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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schutzvorrichtung für Glühlampen geringer Leistung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung Die Lebensdauer von Glühlampen ist im Vergleich beispielsweise zu Leuchtstofflampen kurz. Darüber hinaus ist die Lebenserwartung der Lampe aufgrund erhöhter Spannung im Netz oder aufgrund großer Stromstöße im Moment des Einschaltens oft deutlich geringer als erwartet. Dieses einfache Gerät verhindert Überlastungen, indem es verhindert, dass der durch die Lampe fließende Strom unter allen Umständen, auch während des Startvorgangs, seinen Nennwert überschreitet. Bisher wurden viele Geräte zum „sanften“ Einschalten von Glühlampen vorgeschlagen [1-5], hauptsächlich unter Verwendung von Triacs und Thyristoren. Natürlich ist keiner von ihnen in der Lage, die allmähliche Verschlechterung des Wolframfadens und dessen Durchbrennen zu verhindern, aber die tatsächliche Lebensdauer von Lampen mit „Retardern“ erhöht sich immer noch um 1,5. ..dreimal. Ein ähnliches Gerät wird mit billigen Hochspannungstransistoren vorgeschlagen, das ursprünglich zum Schutz einer 15-W-Lampe (Kühlschrankbeleuchtung) gedacht war, aber das sanfte Einschalten aller 220-V-Glühlampen mit einer Leistung von bis zu 60 W vollständig gewährleistet. Ein einzigartiges Merkmal des betreffenden Geräts besteht darin, dass Sie damit keine Lampe einschalten können, deren Leistung höher ist als die, für die das Gerät konfiguriert wurde. Wenn Sie beispielsweise in einen damit ausgestatteten Kühlschrank anstelle einer Standard-15-W-Lampe eine 25-W-Lampe einbauen, die dieser sehr ähnlich sieht, und den Schalter schließen, leuchtet nicht die Lampe, sondern die „Overload“-LED. Diese Eigenschaft ist sehr nützlich bei der Verwendung von Lampen aus nicht hitzebeständigem Kunststoff, die heute weit verbreitet sind und für Glühlampen mit einer Leistung von nicht mehr als 40...60 W ausgelegt sind. Das Einschalten einer solchen Lampe mit einer Lampe höherer Leistung führt unweigerlich zu deren Beschädigung oder sogar zu einem Brand. Im Gegensatz zu anderen „Retardern“ ist der vorgeschlagene Retarder nach dem Ausschalten sofort wieder einschaltbar, ohne dass beispielsweise die vollständige Entladung des Zeitkondensators abgewartet werden muss oder ein erhitzter Thermistor auf Raumtemperatur abgekühlt werden muss. Der Zusammenbau der Schutzeinrichtung erfolgt nach dem Schema in Abb. 1 und verbinden Sie es mit der Unterbrechung eines der Netzwerkkabel, die zur Lampe EL1 führen. Nach dem Schließen der Kontakte des Schalters SA1 wird der Diodenbrücke VD1-VD4 Wechselspannung vom Netz zugeführt. In der Diagonale der Brücke befindet sich eine Taste für einen zusammengesetzten Transistor VT1-VT3. Dank des Widerstands R2 und des großen Stromübertragungskoeffizienten des Verbundtransistors ist der Schalter geöffnet und der Lampenstromkreis EL1 geschlossen.
Mithilfe eines Trimmwiderstands R6 wird das Gerät so eingestellt, dass der Thyristor VS1 öffnet, wenn am Stromsensor – Widerstand R7 – eine Spannung abfällt, die etwas größer ist als die Stromamplitude, die der Nennstromamplitude für die EL1-Lampe entspricht. Das Öffnen des SCR führt zum Schließen der Transistoren und zum Unterbrechen des durch die Lampe fließenden Stroms. Sein kleiner Teil, der weiterhin durch den Widerstand R2 und den offenen Thyristor fließt, reicht nicht aus, um die Wendel spürbar zu erhitzen. Der Thyristor schließt, wenn sein Strom an der Grenze zweier Halbperioden auf Null abfällt. Der Widerstand eines kalten Wolframfadens einer EL1-Lampe ist um ein Vielfaches geringer als der eines auf Betriebstemperatur erhitzten. Dadurch erfolgt die Abschaltung in der ersten Halbwelle nach dem Schließen der Kontakte des Schalters SA1 lange vor dessen Ende, da der Strom sehr schnell den durch den Trimmwiderstand R6 eingestellten Grenzwert erreicht. Im nächsten Halbzyklus ist der Widerstand des leicht erhitzten Filaments bereits größer und die Abschaltung erfolgt etwas später. Dies geschieht so lange, bis die Lampe vollständig aufgewärmt ist, der Strom den Schwellwert nicht mehr erreicht und die Lampe mit voller Intensität leuchtet. Die Integrationsschaltung C1R3 verzögert geringfügig das Öffnen des SCR VS1. Ohne sie erfolgt die Abschaltung in den ersten Halbperioden nach dem Schließen des Schalters SA1 so schnell, dass der Glühfaden keine Zeit hat, sich merklich zu erwärmen. Dadurch kann der Vorgang des Anzündens der Lampe eine unbestimmte Zeit in Anspruch nehmen. Dabei ist zu beachten, dass die Erwärmung relativ langsam erfolgt, bis die Helligkeit der Lampe etwa die Hälfte der Nennhelligkeit erreicht und danach schlagartig ansteigt. Die Spannung am Ausgang der Diodenbrücke VD1-VD4 überschreitet, wenn die 1-W-Lampe EL60 ihre maximale Helligkeit erreicht, 5 V nicht, was der Gesamtverlustleistung aller Elemente des Schutzgeräts von weniger als 2 W entspricht. Die an die Lampe angelegte, im Vergleich zur Netzspannung leicht reduzierte Spannung wirkt sich positiv auf die Lebensdauer aus, hat aber praktisch keinen Einfluss auf die Helligkeit. Das Schutzgerät wird auf einer einseitigen Leiterplatte mit den Maßen 90x55 mm (Abb. 2) montiert und in einer Kunststoffschutzhülle untergebracht. Das wichtigste Designelement ist der Transistor VT3. Es muss Hochspannung sein, einem relativ hohen Strom standhalten und einen ausreichenden Grundstromübertragungskoeffizienten haben (mindestens 8 bei Ik = 1 A und UKe = 12 V). Geeignet sind Transistoren der Serien KT826, KT809, KT812, KT840, KT841, KT845, KT847, KT848. Natürlich sind auch ähnliche Transistoren mit dem Präfix 2 statt K geeignet. Unter den importierten können wir 2SC2555, 2SC3306, BU526, BU931 nennen. Transistoren in einem Kunststoffgehäuse benötigen einen Kühlkörper.
Die Transistoren KT940A werden bei Bedarf durch KT6135A, KT969A, KT9179A, 2SC2330, MJE340, BF459 ersetzt, wobei Unterschiede in der Pinbelegung berücksichtigt werden. Anstelle der KD243D-Dioden sind KD209A, KD243G, KD257B, KD226G, 1N4004 und ähnliche geeignet. Die HL1-LED kann alles sein, vorzugsweise rot, da sie eine Notfallsituation signalisiert. Kondensator C1 – K73-17 oder K73-9, Festwiderstände – C1-4, C2-23, MLT-Trimmer R6 – SPZ-386. Nehmen Sie am besten eine neue EL1-Lampe, die noch nicht funktioniert hat. Stellen Sie vor dem Anlegen der Netzspannung den Trimmerwiderstand R6 gemäß Diagramm auf die obere Position. Schließen Sie den Schalter SA1 und bewegen Sie den Schieber des Widerstands R6 sanft, bis die Lampe aufleuchtet. Es ist wünschenswert, dass das Lampenlicht in 0,3...0,6 s die volle Helligkeit erreicht. Es lässt sich zwar ein deutlich längerer Helligkeitsanstieg erreichen (bis zu 3...5 s), allerdings reagiert ein so eingestelltes Gerät aufgrund seiner Alterung zu empfindlich auf Änderungen der Umgebungstemperatur und der Parameter der geschützten Lampe. Bei richtiger Einstellung sollte das Parallelschalten einer weiteren 40-Watt-Lampe zu einer brennenden 15-Watt-Lampe zum Erlöschen oder starken Rückgang der Helligkeit der zuvor eingeschalteten Lampe führen. Soll das Gerät zum Schutz von Lampen mit einer Leistung von mindestens 40 W eingesetzt werden, kann der Wert des Widerstands R7 halbiert werden. Sie können auch Folgendes tun: Verbinden Sie den rechten (gemäß Diagramm) Anschluss des Widerstands R3 direkt mit dem Emitter des Transistors VT3, mit Ausnahme des Abstimmwiderstands R6. Ersetzen Sie den Dauerwiderstand R7 durch einen Abstimmwiderstand mit niedrigem Widerstand, zum Beispiel PPB-ZA, SP5-50M, PPZ-12, und verbinden Sie seinen beweglichen Kontakt mit einem der äußeren Anschlüsse. Dadurch wird der Spannungsabfall am Stromsensor und am Gerät insgesamt minimiert. Die Stromkreise und Elemente des Gerätes sind direkt an das 220-V-Netz angeschlossen, beim Arbeiten sind elektrische Sicherheitsmaßnahmen zu beachten. Literatur
Autor: A.Butov, Dorf Kurba, Gebiet Jaroslawl
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