低電力白熱灯の保護装置。スキーム、説明

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低電力白熱灯用の保護装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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白熱照明ランプの寿命は、蛍光灯などに比べて短いです。さらに、ランプの期待寿命は、ネットワーク内の電圧の上昇や、スイッチを入れた瞬間の大電流サージの結果、予想より大幅に短くなることがよくあります。このシンプルな装置は、たとえ起動中であっても、いかなる状況下でもランプに流れる電流が定格値を超えないようにすることで過負荷を排除します。

これまで、主にトライアックとサイリスタを使用して、白熱灯を「ソフト」にスイッチオンするための多くのデバイスが提案されてきました [1-5]。もちろん、それらのどれもタングステンフィラメントの徐々に劣化して焼損につながるのを防ぐことはできませんが、「リターダ」を備えたランプの実際の耐用年数は依然として 1,5 倍延びます。 ..3回。

安価な高電圧トランジスタを使用した同様のデバイスが提案されています。これは、もともと 15 W のランプ (冷蔵庫のバックライト) を保護することを目的としていましたが、最大 220 W の電力で 60 V の白熱ランプのソフトスイッチオンを完全に保証します。問題のデバイスのユニークな機能は、動作するように構成されている電力を超える電力でランプを点灯できないことです。たとえば、標準の15 Wランプの代わりに、それによく似た25 Wランプを備えた冷蔵庫に取り付けてスイッチを閉じると、ランプではなく「過負荷」LEDが点灯します。この特性は、今日普及しており、電力が 40 ～ 60 W 以下の白熱灯用に設計された非耐熱性プラスチックで作られたランプを使用する場合に非常に役立ちます。このようなランプをより高出力のランプでオンにすると、必然的にランプの損傷、さらには火災につながる可能性があります。

他の「リターダ」とは異なり、提案されたリターダは、例えばタイミングコンデンサが完全に放電するのを待ったり、加熱されたサーミスタを室温まで冷却したりする必要がなく、スイッチオフ後すぐに再びスイッチをオンにする準備ができています。

保護装置は図に示す図に従って組み立てられます。 1 に接続し、ランプ EL1 に向かうネットワークワイヤのいずれかの切れ目に接続します。スイッチ SA1 の接点を閉じた後、交流主電源電圧がダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 に供給されます。ブリッジの対角線には、複合トランジスタ VT1 ～ VT3 にキーがあります。抵抗器 R2 と複合トランジスタの大きな電流伝達係数のおかげで、スイッチは開き、ランプ回路 EL1 は閉じます。

低電力白熱灯の保護装置

トリミング抵抗 R6 を使用して、EL1 ランプの公称電流振幅に対応する電流振幅よりわずかに大きい電流センサーである抵抗 R7 の両端の電圧が降下したときにサイリスター VS1 が開くようにデバイスが調整されます。 SCR を開くとトランジスタが閉じ、ランプに流れる電流が遮断されます。抵抗器 R2 と開いたサイリスタを流れ続けるその小さな部分は、フィラメントを顕著に加熱するのに十分ではありません。サイリスタは、XNUMX つの半サイクルの境界で電流がゼロに減少すると閉じます。

EL1 ランプの冷たいタングステンフィラメントの抵抗は、動作温度まで加熱されたタングステンフィラメントの抵抗よりも何倍も小さくなります。その結果、スイッチ SA1 の接点を閉じた後の最初の半サイクルでは、電流がトリミング抵抗 R6 によって設定された制限値に非常に早く到達するため、カットオフは終了のかなり前に発生します。次の半サイクルでは、わずかに加熱されたフィラメントの抵抗がすでに大きくなり、カットオフは少し遅れて発生します。これは完全に暖まるまで続き、電流がしきい値に達しなくなり、ランプが最大強度で点灯します。

積分回路 C1R3 は、SCR VS1 の開きをわずかに遅らせます。これがないと、スイッチ SA1 を閉じた後の最初の半周期で、カットオフが非常に早く発生するため、フィラメントが著しく加熱する時間がありません。その結果、ランプの点灯プロセスに無限の時間がかかる可能性があります。ランプの明るさが公称明るさの約半分に達するまでは加熱が比較的遅く、その後急激に増加することに注意してください。

