Схема плавного включения. Плавное включение ламп накаливания: принципы работы, схемы и устройства

Как работает плавное включение ламп накаливания. Какие существуют схемы и устройства для плавного включения. Почему плавное включение продлевает срок службы ламп. Как собрать схему плавного включения своими руками.

Принцип работы плавного включения ламп накаливания

Плавное включение ламп накаливания основано на постепенном увеличении напряжения, подаваемого на лампу. Это позволяет избежать резкого скачка тока в момент включения, который является основной причиной перегорания нити накала.

При обычном включении холодная нить лампы имеет очень низкое сопротивление, что приводит к большому броску тока. Плавное включение дает нити время постепенно нагреться и увеличить свое сопротивление, предотвращая перегрузку.

Типичная схема плавного включения содержит следующие основные элементы:

• Симистор или тиристор для регулирования подаваемого на лампу напряжения
• Конденсатор, обеспечивающий задержку открытия симистора
• Резисторы для настройки времени плавного включения
• Динистор или транзистор для управления симистором

Схемы плавного включения ламп накаливания

Существует несколько базовых схем для реализации плавного включения ламп накаливания:

Схема на симисторе

Простейшая схема содержит симистор, включенный последовательно с лампой, и RC-цепочку для его управления. При включении конденсатор постепенно заряжается, увеличивая угол открытия симистора и плавно повышая напряжение на лампе.

Схема с динистором

В этой схеме добавляется динистор для более точного управления моментом открытия симистора. Динистор открывается при достижении определенного напряжения на конденсаторе, что обеспечивает более стабильную работу.

Схема с транзистором

Использование транзистора позволяет реализовать более сложные алгоритмы управления и добавить дополнительные функции, например, регулировку яркости.

Устройства плавного включения ламп накаливания

На рынке представлены различные готовые устройства для плавного включения ламп:

Блоки защиты

Простейшие устройства, которые просто ограничивают бросок тока при включении. Обычно снижают напряжение на лампе до 170-200В.

УПВЛ (устройства плавного включения ламп)

Более сложные приборы, обеспечивающие плавное нарастание напряжения в течение нескольких секунд. Часто имеют компактные размеры и могут устанавливаться в подрозетник.

Диммеры с функцией плавного включения

Регуляторы яркости, дополнительно оснащенные схемой плавного запуска. Позволяют не только плавно включать лампу, но и регулировать ее яркость.

Преимущества плавного включения ламп накаливания

Использование устройств плавного включения дает ряд преимуществ:

• Увеличение срока службы ламп в 3-5 раз за счет снижения нагрузки на нить накала
• Уменьшение нагрузки на электросеть в момент включения
• Более комфортное включение света без резкого изменения яркости
• Возможность реализации дополнительных функций (регулировка яркости, задержка выключения и т.д.)

Сборка схемы плавного включения своими руками

Для самостоятельной сборки простейшей схемы плавного включения потребуются следующие компоненты:

• Симистор (например, BT137 на ток до 8А)
• Конденсатор 0.1-0.47 мкФ
• Резисторы 10-100 кОм
• Динистор DB3

Порядок сборки:

1. Подключите симистор последовательно с лампой
2. Соедините управляющий электрод симистора с динистором через резистор
3. Подключите конденсатор параллельно динистору
4. Добавьте резистор для разрядки конденсатора

Время плавного включения регулируется подбором номиналов конденсатора и резисторов. Для безопасности рекомендуется использовать готовые устройства или обратиться к специалисту.

Применение плавного включения для различных типов ламп

Хотя изначально технология плавного включения разрабатывалась для ламп накаливания, она может применяться и для других типов источников света:

Галогенные лампы

Принцип работы аналогичен лампам накаливания, поэтому плавное включение так же эффективно продлевает срок их службы.

Люминесцентные лампы

Для них используются специальные электронные балласты с функцией плавного старта, которые обеспечивают постепенный прогрев электродов.

Светодиодные лампы

Большинство современных светодиодных ламп имеют встроенные схемы плавного включения. Для ламп без такой функции можно использовать специальные LED-диммеры с плавным стартом.

Особенности монтажа устройств плавного включения

При установке УПВЛ необходимо учитывать следующие моменты:

• Устройство включается последовательно с лампой в разрыв фазного провода
• Необходимо соблюдать полярность подключения (если она указана в инструкции)
• Нужно учитывать максимально допустимую мощность нагрузки
• Желательно обеспечить хорошее охлаждение устройства
• При монтаже в подрозетник важно соблюдать правила электробезопасности

Правильно установленное устройство плавного включения значительно продлит срок службы ламп и повысит комфорт использования освещения.

Плавное включение ламп накаливания

 От чего зависит срок службы лампы накаливания? Конечно от условий эксплуатации, а если точнее от режимов работы. Первое это сколько лампа всего горела часов и второе как быстро на нее подавали напряжение при включении. Дело в том, что при быстрой подаче напряжения, через наш обычный выключатель, напряжение поступает мгновенно, моментально меняется и температура нити накаливания лампы, от комнатной до нескольких сотен градусов. Такие перепады не могут не сказаться на сроке службы нити и самой лампы. Поэтому нити часто перегорают именно в момент включения и лампу можно выбрасывать. Решением проблемы является постепенное, плавное включение ламп. Такое включение значительно продлит срок службы ламп накаливания.

 В данной статье мы предложим вашему вниманию пару схем, для плавного включения ламп накаливания. Первая схема не является регулируемой. В этой схеме происходит плавное повышение напряжение питание лампы до номинального, но регулирование напряжения невозможно.

Схема № 1 плавного включения ламп накаливания

 Алгоритм работы схемы следующий. При включении переменное напряжение поступает на диодный мостик, после диодного мостика имеем постоянное напряжение. Через сопротивление R1, напряжение поступает на управляющий контакт тиристора (положительный потенциал). Тиристор открывается но не полностью, так как если говорить языком дилетанта, часть тока идет на зарядку конденсатора С1. По мере зарядки конденсатора, ток в его цепи уменьшается, соответственно в цепи управляющего контакта тиристора увеличивается.  Тиристор открывается полностью, лампа начинает светится в полный накал.
 Минусом данной схемы плавного регулирования, является постепенное повышение напряжения при включении, но мгновенное отключение при выключении. Так как выключатель фактически ограничивает подачу напряжения в схему для управляющего тиристора мгновенно. Для изменения ситуации, достаточно перенести выключатель в цепь между диодным мостиком и резистором R1, на схеме это место выделено красным кругом. При этом после выключения выключателя, конденсатор будет разряжаться на управляющий контакт тиристора и тиристор закроется постепенно, обеспечивая плавное гашение света ламп.

Схема 1 Плавное включение лампы накаливания. Многие из собиравших жаловались на моментальное включение лампы, без эффекта плавного розжига.

Схема 2 плавного включения ламп накаливания с эффектом регулирования

Вторая схема имеет возможность регулировки поступающего напряжения на лампу накаливания. В принципе эта также первая схема за исключением того, что в ней применен переменный резистор вместо постоянного. Принцип работы схемы тот же что и в предыдущей схеме.

Схема 2 Плавное регулируемое включение лампы накаливания

Напряжение регулируется в пределах примерно от 120 до 220 вольт. Многие из собиравших жаловались на маленький диапазон регулирования.

Применение радиоэлементов в схеме плавного регулирования света

В схемах возможно применение как отдельных диодов так и сборок диодных мостиков с пропускным током не менее 3 А. Вместо тиристора Т122-25-5-4, возможно применение тиристора Т122-20-11-6 или серии КУ202 с индексом К,Л и М.
 В схемах возможно применение конденсатора электролитического или для переменного тока. В случае применения электролитического конденсатора полярность установки производится согласно второй схеме. Рабочее напряжение конденсатора не менее 300 вольт.
 Применяемые резисторы мощностью не менее 0,25 Вт.

Схема 3 плавного включения ламп накаливания

Схема 2 Плавное включение лампы накаливания

Как работает схема:

После подачи питания транзистор VT1 полностью открывается и переменное напряжение на правом выводе резистора R1 мало. Следовательно VS2 не открывается (ему нужно где-то 30 Вольт) и не открывает VS1. По мере зарядки конденсатора С3 транзистор VT1 плавно закрывается, уменьшая протекающий ток в его цепи эмиттер-коллектор, при этом переменное напряжение на правом выводе R1 растёт и VS2 начинает кратковременно открываться — на пиках переменного напряжения — открывая и VS1, который так же кратковременно включает лампу в цепь.
В момент, когда напряжение на выводах VS1 равно нулю (переход через ноль переменного напряжения), VS1 полностью закрывается, то есть схема управляет не величиной напряжения на нагрузке, а временем, в течение которого нагрузка подключена к цепи. Это аналог ШИМ-регулятора.
 Чем больше заряжается конденсатор C3, тем больше по времени открыт VS1 и, соответственно, больше по времени нагрузка подключена к сети 220В.
 Лампа, слегка помаргивая в начале процесса, плавно разгорается от 0 до полного накала за 10 секунд.

