Выбор, монтаж и подключение блока защиты ламп от перепадов напряжения в сети

Выбор защитного блока

При подборе подходящего устройства плавного пуска рекомендуется учитывать два фактора — мощность и производителя. О мощности блока сказано выше. Что касается брендов, наибольшей известностью обладают такие компании:

• «Feron» (КНР);
• «Camelion» (КНР);
• «Шепро» (Россия);
• «Гранит 1000», «Гранит 500» (Беларусь);
• «Композит» (Россия);
• «Вжик» (совместное производство России и Китая).

Самые популярные модели выпускаются и «Гранит». Продукция китайского производителя отличается невысокими ценами. Как и большая часть изделий из Китая, блоки от считаются не слишком качественными. Для них характерны следующие недостатки:

• просадки напряжения, что нарушает работу светильника;
• мигание лампы при подключении и в процессе функционирования;
• регулярные помехи;
• среднее качество пайки;
• экономия на материалах, из которых изготовлен блок.

Продукция белорусской компании считается значительно более качественной. Однако «Гранит» не отличается компактностью, что в некоторых случаях является критически важным недостатком (например, при размещении в подрозетнике выключателя). Также следует отметить стоимость «Гранита» — более высокую, чем у китайских производителей.

Ремонт блоков защиты

Что касается ремонта блоков защиты, прежде всего выходит из строя именно этот симистор. Желательно при замене выбирать симистор на бОльший ток. Подробнее по неисправностям и ремонту – в статье по ремонту диммеров, которые по силовой части схемы практически не отличаются.

Какие идеи по улучшению стабильности работы блока? У кого есть опыт по ремонту и модернизации? Пишите в комментарии!

Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше – подписывайтесь на получение новых статей.

Обновление статьи от 3 августа 2013г.: По наводке читателей блога Андрея и nata16 публикую схемы устройства защиты ламп освещения из журнала Радиолюбитель. Автор – Александр Протопопов.

Радиолюбитель_Схема1 устройства полной защиты ламп освещения

Радиолюбитель_Схема2 устройства полной защиты ламп освещения

А также сам журнал, где в статье на странице 6 приведены эти схемы и подробно описан принцип действия.
• Журнал «Радиолюбитель», 2005, №6 / Журнал «Радиолюбитель», 2005, №6, rar, 1.71 MB, скачан: 2987 раз./

Как подключать 12-вольтовые галогенные лампы?

Галогенная лампа, по своему устройству почти аналогична лампе накаливания, это значит, что для неё не имеет особого значения источник питания. Их можно подключать к сетевым трансформаторам, но чаще используют так называемые электронные трансформаторы.

Электронный трансформатор (ЭТ) — это импульсный блок питания, в основе которого обычно лежит, автогенераторная схема. Его основная особенность — это то, что на выходе переменное высокочастотное пульсирующее напряжение, примерную форму которого вы видите на следующей осциллограмме.

Широкое применение обусловлено рядом преимуществ перед сетевыми 50 Гц трансформаторами, такие как:

— при одинаковой мощности размеры ЭТ в разы меньше и легче;

— нет низкочастотного гула, как у 50 Гц собратьев;

— низкая стоимость.

Типичный электронный трансформатор вы видите ниже. Красным цветом выделена надпись INPUT и стрелкой показаны черные провода, которые выходят из корпуса напротив неё — их подключают к сети 220В, а зелёным OUTPUT и два белых провода — это выход пониженного напряжения, к этим проводам подключаются лампочки или светильники на 12В

Обратите внимание на слова «ВЫХОД AC 12V 60W MAX» — это значит, что на выходе переменный ток

При подключении галогенных ламп мы видим, что они работают в штатном режиме.

Если их просто заменить на светодиодные лампочки, они вроде бы тоже будут светиться, но не всё так просто.

Можно наблюдать едва-заметное мерцание, на каких-то лампочках оно сильнее выражено, а на каких-то слабее, что связано в первую очередь с пульсирующим выходным напряжением и со схемотехники самой лампы. Фотоаппарат не передаёт этих мерцаний, а пульсометра под рукой не оказалось, но есть простой способ грубо оценить пульсации светового потока — камера мобильного телефона. Если в кадре есть выраженные горизонтальные полосы — то с освещением не всё в порядке, при этом чем ближе подносишь камеру, тем более заметны эти полосы.