1 W ランプ EL4 が最大輝度に達したときのダイオードブリッジ VD1 ～ VD60 の出力電圧は 5 V を超えません。これは、保護デバイスのすべての要素によって消費される合計電力に相当し、2 W 未満です。ランプに印加される電圧は、主電源電圧と比較してわずかに低くなりますが、明るさには実質的に影響を与えることなく、ランプの耐用年数に有益な影響を与えます。

保護デバイスは、90x55 mm の片面プリント基板に取り付けられ (図 2)、プラスチックの保護ケースに入れられます。最も重要な設計要素はトランジスタ VT3 です。高電圧であり、比較的高い電流に耐え、十分なベース電流伝達係数 (Ik = 8 A および UKe = 1 V で少なくとも 12) を備えている必要があります。 KT826、KT809、KT812、KT840、KT841、KT845、KT847、KT848シリーズのトランジスタが適しています。当然のことながら、接頭辞 K の代わりに 2 が付いた同様のトランジスタも適しており、輸入されたトランジスタの中では、2SC2555、2SC3306、BU526、BU931 などの名前が挙げられます。プラスチックケース内のトランジスタにはヒートシンクが必要です。

低電力白熱灯の保護装置

必要に応じて、ピン割り当ての違いを考慮して、トランジスタ KT940A を KT6135A、KT969A、KT9179A、2SC2330、MJE340、BF459 に置き換えます。 KD243D ダイオードの代わりに、KD209A、KD243G、KD257B、KD226G、1N4004 およびその他の同様のダイオードが適しています。 HL1 LED は何でも構いませんが、緊急事態を知らせるため、赤色が望ましいです。コンデンサ C1 - K73-17 または K73-9、固定抵抗 - C1-4、C2-23、MLT トリマー R6 - SPZ-386。まだ動作していない新しい EL1 ランプを使用することをお勧めします。

主電源電圧を印加する前に、図に従ってトリマ抵抗器 R6 を最高の位置に設定します。スイッチ SA1 を閉じ、ランプが点灯するまで抵抗 R6 のスライダーを滑らかに動かします。ランプの光は 0,3 ～ 0,6 秒以内に最大の明るさに達することが望ましいです。大幅に長時間 (最大 3 ～ 5 秒) の明るさの増加を実現できますが、この方法で調整されたデバイスは、経年変化による周囲温度や保護されたランプのパラメータの変化に敏感になりすぎます。

正しく調整されていれば、点灯している 40 ワットのランプに別の 15 ワットのランプを並列に接続すると、以前に点灯していたランプが消えるか、明るさが急激に低下するはずです。

このデバイスが少なくとも 40 W の電力でランプを保護するために使用される場合は、抵抗 R7 の値を半分にすることができます。また、これを実行することもできます。調整抵抗 R3 を除いて、抵抗 R3 の右側 (図によると) 端子をトランジスタ VT6 のエミッタに直接接続します。永久抵抗器 R7 を、PPB-ZA、SP5-50M、PPZ-12 などの低抵抗ワイヤ同調抵抗器に置き換え、その可動接点を外部端子の XNUMX つに接続します。これにより、電流センサーおよびデバイス全体の電圧降下が最小限に抑えられます。

デバイスの回路と要素は 220 V ネットワークに直接接続されているため、作業する場合は電気的安全対策を遵守する必要があります。

文学

Nechaev I. ランプの明るさを調整します。 - ラジオ、1992 年、No. 1、p. 22; 1995 年、第 9 号、p. 63.
ベニコフV.電灯装置の保護。 -ラジオ、1990年、第12号、p。 53。
ネチェエフI. スムーズなスイッチオンによるランプの明るさ制御。 - ラジオ、1995 年、第 11 号、p. 33.
KolomoytsevK.白熱灯は長持ちします。 -ラジオ、1993年、第9号、p。 53。
Vyakhirev V.、Dukhnovsky M. サーミスター - 白熱灯突入電流リミッター。 - ラジオ、1996 年、No. 1、p. 58、59。

著者: A.Butov、ヤロスラヴリ地方クルバ村

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