Схема 4 плавного включения ламп накаливания на транзисторе

Еще одна схема все с той же функцией плавного включения ламп, но где регулирование осуществляется за счет транзистора

Принцип работы схемы повторяет аналогичные схемы выше, то есть когда на управляющем затворе появляется потенциал. Исключением является применение транзистора, в качестве управляющего радиоэлемента. При этом потенциал зависит от сопротивлений  R1, R2 и конденсатора C1. Именно резисторы управляют процессом зарядки конденсатора, а после, когда он уже зарядился, он поддерживает потенциал для затвора. В итоге, процесс «розжига» лампы будет зависеть от сопротивления резисторов и от емкости конденсатора.

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.

Технические характеристики:

1. Габариты: 75*68*33.
2. Температура эксплуатации: -30 ^оС до +55 ^оС.
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 ^оС… +35 ^оС;
• «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.

Плавный пуск ламп накаливания

Плавное включение ламп накаливания

Эта схема- очередное продолжение разговора Как продлить жизнь лампы накаливания Как известно: основная причина перегорания лампы накаливания это тот факт что сопротивление холодной спирали очень низкое и при включении происходит существенный бросок тока.

чтобы лампа накаливания включалась медленноплавное включение лампы накаливания

Схема плавного включения лампы накаливания

 Опробовал множество конструкций устройств плавного включения осветительных ламп накаливания. Одни не устроили меня слишком большими размерами и числом деталей, другие требовали обязательного присоединения к обоим сетевым проводам, что при существующей в квартире электропроводке не совсем удобно. Поэтому я решил самостоятельно разработать простое малогабаритное устройство, которое можно включить в разрыв любого из идущих к осветительным лампам проводов и разместить в установочной коробке стандартного выключателя либо в колпаке люстры.

Его схема и изображена на рисунке.

Здесь SA1 — уже имеющийся выключатель, управляющий лампой накаливания EL1. Далее мы будем гово¬рить об одной лампе, не забывая о том, что их может быть и несколько, соединенных параллельно

Важно, чтобы суммарный ток ламп не превышал допустимого для симистора VS1, который, как показано на схеме, включают в разрыв провода, соединяющего лампу с выключателем.Поскольку в момент замыкания контактов выключателя SA1 конденсатор С2 разряжен и напряжение на нем нулевое, близко к нулю и напряжение, приложенное к симметричному динистору VS2. и он закрыт

Закрыт и симистор VS1.В результате зарядки конденсатора С2 напряжение, приложенное к динистору VS2, постепенно увеличивается, и он начинает открываться и открывать симистор VS1 в каждом полупериоде сетевого напряжения на все большее время Яркость свечения лампы постепенно растет. Чтобы замедлить этот процесс, параллельно конденсатору С2 подключен интегратор на транзисторе VT 1, охваченном обратной связью через конденсатор СЗ и резистор R5. При указанных на схеме номиналах элементов яркость лампы достигает максимума через 10 с после замыкания контактов выключателя SA1. Это значение можно изменить, подбирая резистор R5. Резисторы R2 и R3 нужны для разрядки конденсаторов, параллельно которым они подключены, после выключения лампы, что подготавливает устройство к новому включению.Установившееся значение напряжения на лампе около 200 В при напряжении в сети 230 В. Это немного снижает ее яркость, но значительно увеличивает срок службы.

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.

Способы реализации плавного включения

Прежде чем определиться со способами реализации плавного запуска, необходимо выяснить, как работают УВПЛ. Принцип действия приборов этого типа основывается на способности сначала понижать, а затем постепенно повышать напряжение до оптимальной величины. Устройство подключается в разрыв провода между лампой (светильником) и выключателем.

При подаче напряжения его величина повышается за счет схем плавного запуска. Они могут быть собраны на транзисторах, симисторах или тиристорах по схемам ФИР (фазоимпульсный регулятор). Скорость повышения напряжения может варьироваться в пределах нескольких секунд: многое зависит от того, по какой схеме был собран прибор. Мощность нагрузки чаще всего не превышает 1400 Вт.

Блок питания

Блок защиты выступает в роли устройства, обеспечивающего плавное включение. Применение приспособления одновременно с лампой позволяет постепенно понизить напряжение, поступающее к осветительному прибору. Вольфрамовая нить в этом случае не испытывает большой нагрузки, что позволяет продлить ее срок эксплуатации.

По мере того, как электрический ток проходит сквозь блок, напряжение падает (с 220 В до 170 В). Скорость варьируется в пределах 2-4 секунд. Использование блока защиты по назначению приводит к снижению потока света на 50-60%. Устройства Uniel Upb-200W-BL выдерживают до 220 В, поэтому необходимо подключать к ним лампочки такой же мощности.

Устройство можно устанавливать рядом с выключателями или приборами освещения.

Устройство плавного включения

Механизм действия устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) такой же, как и у защитных блоков. Прибор имеет весомое преимущество – небольшой размер, поэтому его можно устанавливать в подрозетник (за выключатель), внутри распределительной коробки и потолочной лампы (под колпак).

Подключение УПВЛ должно осуществляться последовательно, начиная с соединения прибора к фазному проводнику.

Диммирование

Диммеры обладают способностью регулировать электрический ток, поэтому эти приборы часто устанавливают в жилых помещениях. Устройства меняют яркость света, который дают галогеновые, светодиодные или лампы накаливания.

Реостат или переменный резистор считают простейшим диммером. Прибор был изобретен в 1847 году Кристианом Поггендорфом. С его помощью можно регулировать силу электрического тока и напряжение. Устройство состоит из нескольких деталей:

• проводник;
• регулятор сопротивления.

Сопротивление меняется плавно. Чтобы уменьшить яркость света, напряжение снижают. В этом случае величины, обозначающие силу тока и сопротивление, будут высокими, что спровоцирует перегрев осветительного прибора.

К диммерам относят также автотрансформаторы. У этих приборов коэффициент полезного действия достаточно высок. Напряжение подается неискаженным, частота оптимальная – не более 50 Гц. Существенный минус автотрансформатора – большой вес. Чтобы управлять ими, человек должен приложить максимум усилий.

Электронный вариант – наиболее простой и доступный прибор, с помощью которого можно контролировать силу тока. Основная деталь компактного устройства – переключатель (ключ), которым управляют тиристорными, симисторными и транзисторными полупроводниками.

Выделяют несколько способов регулирования диммера:

• по переднему фронту;
• по заднему фронту.

Подающееся на лампы накаливания напряжение можно регулировать обоими способами.

Схема 2 плавного включения ламп накаливания с эффектом регулирования

Вторая схема имеет возможность регулировки поступающего напряжения на лампу накаливания. В принципе эта также первая схема за исключением того, что в ней применен переменный резистор вместо постоянного. Принцип работы схемы тот же что и в предыдущей схеме.

Схема 2 Плавное регулируемое включение лампы накаливания

Напряжение регулируется в пределах примерно от 120 до 220 вольт. Многие из собиравших жаловались на маленький диапазон регулирования.

Применение радиоэлементов в схеме плавного регулирования света

В схемах возможно применение как отдельных диодов так и сборок диодных мостиков с пропускным током не менее 3 А. Вместо тиристора Т122-25-5-4, возможно применение тиристора Т122-20-11-6 или серии КУ202 с индексом К,Л и М. В схемах возможно применение конденсатора электролитического или для переменного тока. В случае применения электролитического конденсатора полярность установки производится согласно второй схеме. Рабочее напряжение конденсатора не менее 300 вольт. Применяемые резисторы мощностью не менее 0,25 Вт.

Плавное включение ламп накаливания: обзор видов

Не смотря на широкое распространение компактных люминесцентных ламп существуют помещения, в которых целесообразно применять лампы накаливания. К таким помещениям относятся, прихожие, коридоры, сан узлы, кладовые, где необходимо часто включать и выключать свет. К разновидности ламп накаливания относятся галогенные лампы, которые последнее время нашли широкое применение в современных светильниках. Предложенное устройство постепенно, в течении некоторого времени увеличивает напряжение приложенное к лампе, тем увеличивается ее строк службы.

Несмотря на популяризацию светодиодных ламп, их предшественники с нитью накала по-прежнему продолжают освещать миллионы домов, во многом благодаря более низкой розничной цене.

Готовые решения

Существует масса УПВЛ от российских и зарубежных брендов, которые дают возможность реализовать плавное включение света. Стоимость таких устройств напрямую зависит от их функциональности. Одни модели взаимодействуют исключительно с лампами накаливания, другие дополнительно взаимодействуют с галогенными лампочками. Даже бюджетные модели способны долгое время переносить нагрузку до 300 Вт.

Постепенное включение лампочки можно реализовать также посредством фазового регулятора. Его конструкция схожа с УПВЛ, но система управления сложнее и регулятор способен выдерживать большую нагрузку. Размеры устройства устанавливаются габаритами радиатора, который отводит тепло от силового компонента схемы.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1 специально разработана для построения всевозможных фазовых регуляторов.

В данном случае, силами самой микросхемы регулируется напряжение на лампочке накаливания мощностью до 150 ватт. Если нужно управление более мощной нагрузкой, большим количеством освитителей одновременно, в цепь управления добавляется силовой симистор. Как это выполнить смотрите на следующем рисунке:

Использование данных устройств плавного включения не ограничиваются только лампами накаливания, их так же рекомендуется устанавливать совместно с галогеновыми на 220 в. Аналогичные по принципу действия устройства устанавливаются в электроинструменты, запускающие плавно якорь двигателя, также продлевая срок службы прибора в несколько раз.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно рассматривается еще одна популярная схема сборки прибора — на полевых транзисторах:

Самоделка на транзисторах

Схемы

При конструктивном решении используются различные виды полупроводниковых устройств. Тиристорные работают только в одном направлении, у них три вывода: плюс, минус, управляющий контакт. При подаче напряжения принцип проводимости тиристора такой же, как у диода. Характеризуется размером тока удержания, при значениях, ниже указанного показателя, ток через тиристор (или триод) не проходит.

Плавное включение ламп 220 В схема на тиристоре

Принцип защиты спирали накаливания основан на полярности полуволны переменного тока. При минусовой работает диод, положительная направляется на конденсатор, равный по мощности току удержания тиристора. Нагрузка спирали накаливания сокращается вдвое. При полной зарядке конденсатора тиристор тоже начинает проводить заряд, напряжение стабилизируется. Тиристор располагается на диодном плече выпрямителя.

Тиристорный регулятор напряжения.

Плавное включение ламп 220 В схема на симисторе

Использование симистора позволяет уменьшить количество комплектующих, он работает как силовой ключ. Помехи нивелирует дроссель.  Схема плавного включения ламп накаливания создана для смещении угла фазы. Минусовая полуволна через диод и резистор направляется на управляющий электрод симистора. Пока заряжается конденсатор, он проводит только однонаправленный полупериод. Когда подключается конденсатор, ток идет по симистору двух направлениях.

Схема УПВЛ с применением симистора.

Плавное включение ламп 220 В схема на ИМС КР1182ПМ1

Микросхема защиты спирали накаливания с двумя тиристорами и симисторе сглаживает процесс нарастания напряжения. Оно постепенно возрастает от 5 до 220 В. Благодаря двум парам: тиристор-резистор, дополнительному конденсатору, симистор открывается постепенно. Время запуска устройства зависит от емкости конденсатора, время гашения спирали накаливания – от размера сопротивления второго тиристора.

Схема и к ней печатная плата.

Плавное включение ламп 12 В

Если подключаются бытовые электроприборы, лампы накаливания 12 В, защитное устройство с рабочим напряжением 220 Вольт устанавливается в электроцепь перед трансформатором, понижающим напряжение. При выборе блока учитывается мощность первичной обмотки трансформатора.

Плавное включение ламп 12 В.

Плавное включение ламп в автомобиле

Фары ближнего и дальнего света работают от постоянного тока, для их защиты используются схемы с линейными или импульсными ШИМ-регуляторами. Готовые автоконтроллеры дополняются различными функциями. Они выпускаются для раздельных ламп и Н4. Обычно используются двухступенчатые схемы: сначала ток пропускает резистор, затем включается реле. При подключении защиты используют прочный провод, надёжную изоляцию.

Доработки и тюнинг ВАЗ 2110, ВАЗ 2111, ВАЗ 2112.

Схема.

Предлагаемая схема пуска подает напряжение на лампу с плавным нарастанием в течении 2-3 секунд. Это намного уменьшает вероятность перегорания лампы из-за броска тока через холодную нить. Срок службы галогенных ламп и обычных ламп накаливания, благодаря этой схеме запуска, увеличивается в несколько раз.
В эту схему так же введена задержка выключения нагрузки, обеспечивающая плавное уменьшение яркости свечения до полного погасания в течении 8-12 секунд. То есть при выключении схемы выключателем SA1, яркость свечения ламп начинает плавно убывать до нуля за 8-12 секунд.
Достоинством схемы является ещё и то, что она подсоединяется вместо штатного выключателя или пакетника, нет дефицитных деталей, и для управления лампой (лампами), можно использовать низкоточные малогабаритные выключатели.
Идея собрать такую схему пуска возникла у меня тогда, когда мне надоело довольно часто менять перегоревшие галогенные лампы в люстре. Люстра была рассчитана на шесть маленьких галогенных ламп по 50 Вт каждая.
Копаясь в литературе, наткнулся на статью в ВРЛ про сенсорный выключатель на тиратронах МТХ-90.
Схему решил упростить, в результате чего получилась простая схема, которую Вам и предлагаю.

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.

Как это работает

Если лампа накаливания подключена напрямую к источнику тока, то когда возникает подача электроэнергии, это может привести к тому, что лампа перегорает. Чтобы не происходило таких резких скачков тока, устанавливают блок питания. На фото показан принцип как работает устройство плавного включения ламп.

Но осталось выяснить, как же работает плавное включение ламп? На самом деле очень просто. Спираль быстро достигает приемлемой температуры, и сила тока постепенно растет до нужной отметки. С этим устройством лампа будет светить еще много лет.

Единственный недостаток который возникает при использовании блока питания, это то, что яркость лампочки, будет намного меньше. Поэтому, если выставить отметку 176 В, то свет будет гореть на 2/3, от потенциальной мощности. Но по этой же причине лучше всего применять более мощные лампы.

На сегодняшний день, в специальных магазинах есть блоки плавной подачи электроэнергии. Они бывают разные по своим техническим особенностям. Из этого следует, что перед покупкой такого устройства, лучше проверить насколько оно приспособлено к резкой подачи тока.

Причины преждевременного перегорания

Когда лампы с нитью накала включаются, по закону Ома при высоком сопротивлении холодной спирали пропорционально возрастает сила тока. В стандартной лампочке небольшой мощности в 55 Вт сила тока в доли секунды достигает 60 А. Когда вольфрам разогревается, ток моментально нормализуется. Момент включения – настоящее испытание для спирали накаливания.

Беда в том, что нет идеальных спиралей. В процессе эксплуатации металл выгорает неравномерно. Как следствие, в тонких участках вольфрамовой спирали в момент разогрева мощность тока максимальная, они вспыхивают и рвутся.

Срок эксплуатации спирали накаливания зависит от нескольких факторов:

1. качество контакта между патроном и цоколем, когда есть подгорания, возрастает риск короткого замыкания;
2. частое включение/выключение, такой режим эксплуатации не предусмотрен;
3. нестабильное напряжение, установлено, что изменение напряжения на 1% снижает срок службы спирали накаливания в 7–8 раз;
4. старые провода, изоляция со временем начинает осыпаться, снижается плотность соединения проводников;
5. вибрация, высокая влажность окружающей среды.

Чем хорошо плавное включение ламп?

Плавный пуск ламп накаливания в 220 В или 24-вольтового светильника повышает срок эксплуатации спирали, находящейся внутри герметично запаянной колбы из стекла. Чаще всего причиной перегорания становятся:

• перепады напряжения;
• вибрации, повреждения и скачки температуры в помещении;
• высокая частота выключений и включений света.

В выключенном состоянии вольфрамовая спираль внутри лампы остается холодной, поэтому сопротивление понижено более чем в 10 раз. После включения по ней проходит ток и лампа начинает освещать помещение. Плавный пуск также смягчает агрессивное воздействие носителей электрического заряда (квазичастиц) на вольфрамовую нить.

Собственноручное изготовление УПВЛ

Устройства, с помощью которых можно запустить плавное включение, можно изготовить самостоятельно. Для тиристорной схемы в цепь выпрямительного моста включена лампа. Она выполняет роль ограничителя. В плечи выпрямителя сдвигающая цепочка и сам тиристор. Установка диодного моста обязательна.

После того как напряжение было подано на схему, ток, проходя через вольфрамовую спираль и выпрямительный мост, попадает в резистор. Емкость электролита начинает нагреваться. Тиристор открывается и пропускает через себя ток. Вольфрамовая нить плавно нагревается, время нагрева зависит от резистора и конденсатора.

