Устройство защиты галогенных ламп

Используя специализированную микросхему фазового регулятора мощности КР1182ПМ1, относительно несложно построить устройство для защиты перекальных фотоосветительных или «криптоновых» галогенных ламп накаливания, работающих в сети переменного тока 220 В, которые обычно используются для подсветки рекламных вывесок.

Предлагаемая конструкция (рис. 1) предотвращает разрушительный бросок тока через нить накала таких ламп в момент включения и не допускает превышения действующего значения напряжения сверх установленного значения -осуществляет стабилизацию напряжения питания нагрузки.

При замыкании контактов выключателя SA1 на устройство подается сетевое напряжение питания. Так как конденсатор С1 в это время разряжен, то в момент включения питания напряжение на нагрузку не подается. Сразу же после подачи напряжения питания конденсатор С1 начинает заряжаться от встроенного в микросхему генератора тока.

По мере роста напряжения на выв. 3, 6 DA1 действующее значение напряжения на нагрузке плавно увеличивается до номинального (в течение 0,3...1,5 с, в зависити от экземпляра микросхемы).

Рис. 1. Принципиальная схема устройства для защиты галогенных ламп.

Для защиты нагрузки от повышенного напряжения питания предназначен узел на транзисторах VT1, VT2 и оптроне U1. При росте напряжения питания нагрузки сверх установленного значения растет напряжение на выводах конденсатора С1.

Если напряжение на движке резистора R7 превысит 14 В, то включенные по составной схеме Дарлингтона транзисторы VT1, VT2 откроются, через ИК-светодиод оптрона потечет ток, что приведет к частичному открыванию фототранзистора и уменьшению напряжения на конденсаторе С1 - напряжение питания нагрузки снизится. Чем больше напряжение сети, тем сильнее открыты транзисторы и фототранзистор.

Таким образом, лампы накаливания будут надежно защищены от повышенного напряжения питания, что ощутимо увеличит срок их службы. О том, что устройство работает в режиме ограничения выходного напряжения, сигнализирует светящийся светодиод НИ.

Резистор R1 предназначен для разрядки конденсатора С1 после отключения напряжения питания. Резистор R3 уменьшает импульсный ток через тринисторы микросхемы. Конденсатор С6 предназначен для уменьшения уровня проникающих в сеть помех, но при более жестких требованиях для этой цели желательно использовать LC-сетевой фильтр.

По сравнению с типовой схемой включения емкость конденсаторов, подключенных к выв. 9-11 и 14-16 микросхемы, уменьшена вдвое, что позволило добиться более раннего открывания тринисторов микросхемы, благодаря чему на нагрузку может подаваться напряжение питания, близкое входному сетевому (при закрытом или отключенном фототранзисторе).

Резистор R3 желательно взять проволочный мощностью 2...7 Вт, например, типа С5-37. Переменный СПЗ-386, РП1-63М, СП4-1 или многооборотные СПЗ-39, СП5-14. Остальные резисторы типов С1-4, С2-23, С2-33, МЛТ. Оксидные конденсаторы - импортные аналоги К50-35; С4, С6 - полиэтилентерефталатные К73-17 (В, М), К73-24В, К73-39 на рабочее напряжение не ниже 400 В; С2, СЗ могут быть как пленочными, так и керамическими.

Диоды можно заменить на КД209 (Б-Г), КД221 (В, Г), КД243 (Г-Ж), 1 N4004-1 N4007. На месте стабилитрона VD3 могут работать Д814Б, Д814Б1, В, КС191 (А, Ж, М), КС482А, КС510А, BZX/BZV55C-8V2, TZMC-9V1; VD4 - КС207В, КС213Б, КС512А, BZX/BZV55C-12, TMZC-12.

Светодиод работает при относительно малом прямом токе. Если вы желаете, чтобы он светился с достаточной яркостью, то нужно взять светодиод с повышенной светоотдачей, например, типов L383SRDT, L383SRWT, L1503EC, КИПД65.

Так как в этом устройстве нет необходимости применять оптрон с высоким напряжением гальванической развязки, то U1 можно взять любой транзисторный, например, серий АОТ123, АОТ127, АОТ128, 4N32. При установке оптрона необходимо уточнить его цоколевку! Транзисторы можно применить любые из серий КТ3102, КТ342, КТ6111, SS9014, ВС550, 2SC1222, 2SC1845.

С указанным на схеме типом симистора суммарная мощность подключаемых ламп накаливания может достигать 1000 Вт (при установке симистора на соответствующий теплоотвод).

Вместо него можно применить более мощные стандартные унифицированные симисторы ТС106-10-6, ТС112-10-10, ТС112-16-12, ТС122-25-11, ВТ 137Х-600, ВТ 137Х-800 (8 А), ВТ139-600Е, BT139-800F (16 А) и многие другие аналогичные на рабочее напряжение не ниже 400 В и соответствующий нагрузке ток [58, 62].

Чтобы избежать повреждения микросхемы при неправильном подключении симистора или его неисправности, последовательно с резистором R3 можно включить предохранитель на 0,5 А. Микросхема в теплоотводе не нуждается.

Внешний вид возможного варианта конструкции дан на рис. 2. Настройка сводится к установке резистором максимально допустимого выходного напряжения (номинальное значение 220 В).

Чтобы резистор R1 не оказывал заметного влияния на напряжение питания нагрузки, его сопротивление желательно взять максимально большим. Но тогда будет возрастать время, необходимое для разрядки времязадающего конденсатора С1.

Рис. 2. Внешний вид устройства для защиты галогенных ламп.

Наиболее просто решить эту проблему можно установкой выключателя SA1 с дополнительной группой контактов, которая бы замыкала выводы С1 при от-гключении напряжения питания. Резистор R1 тогда можно не устанавливать.

Конструкция выключателя должна обязательно исключать кратковременное появление дуги между первой и второй группами контактов. При мощности нагрузки до 400 Вт подойдет ПКн41-1-2.

Возможен и такой вариант: выключатель питания SA1 перенести из цепи коммутации 220 В в цепь шунтирования С1, но тогда устройство будет постоянно находиться под напряжением сети переменного тока 220 В, что не всегда допустимо.

Так как все элементы устройства находятся под напряжением осветительной сети, то необходимо соблюдать соответствующие меры осторожности.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы.