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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di protezione per lampade ad incandescenza a basso consumo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione La durata delle lampade a incandescenza è breve rispetto, ad esempio, alle lampade fluorescenti. Inoltre, la durata di vita della lampada è spesso significativamente inferiore al previsto a causa dell'aumento della tensione nella rete o a causa di forti picchi di corrente al momento dell'accensione. Questo semplice dispositivo elimina i sovraccarichi impedendo che la corrente che circola nella lampada superi il suo valore nominale in qualsiasi circostanza, anche durante l'accensione. In precedenza erano stati proposti numerosi dispositivi per l'accensione “soft” delle lampade ad incandescenza [1-5], utilizzando principalmente triac e tiristori. Nessuno di questi, ovviamente, è in grado di impedire il graduale degrado del filamento di tungsteno, portandolo al suo esaurimento, ma la durata effettiva delle lampade con “retarder” aumenta comunque di 1,5. ..3 volte. Un dispositivo simile viene proposto utilizzando transistor ad alta tensione economici, che, sebbene originariamente fosse destinato a proteggere una lampada da 15 W (retroilluminazione del frigorifero), garantisce completamente l'accensione morbida di qualsiasi lampada a incandescenza da 220 V con una potenza fino a 60 W. Una caratteristica unica del dispositivo in questione è che non consentirà di accendere una lampada con una potenza maggiore di quella con cui è stata configurata per funzionare. Ad esempio, se installi in un frigorifero che ne è dotato, invece di una lampada standard da 15 W, una lampada da 25 W che le assomiglia molto e chiudi l'interruttore, non la lampada, ma si accenderà il LED “Sovraccarico”. Questa proprietà è molto utile quando si utilizzano lampade in plastica non resistente al calore, oggi molto diffuse e progettate per lampade ad incandescenza con potenza non superiore a 40...60 W. Accendere una lampada del genere con una lampada di potenza maggiore porterà inevitabilmente al suo danneggiamento o addirittura ad un incendio. A differenza di altri "retarder", quello proposto è pronto per essere riacceso immediatamente dopo lo spegnimento, senza richiedere, ad esempio, di attendere che il condensatore di temporizzazione si scarichi completamente o di raffreddare un termistore riscaldato a temperatura ambiente. Il dispositivo di protezione è assemblato secondo lo schema riportato in Fig. 1, e collegarsi all'interruzione di uno qualsiasi dei fili di rete diretti alla lampada EL1. Dopo aver chiuso i contatti dell'interruttore SA1, la tensione di rete alternata viene fornita al ponte a diodi VD1-VD4. Nella diagonale del ponte è presente una chiave sul transistor composito VT1-VT3. Grazie al resistore R2 e all'elevato coefficiente di trasferimento di corrente del transistor composito, l'interruttore è aperto e il circuito della lampada EL1 è chiuso.
Utilizzando un resistore di regolazione R6, il dispositivo viene regolato in modo tale che il tiristore VS1 si apra quando la tensione scende attraverso il sensore di corrente - resistore R7, leggermente maggiore dell'ampiezza di corrente corrispondente all'ampiezza di corrente nominale per la lampada EL1. L'apertura dell'SCR comporta la chiusura dei transistor e l'interruzione della corrente che scorre attraverso la lampada. La sua piccola parte, che continua a fluire attraverso la resistenza R2 e il tiristore aperto, non è sufficiente a riscaldare sensibilmente il filamento. Il tiristore si chiuderà quando la sua corrente al confine di due semicicli scenderà a zero. La resistenza di un filamento di tungsteno freddo di una lampada EL1 è molte volte inferiore a quella di una lampada riscaldata alla temperatura di esercizio. Di conseguenza, nel primo semiciclo dopo la chiusura dei contatti dell'interruttore SA1, l'interruzione avviene molto prima della sua fine, poiché la corrente raggiunge molto rapidamente il valore limite impostato dal resistore di regolazione R6. Nel semiciclo successivo la resistenza del filamento leggermente riscaldato