Схема на основе симистора

В схеме плавного включения осветительных приборов симистор выступают в роли силового ключа. Дроссель как основная деталь представляет собой катушку из медных проводков, на сердечник которой намотан магнитопровод. Сила тока в обмотках нарастает постепенно, магнитное поле не способно быстро изменить направление. Симистор (симметричный тиристор) объединяет под корпусом 2 стабилизатора.

В роли ограничителя тока выступает резистор, передающий напряжение на электрический электрод. Цепочка, задающая время, подключена к резистору и емкости электролита. В сравнении с тиристорным прибором симистор имеет несколько недостатков: при работе с индуктивной нагрузкой выбросы напряжения критичны.

Приборы способны быстро переключаться. Надежность устройствам обеспечивает отсутствие механических деталей и контактов. Чтобы увеличить габариты, симистор необходимо соединить с радиатором, чтобы минимизировать степень нагрева электронных ключей. Вентиляторы можно оборудовать дополнительно, они способствуют быстрому охлаждению электронных деталей.

На основе микросхемы

Микросхемы, позволяющие осуществить плавный запуск, были специально разработаны для более быстрого построения регуляторов фазы. Конструкция небольшого размера способна контролировать напряжение, поступающее в лампу (до 150 В). Чтобы увеличить силу тока при наличии нескольких осветительных приборов в одном помещении, к микросхеме подсоединяют симистор.

Приборы можно использовать при плавном запуске не только ламп накаливания, но и галогеновых лампочек. Чтобы продлить срок эксплуатации электроприбора, в них можно установить аналогичные по механизму действия детали.

Внутри большинства микросхем присутствуют детали, отвечающие за усиление сигнала. Нагрузка полностью отключается на нуле. Управляющая цепь замыкается под воздействием конденсатора, который заряжается достаточно быстро. Это позволяет сформировать плавный разгон. Чтобы иметь возможность быстро отключить подачу электроэнергии, целесообразно установить аварийный выключатель.

Симисторная схема

Симисторная схема одержит меньше деталей, благодаря использованию симистора VS1 в качестве силового ключа. Элемент L1 дроссель для подавления помех, возникающих при открывании силового ключа, можно исключить из цепи. Резистор R1 ограничивает ток на управляющий электрод VS1. Время задающая цепочка выполнена на резисторе R2 и емкости C1, которые питаются через диод VD1. Схема работы аналогична предыдущей, при заряде конденсатора до напряжения открывания симистора, он открывается и через него и лампу начинает протекать ток.

На фото ниже предоставлен симисторный регулятор. Он кроме регулирования мощности в нагрузке, также производит плавную подачу тока на лампу накаливания во время включения.

Готовые решения

Приборы, предназначенные для освещения помещений и контроля за подачей напряжения, можно приобрести в специализированном магазине. Стоимость устройств варьируется в зависимости от марки и точек реализации. Популярные модели:

1. NP-EI-200 (94437). Защитный блок, позволяющий контролировать силу тока. Возможна совместная эксплуатация прибора с галогеновыми лампочками или лампами накаливания. При правильном подключении блок предохраняет осветительное приспособление от перегорания. Процесс износа нитей из вольфрама притормаживается.
2. KIT BM1043. Прибор необходимо соединить с проводом, идущим от лампы. Со светодиодными лампами не работает. Габариты устройства стандартные, поэтому его можно вмонтировать в подрозетник выключателя.
3. ARLT_018052. Компактный диммер обеспечивает плавный запуск галогеновых ламп. Светорегулятор помогает контролировать подачу электричества, при необходимости регулируя мощность светового потока.

При покупке важно обратить внимание на технические характеристики прибора. Устройства могут разниться по способу управления и комплектующим деталям. В продаже имеются сенсорные модели

Они просты в эксплуатации, но стоят дороже

В продаже имеются сенсорные модели. Они просты в эксплуатации, но стоят дороже.

Полное руководство по проектированию плавного пуска — Neurochrome

Как вы, наверное, заметили, статьи в моей базе знаний не содержат рекламы. Вместо того, чтобы отвлекать вас назойливой рекламой, прошу вашего пожертвования. Если вы считаете содержимое этой страницы полезным, рассмотрите возможность сделать пожертвование, нажав кнопку «Пожертвовать» ниже.

 

Полное руководство по проектированию плавного пуска

Любой, кто когда-либо включал питание оборудования, содержащего большой трансформатор, такого как сварочный аппарат или большой аудиоусилитель, замечал властное рычание, издаваемое трансформатора и приглушение света в комнате при подаче питания. Рычащий гул вызван электромагнитными силами внутри трансформатора и стихает по мере накопления магнитного поля в сердечнике трансформатора. Пока магнитное поле не будет установлено, первичная обмотка будет потреблять значительный пусковой ток, часто сотни ампер, как показано в измерении ниже.

Измерение показывает пусковой ток типичного самодельного аудиоусилителя мощностью 150 Вт. Блок питания внутри усилителя состоит из тороидального трансформатора мощностью 1 кВА, за которым следует выпрямитель и 6 накопительных конденсаторов по 15000 мкФ, работающих при напряжении шины ±65 В. Как видно из графика, пусковой ток достигает 130 А, а первичный току требуется почти полсекунды, чтобы установить свое стационарное значение. Сила, вызванная пусковым током, будет эффективно пытаться выпрямить первичную обмотку, что вызывает вибрацию и гудение трансформатора. Точно так же пусковой ток вызывает значительное падение напряжения на электропроводке в здании, что приводит к затемнению света в помещении.

Хотя этот гул может звучать авторитетно и мощно, растяжение первичной обмотки сокращает срок службы трансформатора. Эмаль и изоляция первичной обмотки будут изнашиваться в течение многих лет использования, и первичная обмотка будет замыкаться на сердечник трансформатора. Это приведет к перегоранию сетевого предохранителя и потребует замены силового трансформатора.

Помимо износа трансформатора, пусковой ток также представляет собой серьезную проблему для сетевого предохранителя. Для меньших трансформаторов, скажем, 200 ВА или ниже, часто можно просто немного увеличить размер предохранителя. Но для больших трансформаторов этот подход быстро становится непрактичным и небезопасным, так как потребуется плавкий предохранитель на 15-20 А, чтобы выдержать пусковой ток. Такой предохранитель не обеспечит защиты в случаях перегрузки по току и очень замедленной защиты от короткого замыкания. Таким образом, простое увеличение мощности предохранителя не является безопасным или практичным решением в этих случаях. Гораздо лучше и безопаснее ограничить пусковой ток силового трансформатора с помощью схемы плавного пуска.

 

Цепи плавного пуска на основе резисторов

Одним из подходов к схеме плавного пуска является ограничение пускового тока путем добавления силового резистора последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Схема такой схемы плавного пуска на основе резистора показана ниже. Резистор обычно представляет собой параллельную комбинацию мощных резисторов, а для переключателей часто используются реле.

При отключении питания оба контакта реле разомкнуты. Питание подается замыканием контактов реле RL1. Это позволяет току течь в первичную обмотку трансформатора через токоограничивающий резистор R. После короткой задержки RL2 замыкается, шунтируя резистор, тем самым подавая на трансформатор полное сетевое напряжение. Эта схема предлагает две переменные для оптимизации: сопротивление токоограничивающего резистора и задержку между замыканием RL1 и RL2.

Приведенное ниже измерение показывает пусковой ток того же усилителя мощности 150 Вт с системой плавного пуска на основе резистора, включенной последовательно с силовым трансформатором. Резистор ограничения пускового тока R представляет собой мощное сопротивление 34 Ом.

Как видно из измерений, резистор ограничивает начальный пусковой ток примерно до 3,5 А. Однако значительный скачок тока возникает, когда RL2 замыкается и обходит токоограничивающий резистор. Этот всплеск достигает более 70 А по величине. Хотя 70 А меньше, чем 130 А без ограничителя пускового тока, безусловно, есть место для дальнейшей оптимизации. Для оптимизации этой схемы необходимо либо уменьшить R, либо увеличить задержку. Это позволит напряжению на накопительных конденсаторах источника питания увеличиться до того, как RL2 закроется.

Приведенное ниже измерение показывает ту же цепь с R = 6,2 Ом. На этот раз пусковой ток при включении составляет 21 А. Второй всплеск тока, возникающий при замыкании RL2, также составляет 21 А. Таким образом, 6,2 Ом является оптимальным номиналом резистора для выбранной задержки 530 мс.

Недостатки резисторного плавного пуска -цикл, что на порядки превышает номинальную мощность типичного силового резистора. Излишне говорить, что для рассеивания такой большой мощности потребуется параллельное использование множества резисторов.