Вы могли обратить внимание, что лампочки использованы разные, это не просто так. Давайте разберемся как они устроены

Условно светодиодные лампы на 12В можно разделить на 2 группы:

— «дешёвые и простые», в которых установлен диодный мост, резисторы и светодиоды. Диодный мост позволяет работать от переменного напряжения, а при подключении к источнику постоянного напряжения полярность не имеет значения. Резисторы нужны для ограничения тока. Такую лампу вы видите на рисунке справа. На крупном плане через силиконовый корпус-оболочку видны два резистора и диодный мост, они расположены по обе стороны печатной платы. Оболочка упругая, но достаточно твердая, отдалённо напоминает мячи-попрыгунчики.

— «дорогие и сложные», в которых ток ограничивается не резисторами, а стабилизируется с помощью импульсного преобразователя. В конкретно этом экземпляре используется не набор дискретных SMD-светодиодов, а отдельный кристалл, залитый желтым люминофором.

Причины перегорания ламп

Диммер для энергосберегающих ламп: устройство и виды

Лампы накаливания функционируют согласно принципу термоэлектронной эмиссии. При попадании тока в спираль она нагревается, в результате чего продуцируется свет видимой части спектра. Причем мощность тепловыделения обратной пропорциональна диаметру проводника. Вследствие этого утончившиеся участки спирали накаляются очень быстро, что приводит к потере их прочности. Именно истонченные места являются слабым звеном, где и происходит перегорание.

Обратите внимание! К перегоранию ламп приводят не только перепады напряжения, но и такие явления, как наведенная и паразитарная пульсация

Галогенные лампочки также склонны к перегоранию в результате скачков напряжения. Имеется у таких источников света особенность, присущая только им, — склонность к перегреванию. Чрезмерно разогретая лампочка может перегореть в любой момент.

В защите нуждаются не только лампы накаливания и галогенные светильники, но и светодиодные лампы. На первый взгляд это выглядит странно, ведь у светодиодов отсутствует спираль, и свечение кристалла возникает в результате возбуждения электронов, а не разогревания спирали. Однако в основе принципа действия светодиодов также имеется термоэлектронная эмиссия. По прошествии нескольких лет полупроводниковый участок выгорает и, если присмотреться к ЛЕД-лампе, на ней заметны тусклые кристаллы с пробитым слоем полупроводника.

Установка и подключение

Монтаж защитного блока обычно осуществляется на потолке, то есть там, где закреплены приборы освещения. Если лампочка не единственная, устройство плавного пуска устанавливают до первого источника света.

Также блоки размещают в монтажных коробах под переключателем света. Однако следует иметь в виду, что для размещения блока в монтажной коробке существует ограничение: максимальная мощность устройства не должна превышать 300 Вт.

Обратите внимание! Какое бы место для установки блока ни было выбрано, к устройству должен быть обеспечен беспрепятственный доступ для проведения ремонтных работ. Типичная схема подключения блока показана на рисунке ниже

Типичная схема подключения блока показана на рисунке ниже.

В случае с переключателем с подсветкой параллельно блоку подключают резистор. Уровень сопротивления для резистора должен находиться в пределах 33–100 кОм, а мощность — не превышать 2 Вт.

Для ламп на 12 вольт также необходим блок защиты. При использовании электромагнитного трансформатора блок ставят в разрыв первичной обмотки. Для электронного трансформатора понадобится специальный блок с четырьмя вводами.

Уровень мощность блока выбирается исходя из суммарной мощности всех потребителей. При этом необходим некоторый запас мощности, обычно в пределах 50% от номинала всех приборов освещения.

Для нормальной работы защитного блока необходимо его охлаждение. Чтобы добиться поступления воздуха, в корпусе создают специальные отверстия.

Меры предосторожности

При перегорании лампочки происходит размыкание нити накаливания, что ведет к короткому замыканию. Вследствие этого существует опасность выхода из строя защитного блока. Чтобы не допустить этого, выполняют следующие действия:

Защитное устройство устанавливают на максимально доступном участке (подрозетник или щиток). До потолочного блока добраться будет значительно сложнее. Устанавливают по выделенному автоматическому выключателю на каждую линию

Номинальный показатель выключателя подбирается с небольшим запасом, поскольку перепады тока при данном варианте подключения не принимаются во внимание. Не допускается установка защитного блока в помещениях с повышенным уровнем влажности.

Устройство блока защиты

Вид сверху показан вначале публикации, а вот тот же блок защиты, только вид снизу:

Конструкция блока защиты ламп – вид снизу

Вскрываем блок, видим очень простое конструктивно устройство, в состав которого входит печатная плата, на которой присутствует мощный управляющий симистор на радиаторе, и пластиковый корпус с прорезями для естественного охлаждения. Вот блок защиты ламп в разборе:

Разобранный блок защиты Ферон PRO11

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.

Почему лампы перегорают

В отличие от обычных ламп накаливания у галогенных принцип работы позволяет частично восстанавливать постоянно утончающуюся в ходе свечения спираль. Это несколько продлевает срок ее действия. Светодиодный кристалл служит на порядок дольше, но он также не застрахован от перегорания. Помимо естественного износа спирали или полупроводниковой матрицы, существует целый ряд специфических причин, значительно снижающих их долговечность. Это такие свойства бытовой сети 220 В, как:

1. Скачки напряжения.
2. Фатальные скачки.
3. Наведенная пульсация.
4. Паразитарная пульсация.

Рассмотрим их особенности более детально.

Скачки напряжения

Изменение значения напряжение – достаточно характерное явление для отечественной бытовой сети. Любая энергосберегающая светодиодная лампа, оснащенная элементарным гасящим драйвером, имеет защиту от эффекта повышения номинала. С другой стороны, от его падения лэд-элемент не может быть огражден таким блоком. Потребуется также установка высоковольтного конденсатора.

Фатальные скачки напряжения

К этому виду причин поломок светодиодных и энергосберегающих ламп относятся сверхвысокое повышение силы тока и напряжения в сети. Это происходит при разряде молнии в непосредственной близости с линией электропередач. Как правило, стандартные блоки защиты не успевают блокировать воздействие такой мощности, и электроника сгорает моментально. В этом случае происходит эффект мигающих лэд-светильников в отключенном состоянии.

Наведенная пульсация

При близком расположении двух проводников, один из которых ведет к мощному потребителю, во втором, ведущем к светодиодной лампе, возникает достаточная для инициации свечения сила тока. Проблема в том, что такое дополнительно включение/выключение (равное частоте переменного тока, то есть 50 раз в секунду!) очень быстро приведет энергосберегающее устройство в негодность.

Паразитарная пульсация

Эффект паразитной пульсации возникает при использовании выключателей с лэд-подсветкой. Через ее элементы проходит ток, достаточной силы, чтобы возбудить кристаллы светодиодной энергосберегающей лампы. В результате она мигает и, естественно, постепенно расходует ресурс полупроводниковой матрицы.

Простая схема для сборки своими руками

Ниже приведенная схема проста в сборке, надежна и примечательна тем, что разработана не только для плавного включения ламп накаливания на 220В, но и для их плавного отключение. А также стоит отметить, что задержка вспышки и затухания задаётся на стадии сборки по собственному усмотрению.

Схема

Принципиальная схема плавного включения ламп накаливания приведена на рисунке ниже. В её основе лежит микросхема КР1182ПМ1 (DIP8), внутри которой размещены два тиристора и две системы управления к ним. Конденсатор С3 и резистор R2 задают длительность плавного включения и выключения соответственно. Симистор VS1 необходим для разделения силовой и управляющей части, а резистор R1 задаёт ток управляющего электрода. С1, С2 – внешние конденсаторы, необходимые для управления работой тиристоров внутри КР1182ПМ1. Цепочка R4, С4 защищает элементы схемы от сетевых помех.

Принцип работы

В исходном положении контакты выключателя SA1 должны быть замкнуты. Этот нюанс следует учитывать во время подключения платы к настенному выключателю. В момент размыкания контактов SA1 конденсатор С3 начинает набирать ёмкость, тем самым запуская в работу системы управления тиристорами. На выходе ИМС через резистор R1 происходит постепенное нарастание тока, который управляет работой силового ключа. Результатом работы системы управления является плавный пуск симистора VS1 и последовательно с ним включённой лампочки EL1.

Скорость нарастания тока на управляющем электроде зависит от номинала конденсатора С3. Чтобы лампа постепенно зажигалась в течение 3 секунд, ёмкость С3 должна составлять 100 мкФ. Для увеличения времени до 10 секунд придётся установить С3 на 470 мкФ. Длительность мягкого отключения задаётся резистором R2. Рекомендуется начать подбор с номинала в 2 кОм.

Печатная плата и детали сборки

• DA1 – КР1182ПМ1;
• С1,С2 – 1 мкФ-16В (полярный);
• С3 – 470 мкФ-16В (полярный);
• С4 – 0,1 мкФ-630В (неполярный);
• R1 – 470 Ом-0,25 Вт±5%;
• R2 – 3 кОм-0,25 Вт±5%;
• R4 – 51 Ом-0,25 Вт±5%;
• VS1 – КУ208Г.

Использование устройств, обеспечивающих плавное включение ламп накаливания, приносит пользу людям уже несколько десятков лет. С помощью УПВЛ срок службы лампочек с нитью накала увеличивается как минимум на 40%. Что касается приведенной выше схемы, то ее работоспособность и безотказность проверена на собственном опыте.
No tags for this post.

Виды и устройство трансформаторов

Понижающие трансформаторы для люстры предназначены, в первую очередь, для защиты источников света от резких скачков энергии. Используются они в основном для маленьких лампочек, рассчитанных на напряжение от 6 до 24 вольт. На сегодняшний день выпускается два типа:

• Тороидальный (электромагнитный).
• Импульсный (электронный).

Первый тип отличается простой конструкцией и обладает неплохими показателями мощности. Однако следует помнить и о довольно серьезных недостатках — большие масса и габариты. Не стоит забывать также о нагреве обмоток трансформатора, что негативно влияет на срок службы галогенных ламп. В результате устройства тороидального типа крайне редко используются в жилых помещениях.

Электронные девайсы обладают большим количеством положительных качеств, что способствует более широкому распространению. По сути, их единственным недостатком является сравнительно высокая стоимость. В то же время наличие у некоторых моделей дополнительного функционала, например, встроенной защиты от короткого замыкания, способствует увеличению срока эксплуатации.

Именно импульсные девайсы используются в ситуациях, когда лампы необходимо разместить в стенах или мебели. В отличие от тороидальных устройств, импульсные трансформируют энергию благодаря полупроводниковым радиодеталям. Использовать электронный трансформатор для галогенных ламп необязательно, но желательно. Это связано с увеличением срока работы осветительных элементов.

Электрооборудование, свет, освещение

В Европе программа перехода на энергосберегающие технологии стартовала в 2009 году, когда с сентября 2009г. было запрещено на законодательном уровне продавать самые популярные во всем мире лампы накаливания.

Россия также взяла курс на энергоэффективность в 2009 году. Так в ноябре 2009 года был принят закон об энергосбережении, в котором определены основные этапы постепенного вывода из оборота ламп общего назначения. Так с 01.01.2011г. введен запрет на продажу ламп накаливания мощностью от 100 Вт и более, с 2013 г. – от 75 Вт, с 2014 г. – от 25 Вт и выше.

Давайте разберемся, почему такие привычные для нас «лампочки Ильича» попали в немилость, чем их можно заменить и как правильно перейти на более энергоэффективные источники.

Содержание.

1. Почему выводятся из эксплуатации лампы общего назначения?
2. Что такое галогенная лампа? Преимущества и недостатки
3. Особенности эксплуатации галогенных ламп
4. Виды галогенных ламп
5. Блок защиты галогенных ламп
6. Галогенная лампа: схема подключения через трансформатор
7. Фотоальбом: галогеновые светильники
8. Фотоальбом: галоген в интерьере
9. Как заменить галогеновую лампу (видео)

Почему выводятся из эксплуатации лампы общего назначения?

Основная причина вывода ламп общего назначения (ЛОН) из оборота – низкая энергоэффективность, которая заложена в самом принципе работы лампы. Источником света в ней является спираль из вольфрамовой проволоки (нить накаливания), которая при подаче тока раскаляется и излучает свет. Но, фактически, в свет преобразуются только 5% (!) потребляемой лампой энергии. Остальные 95% — переходят в тепло. То есть привычные нам лампы не столько светят, сколько греют!

Второй существенный недостаток ламп накаливания (ЛН) – со временем они начинают хуже светить. Это происходит от того, что на стенки колбы оседает вольфрам, который постепенно испаряется с нити накаливания, тем самым снижается световой поток. Нить без вольфрама перегорает (ускоряют процесс перегорания еще и частые включения/выключения) — и лампа идет в утиль.

