Поскольку обмотка К1 реле питается током лампы EL1, ее сопротивление должно быть согласовано с мощностью лампы. Если здесь использовать одно из распространенных автомобильных реле с сопротивлением обмотки 85 Ом, то мощность лампы выбираем в пределах от 40 до 100 Вт. Так, при мощности лампы 40 Вт постоянное напряжение на обмотке К1 составит 7 В, при 60 Вт — 10 В, при 100 Вт — 16 В. При любом из этих напряжений автомобильное реле будет уверенно срабатывать. Здесь подойдут малогабаритные реле типа 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10, 114.3747-10, 114.3747-11, 116.3747-10, 116.3747-11, 117.3747-10 или 117.3747-11, рассчитанные на номинальное напряжение 12 В. Их выводы маркированы так: 85 и 86 — обмотка (ее сопротивление 85 Ом), 30 и 87 — замыкающая (нормально разомкнутая) группа контактов.
Из реле общего применения для ламп мощностью 40…100 Вт можно рекомендовать следующие: РЭС-10, паспорта РС4.524.304, РС4.524.302 и РС4.524.308 (два последних — только для ламп 40 и 60 Вт); РЭС-9, паспорта РС4.524.202 и РС4.524.203.
Время задержки срабатывания реле зависит от емкости конденсатора С1. Так, при емкости 4000 мкФ оно составляет почти 1 с, что уверенно обеспечивает нужный предварительный прогрев нити лампы. При этом переключение на полную мощность происходит почти незаметно для глаз. Практика показывает, что для надежной защиты ламп (правда, при плановом изменении мощности, а не при ступенчатом) вполне достаточно 100 мс Поэтому рекомендуемое иногда в литературе время 2…4 с или 5…10 с явно избыточно. Ведь прогрев сетевых ламп накаливания происходит очень быстро. По этой причине емкость конденсатора С1 вполне можно немного уменьшить без риска перегорания нити накала в момент включения лампы.
Как видно из рис 1, устройство включено «в разрыв» одного из проводов к лампе. Если же сетевой выключатель SA1 одновременно коммутирует не одну, а несколько ламп (например, в осветительной люстре), то цепи ламп должны быть разделены (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема питания нескольких электрических ламп накаливания со ступенчатым релейным ограничением тока в момент включения
В этом случае одна лампа (EL1) по-прежнему связана с устройством точно так же, как на рис. 1, а две другие лампы (EL2 и EL3) соединены только через диод VD3 и контакты К1.1 реле. Это позволяет пропустить ток ламп EL2 и EL3 через диод VD3, минуя остальную часть устройства защиты Однако и здесь будут защищены все три лампы. Мощность лампы EL1 по-прежнему должна быть в пределах 40…100 Вт, а суммарная мощность лампы EL2 и EL3 ограничена лишь максимальным током диода VD3 и стойкостью контактов К1.1. Отметим, что в наибольшей степени здесь подходят автомобильные реле, контакты которых выдерживают ток до 30 А (правда, лишь при 12 В).
Однако использовать реле — этот контактный прибор — все же нежелательно. Целесообразнее применить бесконтактный способ коммутации цепей осветительных ламп, основанный, например, на использовании тиристора. Чтобы избежать проблем, связанных с достаточно сложным импульсным управлением тиристором, его заменяют простейшей цепочкой (рис. 3). Здесь тиристор VS1 управляется с помощью цепи R-VD1-С1. Диод VD2 нужен для пропускания через лампу EL1 отрицательных полуволн переменного тока. Тиристор VS1 используется для пропускания положительных полуволн.
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема питания электрической лампы накаливания со ступенчатым бесконтактным ограничением тока в момент включения
Работа устройства несложна. После замыкания контактов сетевого выключателя SA1 благодаря диоду VD2 вначале через лампу EL1 проходят лишь отрицательные полуволны — лампа горит «вполнакала». Однако довольно скоро (приблизительно через 1 с) конденсатор С1 заряжается (через резистор R1 и диод VD1) до уровня, достаточного для открывания тиристора VS1, и лампа загорается на полную мощность. Поскольку напряжение между управляющим электродом тиристора и его катодом невелико, в устройстве применимы оксидные конденсаторы практически с любым малым рабочим напряжением. Мощность лампы EL1 (или групп ламп, соединенных параллельно) ограничена лишь предельным током диода VD2 и тиристора. Если последний используется без теплоотвода, то мощность лампы не должна превышать 200 Вт.