Некоторые производители указывают максимальную рассеиваемую мощность при кратковременной (обычно пять секунд) перегрузке. Кратковременная номинальная мощность перегрузки обычно находится в диапазоне 5-10-кратной номинальной мощности силовых резисторов, поэтому в схеме плавного пуска потребуется резистор мощностью 137 Вт (или 14 десятиваттных резисторов параллельно). Преобладание самодельных плавных пусков, в которых используется значительно меньшее количество резисторов, указывает на то, что резисторы работают значительно за пределами своих характеристик кратковременной перегрузки, таким образом, потенциально довольно близко к их пределу разрушения.

К сожалению, очень немногие производители указывают предел разрушения своих резисторов. Заслуживающим внимания исключением являются резисторы мощностью 3 Вт из металлической пленки Vishay PR03. Как видно из рисунка ниже, можно ожидать, что серия PR03 не откроется, если более 235 Вт рассеивается на резисторе 3 Вт в течение более 500 мс. Таким образом, минимум шесть резисторов серии PR03, включенных параллельно, будут минимально необходимыми, чтобы выдержать мощность, рассеиваемую в резисторах во время ограничения пускового тока.

Излишне говорить, что мощность, рассеиваемая на резисторе ограничения пускового тока, является серьезным ограничением для этого типа схемы. В конечном счете, энергия, необходимая для создания магнитного поля в сердечнике трансформатора и для зарядки конденсаторов источника питания, должна проходить через резистор, ограничивающий пусковой ток.

Таким образом, возможно, лучшим подходом является оптимизация задержки плавного пуска. Максимальную задержку можно определить, если известна энергия пускового тока. Для аудиоусилителя мощностью 150 Вт в этом примере пусковая энергия, т. е. энергия, необходимая для намагничивания силового трансформатора и зарядки конденсаторов источника питания, составляет 222 Дж (подробности см. ниже). Таким образом, максимально допустимая задержка для данного мощного резистора может быть рассчитана как:

Таким образом, если три резистора мощностью 10 Вт (например, серия Vishay CW010) используются параллельно, и каждый резистор может выдерживать до 10-кратного увеличения его номинальной мощности при кратковременной перегрузке, задержка в плавной start не должен превышать:

Задержка также не должна превышать определение производителя резистора «кратковременное» (пять секунд в случае серии Vishay CV010).

Внимательные читатели заметят, что в расчетах выше я предполагал, что вся пусковая энергия будет рассеиваться в резисторах, ограничивающих пусковой ток. Как видно из приведенных выше измерений пускового тока, некоторая энергия явно передается после замыкания RL2, тем самым создавая второй всплеск первичного тока.

Я предлагаю тем, кто хочет реализовать плавный пуск на основе резисторов, тщательно выбирать резисторы. Затем установите задержку таким образом, чтобы мощность, рассеиваемая на резисторах, была значительно ниже предела разрушения резисторов. Выберите сопротивление таким образом, чтобы первый и второй всплески первичного тока были примерно равны по величине. В полностью оптимизированном дизайне этот подход даст расчетный запас примерно в 2 раза.

Излишне говорить, что для правильной разработки системы плавного пуска на основе резисторов требуется немало экспериментов. Напрашивается вопрос: «Есть ли лучший способ?»

 

Схемы плавного пуска на основе NTC

Улучшенный плавный пуск можно реализовать с помощью устройства, оптимизированного для приложений с ограничением пускового тока (ICL). Эти устройства представляют собой керамические резисторы повышенной прочности с очень высоким отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Такие ограничители пускового тока будут демонстрировать заданное сопротивление (холодостойкость) при комнатной температуре, но резко снижать сопротивление при более высоких температурах почти до нуля Ом при максимальной рабочей температуре. Таким образом, ограничитель пускового тока будет нагреваться и уменьшать сопротивление по мере прохождения через него пускового тока. Основное преимущество этого заключается в том, что ограничитель пускового тока будет более точно имитировать действие активного ограничителя тока. Это позволяет быстро нарастать магнитному потоку в трансформаторе и напряжению на накопительных конденсаторах в источнике питания.

Выбор ограничителя пускового тока

Ограничитель пускового тока следует выбирать из максимально допустимого пускового тока. Обычные бытовые цепи обычно защищаются автоматическим выключателем с силой тока 15–20 А. Автоматические выключатели с термическим управлением выдерживают существенную кратковременную перегрузку, таким образом, стремясь к максимальному пусковому току, близкому или немного превышающему силу тока цепи. выключатель вполне разумен.

Фактическое значение сетевого напряжения меняется. Даже в странах с надежными электрическими сетями вариация ±5-10 % является обычным явлением, и возможны большие переходные отклонения. В худшем случае пусковой ток возникает, когда напряжение сети выше номинального значения. Таким образом, если в системе с сетью 120 В необходимо обеспечить среднеквадратичное значение пускового тока 20 А, минимальное сопротивление холоду составляет:

Аналогичным образом, в системе 240 В, предполагая высокое напряжение сети на 10 %, минимальное сопротивление холоду можно рассчитать как: комната в выборе сопротивления NTC. Таким образом, я считаю, что ограничитель пускового тока NTC с холодным сопротивлением 10 Ом является хорошим выбором в схеме плавного пуска, предназначенной для использования во всем мире.

Ограничитель пускового тока также необходимо выбирать в соответствии с ожидаемым током нагрузки. К сожалению, простой подход «чем больше, тем лучше» здесь не поможет. Ограничители пускового тока предназначены для работы при высоких температурах, поэтому их необходимо эксплуатировать вблизи их максимального рабочего тока. Эта рабочая точка минимизирует сопротивление ограничителя пускового тока, когда его функции ограничения пускового тока больше не требуются.

Недостатки схем плавного пуска на основе NTC

Одним из основных недостатков ограничителя пускового тока на основе NTC при использовании в аудиоусилителях является то, что он работает слишком холодно. Рассмотрим сценарий типичного усилителя мощности класса AB или класса D: ограничитель пускового тока необходим при первом включении усилителя, но после первоначального включения усилитель обычно не потребляет достаточного тока для нагрева NTC. Таким образом, NTC будет фактически представлять сопротивление, равное его холодному сопротивлению, последовательно с входом в сеть питания. Это ограничит переходную характеристику усилителя, вызывая значительное падение напряжения питания на тяжелых переходных процессах.

По иронии судьбы, существенный недостаток ограничителей пускового тока в других приложениях, включая усилители мощности класса А, заключается в том, что в этих приложениях ограничители пускового тока очень сильно нагреваются. Обычно некоторые из этих устройств достигают температуры 200 ºC при работе с максимальным номинальным током. Если это не учитывать, это представляет опасность возгорания, и эти компоненты следует держать вдали от чувствительных к теплу компонентов, жгутов проводов и т. д. Кроме того, из-за их тепловой массы ограничители пускового тока не обеспечат эффективное ограничение пускового тока после кратковременного отключения питания. отключение. Во время кратковременного отключения питания или отключения питания ограничитель пускового тока будет оставаться близким к своей номинальной рабочей температуре и, таким образом, не будет оказывать существенного сопротивления для ограничения пускового тока после повторного включения питания, что приведет к перегоранию предохранителя.

Решение этих проблем состоит в том, чтобы обойти ограничитель пускового тока, когда его услуги больше не нужны. Это может быть выполнено с помощью реле, аналогичного тому, которое используется в плавном пуске на основе резистора. Схема такого плавного пуска показана ниже.

Существует два параметра для оптимизации плавного пуска на основе NTC: холодостойкость устройства ограничения пускового тока и количество времени, в течение которого NTC задействован в цепи (т. е. задержка от замыкания RL1 до замыкания RL2).

Холодостойкость ограничителя пускового тока следует выбирать для максимально допустимого пускового тока, как описано выше. Затем задержку между замыканием RL1 и RL2 следует отрегулировать таким образом, чтобы пиковый ток после замыкания RL2 оставался ниже максимально допустимого пускового тока.

Кроме того, ограничитель пускового тока должен выдерживать энергию, необходимую для создания магнитного поля в силовом трансформаторе и для зарядки конденсаторов источника питания. Для их определения потребуется немного математики.

 

Итак, сколько энергии мы говорим?

Энергия, необходимая для зарядки конденсатора, легко подсчитывается:

Таким образом, энергия, необходимая для зарядки 6×15000 мкФ до ±65 В в моем тестовом усилителе (3×15000 мкФ на шину 65 В), составляет:

Энергия, необходимая для намагничивания тороидального силового трансформатора Plitron мощностью 1 кВА в моем тестовом усилителе, должна быть определена экспериментально.

Индуктивность трансформатора при запуске и, следовательно, энергия, запасенная в сердечнике трансформатора, могут быть определены путем измерения максимального пускового тока трансформатора (Ametherm, n.d.). Это может показаться несколько нелогичным, но самый высокий пусковой ток будет иметь место, если питание трансформатора будет включено сразу после того, как сетевое напряжение пересечет ноль вольт. Поскольку ток трансформатора пропорционален интегралу приложенного напряжения, пусковой ток достигнет своего пикового значения при следующем пересечении нуля сетевым напряжением на полпериода позже.