Конечно, стоимость самой лампы накаливания намного ниже по сравнению с другими типами современных ламп. Но это только кажется на первый взгляд. На самом же деле, у ЛОН намного выше цена эксплуатации, а это значит, что единоразовая экономия при покупке перекроется с лихвой большими расходами электроэнергии. К тому же ЛН имеет короткий срок службы: самая качественная из них может прослужить до 1000 часов, а лампы недобросовестных производителей перегорают уже после нескольких включений. Поэтому покупать такие лампочки приходится часто.

И еще одним недостатком ламп общего назначения является их малая светоотдача: от 7 до 17 лм/Вт.

Что же нам предлагают современные технологии взамен ламп накаливания? Альтернативой ЛОН выступают лампы нескольких видов: галогенные, индукционные, светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, энергосберегающие.

В нашей статье остановимся подробно на изучении галогенных ламп, их видов, эксплуатационных характеристик и способах введения в эксплуатацию.

Что такое галогенная лампа? Преимущества и недостатки

Галогенная лампа – это усовершенствованная лампа накаливания, получившая широкое распространение относительно недавно. Высокие технологии производства позволили повысить эксплуатационные показатели галогенных ламп по всем параметрам в сравнении со стандартными лампами. Эффективность галогенных ламп выше обычных ЛН на 20 – 50% (соответственно, на такую же величину снижается энергопотребление).

Главные достоинства галогенных ламп – их доступная цена, прекрасная передача цвета, возможность создания разных световых оттенков и яркий свет на протяжении всего периода эксплуатации. Благодаря добавлению в колбу паров галогенов (брома, хлора, фтора, йода), которые уменьшают испарение вольфрама, значительно увеличился срок службы лампы (до 2000 – 5000 часов работы). Испарение вольфрама происходит медленнее, в том числе, из-за высокого давления газов в колбе, объем которой стал значительно меньше по сравнению с ЛОН. Таким образом, ресурс галогенных ламп в 3-5 раз выше обычных. При этом он ниже, чем у люминесцентных.

Галогенные лампы имеют насыщенный яркий ровный свет, который значительно отличается по спектральному составу от света обычной лампы. Такой свет максимально приближен к спектру солнечного света. Поэтому он прекрасно передает цвет лица человека, а также цвета в интерьере теплой и нейтральной гаммы.

Галогенные газы, в отличие от инертных, защищают колбу от снижения светового потока (галогенные газы, вступая в реакцию с атомами вольфрама, связывают их, не давая оседать на стенках колбы). Яркость освещения регулируется большим ассортиментом отражателей разных диаметров. Тепловое излучение отводится за пределы освещаемой площади благодаря дихроичным отражателям.

Галогенные лампы, как и ЛОН, могут диммироваться, т.е. менять уровень яркости. Потребитель может без каких-либо дополнительных усилий заменить лампу накаливания на галогенную в осветительных приборах с функцией диммирования. При этом энергопотребление при одинаковой светоотдаче уменьшается на 30 % меньше. Но имейте в виду, что увеличение или уменьшение питающего напряжения всего на пять-шесть процентов уменьшает рабочий ресурс вдвое, а также провоцирует оседание вольфрама на колбу.

Кроме сказанного выше, галогенные лампы оберегают освещаемые вещи от выгорания благодаря специальным фильтрам, нанесенным на кварцевое стекло, которые не пропускают ультрафиолет.

Не удивительно, что эти лампы были запущены в массовое производство и получили такое широкое распространение как в бытовых (домашних условиях, общественных зданиях), так и в профессиональных сферах деятельности.

Но у галогенных ламп есть и свои недостатки. Из-за высокой чувствительности к скачкам напряжения в сети, они гораздо чаще перегорают в момент включения, чем лампы общего назначения. Поэтому их необходимо включать через блоки защиты стабилизаторы напряжения или трансформаторы (для низковольтных ламп). О блоках защиты галогенных ламп будет рассказано ниже.

Еще одним существенным недостатком является очень сильное нагревание колбы (выше 250 до 500(!) градусов по Цельсию). Поэтому, во-первых, при их установке вы должны позаботиться о соблюдении норм противопожарной безопасности (между перекрытием и подвесным потолком обеспечьте достаточное расстояние, исключите возможность соприкасания лампы с любым предметом или материалом, находящимся поблизости, чтобы предотвратить его возгорание). А во-вторых, колбу никогда нельзя брать голыми руками.