Несколько слов о возможной замене полупроводников в схемах устройств защиты ламп. Диоды КД1056 можно заменить на КД105В или КД105Г; диоды КД226В — диодами серии КД209 (с индексами от А и В) или КД226 (с индексами Г и Д). Вместо тиристора КУ202М или КУ201Л.
ЛИТЕРАТУРА
1. Банников В. Защита электроосветительных приборов. — Радио, 1990, № 12, с. 53.
2. Бжевский Л. Светорегулятор с выдержкой времени. — Радио, 1989, № 10, с. 76.
3 Нечаев И. Регулируем яркость светильника. — Радио, 1992, № 1, с. 22–23
Как включить 20-ваттную люминесцентную лампу
В. Банников
Имеющиеся в продаже 20-ваттные люминесцентные лампы отличаются сравнительно небольшими размерами. Поэтому, как правило, они больше подходят для бытовых целей, чем 40-ваттные, которые примерно вдвое длиннее (около 120 см) 20-ваттных. Однако достать к 20-ватткам арматуру не всегда удается, да и приобретенные стандартные светильники с такими лампами довольно громоздки. Все это препятствует широкому распространению в быту этих практичных ламп.
Более доступна электроаппаратура светильников с 40-ваттными лампами. В частности, дроссели 1УБИ-40/220 от отслужившего свой срок светильника — прекрасная основа для сборки малогабаритного самодельного светильника с 20-ваттной лампой. Сделать это можно с учетом следующих соображений.
Поскольку дроссель (так называемый аппарат пускорегулирующий) 1УБИ-40/220 рассчитан на подключение одной 40-ваттной лампы, для работы с 20-ваттной лампой их понадобится уже два. Соединенные последовательно, они обеспечат необходимое снижение потребляемого тока до номинального. В этом случае к лампе будет подведена как раз требуемая мощность. При подключении 20-ваттной лампы лишь одним дросселем яркость ее свечения заметно возрастет (по сравнению со стандартной), однако срок службы значительно сократится, что, конечно, недопустимо.
Вместе с тем легко убедиться, что светильник, собранный по обычному варианту (с заменой одного дросселя двумя), плохо зажигается. Обычный газонаполненный стартер (например, 80С-220) в этом случае многократно срабатывает, не приводя к включению лампы. Но если шунтировать перемычкой один из последовательно соединенных дросселей, лампа сразу же зажигается. После этого перемычка отключается, что переводит лампу в номинальный режим работы.
Для реализации такого способа зажигания светильник должен быть снабжен кнопкой, кратковременно нажимая которую (вслед за замыканием сетевого выключателя), зажигают лампу. Но это неудобно. Проблема, однако, легко решается введением в стандартную схему несложного пускового автомата.
Принципиальная электрическая схема пускового автомата представлена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема пускового автомата включения 20-ваттной люминесцентной лампы
Здесь EL1 — 20-ваттная люминесцентная лампа (например, ЛБ-1), а L1 и L2 — дроссели ИУБИ — 40/220 (или ИУБЕ — 40/220) от старого отслужившего свой срок светильника (с двумя 40-ваттными лампами). Стартер SL1 также обычный на 220 В (например, 80C-220-1 или ZTE/1). Диод VD1 используется для пропускания через цепь стартера SL1 одной полуволны переменного напряжения. Диод VD2 служит для пропускания другой полуволны через ту же цепь, а также через обмотку К1 реле, контактная группа К1.1 которого использована для замыкания дросселя L2 во время пуска лампы EL1. Оксидный конденсатор С1 нужен для сглаживания выпрямленного диодом VD2 напряжения на обмотке К1 реле.