Я разработал схему, показанную ниже, для управления питанием силового трансформатора при измерении первичного тока с помощью датчика тока.

Оптопара MOC3163 с симисторным выходом имеет функцию обнаружения пересечения нуля, поэтому подает питание на тестируемый трансформатор, когда напряжение сети пересекает ноль. Я выбрал резисторы затвора 180 Ом, чтобы обеспечить максимально быстрое срабатывание в сети 120 В. Для использования в сети 230/240 В используйте 390 Ом.

Результат этого измерения показан ниже.

Напряжение в моей сети на момент измерения составляло 121,7 В RMS. Таким образом, индуктивное сопротивление во время броска тока можно определить как:

. Когда известно реактивное сопротивление, эквивалентное пусковое сопротивление можно рассчитать как:

, где f _сеть – частота сети. Когда известна пусковая индуктивность, энергия, необходимая для намагничивания сердечника трансформатора, может быть рассчитана как:

Таким образом, общая энергия, необходимая для намагничивания трансформатора и заряда питающих конденсаторов, составляет:

Я провел такое же измерение для небольшой группы тороидальных силовых трансформаторов, которые были у меня под рукой. Результаты представлены в таблице ниже. Как видно из таблицы, даже относительно небольшие трансформаторы накапливают значительную энергию и в результате потребляют значительный пусковой ток.

Производитель	Изготовитель P/N	Номинальная мощность	Пиковый пусковой ток	Основная энергия
Антек	АН-0010	5 ВА	1,20 А	0,19 Дж
Антек	АН-0512	50 ВА	13,8 А	2,23 Дж
Антек	АС-3222	300 ВА	82,5 А	13,3 Дж
Антек	АС-4225	400 ВА	110 А	17,8 Дж
Антек	Ан-5225	500 ВА	135 А	21,8 Дж
Компоненты RS	177-945	530 ВА	145 А	23,4 Дж
Плитрон	н/д	1 кВА	200 А	32,4 Дж

Нельзя недооценивать важность выбора ограничителя пускового тока, способного справиться с пусковой энергией. Известно, что эти устройства взрываются при перегрузке. К счастью, производители этих устройств также включают характеристики перегрузки в спецификации. Предел разрушения обычно вдвое превышает номинальную энергию ограничителя пускового тока.

 

Использование ограничителей пускового тока с импульсными источниками питания (SMPS) 

Вы когда-нибудь замечали искрение, возникающее при подключении зарядного устройства ноутбука или телефона к сетевой розетке? Дугообразование может быть довольно сильным, особенно в сети 230/240 В. Высокий пусковой ток, потребляемый конденсаторами в источнике питания, вызывает искрение и может быть ограничен использованием NTC.

Чтобы правильно определить номинальную мощность ограничителя пускового тока, используемого в SMPS, необходимо знать входную емкость источника питания. В качестве примера я буду использовать Connex Electronic SMPS800RE.

SMPS800RE имеет два входных конденсатора по 1200 мкФ. При использовании в сети 120 В конденсаторы включены последовательно и образуют удвоитель напряжения. При использовании в сети 240 В конденсаторы просто соединены последовательно с соответствующими балластными резисторами параллельно, чтобы гарантировать, что они разделяют заряд. Это обычная схема для переключаемых устройств на 120/240 В. Конденсаторы заряжаются до пикового напряжения входящей волны переменного тока (или удвоенного пикового значения, если используется настройка 120 В). Для 10 % высокого напряжения сети это составляет:

Поскольку два питающих конденсатора идентичны и соединены последовательно, общая емкость последовательной комбинации будет равна половине их индивидуальной емкости. Таким образом, энергия, накопленная в конденсаторах, может быть рассчитана как:

Таким образом, требуется только относительно небольшой ограничитель пускового тока.

Обратите внимание, что многие импульсные блоки питания оснащены ограничителями пускового тока. Многие из них, в том числе Connex SMPS800RE и Mean Well SE-600, даже обходят ограничители пускового тока, когда их услуги больше не нужны. Об этом свидетельствуют два всплеска пускового тока, как видно из приведенного ниже измерения пускового тока двух параллельно соединенных Mean Well SE-600.

 

Об этих переключателях

Последней точкой оптимизации схемы плавного пуска являются два переключателя, используемые для подачи питания и обхода ограничителя пускового тока. Традиционно для этого использовались реле, но они имеют один существенный недостаток: искрение. Особенно это касается индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы. Дугообразование может разрушить контакты переключателя даже в сверхмощном реле. Взгляните на видеоролики, чтобы увидеть некоторые впечатляющие примеры.

Дугообразование в контактах реле присутствует как при замыкании, так и при размыкании контактов, однако дугообразование усиливается при размыкании контактов, поскольку прерывается ток в нагрузке индуктивного трансформатора. Таким образом, я поставил эксперимент, показанный на схеме ниже, чтобы количественно определить количество искрения в реле, которые я использую.

На изображении ниже показан ток через контакты реле при размыкании контактов.

Интересно отметить, что для размагничивания катушки реле требуется более 2 мс, после чего контакты реле начинают размыкаться. Однако обратите внимание на дребезг переключателя, который происходит при размыкании контактов. Это гарантированно приведет к искрению, что сократит срок службы реле.

Твердотельные переключатели

Электронные переключатели, такие как симисторы, тиристоры и полевые МОП-транзисторы, не могут образовывать дугу, поэтому они могут стать идеальной заменой реле. Основная проблема с твердотельными переключателями заключается в том, что они со временем выходят из строя из-за постоянного пропускания тока. Кроме того, твердотельные переключатели также требуют минимального напряжения на них, чтобы они начали проводить. Таким образом, полупроводниковые переключатели не идеальны для использования в качестве сетевого выключателя, но они отлично подходят для использования в цепи ограничения пускового тока.

Таким образом, идеальной комбинацией переключателей для схемы плавного пуска будет использование полупроводникового переключателя для включения плавного пуска (RL1 на приведенной выше схеме) и обход плавного пуска с помощью реле (HP 1982a; HP 1982b). Таким образом, полупроводниковый переключатель выполняет замыкание и размыкание соединения с индуктивной нагрузкой, в то время как контакты реле пропускают ток в течение большей части срока службы нагрузки. В такой конфигурации контакты реле всегда переключают очень небольшой ток, поскольку контакты реле размыкаются и замыкаются только тогда, когда полупроводниковый переключатель работает. Это исключает искрение в контактах реле как при размыкании, так и при замыкании контактов.

Доступно несколько различных типов твердотельных переключателей. Традиционно использовались встречно-параллельные SCR, хотя в наши дни более распространены TRIAC. Совсем недавно, благодаря разработке МОП-транзисторов со сверхнизким сопротивлением во включенном состоянии, силовые МОП-транзисторы стали использоваться для переключения сетевого напряжения. Большой вопрос заключается в том, какой из трех типов твердотельных переключателей является оптимальным.

Поскольку единственным преимуществом тиристоров, установленных вплотную друг к другу, по сравнению с симисторами является прочность, я решил не тестировать тиристоры, расположенные встык. Твердотельный переключатель проводит ток только в течение доли секунды, прежде чем реле обходит ограничитель пускового тока, поэтому надежность не требуется. Кроме того, твердотельный переключатель на основе TRIAC проще и экономичнее, чем встречно-параллельные SCR.

Таким образом, чтобы определить оптимальный тип переключателя, я построил две схемы: одну на симисторе и одну на полевых МОП-транзисторах. Схемы переключателей контролировали первичное напряжение силового трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора была нагружена силовым резистором. Измерил ток через контакты реле как при отключенном реле. В идеале этот ток должен уменьшаться до нуля, когда реле размыкается. Если возникает дуга, ток переключателя покажет значительные пики.

Ниже показана схема ограничителя пускового тока на основе TRIAC с последующим измерением тока переключателя реле при размыкании реле. Я повторял измерение до тех пор, пока контакты реле не размыкались, когда контактный ток был самым высоким.

Чтобы лучше понять шкалу времени, я повторил измерение с более длинной временной базой на осциллографе. Теперь вы можете ясно видеть синусоидальный первичный ток. На этот раз реле отключилось во второй половине сетевого цикла.

Как видно из измерений, шунтирование реле с помощью симистора практически исключает искрение контактов реле. Единственным недостатком этого решения является то, что симистор нужно будет держать включенным в течение короткого времени после того, как реле обесточено, что немного усложнит логику управления.

В следующем эксперименте я заменил симистор на пару полевых МОП-транзисторов, управляемых фотодиодной выходной оптопарой. Схема показана ниже.

