Оригинальное устройство двухступенчатого включения ламп накаливания с малым количеством дискретных компанентов

September 15, 2011 by admin Комментировать »

В момент включения ламп накаливания, а также многих видов радиоэлектронных и электротехнических изделий необходимо ограничивать броски тока, которые могут превышать номинальное значение в полтора раза. Такие броски тока часто выводят из строя аппаратуру, если на входе отсутствует защитное устройство, а еще чаще от этого перегорают лампы накаливания. Важность применения ограничителей тока значительно возрастает при эксплуатации аппаратуры и приборов в сельской местности, где кроме опасности перегорания РЭА от бросков тока существует опасность увеличения напряжения или его понижения до значений, превышающих номинальное в два раза или более. В научно-технической литературе уделяется много внимания устройствам ограничения тока с применением тиристорных регуляторов. Эти РЭУ позволяют изменять выходное напряжение в самых широких пределах, но считать их универсальными нельзя. Наиболее простыми для изготовления в домашних условиях и в радиолюбительских лабораториях являются устройства, выполненные на электромагнитных реле, которые не создают электромагнитных помех и не мешают работе других РЭУ и приборов.

На рис. 3.14 приведена принципиальная электрическая схема устройства двухступенчатого включения ламп накаливания, собранного на двух электромагнитных реле KI и К2. Устройство обеспечивает постепенное нагревание нити ламп накаливания, сначала напряжением 110 В, а затем включается полное напряжение. Работает оно только в сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.

Электронное устройство включает в свой состав входные и выходные цепи, устройство ограничения тока, сетевой понижающий трансформатор 77, устройство включения полного напряжения.

Подключение устройства к сети производится с помощью электрического соединителя XI, который снабжен электрическим удлинителем из кабеля с двойной изоляцией. Включение и выключение устройства обеспечивается однополюсным переключателем St. Предохранитель Ft защищает входные цепи устройства от коротких за-

Рис. 3.14. Схема устройства двухступенчатого включения ламп накаливания.

мыканий, которые могут возникнуть по разным причинам, в том числе и из-за ошибок в монтаже. Нормальная работа устройства контролируется постоянным горением неоновой лампы НЗ тлеющего разряда.

Изготавливается устройство в виде самостоятельного блока, конструкция которого определяется в каждом конкретном варианте и зависит от применения. Необходимо отметить, что данное устройство можно изготовить в полном составе для электропитания настольных светильников, люстр, бра и других электроосветительных приборов. Также можно изготовить его без сетевого трансформатора и устройства включения полного напряжения для электропитания бытовой радио- и телевизионной аппаратуры. В последнем случае нагрузка подключается в точках А и Б. Электрические цепи, питающие лампы накаливания, при этом также исключаются.

Устройство ограничения пускового тока, который возникает в момент включения нагрузки, собрано на одном электромагнитном реле К1, выпрямителе постоянного тока, используемого для питания реле, и двух электролитических конденсаторах С/ и С2, образующих простейшее реле времени. Основным элементом схемы этого устройства является мощный резистор R2, который включен последовательно с первичной обмоткой понижающего трансформатора 77. Работает эта часть устройства следующим образом.

При включении электропитания напряжение сети подается на первичную обмотку трансформатора, индикаторную лампочку НЗ и электромагнитное реле /(/, напряжение сети на которых ограничивается резистором R2. На этом резисторе в зависимости от его номинала падение напряжения может составить 60—80% от напряжения сети. Таким образом, бросок тока, появляющийся в момент включения, полностью гасится на этом резисторе.

Практически одновременно с включением электропитания начинают заряжаться конденсаторы С/ и С2. Через определенно заданное время, когда напряжение на конденсаторе С2 возрастет до напряжения срабатывания реле Л7, якорь его притягивается и замыкает контакты /(/./, К1.2 и К1.3. Время срабатывания реле К1 регулируется сопротивлением резистора RI и емкостью конденсатора С2. При замыкании контактов реле К1.1 включаются лампы накаливания, на которые начинает поступать выпрямленное напряжение с диода VD1, и они загораются вполнакала. При замыкании контактов реле Л7.2 из работы исключается ограничительный резистор R2, который шунтируется этими контактами. Такой режим работы резистора R2 позволяет выбрать его мощность в несколько раз меньше, чем расчетная, так как за время срабатывания реле времени этот резистор не успевает нагреться сверх допустимой температуры.

