в отдельных случаях задействуются автоматические устройства.

При решении задачи подключения ламп 220 В необходимо провод, который идет на блок защиты, подсоединить от фазы перед лампой. Он выполнит роль посредника между лампочкой и кабелем. Блок, таким образом, подключается последовательно к цепи, направленной к лампе.

Важно обеспечить запитку в разрыв провода фазного типа. Это и означает подключение последовательно с выключателем. Если же вы решили применять симистор, то к нему и надо подключать УПВЛ. Сделать это следует параллельно.

В случаях, когда напряжение электропитания светильников составляет 12 В или 24 В, то подключать блок следует до трансформатора понижающего действия. Причем делают это последовательно к его первичной обмотке.

Использование диммеров

Часто применяют контроллер для плавного включения ламп. Такой светорегулятор позволяет также управлять и яркостью освещения. Пользователь может заранее задать нужный режим или управлять включением-выключением при помощи хлопка или пульта. Все зависит от выбранной модели.

Светорегулятор ставится вместо стандартного выключателя. Подключение производится в разрыв фазного кабеля. В таком случае между диммером и нулем будет стоять лампочка, подсоединение к которой оказывается последовательным.

Диммер можно использовать и совместно с выключателем. Его обычно монтируют у двери. В таком случае его место в цепи будет на разрыве фазы и диммера. В некоторых случаях создается возможность регулирования включением люстры из двух мест квартиры. Для этого следует использовать два светорегулятора, которые соединены посредством распредкоробки.

Можно ли изготовить устройство своими руками

Если вы ищете способ изготовить приспособление, обеспечивающее плавное включение лампы, своими руками, то можно предложить такой достаточно простой вариант. Речь идет о тиристорной схеме. Предполагается, что после включения электропитания ток идет через лампу на мост выпрямительного типа. Посредством резистора происходит зарядка электролита.

Как только напряжение достигает заданной величины, происходит открытие порога тиристора. И ток уже движется непосредственно к лампе, что приводит к плавному разогреву вольфрамовой нити.

Существует и иной способ, требующий, однако, покупки специальной микросхемы КР1185ПМ1. Она действует для плавного запуска ламп с мощностью до 150 Вт. В противном случае потребуется силовой симистор.

Устройства для плавного включения ламп позволяют более экономно использовать электроэнергию, обеспечивая и долговечность ламп накаливания. Подключение к цепи не составляет особых сложностей, а сам блок достаточно компактен.