Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Продажа и доставка ручного и элетрического инструмента.

Закрыть
Разное

Плавное включение ламп накаливания 12в в автомобиле: Плавное включение ламп накаливания (cхемы, устройство)

alexxlab

Плавное включение фар

Приветствую!

Как известно, лампы накаливания перегорают в момент включения. Из-за того, что холодная нить в лампе имеет небольшое сопротивление, в момент включения через эту нить начинает течь большой ток, который и разрушает ее. Вариант защиты нити как бы напрашивается сам собой: нужно постепенно нагревать нить лампы перед тем, как подать на нее все напряжение, на которое она рассчитана. Далее речь пойдет про плавное включение автомобильных ламп.

Перед тем, как сделать такое устройство, я перечитал много похожих тем в интернете про плавное включение. Предлагается куча вариантов решения. Чаще всего в устройствах используют Р-канальный полевой транзистор.

При одинаковых характеристиках Р-канальный транзистор дороже N-канального. К тому же N-канальный транзистор можно найти с меньшим сопротивлением в открытом состоянии, чем  P-канальный. Но т.к. в большинстве автомобилей лампы управляются плюсом (один вывод лампы постоянно соединен с минусом (корпусом автомобиля), а на второй вывод подается плюс питания, когда нужно включить лампу), то применение N-канальных полевых транзисторов затруднительно.

Почему затруднительно применить N-канальный транзистор?

Немного теории. Полевой транзистор в открытом состоянии имеет очень малое сопротивление канала. А чем меньше сопротивление, тем меньше потери при коммутации больших токов. Но для того, чтобы полностью открыть полевой транзистор, нужно приложить к его затвору определенное (пороговое) напряжение (Vgsth) относительно истока.

Величина этого напряжения составляет около 10-15 В. Есть транзисторы с величиной этого напряжения 4,5-5 В (логический уровень). Для N-канальных транзисторов это напряжение положительное, для их собратьев отрицательное. В даташите на транзистор сопротивление канала сток-исток (когда канал полностью открыт) указывается для порогового напряжения. При напряжении, меньше порогового, сопротивление канала больше.

Существуют два вида включения полевого транзистора (когда он используется в режиме ключа): включение в качестве верхнего ключа и в качестве нижнего ключа. Если в автомобиле лампы включаются плюсом (минус подключен постоянно), то чтобы использовать N-канальный транзистор, его нужно включить верхним ключом (в верхнее плечо схемы).

В этом случае для того, чтобы открыть транзистор, нужно на его затвор подать напряжение, больше напряжения питания схемы, т.к. исток подключен к общей шине через нагрузку (лампу). Чтобы подать на затвор напряжение, больше напряжения питания, используют схемы вольтодобавки (бутстрепный конденсатор и диод). Но чтобы эта схема работала, ее нужно питать импульсным напряжением. Поэтому удобнее использовать P-канальный полевой транзистор, т.к в этом случае (когда коммутируется плюс) исток транзистора подключен непосредственно к шине питания.

Чтобы осуществить плавное включение ламп, применяют несколько способов. Вот некоторые из них:

1.Самый простой – включить параллельно лампе обмотку реле, а последовательно с лампой – мощный резистор сопротивлением около 1 Ома. При такой схеме лампы сначала загораются примерно вполнакала, затем срабатывает реле, и своими контактами шунтирует резистор. Лампы светят по полной.

2. Похожий на предыдущий способ, только вместо резистора последовательно с лампой включается NTC термистор 2-5 Ом, который нагреваясь, уменьшает свое сопротивление, напряжение на лампе увеличивается, срабатывает реле и шунтирует термистор.

3. Полевой транзистор и конденсатор. 

Суть данного способа в том, что в цепи затвора транзистора установлен конденсатор, который при подаче питания постепенно заряжается. Растет напряжение на конденсаторе, и транзистор постепенно открывается, увеличивая ток через нагрузку. Происходит плавное включение ламп.

Большой минус данного решения заключается в нагреве транзистора. Напряжение на затворе транзистора увеличивается медленно. Пока напряжение не достигнет порогового значения сопротивление канала транзистора достаточно велико. Т.к. сопротивление холодной лампы очень маленькое, то через лампу и канал сток-исток идет большой ток. Поэтому транзистор нагревается. 

4. Полевой транзистор, управляемый ШИМ-сигналом.

При таком управлении транзистор открывается на определенное время, потом снова закрывается. И так по кругу. При большой частоте такие включения/выключения незаметны для глаз. Чем больше длительность открытого состояния транзистора, тем ярче светит лампа.

Минусы в том, что нагрузка работает в импульсном режиме, а это значит помехи в сеть питания автомобиля, неполная отдача мощности в лампу (т.к. включение чередуется с выключением. Пусть это незаметно визуально, но теоретически яркость ламп меньше, чем при постоянно включенных).

На основании всего этого решил сделать свое устройство с блэк джеком и…:) Устройство плавного включения ламп.

Общий принцип работы схемы такой: при подаче питания с помощью ШИМ-сигнала постепенно открывается транзистор VT3. Как только ШИМ достигает максимального значения (плавное включение ламп), с помощью транзистора VT1 срабатывает реле и своими контактами шунтирует переход транзистора VT3. 

Почему реле 5-вольтовое? Пробовал схему с реле 12 В, но из-за того, что в бортовой сети автомобиля напряжение (при работающем двигателе и исправной цепи заряда) больше 12 (14 В), обмотка реле нагревается. Поэтому отказался от 12-вольтового реле.

Устройство включается в разрыв цепи между выключателем ближнего света и лампами. Можно подключить к блоку предохранителей, а предохранители установить непосредственно на проводах.

Также в схему добавлено измерение напряжения сети. При включении выключателя ближнего света, если напряжение меньше 12.2 В (двигатель не запущен или нет заряда аккумулятора), свет не включается. Удобная функция, если в авто нет сигнализации о включенных фарах при неработающем двигателе. т.е. если приехали, заглушили двигатель, забыли выключить фары, устройство отключит их. Свет включается только, если напряжение выше 12.7 В. Перед отключением сделана задержка 4 с,  чтобы свет не выключался от кратковременных просадок напряжения.

Также фары выключатся, если напряжение превысит 15.4 В.

Хотя последняя функция спорная, т.к. при неисправном регуляторе напряжения, если напряжение в сети повышается выше допустимого, лучше наоборот нагрузить сеть, что позволит немного уменьшить напряжение. Но я решил, что можно защитить лампы от перенапряжения.

Потребляет устройство около 6. 6 мА (лампы отключены).

Двусторонняя плата получилась размером 24х50 мм.

И напоследок видео работы:

 

 

Последний рабочий вариант устройства сделан без использования реле, применены только транзисторы, купленные в Китае. Вот схема:

При измерении потребления лампы с данным устройством и лампой, включенной напрямую, значения оказались одинаковыми. То есть устройство дает минимальное падение напряжения, сравнимое с падением на контактах обычного реле. 

Уже больше года такое устройство установлено в моем автомобиле и исправно работает.

Компоненты, необходимые для сборки:

Микроконтроллеры ATtiny13

Транзисторы AOD403

Предохранители SMD

Обсуждение на форуме.

Если интересует готовое устройство в виде собранной платы, также пишите на форуме. Или напишите

Оставить сообщение:

[contact-form-7 id=”3550″ title=”Контактная форма 1″]

См. также:

  • Как проверить автомобильный генератор.
  • Замена поршневых колец Opel Astra G. Часть 1.
  • Ремонт выпрямительного (диодного) моста генератора.
  • Проверка регулятора напряжения генератора.
  • Как снять поддон картера Рено Меган-2.
  • Замена подшипника компрессора кондиционера.

Если Вы нашли что-то полезное, поделитесь с друзьями:

[SvenSoftSocialShareButtons]

Схема плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) 220в, 12в

Любой экономный хозяин дома или квартиры стремиться к тому, чтобы рационально пользоваться электрической энергией, так как цены на неё достаточно высокие. Так, например, при некорректном использовании обычной лампы накаливания она будет регулярно «перегорать». Поэтому для того чтобы она смогла прослужить вам намного дольше специалисты рекомендуют использовать такие устройства, как приборы плавного включения. Также можно самостоятельно сделать такой блок, используя определённую схему.

Содержание

  • Принцип работы УПВЛ

  • Виды блоков питания и их характеристики

  • Схемы

    • Что собой представляет тиристорная схема

    • Чем примечательна симисторная

    • Схема работы блока на специализированной микросхеме

  • Устройство плавного включения (УПВЛ) для ламп накаливания в 220в и 12в

  • Диммеры или светорегуляторы

  • Видео: устройство УПВЛ

Принцип работы УПВЛ

При резком потоке электроэнергии лампа накаливания очень быстро изнашивается и вольфрамовая нить перегорает. Но если температурный режим нити и электрического тока будет примерно одинаковый, то процесс будет стабилизирован и лампа не перегорит. Для того чтобы источники света работали как положено, необходимо иметь специальный блок питания.

Благодаря специальному датчику нить будет накаляться до необходимой температуры, и уровень напряжения будет увеличиваться до точки, указанной пользователем. Например, до 176 Вольт. В этом случае блок питания поможет существенно увеличить срок работы лампы.