После включения электропитания напряжение переменного тока со вторичной обмотки трансформатора 77 подается на выпрямитель, собранный на четырех выпрямительных диодах VD3, VD4, VD6 и VD7 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме. Выбранный тип выпрямителя обеспечивает устойчивую работу защитного каскада схемы, повышенную частоту пульсации напряжения на выходе, сравнительно низкое обратное напряжение на диодном комплекте и хорошее использование габаритной мощности трансформатора. При замыкании контактов реле К1.3 включается в работу устройство, управляющее подачей полного напряжения на лампы накаливания HI, Н2. Через диод VD8 постоянное напряжение подается на электролитический конденсатор СЗ, который заряжается и открывает транзисторы VT1 и VT2y что приводит к срабатыванию реле К2. Контакты реле К2.1 замыкаются. Лампы накаливания, которые до этого работали вполнакала, загораются практически полным’ накалом.

В устройстве двухступенчатого включения ламп накаливания использованы следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VT1 типа КТ315Б, VT2 — КТ315Б; выпрямительные диоды VD1 типа Д248В, VD2 — КДЮ5Г, VD3 — Д226Д, VD4 — Д226Д, VD5 — Д226Д, VD6 — Д226Д, VD7 — Д226Д; конденсаторы С/ типа K50-6-50B- 1000 мкФ, С2 — K50-7-350B-10 мкФ, СЗ — K50-6-16B-500 мкФ; резисторы RI типа МЛТ-2-33 кОм (3 шт МЛТ-2-100 кОм, включенные параллельно), R2 — С5-35-25Вт-100 Ом, R3 — МЛТ-1-200 кОм, R4 — МЛТ-0,25-4,7 кОм, R5 — МЛТ-0,5-240 кОм; электромагнитные реле К1 типа РЭС10 (паспорт PC4.529.031-01), К2 — МКУ48; сетевой трансформатор 77 типа ШЛ; неоновая лампочка тлеющего разряда НЗ типа ТН-0,3; переключатель S1 типа П1Т-1-1; плавкий предохранитель F1 типа ПМ-1-2 А; электрический соединитель XI типа «вилка».

Изготавливается трансформатор Т1 на броневом магнитопроводе типа ШЛ20Х25. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Моточные данные сетевого понижающего трансформатора, примененного в устройстве двухступенчатого включения ламп накаливания

Обозначе

 

 

 

 

 

Сопротивление по

ние трансформатора на схеме и тип конст

Магнитопро- вод, марка стали и толщина, мм

Обмотка

Выводы

Марка и диаметр провода, мм

Число витков

стоянному току, Ом (предельное откло

рукции

 

 

 

 

 

нение ±10%)

77, броневой, с одной ка

Ш Л20X25; 3312; 0,35; витой лен

I

1—2

ПЭВ-2; 0,29

1486

50

тушкой

точный

 

 

 

 

 

 

 

II

3—4

ПЭВ-2; 0,57

68

1,1

Техническая характеристика

устройства двухступенчатого включения ламп накаливания

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В …………………………………….. 220

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………………. 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В ……………………………………..  187—242

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………………. 49,5—50,5

Максимальная мощность устройства, Вт…………….. 500

Максимальное количество ламп накаливания, включаемых одновременно, мощностью 100 Вт

каждая, шт……………………………………………………… 5

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не менее …………………………. 10

Сопротивление изоляции токоведущих проводников

и частей устройства относительно корпуса, МОм . . 10 Ток срабатывания реле, мА:

Л7………………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

К2………………………………………………………….. до 80

Номинальное напряжение переменного тока

на обмотке ii трансформатора Г/, В …………………… 10

Время срабатывания реле времени, с……………………. 20—45

Помехозащищенность устройства при напряженности внешнего

электромагнитного поля, дБ, не менее ……………….. 80

Кпд, %, не менее …………………………………………… 96

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты