Плавный пуск галогенных ламп и ламп накаливания.

Прогресс не стоит на месте и на смену лампам накаливания приходят энергосберегайки и светодиодные лампы. Но полностью отказываться от ламп накаливания и галогенок ещё не стоит, так как их спектр в световом диапазоне гораздо шире и более приятен для глаз, чем у энергосберегаек и светодиодных ламп, и их ещё довольно много используется и в частном секторе и в организациях для освещения рабочих мест, каких либо объектов, площадей, охраняемых территорий.

Предыстория.

Светодиодные лампы, которые сейчас появляются почти в каждом доме и учреждении, обещают нам экологичность и очень долгий срок службы, как бы большую экономию.
То есть, если старые добрые лампы накаливания служили нам, или должны были служить 1000 часов, то светодиодные должны работать не менее 20 тысяч часов – в 20 раз больше (отсюда и вытекает их высокая стоимость).

Но человечество напрасно разочаровалось в лампах накаливания. В их недолгом сроке службы виновата не технология, а заговор их же производителей.
Как известно из истории, первый сговор между производителями ламп накаливания состоялся в 1924 году. Они решили, что слишком хорошие лампы – это плохо. Лампа будет долго гореть, и новые будут реже покупать.
Поэтому было решено искусственно занизить срок их службы ещё в процессе изготовления. Уменьшили длину спирали, уменьшили диаметр подводящих медных проводников внутри колбы лампы, которые идут от держателей спирали до контактов патрона.
Всё, лампы стали работать с перекалом, часто перегорать от небольшого перепада напряжения, особенно в момент их включения. Очень часто даже перегорал тоненький медный проводник внутри лампы, а сама спираль умудрялась оставаться целой.
Этот заговор, в свою очередь, не только позволил бизнесменам продавать худший продукт, чтобы больше заработать, но и стал основой всей современной экономики потребления.
Поэтому я очень сильно сомневаюсь в том, что светодиодные лампы, как им положено, отработают свои 20 000 часов. Они так же "летят" ничуть не реже своих накальных собратьев, и если с экологией ещё понятно, то какой либо экономией тут и не пахнет.
Но вернёмся к лампам накаливания и к галогенным лампам.

Хорошо известно, что галогенные лампы и лампы накаливания в основном перегорают в момент их включения, когда нихромовая спираль находится в холодном состоянии и имеет наименьшее активное сопротивление. В этот момент через неё будет протекать максимальный ток, особенно тогда, когда включение лампы происходит на пике синусоидальной волны переменного напряжения.
Но можно намного продлить срок службы такой лампы, если нить накаливания разогревать постепенно, в течении нескольких секунд.

Схема.

Предлагаемая схема пуска подает напряжение на лампу с плавным нарастанием в течении 2-3 секунд. Это намного уменьшает вероятность перегорания лампы из-за броска тока через холодную нить. Срок службы галогенных ламп и обычных ламп накаливания, благодаря этой схеме запуска, увеличивается в несколько раз.
В эту схему так же введена задержка выключения нагрузки, обеспечивающая плавное уменьшение яркости свечения до полного погасания в течении 8-12 секунд. То есть при выключении схемы выключателем SA1, яркость свечения ламп начинает плавно убывать до нуля за 8-12 секунд.
Достоинством схемы является ещё и то, что она подсоединяется вместо штатного выключателя или пакетника, нет дефицитных деталей, и для управления лампой (лампами), можно использовать низкоточные малогабаритные выключатели.
Идея собрать такую схему пуска возникла у меня тогда, когда мне надоело довольно часто менять перегоревшие галогенные лампы в люстре. Люстра была рассчитана на шесть маленьких галогенных ламп по 50 Вт каждая.
Копаясь в литературе, наткнулся на статью в ВРЛ про сенсорный выключатель на тиратронах МТХ-90.
Схему решил упростить, в результате чего получилась простая схема, которую Вам и предлагаю.

По прошествии времени, я уже и не помню, когда последний раз менял лампу в люстре. Ещё после выключения света, яркость в люстре убывает постепенно в течении 10-12 сек. Свет выключается плавно, как в театре, что тоже довольно приятно.

Принцип работы.

Схема пуска, каких либо особенностей не имеет. Силовые элементы управляющие пуском ламп - это тиристор и диодный мост.
Тиристор включен в диагональ диодного моста. Импульсное управление тиристором реализовано на генераторе коротких импульсов, который собран на транзисторах VT2, VT3 - аналоге однопереходного (двухбазового) транзистора. Время включения схемы (запуска лампы) зависит от емкости конденсатора С1 и величины резистора R1. После размыкания контактов выключателя S1, заряженный конденсатор С1 разряжается по цепи - резистор R4, переход база-эмиттер VТ1, и резистор R6. Время разряда конденсатора С1 (погасание лампы) составляет 10-12 секунд, уменьшить это время при желании можно, уменьшив сопротивление резистора R4, но я думаю, что в этом нет особой необходимости.

Конструкция и детали.

В первом варианте исполнения схемы запуска, она была собрана на круглой плате, диаметром 50 мм. Плата эта устанавливалась в круглую нишу самого выключателя под ним. Подсоединялась схема на место выключателя, а сам выключатель (его контакты) подсоединялись по схеме на место SA1. То есть сам выключатель исполнял свою же и роль - включал и выключал люстру. Двухамперный диодный мост от компьютерного БП (KBP206), и тиристор Т10-20-У2 установленные на плате без каких либо радиаторов, вот уже несколько лет исправно пашут на люстру, общей мощностью 300 Вт.
Вначале у меня стояли вместо моста просто четыре одноамперных диода, работали на пределе, два из которых потом пробились, ну и видно от них немного поджарилась плата.

Схема не имеет каких либо особо дефицитных деталей. Тиристоры здесь можно ставить любые, соответствующие только необходимой мощности (току) и напряжению, например ВТ-152, Т106-10-4 и др. Стабилитрон можно применить любой на 10-14 Вольт. Транзисторы так же можно ставить абсолютно любые, лишь бы соответствовали необходимой структуре. Я ставил КТ315 и КТ361, благо ещё имеется их запас.

Мощность схемы, ну и соответственно мощность коммутируемых галогенных ламп, зависит только от примененных в схеме диодного моста и тиристора.
Например, если применить диодный мост на 10 Ампер и тиристор ВТ-152 поставить на небольшой радиатор, то такой схемой запуска можно будет запускать нагрузку до 2-х кВатт, то есть четыре галогенных прожектора по 500 ватт, в несколько раз увеличив ресурс работы их галогенных ламп.
Падение напряжения на самой схеме запуска при выходе её на рабочий режим не превышает единиц Вольт, что абсолютно никак не отражается на яркости ламп, и мощность рассеиваемая на силовых элементах схемы, диодном мосту и тиристоре, будет минимальной.
В следующем варианте схема запуска собрана на плате, размером 40 на 40 мм. Эту плату так же свободно можно устанавливать в нишу обычного выключателя в квартире.

До мощности запускаемых ламп 300-500 Вт, ни тиристор, ни мост нет необходимости ставить на радиатор, так как мощность на них рассеивается только в момент запуска ламп и в момент их выключения. Для запуска нескольких галогенных прожекторов, или галогенного прожектора с лампой мощностью 1000 Вт и более, тиристор и диодный мост нужно выбирать соответствующей мощности, и может быть потребуется установить на небольшой радиатор.
Схема запуска в этом случае подключается, как и было сказано выше, параллельно контактам пакетника, а в качестве выключателя прожекторов можно использовать любой малогабаритный выключатель, устанавливаемый в любое удобное место.

Рисунок печатной платы в формате Sprint-Layout прилагается.

Печатная плата.


Используемая литература;
Д. Приймак. Сенсорный выключатель освещения // В помощь радиолюбителю выпуск 88, с.63.