Це пристрій, зібране на ППП, призначено для захисту ламп розжарювання побутових світильників і продовження терміну їх служби в кілька разів. Воно значно перевершує за своїми характеристиками застосовувалися інші схемні рішення, оскільки володіє підвищеними швидкодією і ккд, меншими габаритами, більшою універсальністю застосування, але одночасно пристрій і дуже чутливо до перевантажень. При початковому включенні пристрою в мережу все випрямні схеми з ємнісними фільтрами, коли конденсатор повністю розряджений, є короткозамкну-тим ланцюгом і через діоди випрямляча протікає струм, значення якого згметно перевищує струм діодів в сталому режимі роботи. Цей стан пристрою триває протягом дуже короткого відрізка часу, часток секунди, і закінчується тоді, коли напруга на конденсаторі фільтру С / досягне певного рівня, який умовно можна вважати рівним половині сталого значення вихідної напруги. Внаслідок своєї малої інерційності ППП дуже чутливі до кидкам струму і можуть вийти з ладу при первісному включенні пристрою. Тому в УЕП з високим і середнім рівнями вихідних напруг передбачаються спеціальні захисні заходи.

Як зазначалося раніше, існують різні методи запобігання струмових перевантажень, що виникають при початковому включенні ламп розжарювання. Якщо в схемі випрямного пристрою передбачений мережевий понижуючий трансформатор харчування, то послідовно з первинної обмоткою трансформатора включається керуючий дросель. У перший момент після включення напруги дросель володіє великим опором, яке з плином часу поступово зменшується. Внаслідок цього напруга на первинній обмотці трансформатора повільно зростає, що й забезпечує зменшення струмових перевантажень діодів схеми випрямлення.

Застосування керованого дроселя помітно ускладнює і здорожує схему пристрою і його конструкцію. Набагато простіше можна досягти позитивних результатів при застосуванні електромагнітного реле К1 і гасить резистора RI.

На рис. 3.4 приведена принципова електрична схема пристрою включення ламп розжарювання з м'якою

Рис. 3.4. Схема пристрою з м'яким включенням ламп розжарювання і захистом від коротких замикань.

навантаженням і захистом від коротких замикань. Пристрій складається з вихідних ланцюгів, вузла релейного захисту та вузла захисту від перевантажень у вихідний ланцюга. Резистор R1 зі змінним опором великої потужності включений на вході пристрою.

Принцип дії релейного захисту заснований на обмеженні струму в первинної ланцюга і, отже, на вході випрямляча, зібраного за однофазною двухполуперіод-ної мостовою схемою на випрямних діодах VD1— VD4yшляхом включення послідовного опору резистора /? /. При включенні пристрою в мережу змінного струму з чинним напругою 220 В напругу на вході буде менше цього значення, так як протікає в первинному ланцюзі струм викликає падіння напруги на резисторі /? /. Ця обставина призводить до зменшення напруги і на виході випрямляча. Внаслідок цього резистор R1 з часом повинен бути відключений. Цей резистор необхідний тільки в перші частки секунди після включення пристрою в мережу для того, щоб запобігти можливому вихід випрямних діодів з ладу. Як випливає зі схеми, відключення резистора R1 здійснюється автоматично за допомогою електромагнітного реле К1. Обмотка реле включена паралельно навантаженні. Нормально розімкнуті контакти /(/./ реле підключені до висновків резистора R1. Коли струм в обмотці реле досягне певного значення, контакти К1.1 замикаються і шунтуючих резистор R1. Будь-яке електромагнітне реле при подачі на його обмотку повної напруги також спрацьовує не миттєво, а з деяким запізненням щодо моменту подачі напруги. Присутність резистора R1 призводить до уповільнення швидкості наростання струму в обмотці реле, що обумовлює збільшення затримки спрацювання реле / ​​С /. В кінцевому підсумку нормально розімкнуті контакти К1.1 замикаються, і після цього на вході випрямляча і обмотці реле діє повна напруга мережі змінного струму. До цього часу конденсатор фільтра, встановлений на виході, частково заряджається. Тому поява повної напруги на вході не викликає таких великих викидів струму в діодах випрямляча, які виникли б при повністю розрядженому конденсаторі С /. Після замикання контактів реле К / пристрій захисту починає працювати в нормальному режимі і забезпечувати необхідні рівні вихідної напруги та струму. Відключення пристрою від мережі викликає розмикання контактів реле – і знову пристрій підготовлено до експлуатації.

Ця схема захисту універсальна, її можна застосовувати в будь-яких інших пристроях, але найбільш доцільно використовувати її в пристроях з високим і середнім рівнями вихідних напруг. Електричні параметри електромагнітного реле визначаються значенням струму в первинної ланцюга. Контакти реле К1 повинні бути здатні комутувати такий же струм, що і контакти однополюсного перемикача S1. Рекомендується вибирати номінальне значення струму, яке може протікати через контакти реле, в 1,5 рази більше струму первинної ланцюга. Якщо струм первинного ланцюга дорівнює 5 А, то реле Л7 має бути розраховане на комутацію струму 7,5 А. Більшість електромагнітних реле розраховані на струм до 10 А, і вони добре підходять для наших цілей. У пристрої використано дротяний змінний резистор R1 типу ППЗ потужністю 25 Вт і опором 100 Ом. Це дозволяє підключити до пристрою люстру з п'яти електричних ламп. Практично у пристрої можна використовувати резистор потужністю 10 Вт, оскільки в нормальному режимі роботи цей резистор знаходиться в знеструмленому стані. Якщо з яких-небудь причин реле не спрацювало і його контакти залишаться відкритими після включення живлення, резистор R1 працюватиме в ланцюзі запобіжника і нагріватися. Перегорання резистора R1 може свідчити про повільне спрацьовуванні реле KI і необхідності його заміни, а також заміни запобіжника F1. При складанні та монтажу пристрою необхідно стежити за тим, щоб перемикач був встановлений точно за схемою. При розмиканні його контактів мережеве напруга повинна відключатися від обмотки реле Л7. Якщо перемикач S1 встановити в ланцюзі резистора /? /, то мережеве напруга буде присутній на обмотці реле незалежно від положення перемикача. У цьому випадку перемикання S1 призведе до включення і виключення пристрою, але схема захисту при цьому не буде працювати, тому що контакти реле будуть постійно замкнуті.

Випрямлена напруга постійного струму подається на електронну схему захисту від коротких замикань, зібрану на транзисторах VT1 і VT2. У разі перевищення струму в ланцюзі навантаження падіння напруги на резисторі R7 відкриває транзистор VT1 і його колекторний перехід блокує транзистор VT2.

Після замикання контактів перемикача S1 і подачі напруги з випрямляча на конденсатор С / (через резистор R3) поступово відкривається транзистор VT2 і струм колектора плавно наростає до значення, обумовленого співвідношенням опорів резисторів R3 і R4. Цей процес триває в міру зарядки конденсатора С /. Другий ступінь захисту ламп розжарювання дозволяє збільшити час затримки включення ламп розжарювання до 0,2 с. Струм, при якому спрацьовує другий захист, залежить від опору резистора /? 7, включеного в емітерний ланцюг транзистора VT2.

При виготовленні пристрої захисту використані наступні комплектуючі ЕРЕ: транзистори VT1 типу КТ826А, VT2 – КТ826А; випрямні діоди VD1—VD4 типу КДЮ5Б; конденсатор С / типу K50-3-450B-200 мкФ; резистори R1 типу СП5-30-25Вт-100 Ом, R2 — МЛТ-2-51 Ом; R3 — МЛТ-0 ,25-100 Ом, R4 – МЛТ-0 ,5-300 Ом, R5 — МЛТ-0 ,25-5, 6 кОм, R6 — МЛТ-0 ,25-2, 2 кОм, R7 – МЛТ-0 ,5-100 Ом; електромагнітне реле К1 типу МКУ-48-С (паспорт PA4.506.248); запобіжники Fl, F2 тина ПМ-1-2 А; перемикач S / типу П1Т-1-1; електричний з'єднувач XI типу «вилка».

Лампи розжарювання підключаються провідниками з електричного кабелю в точках А і Б.

Після складання і монтажу необхідно переконатися, що пристрій працює нормально і забезпечує необхідні рівні вихідної напруги та струму. Якщо при включенні перегорає резистор /? /, То це вірна ознака неякісного стану реле. При нормальній роботі контакти реле повинні бути замкнені після включення, а напруга на резисторі R1 має дорівнювати нулю. При настройці можна застосувати інші аналогічні ЕРЕ з заміною номіналів і типів.

Технічна характеристика

пристрої включення ламп розжарювання з захистом від перевантажень

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В ……………………………….. 187-242

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 49-51

Вихідна напруга живлення ламп

розжарювання, В ………………………………………. 220

Час спрацювання системи захисту ламп

розжарювання, з ……………………………………….. 0,3

Тривалість процесу включення, з …………….. 0,8

Напруга спрацьовування реле / ​​С /, В ……………. 187

Напруга відпускання реле / ​​С /, В ……………………. 91

Робоча напруга на реле / ​​С /, В …………………….. 220

Опір обмотки реле / ​​(/, Ом ………………….. 1900 ± 285

Максимальна потужність, Вт ……………………………… 800

Кількість ламп розжарювання, що включаються

одночасно, потужністю по 75 Вт, шт …………….. 8

Потужність розсіяння на транзисторах, Вт, не менше. 10 Перешкодозахищеність пристрою при впливі зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . .120

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.