Ограничител на пусковия ток при включена лампа с нажежаема жичка. Ограничител на пусков ток при включване на лампа с нажежаема жичка Верига с ръчно регулиране
Ограничител на ток - устройство, предназначено да предотврати възможно увеличаване на тока във веригата над предварително определена стойност. Най-простият ограничител е обикновен предпазител. Структурно предпазителят е стопяема връзка, затворена в изолатор - корпус. Ако по една или друга причина токът, консумиран от товара, се увеличи във веригата, стопяемата връзка изгаря и товарът вече не се захранва.
Видове ограничители
С всички предимства на използването на предпазител, той има един сериозен недостатък - ниска производителносткоето го прави невъзможен за използване в някои случаи. Недостатъците включват възможността за еднократна употреба на предпазителя - ако изгори, ще трябва да потърсите и инсталирате предпазител, точно същият като изгорялия.
Електронни ограничители
Много по-напреднали от споменатите по-горе предпазители са електронните ограничители. Обикновено такива устройства могат да бъдат разделени на два вида:
- автоматично възстановяване след отстраняване на неизправността;
- възстановен ръчно. Например: във веригата на ограничителя има бутон, натискането на който води до неговото рестартиране.
Отделно си струва да споменем така наречените устройства за пасивна защита. Такива устройства са предназначени за светлинна и / или звукова сигнализация на ситуации, когато допустимият ток в товара е превишен. Повечето от тези схемиалармите се използват заедно с електронни ограничители.
Най-простата схема на полеви транзистор
от най-много просто решениеако е необходимо да се ограничи постоянният ток в товара е да се използва верига на полеви транзистор. електрическа схематова устройство е показано на фигура 1:
Ориз. 1 - FET верига
Токът на натоварване при използване на схемата, показана на фиг. 1, не може да бъде по-голям от първоначалния ток на източване на приложения транзистор. Следователно обхватът на ограничаване директно зависи от вида на транзистора. Например, когато използвате домашния транзистор KP302, ограничението ще бъде 30-50 mA.
Основният недостатък на схемата, описана по-горе, е трудността при промяна на лимитните граници. В по-модерните устройства, за да премахнат този недостатък, те използват допълнителен елементдействайки като сензор. По правило такъв сензор е мощен резистор, който е свързан последователно с товара. В момента, когато спадът на напрежението на резистора достигне определена стойност, токът автоматично ще бъде ограничен. Диаграма на такова устройство е показана на фигура 2.
Ориз. 2 - Схема на биполярен транзисторх
Както можете да видите, веригата се основава на два биполярни транзистора със структура n - p - n. Като сензор се използва резистор R 3 със съпротивление 3,6 ома.
Принципът на работа на устройството е следният: напрежението от източника се подава към резистора R 1 и през него към основата на транзистора VT 1. Транзисторът се отваря и по-голямата част от напрежението от източника се подава към изхода на устройството. В този случай транзисторът VT 2 е в затворено състояние. В момента, когато спадът на напрежението върху сензора (резистор R 3) достигне прага на отваряне на транзистора VT 2, той ще се отвори, а транзисторът VT 1, напротив, ще започне да се затваря, като по този начин ограничава тока при изход на устройството. LED HL 1 е индикатор за работата на ограничителя.
Прагът на реакция зависи от съпротивлението на резистора R 3 и напрежението на отваряне на транзистора VT 2. За описаната верига граничният праг е: 0,7 V / 3,6 Ohm = 0,19 A.
Верига с ръчна настройка
В някои случаи устройство с възможност за ръчна промянагранична стойност на тока в товара, например, ако говорим сиотносно необходимостта от зареждане на автомобила батерии. Схемата на регулируемото устройство е показана на фигура 3.
Ориз. 3 - Схема с регулиране на ограничението на тока
Спецификации на устройството:
- входно напрежение - до 40 V;
- изходно напрежение - до 32 V;
- диапазон на ограничаване на тока - 0,01 ... 3 A.
Основната характеристика на веригата е способността както да се променя големината на ограничението на тока в товара, така и възможността да се регулира изходното напрежение. Ограничението на тока се задава от променлив резистор R 5, а изходното напрежение се задава от променлив резистор R 6. Диапазонът на ограничение на тока се определя от съпротивлението на токовия сензор - резистор R2.
При проектирането на такова устройство си струва да запомните, че на VT 4 се разпределя доста голяма мощност, следователно, за да се елиминира възможността от прегряване на елемента и повреда, той трябва да бъде инсталиран на радиатор. Също така имайте предвид, че променливите резистори R 5 и R 6 трябва да имат линейна зависимост за регулиране за по-удобно използване на устройството. Възможни аналози на използвани части:
- Транзистори КТ815 - VD139;
- Транзистор KT814 - VD140;
- Транзистор KT803 - 2N5067.
Вместо заключение
Не може да се твърди, че един или друг метод за ограничаване на тока е по-добър или по-лош. Всеки има своите предимства и недостатъци. Освен това използването на всеки от тях е препоръчително или напълно неприемливо в конкретен случай. Например с помощта на предпазител в изходната верига импулсен блокзахранването е най-вече непрактично, тъй като предпазителят като защитен елемент има недостатъчна скорост. Говорейки повече обикновен език- предпазителят може да изгори, след като силовите елементи на захранването станат неизползваеми поради претоварване.
Като цяло изборът в полза на един или друг ограничител трябва да се направи, като се вземе предвид схемата, а понякога дори характеристики на дизайнаизточник на входно напрежение и характеристики на товара.
Устройството, сглобено по схемата, показана на фиг. 1, забавя подаването на пълно мрежово напрежение към лампата с приблизително 0,2 s - продължителността на зареждане на инсталирания в нея кондензатор. Това е напълно достатъчно за ефективно ограничаване на пусковия ток през студената намотка на лампата. Остатъчното напрежение на ограничителя е около 5 V.
Първоначално няколко копия на ограничителя бяха сглобени с помощта на резистори MLT-0.5, транзистор KT940A, диод KD105B и симистор KU208G. В бъдеще преминах към малки части, чиито типове са посочени на диаграмата, и резистори с по-ниска мощност, включително тези, предназначени за повърхностен монтаж. Тази версия на ограничителя може да се монтира на печатна електронна платкапоказано на фиг. 2.
При мощност на лампата EL1 над 100 W триакът MAC97 трябва да бъде заменен с по-мощен VT137 или VTA12-600. Ако такъв тиристор е снабден с радиатор и вместо транзистора MJE13001 е инсталиран MJE13003, допустимата мощност на натоварване ще достигне 2 kW. Кондензатор C1 може да бъде увеличен до 470 микрофарада.
Всички произведени ограничители работят безупречно повече от три години.
Дата на публикуване: 08.08.2009
Мнения на читателите
- Дмитрий / 19.05.2014 - 10:16 ч
Някой знае ли адреса на автора на тази схема??? Тук би попитал какви детайли да сложа за мощни лампи ??? И тогава също събрах в крайна сметка - трептене и загуба на мощност !!! [имейл защитен] - satwalker / 13.02.2013 - 19:45ч
Вместо един MJE13001, вземаме 2 бр. и от тях изграждаме транзистор Дарлингтън. Тестван с BTA06-600. Можете да намалите R4 до (47-22) kOhm. - Рафи / 02.10.2012 - 06:54 ч
Много валиден, съдържателен, сбит и на място. WD. - Евгений / 08.09.2010 - 12:06 ч
В тази схема триакът се отваря само на положителната полувълна. Оттук и трептенето и намаляването на яркостта. Как да не променяте стойностите на елементите - няма да се отървете от тази хроника. Освен това на триака UE практически няма импулс, а те (триаците) обичат да е къс и със стръмни фронтове. И тук почти няма миризма на фронтове и това се определя от напрежението и скоростта на отваряне на прехода номер-ем на транзистора. Симисторът не живее дълго при такива условия. Схемата работи само на 50%, идеята я има, но е разработена в зародиш. - RonW / 01.11.2009 - 21:37ч
Според мен проблемът е в ниския коефициент на предаване на транзистора - MJE13001 го има на ниво 10-40 (измерих 20). При голям R4 няма достатъчно колекторен ток за отваряне на тиристора (например BT134). За по-мощните може да е още по-лошо. KT940 има h>25 (измерих 60-70). Или използвайте KT940, или намалете R4. - Виталий / 12.10.2009 - 20:33ч
Юджийн реши да измъчи още малко тази схема. Използвах BT137 и MJE13003, намалих резисторите R2, R3, R4 с 10 пъти, взех кондензатора на 2200 микрофарада, R1 на 1 kOhm. Трептенето намаля значително, но резисторите започнаха да горят (или по-скоро част от тях, тъй като двойката имаше промени от 1 ват). Можете ли да посъветвате... - Виталий / 01.10.2009 - 19:01 ч
Ако затворите колектора-емитер, лампата не мига, но все пак се опитах да намаля оценките: намалих наполовина R2 и R4 - проверих във всички комбинации, а R1 също взе 1 и 3 kOhm. Проверих го на два различни триака и дори се опитах да разменя изводи 1 и 2 - не знам дали е възможно да направя това, но нищо не изгоря. Нямам идея какво друго да пробвам. - Евгений / 30.09.2009 - 15:32 ч
А ако затвориш колектора-емитер на транзистора мига ли лампата?Ако да пробвай да намалиш резистора R4.Някъде наполовина. Можете да опитате да намалите и R2. - Виталий / 26.09.2009 - 14:46 ч
Опитах се да сглобя схема за полилей (около 400 вата) - използвах BT137 и BTA12-600 и транзистори MJE13003, BUT11AX, BUH515, BU2508DF, 2SC2482 и със същата песен - лампата пламва до пълно, но забележимо силно трептене!! Опитах се да намаля R1 до 1 kOhm, кондерът взе от 220 до 1500 микрофарада. Пробвах и с тези MAC97 транзистори - няма трептене само ако вземеш kt940a - и тогава с нито един седемстор не трепти, но мощността явно не стига за 400W. Може би е възможно да се използва някакъв съветски транзистор, но по-мощен? Например kt812a или kt828a - размерът ще ми подхожда, тъй като дъската ще бъде скрита точно в полилея. Какво мислиш? - Виталий / 25.09.2009 - 18:23 ч
сглобих схема с kt940a и mac97 - вече 3 броя и всички работят страхотно !!! Утре ще купувам нови транзистори, иначе тези се оказаха умрели (взех от баласта на един изгорял енергоспестяваща лампа, в същото време установих, че постоянно горят :)))) и ще пробвам с мощни триаци. - Евгений / 18.09.2009 - 20:07ч
Вашият триак не се отваря във втората полувълна мрежово напрежение. Опитайте се да затворите колектора-емитер с джъмпер и да го включите. Ако всичко е сглобено правилно, тогава лампата веднага ще светне при пълна топлина. Ако не, проверете връзката на триака. Опитайте да намалите R1 до 1 kΩ. (eufs()email.ua) - Виталий / 09.09.2009 - 18:08 ч
Взех този модел днес. Използвах кондер BT137, 13003, 470 микрофарад. Има ужасно трептене на 100-ватова лампа и ясно намаляване на яркостта на сиянието. Може би нещо не е наред??? Като цяло съм лаик във всичко това, но на такива прости схеми се опитвам да науча нещо и да направя нещо полезно.
ОГРАНИЧИТЕЛ НА ТОК НА ЛАМПАТА
До момента има хора, доказващи ефекта от използванетопестене на енергиялампи. Сега ще разгледаме истинността или неверността на това твърдение.
Ние считаме: цената на добра лампа с нажежаема жичка (LN) е $ 0,4,енергоспестяваща лампа (EL) - 4$. Срокът на експлоатация и на двете е еднакъв, около шест месеца.
на ден, спестявания от ползване(EL) е около 0,3 kW, за шест месеца 0,3x180 = 60 kW. При цената на 1 kWh - 0,03$, полугодишният ефект ще бъде 0,03x60 = 2$. Извадете тази сума от цената(EL) и в резултат имаме 0,4$ за LN, срещу 2.0 $ на ЕЛ. Коментарите са излишни.
За по-нататъшно повишаване на превъзходствотолампи с нажежаема жичка над енергоспестяващи, ще направим проста веригаза ограничаване на пусковия ток през нажежаемата жичка, когато е включенлампи с нажежаема жичка.
Веригата на ограничителя на тока на лампата е взета от радио 8-2009 и е толкова проста, че не можете да отровите платката, а да я изрежете с нож. Размер на дъската 20х25 мм. Принципът на работа на веригата се основава на плавно, в рамките на половин секунда, подаване на напрежение към лампата. Освен това в резултат на това не се подават всички 220 V, а около 200 V - което допълнително увеличава експлоатационния живот на LN.
Най-скъпият предметограничител на тока на лампататриак - струва $ 0,3, мисля, че всеки има останалите подробности.
Транзисторът KT940 може да бъде изваден от цветния модул на неработещ съветски телевизор 3USCT - има 6 от тях. Ще сменим триака с TS106-8. Кондензатор 200 - 1000 микрофарада при 10 V.
Завършена дъска ограничител на тока на лампата, обвит в нещо изолиращо,
Изглежда глупост. Съпротивлението на лампата се измерва в цели ома, а съпротивлението на батерията е десети и стотни от ома. Серийна връзкатрябва да доведе до преразпределение на напрежението: лампата е 12 волта, батерията е 2 волта - и батерията няма да се зарежда. Но много от хората не са достатъчно умни, за да предвидят истинския резултат.
Лампа с нажежаема жичка (и халогенна) работи като барретер, като има променливо вътрешно съпротивление, в зависимост от нагряването (протичащ ток и падащо върху него напрежение), което от своя страна променя падането на напрежението в лампата. В резултат на това лампата поддържа относително D.C.във веригата, ограничава този ток, предпазва веригата от късо съединение - и имайки ниско съпротивление, много слабо краде напрежението от товара, дори позволява батерията да се зарежда (евентуално по-бавно).
Колкото по-голяма е мощността на лампата, толкова повече ток ще позволи да премине. Ако добавите към това възможността за инсталиране на няколко лампи паралелно, можете да регулирате както силата на тока на цялата верига, така и съпротивлението на снопа от лампи. И колкото повече лампи - толкова по-икономична е веригата, т.к. общото съпротивление на лампите е по-малко и те светят по-малко. По същия начин, когато сравняваме светенето на 21W и 55W лампи: 55W свети много по-слабо, въпреки по-големия протичащ ток. И със степента на зареждане на батерията светлината става по-слаба и след това напълно ще изчезне - един вид индикатор за зареждане на батерията: "малко наляво". Нито една от лампите не предизвиква заслепяване при гледане.
(добавено на 21.03.2016 г.)Батерията не е напълно заредена. Когато токът достигна минималната стойност от 1.1A, батерията спря да се зарежда (докато токът от 1.1A продължава да тече, чудеса). Общо на батерията беше 11.8V. Това означава, че трябва да добавите друг транзистор към веригата, който при напрежение от 12 V на батерията изключва лампата и подава ток директно.
Има зависимост от съпротивлението на лампата: колкото по-мощна е лампата, толкова по-ниско е съпротивлението и по-малък е спадът на напрежението върху нея. По-късно трябва да пробвам с лампа 100W. И повече време за зареждане: внезапно процесът просто се увеличи 1,5 пъти във времето.
(добавено на 25.03.2016 г.)Батерията е заредена докрай (теоретично емпирично изчисление), но: времето за зареждане е толкова дълго (няколко дни / седмици), че добавянето от 21-ия ден може да се счита за вярно.
(добавено на 26.03.2016 г.)Изчакайте проверката на UPS батерията. Най-накрая довърши акумулатора на колата: тя живееше с мъртъв буркан - и сега чиниите паднаха. Може би тестовият ток от 15А, който е стартиран за 1 минута, е виновен за това. Може би поради разпадащите се плочи „зареждането“ не свърши дълго време: късо окъсените плочи успешно проведоха ток от 1,1 A - отново нямаше чудеса: просто липса на знания.
(добавено на 27.03.2016 г.)Всеки, който е опитал метода за зареждане на батерията чрез електрическа крушка, единодушно казва, че просто съвпада с батерията по отношение на смъртта: лампата не вреди на батерията. Това е логично: не увеличава силата на тока, а го ограничава; Не вдига напрежението, а го понижава. Освен това понижаването на напрежението дава възможност за зареждане с нестандартни източници на захранване, чието напрежение се избира в зависимост от мощността на лампата (колкото по-ниска е мощността, толкова по-голямо свръхнапрежение може да бъде разрешено). Правилното изчисление дори ви позволява да зареждате батерията с помощта на зарядно устройство от 19V лаптоп. В моя случай, когато батерията спря да приема заряд (и изразходваше енергия на затворени плочи и кипене на електролит), имаше 12,7 V на клемите на батерията при 14,4 V на източника на захранване, което означава, че 21 W лампа е поела 1,7 V.
В резултат на това, като използвате конвенционален захранващ адаптер и електрическа крушка, можете да създадете пълноценно зарядно устройство за батерията. Но това е причина да проверите на практика: има много адаптери у дома, много лампи. Основното нещо: по време на теста не пропускайте повишаването на напрежението на клемите на батерията над 14,4 V, ако лампата не е избрана правилно.
(добавено на 29.03.2016 г.)Оказва се, че халогенните лампи са доста крехки. Не знам как, но лампата от 55 W се повреди при натискане върху металния корпус. Освен това няма визуални признаци на повреда - и токът в лампата тече около спиралата. Знам, че не можете да докосвате кварцовото стъкло с ръцете си - обаче лампите не изгоряха и не се повредиха по други начини: или напрежението е по-ниско от номиналното напрежение, или тока, или времето за изгаряне.
(добавено на 30.03.2016 г.)Успешно зареждане на батерията на UPS през 21W лампа с нажежаема жичка. Не мога да проверя автомобилен акумулатор, защото. няма обслужваем - но и батерията на UPS-а е кисела.
Таблица на мощността на лампата и ограничението на тока:
- 100W, халоген. За автомобилен акумулатор: ток<3.6А, для АКБ ИБП: <3.2А - для ИБП не годится,
- 55W, халоген. За автомобилен акумулатор:<3А, для АКБ ИБП <2.9А - для ИБП не годится;
- 21W, нажежаема жичка. За автомобилен акумулатор:<1.2-1.7А, АКБ ИБП: <1А - для авто не годится;
- 10W, нажежаема жичка. За UPS батерия<0.3А - годится для маленьких аккумуляторов?
- 5W, нажежаема жичка. За UPS батерия<0.2А - годится для маленьких аккумуляторов?
Данните са базирани на 5-годишна батерия Bosch S4 019 и батерия APC 7Ah UPS, разредена до 6.6V. Беше направен избор в полза на 100W за автомобилната батерия и 21W за UPS батерията.
LED лампите не са подходящи за тази цел.
(добавено на 04/12/2016)Лампата дава огромни възможности. Преработено