Разработчики аналоговых устройств могут распознавать пару полевых МОП-транзисторов как вентиль передачи. Два МОП-транзистора необходимы для предотвращения прохождения переменного тока через внутренний диод МОП-транзистора в течение одной половины сетевого цикла.

К сожалению, пара полевых МОП-транзисторов дала незначительное улучшение по сравнению с переключателем на основе симистора.

 

Пример конструкции I

В этой статье я неоднократно упоминал свой тестовый усилитель мощностью 150 Вт, поэтому представляется разумным подытожить эту статью, разработав плавный пуск для использования с этим усилителем.

Требования к конструкции:

• Напряжение сети: 120 В ±10 %
• Максимальный пусковой ток: 20 A RMS
• Силовой трансформатор: тороидальный Plitron 1 кВА
• Емкость источника питания: 3 × 15000 мкФ на шину
• Напряжение питания: ±65 В

Как было рассчитано выше, эти требования приводят к следующим требованиям к компонентам плавного пуска:

• Холодостойкость ограничителя пускового тока: 6,6 Ом
• Энергоемкость ограничителя пускового тока: 222,4 Дж

Как упоминалось выше, при выборе морозостойкости ограничителя пускового тока существует значительный простор для маневра. Ametherm производит мощный 5-омный тип (P/N: MS32-5R020: 5 Ω, 250 Дж), который я решил использовать. Тогда результирующий пиковый пусковой ток при высоком напряжении сети составит:

Переключатель TRIAC

TRIAC должен быть выбран таким образом, чтобы он мог выдерживать пиковое напряжение сети и пиковый пусковой ток во время броска напряжения. Симисторы обычно могут выдерживать пиковые токи, в несколько раз превышающие непрерывные токи. Максимально допустимый неповторяющийся пиковый ток можно найти в техническом паспорте симистора. Обратите внимание, что «неповторяющийся» в этом контексте означает, что TRIAC может охлаждаться до комнатной температуры между событиями пускового тока.

На приведенном ниже рисунке показано максимальное количество скачков тока, допустимое для симистора STMicroelectronics T1035H. Я указал количество импульсов перенапряжения, допустимое для пикового тока 37,3 А, ожидаемого в ограничителе пускового тока.

Как показано на рисунке, симистор способен выдерживать примерно 55 циклов при пиковом токе 37,3 А. 55 циклов при частоте сети 60 Гц соответствует 55/60 = 0,92 секунды. Таким образом, задержка от срабатывания симистора до замыкания контактов RL2 должна быть не более 0,92 секунды.

Переключатель MOSFET

Если требуется переключатель MOSFET, выбранный MOSFET должен выдерживать пиковый пусковой ток 37,3 А. Таким образом, процесс выбора полевого МОП-транзистора будет включать некоторое изучение области безопасной работы в технических описаниях различных МОП-транзисторов.

Надежным кандидатом является ON Semiconductor FCP099N60E (600 В, 37 А, 99 мОм). Однако одна проблема с полевыми МОП-транзисторами заключается в том, что их сопротивление канала увеличивается с температурой. Это проблема, когда в устройстве рассеивается значительная мощность. Как показано на рисунке ниже, сопротивление канала FCP099N60E MOSFET в 2,5 раза выше при температуре кристалла 150 ºC, чем при комнатной температуре.

Таким образом, напряжение на МОП-транзисторе будет значительным, так как он проводит пусковой ток. Как видно из приведенного ниже уравнения, во время пускового тока на полевом МОП-транзисторе возникает напряжение 9,2 В.

Таким образом, MOSFET работает очень близко к пределу SOA, как показано на рисунке ниже.

Конечно, это пессимистичная оценка, но выбор МОП-транзистора с меньшими возможностями, чем у FCP099Н60Е кажется нецелесообразным.

Сравнение стоимости

Как упоминалось ранее, переключатели на основе TRIAC и MOSFET обеспечивают очень схожие характеристики. Кроме того, они схожи по сложности схемы. Таким образом, кажется разумным сравнить два типа переключателей также и по стоимости.

Стоимость коммутатора на базе TRIAC приведена в таблице ниже.

Описание	Количество	Производитель	Изготовитель P/N	Цена за штуку	Расширенная цена
390 Ом, резистор 250 мВт	2	КОА Шпеер	МФ1/4ДКТ52Р3900Ф	0,23 $	0,46 $
Драйвер TRIAC	1	НА Полу	МОК3163ТВМ	1,90 $	1,90 $
Триак	1	STMicro	Т1035Х-6Т	0,94 $	0,94 $
ВСЕГО					3,30 $

 В следующей таблице показана стоимость решения на основе MOSFET.

Описание	Количество	Производитель	Изготовитель P/N	Цена за штуку	Расширенная цена
Драйвер МОП-транзистора	1	Тошиба	ТЛП591Б(К,Ф)	3,33 $	3,33 $
МОП-транзистор	2	НА Полу	ФКП099Н60Э	3,71 $	7,42 $
ВСЕГО					10,75 $

По сути, полевой МОП-транзистор представляет собой менее надежное решение, стоимость которого более чем в три раза превышает стоимость решения на основе симистора. Поскольку на практике оба решения работают одинаково, я решил реализовать решение на основе TRIAC.

Таким образом, я реализовал плавный пуск с указанными выше компонентами, используя свой Intelligent Soft Start в качестве тестовой платформы. Я регулировал задержку плавного пуска до тех пор, пока пиковый пусковой ток и пиковый ток, возникающий при замыкании RL2, не сравнялись. Результирующий пусковой ток показан ниже.

Как и ожидалось, пусковой ток достигает пикового значения около 34 A при номинальном сетевом напряжении 120 В RMS. Задержка включения составляет примерно 180 мс, что позволяет усилителю быть готовым практически сразу после включения питания, что обеспечивает положительный пользовательский опыт.

 

Пример конструкции II

Многих читателей этих страниц, вероятно, заинтересуют мои рекомендации по компонентам ограничения пускового тока для типичных микросхем с питанием от моего Power-686, отсюда и этот пример конструкции.

Требования к конструкции:

• Напряжение сети: 240 В ±10 % (совместимо с международными сетями)
• Максимальный пусковой ток: 20 A RMS
• Силовой трансформатор: Antek AS-4225 (2×25 В переменного тока при 400 ВА)
• Емкость источника питания: 2 × 22000 мкФ на шину
• Напряжение источника питания: ±35 В

Следуя приведенным выше уравнениям, эти требования приводят к следующему:

• Холодостойкость ограничителя пускового тока: 13,2 Ом
• Энергия, накопленная в конденсаторах источника питания: 53,9 Дж
• Энергия, накопленная в силовом трансформаторе: 17,8 Дж
• Энергоемкость ограничителя пускового тока: 71,7 Дж

Выбранный ограничитель пускового тока: Ametherm P/N: SL32-10015 (10 Ом, выдерживает 150 Дж). Если требуется компонент меньшего размера, также подойдет Ametherm P/N: SL22-10008 (10 Ом, 90 Дж).

Как и в предыдущем примере, TRIAC (или MOSFET) следует выбирать таким образом, чтобы они допускали пиковый ток 37,3 А во время броска тока. Следовательно, мои рекомендации для этих компонентов остаются прежними.

 

Теплоотвод (или нет)

Мощность рассеивается в TRIAC или MOSFET только в течение доли секунды во время броска тока. Таким образом, рассеиваемая мощность в полупроводниковом приборе ограничивается самим полупроводниковым кристаллом. Поэтому радиатор не нужен. Фактически, тепловое сопротивление корпуса симистора или полевого МОП-транзистора не позволит рассеянной энергии достичь радиатора до тех пор, пока реле не сработает и рассеиваемая мощность в симисторе или полевом МОП-транзисторе не упадет до нуля.

  

Каталожные номера 

Ametherm (n.d.) Защита трансформатора от пускового тока. Загружено с: https://www. ametherm.com/inrush-current/transformer-inrush-current.html

HP (1982a) 14570A Руководство по эксплуатации/обслуживанию . Загружено с: Artek Manuals: HP 14570A Op/Service Manual.

HP (1982b) Усовершенствованный выключатель питания переменного тока . Журнал HP 12/1982, 34-40. Загружено с: http://hparchive.com/Journals/HPJ-1982-12.pdf   

 

Пожалуйста, пожертвуйте!

Был ли этот контент полезен для вас? Если да, рассмотрите возможность сделать пожертвование, нажав кнопку «Пожертвовать» ниже.

 

Плавный пуск блока питания

Схема ограничит ток через провода питания до 5,5 А в течение примерно 1,5 с. По истечении этого времени реле закроется, и ток больше не будет ограничен. Это очень интересная схема, если у вас есть большой тор с большими электролитическими конденсаторами, подключенными к источнику питания, так как они будут действовать как короткое замыкание в течение небольшого промежутка времени, если они начнут заряжаться. Этот блок представляет собой блок задержки, который можно подключать непосредственно к сети электропитания. Не обязательно использовать его, но это хорошая идея, особенно если у вас есть большой тороидальный трансформатор мощностью более 300 ВА. Этот блок имеет схему задержки, и в течение времени задержки питание от сети подается через силовые резисторы, таким образом сводя к минимуму большой пусковой ток из-за больших конденсаторов и больших тороидальных трансформаторов в источнике питания. Когда все стабильно, он закорачивает силовые резисторы и напрямую подает питание от сети. Список частей R1, R2 470K 0,25 Вт 1% масс. R3 220R 0,25 Вт 1% масс. Р4, Р5, Р6, Р7 10Р 5Вт C1 330n 250В (для прямого подключения к сети) C2, C3 470 мкФ 40 В электр. В1 B250C1500 Re1 24В (контакт 250В-8А) F1 Зависит от усилителя Загрузки Проектная документация Плавный пуск блока питания — Ссылка   Точный измеритель LC Создайте свой собственный точный измеритель LC (измеритель емкости и индуктивности) и начните создавать собственные катушки и катушки индуктивности. Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и катушек индуктивности. LC Meter может измерять индуктивность от 10 нГн до 1000 нГн, 1 мкГн — 1000 мкГн, 1 мГн — 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания. Вольт-амперметр PIC Вольт-амперметр измеряет напряжение 0–70 В или 0–500 В с разрешением 100 мВ и потребляемый ток 0–10 А или более с разрешением 10 мА. Счетчик является идеальным дополнением к любому источнику питания, зарядным устройствам и другим электронным устройствам, где необходимо контролировать напряжение и ток. В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с жидкокристаллическим дисплеем 16×2 с подсветкой. Частотомер/счетчик 60 МГц Частотомер/счетчик измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. д. Генератор функций XR2206, 1 Гц — 2 МГц Генератор функций XR2206, 1 Гц — 2 МГц, создает высококачественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные сигналы высокой стабильности и точности. Выходные сигналы могут быть модулированы как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для установки точной выходной частоты. BA1404 Стерео FM-передатчик HI-FI Будьте в эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стереофонический FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц. Его можно подключить к любому источнику стереозвука, такому как iPod, компьютер, ноутбук, CD-плеер, Walkman, телевизор, спутниковый ресивер, кассетная дека или другая стереосистема для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или лагерная площадка. Плата ввода-вывода USB Плата ввода-вывода USB представляет собой миниатюрную впечатляющую плату для разработки / замену параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455/PIC18F2550. USB IO Board совместима с компьютерами Windows/Mac OSX/Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными контактами ввода-вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO питается от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. USB IO Board совместима с макетом.   Набор для измерения ESR / емкости / индуктивности / транзистора Набор для измерения ESR — это удивительный мультиметр, который измеряет значения ESR, емкость (100 пФ — 20 000 мкФ), индуктивность, сопротивление (0,1 Ом — 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, FET, MOSFET, тиристоры, SCR, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует характеристики транзистора, такие как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для устранения неполадок и ремонта электронного оборудования путем определения работоспособности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость одновременно. Комплект усилителя для наушников Audiophile Комплект усилителя для наушников Audiophile включает в себя высококачественные аудиокомпоненты, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, шинный разветвитель Ti TLE2426, фильтрующие конденсаторы Panasonic FM со сверхнизким ESR 220 мкФ/25 В, Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. 8-DIP обработанный разъем IC позволяет заменять OPA2134 многими другими микросхемами с двумя операционными усилителями, такими как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. д. Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяную коробку Altoids, а благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одного 9батарея В.     Комплект Arduino Prototype Arduino Prototype — впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, а контакты питания VCC и GND доступны на обеих сторонах печатной платы. Он небольшой, энергоэффективный, но при этом настраиваемый благодаря встроенной перфорированной плате 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные сквозные компоненты для простоты конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328, прошитым загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов/выходов (0-13), 6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5). Скетчи Arduino загружаются через любой адаптер USB-Serial, подключенный к разъему 6-PIN ICSP female. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от батареи, такой как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB. 200-метровый 4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления 433 МГц Возможность беспроводного управления различными приборами внутри и снаружи дома — это огромное удобство, которое может сделать вашу жизнь намного проще и веселее. Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает большой радиус действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой кондиционирования, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, моторизованными шторами, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы только можете подумать.

Советы по питанию: простая схема для реализации плавного плавного пуска изолированного преобразователя. Управление питанием. Технические статьи

Другие детали, обсуждаемые в публикации: LM5025 пусковой ток при запуске. Хотя плавный плавный пуск требуется для систем со сбросом при включении питания (POR), это сложно для изолированного преобразователя с контроллером на первичной стороне и ограниченным рабочим циклом или током.

На рис. 1 показан плавный пуск прямоходового преобразователя с плавным пуском рабочего цикла с первичной стороны. Стационарное выходное напряжение преобразователя составляет 12 В. Ток нагрузки 50 % применяется при 10 В, пороге POR системы. Как только нагрузка подается, выходной сигнал падает и вызывает отключение системы, вызывая несколько циклов включения питания системы. В конце плавного пуска выход превышает 10%, что нежелательно.

Рисунок 1: Выход прямого преобразователя во время запуска с нагрузкой 10 В

В этом посте я буду использовать простую схему для плавного плавного пуска изолированного преобразователя. Схема применяется к прямоходовому преобразователю с активным ограничением с LM5025 в качестве контроллера. На рис. 2 показана концепция плавного пуска на вторичной стороне.

Рис. 2: Схема плавного пуска на вторичной стороне для изолированного преобразователя

При первом приложении входа выход преобразователя (V _OUT ) начинает возрастать. Конденсатор (С _SS ) заряжается. Зарядный ток C _SS (I _SS ) протекает через резистор (R _SS ). Когда I _SS высокий, то V _BE(on) /R _SS . Q _SS включается и начинает потреблять ток от вторичного комп-узла (SEC COMP), тем самым сокращая рабочий цикл. Во время плавного пуска усилитель ошибки насыщается, и схема плавного пуска доминирует в контуре обратной связи. Преобразователь, C _SS , R _SS , Q _SS и оптопара образуют замкнутый контур. Когда выход повышается до регулирования, усилитель ошибки начинает регулировать, а I _SS уменьшает. Q _SS выключается.

Уравнение 1 показывает передаточную функцию от V _OUT к току оптопары: часть к части. Чтобы стабилизировать эту схему, вставьте резистор, уменьшающий усиление (R _E ) между эмиттером Q _SS и землей, как показано на рисунке 3. Увеличение R _E может уменьшить коэффициент усиления контура обратной связи во время запуска.

Рисунок 3: Добавление R _E для стабилизации схемы плавного пуска в качестве приближения к уравнению 2:

я добавил к преобразователю схему плавного пуска со следующими параметрами:

• C _SS = 0,1 мкФ.
• R _{нерж. сталь} = 100 кОм.
• R _E = 1,18 кОм.

На рис. 4 показана кривая плавного пуска с этими параметрами схемы. Когда система начинает потреблять ток, схема плавного пуска прекращает потреблять ток от COMP, и рабочий цикл быстро увеличивается. Преобразователь продолжает плавный пуск после небольшого провала, вызванного переходным процессом нагрузки.

Рисунок 4. Форма сигнала плавного пуска схемы плавного пуска, показанная на рисунке 3

На рис. 4 также видно, что после приложения нагрузки в коммутационном узле преобразователя (ВСП) возникает дополнительный всплеск напряжения. На рис. 5 показан увеличенный сигнал. Очевидно, что система колеблется на частоте 9,5 кГц.

Рис. 5. Увеличенная кривая плавного пуска со схемой плавного пуска

Контроллер в этой конструкции представляет собой регулятор напряжения. Силовой каскад имеет перепад фаз на 180 градусов из-за двойных полюсов. Необходимо добавить ноль для повышения стабильности; Вы можете сделать это, добавив конденсатор (C _E ), параллельно R _E . Чтобы добавить 45 градусов к запасу по фазе, я поместил ноль на 9,5 кГц, измеренную частоту колебаний. При R _E = 1,18 кОм я добавил конденсатор на 15 нФ.

Рис. 6. Схема плавного пуска с повышенной стабильностью

На рис. 7 показана форма сигнала запуска при C _E = 15 нФ. Колебание устраняется. Общее время плавного пуска составляет 50 мс.

Рис. 7: Форма волны плавного пуска с C _E = 15 нФ

Во время плавного пуска типичный ток диода оптопары (I _{opto_D} ) составляет от 1,2 мА до 0,8 мА.