Устройство плавного включения ламп

Блок защиты имеет один недостаток — в помещении свет будет гореть значительно слабее.

В том случае, если напряжение будет 176 В, то уровень освещения снизится примерно на две трети. Поэтому специалисты рекомендуют приобретать мощные лампы, чтобы качество света было нормальным. В настоящее время существуют специальные блоки плавного включения (УПВЛ) ламп накаливания, которые отличаются различными параметрами мощности. Поэтому, прежде чем покупать блок, необходимо убедиться, сможет ли он выдержать большие скачки или перепады напряжения в электросети. Такое устройство обязательно должно иметь дополнительный запас, при этом будет вполне хватать того, чтобы напряжение в вашей электросети было больше потока скачков примерно процентов на 30.

Необходимо знать, что чем выше будет нормативный показатель, тем больше будут габариты блока питания. В настоящее время можно приобрести блок питания мощностью от 150 до 1000 Ватт.

Виды блоков питания и их характеристики

Сегодня существует множество различных устройств плавного включения ЛН. Самыми востребованными являются:

  • Блоки УПВС, представляющие собой базовые версии, которые имею достаточно невысокую стоимость, поэтому используются большинством потребителей.УПВЛ базовой версии
  • Блоки Гранит имеют высокое качество изготовления и обладают длительным сроком службы. Такое устройство очень простое в работе и установке.Устройство плавного включения Гранит
  • Блок Навигатор (Navigator) применяется не только для ЛК (ламп накаливания), но и для галогеновых. Это универсальное многофункциональное устройство достаточно небольшое по габаритам, поэтому не займёт много места.Устройство плавного включения Навигатор

Схемы

Для того чтобы правильно использовать блоки плавного включения ЛК необходимо использовать специальные электросхемы. Благодаря таким схемам можно легко понять, как работает данный прибор и устроен изнутри, а также как его необходимо эксплуатировать.

Схема плавного включения лампы накаливания

Обычно при подключении такого устройства специалисты пользуются наиболее простым и лёгким вариантом схемы. Иногда используют специальную схему с внедрением симистеров. Также, кроме блоков данного вида можно брать полевые транзисторы, которые работают аналогично приборам плавного включения.

Вторая схема плавного включения ламп накаливания

Также того чтобы можно было контролировать напряжение в приборе плавного включения можно использовать автоматические приборы.

Что собой представляет тиристорная схема

Тиристорную схему специалисты рекомендуют использовать для повторения. Состоит она из обычных элементов, которые можно найти в каждом доме. Такую схему можно легко сделать в домашних условиях своими руками.

Тиристорная схема плавного включения лампы

Цепь моста выпрямления (рис.VD1, VD2, VD3, VD4) использует лампочку (рис. EL1) как нагрузку и токоограничитель. Плечи выпрямителя оснащены тиристором (рис. VS1) и сдвигающейся цепью (рис. R1, R2 и C1). Также диодный мост устанавливается за счёт спецификации работы прибора тиристора.

После того как напряжение подаётся на схему, электроток начинает идти через спираль накала и поступает на мост, а затем посредством резистора осуществляется зарядка электролита. Когда достигается предел напряжения открытия тиристора, он начинает открываться и тогда через него проходит ток от лампочки. В результате этого вольфрамовая нить разогревается постепенно и плавно. Период ее разогрева будет зависеть от ёмкости находящегося в схеме устройства конденсатора и резистора.

Чем примечательна симисторная

Такая схема имеет меньшее количество деталей за счёт применения симистора (рис. VS1), который служит силовым ключом.

Симисторная схема плавного включенияламп

Такой элемент, как дроссель (рис. L1), который предназначен для удаления различных помех, появляющихся во время открытия силового ключа, разрешено убрать из общей цепи. (рис. R1)Резистор является ограничителем тока, который поступает на главный электрод (рис. VS1). Цепь, которая задаёт время, исполнена на резисторе (рис. R2) и ёмкости (рис. С1), питающимися посредством диода (рис. VD1). Данная схема работает также как и предыдущая. Когда конденсатор заряжается до уровня напряжения открытия симистора, он начинает открываться, а затем через него и лампочку поступает электрический ток.

Схема плавного включения ламп накаливания

На фотографии внизу мы можем увидеть симисторный регулятор. Такое устройство кроме регулировки мощности в нагрузке, также осуществляет плавное поступление электротока на лампочку, когда её включают.

Устройство плавного включения ламп накаливания

Схема работы блока на специализированной микросхеме

Микросхема типа кр1182пм1 была специально создана специалистами для построения различных фазовых регуляторов.

Схема плавного включения на специализированной микросхеме

В этом случае происходит так, что с помощью самой микросхемы происходит регулирование напряжения на источнике, который обладает мощностью до 150 ватт. А если понадобится управлять более сильной системой нагрузки и десятками осветительных приборов одновременно, то в управленческую цепь просто включается дополнительно силовой симистр. На рисунке внизу мы можем увидеть, как это происходит.

Схема плавного включения с силовым симистром

Применение блоков плавного включения не заканчивается только на обычных лампах, так как специалисты рекомендуют использовать их вместе с галогеновыми лампами, мощностью в 220 В.

Важно знать! С люминесцентными и LED лампами (светодиодными) такие блоки устанавливать нельзя. Это связано с тем, что здесь присутствует различная техника разработки схем, а также принцип действия и присутствие у каждого осветительного прибора своего источника размеренного нагрева для люминесцентных ламп или нет потребности в таком регулировании ламп LED.

Устройство плавного включения (УПВЛ) для ламп накаливания в 220в и 12в

На сегодняшний день производится большое количество различных моделей УПВЛ, которые отличаются между собой по функциям, стоимости и качеству. Устройство, которое продаётся в специализированных магазинах, подключается последовательно к источнику света на 220 В. Схему и внешний вид устройства мы можем увидеть на фотографии внизу.

Схема устройства плавного включения для ламп на 220 В

Если же мощность питания ламп 12 или 24 В, то прибор необходимо подключать перед понижающим трансформатором также последовательно к начальной первичной обмотке.

Прибор должен соответствовать нагрузке, которая будет подключаться с определённым запасом. Для этого надо подсчитать число светильников и их общую мощность.

Так как устройство имеет небольшие размеры, то УПВЛ можно разместить под люстрой, в подрозетнике или в коробке соединения.

Диммеры или светорегуляторы

Экономически выгодно и рационально использовать приборы, создающие плавное включение ламп, а также обеспечивающие процесс регулирования их степени яркости. Диммеры различных моделей могут:

  • Задавать программы работы осветительных приборов;
  • Плавно включать и выключать лампы;
  • Управляться пультом, голосовыми командами или хлопками.

Приобретая данное устройство необходимо сразу определиться с выбором, чтобы знать какие требуются функции, и не покупать дорогостоящий прибор за большие деньги.

Перед установкой диммера необходимо определиться со способом и местом управления осветительными приборами. Для этого надо будет смонтировать электропроводку соответствующего вида.

Схемы подключения могут быть различной степени сложности. В любом случае вначале необходимо отключить напряжение с определённого участка.

На рисунке мы показали самую простую схему подключения. Здесь вместо простого выключателя можно сделать светорегулятор.

Схема подключения диммера в разры питания лампы

Прибор подключается в разрыв L— провода с фазой, а не N — нулевого. Между нулевкой и диммером находится осветительный прибор. Соединение с ним выходит последовательным.

Рисунок (Б) представляет схему с выключателем. Процесс подключения остаётся таким же, но здесь прибавляется простой выключатель. Его обычно устанавливают возле двери в определённый разрыв между фазой и самим диммером. Возле кровати находится светорегулятор, который позволяет управлять освещением лёжа. Когда человек выходит из помещения, свет выключается, а когда входит обратно осуществляется пуск лампы с такой же степенью яркости.

Для того чтобы управлять люстрой или другим осветительным прибором можно взять два диммера, которые будут находиться в разных углах помещения (рис.А). Между собой два прибора подключаются посредством распределительной коробки.

Схема управления лампой накаливания: а — с двумя диммерами, б — с двумя проходными выключателями и диммером

Благодаря такой системе подключения можно регулировать степень яркости с различных мест независимо друг от друга, но проводов надо будет монтировать больше.

Проходные выключатели используются для включения ламп с различных мест в помещении (рис.Б). Также при этом надо включить диммер, в противном случае светильники не будут реагировать на выключатели.

Характеристики диммеров:

  • Диммер экономит электроэнергию всего лишь на 15%, а остальная часть используется регулятором.
  • Приборы имеют большую степень чувствительности к увеличению температуры. Поэтому их нельзя эксплуатировать при температуре выше 27°С.
  • Степень нагрузки не должна быть меньше 40 Вт, так как срок эксплуатации регулятора существенно снижается.
  • Диммеры необходимо использовать только для тех видов устройств, которые рекомендуются производителем и написаны в паспорте.

Видео: устройство УПВЛ

УПВЛ позволяют существенно увеличить срок эксплуатации галогенных ламп и ламп накаливания. Это небольшие и недорогие приборы, которые можно купить в любом магазине и установить самостоятельно, имея определённую схему и точно следуя инструкциям производителей.

  • Автор: Елена Давыдова