è già maggiore e l'interruzione avviene un po' più tardi. Ciò continua fino al completo riscaldamento, quando la corrente non raggiunge più il valore di soglia e la lampada brilla alla massima intensità. Il circuito integratore C1R3 ritarda leggermente l'apertura dell'SCR VS1. Senza di esso, nei primi semiperiodi dopo la chiusura dell'interruttore SA1, l'interruzione avviene così rapidamente che il filamento non ha il tempo di riscaldarsi notevolmente. Di conseguenza, il processo di accensione della lampada potrebbe richiedere un tempo indefinito. Va notato che il riscaldamento è relativamente lento finché la luminosità della lampada non raggiunge circa la metà della luminosità nominale, dopodiché aumenta bruscamente. La tensione all'uscita del ponte a diodi VD1-VD4, quando la lampada EL1 da 60 W raggiunge la sua massima luminosità, non supera i 5 V, che corrisponde alla potenza totale dissipata da tutti gli elementi del dispositivo di protezione, inferiore a 2 W. La tensione applicata alla lampada, leggermente ridotta rispetto alla tensione di rete, ha un effetto benefico sulla sua durata, praticamente senza alcun effetto sulla luminosità. Il dispositivo di protezione è montato su un circuito stampato monofaccia di dimensioni 90x55 mm (Fig. 2) e inserito in una custodia protettiva in plastica. L'elemento di design più importante è il transistor VT3. Deve essere ad alta tensione, resistere a una corrente relativamente elevata e avere un coefficiente di trasferimento della corrente di base sufficiente (almeno 8 con Ik = 1 A e UKe = 12 V). Sono adatti i transistor delle serie KT826, KT809, KT812, KT840, KT841, KT845, KT847, KT848. Naturalmente sono adatti anche transistor simili con il prefisso 2 invece di K. Tra quelli importati possiamo nominare 2SC2555, 2SC3306, BU526, BU931. I transistor in una custodia di plastica richiederanno un dissipatore di calore.
I transistor KT940A, se necessario, vengono sostituiti con KT6135A, KT969A, KT9179A, 2SC2330, MJE340, BF459, tenendo conto delle differenze nell'assegnazione dei pin. Invece dei diodi KD243D, sono adatti KD209A, KD243G, KD257B, KD226G, 1N4004 e altri simili. Il LED HL1 può essere qualsiasi cosa, preferibilmente rosso, perché segnala una situazione di emergenza. Condensatore C1 - K73-17 o K73-9, resistori fissi - C1-4, C2-23, trimmer MLT R6 - SPZ-386. È preferibile prendere una nuova lampada EL1 che non abbia ancora funzionato. Prima di applicare la tensione di rete, impostare la resistenza del trimmer R6 nella posizione superiore secondo lo schema. Chiudere l'interruttore SA1 e, spostando dolcemente il cursore del resistore R6, finché la lampada non si accende. È auspicabile che la luce della lampada raggiunga la massima luminosità in 0,3...0,6 s. È possibile ottenere un aumento della luminosità notevolmente più lungo (fino a 3...5 s), ma un dispositivo regolato in questo modo sarà troppo sensibile alle variazioni della temperatura ambiente e dei parametri della lampada protetta a causa del suo invecchiamento. Se regolato correttamente, il collegamento di un'altra lampada da 40 watt in parallelo a una lampada da 15 watt accesa dovrebbe portare allo spegnimento o alla brusca diminuzione della luminosità di quella precedentemente accesa. Se il dispositivo è destinato a proteggere lampade con potenza pari ad almeno 40 W, il valore della resistenza R7 può essere dimezzato. Puoi anche farlo: collega il terminale destro (secondo lo schema) del resistore R3 direttamente all'emettitore del transistor VT3, escluso il resistore di sintonizzazione R6. Sostituisci il resistore permanente R7 con un resistore di sintonizzazione a filo a bassa resistenza, ad esempio PPB-ZA, SP5-50M, PPZ-12, collegando il suo contatto mobile a uno dei terminali esterni. Ciò ridurrà al minimo la caduta di tensione sul sensore di corrente e sul dispositivo nel suo insieme. I circuiti e gli elementi del dispositivo sono collegati direttamente alla rete 220 V; quando si lavora con esso è necessario osservare le misure di sicurezza elettrica. Letteratura
Autore: A.Butov, villaggio di Kurba, regione di Yaroslavl
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