Двухступенчатое зажигание ламп накаливания

Предлагаемое устройство, предназначенное для защиты ламп накаливания от перегорания в момент включения питания, сочетает в себе простоту повторения, универсальность применения и недефицитность примененной элементной базы с возможностью использования широкого спектра замен. Другим положительным свойством этой конструкции является возможность ее легкой модификации как под конкретные детали, так и под другие поставленные задачи или под собственный вкус.

Схема устройства показана на рис.1.

При замыкании контактов выключателя на устройство поступает напряжение питания переменного тока 220 В. Так как в момент включения оксидный конденсатор С1 разряжен, полевой транзистор VT1 закрыт. Закрыт и тринистор VS1. В результате симистор VS2 открывается на каждой полуволне сетевого напряжения с запаздыванием, величина которого определяется варистором R5. Как только напряжение на варисторе превысит его рабочее напряжение, ток в цепи управляющего электрода VS2 резко возрастет, симистор VS2 откроется, на нагрузку поступит напряжение питания. Поскольку симистор открывается с запаздыванием, на лампу накаливания поступает меньшее действующее напряжение, в данном случае около 130... 170 В. Бросок тока при включении лампы на 150 Вт снижается с 8...9 А до 5...6 А, что заметно увеличивает срок ее службы. Конденсатор С1 постепенно заряжается через диодный мост VD2, диод VD1 и R1. Как только напряжение на нем превысит пороговое открывающее напряжение для VT1 (около 1,5 В), высоковольтный полевой транзистор откроется, откроется и маломощный тринистор VS1. Это приведет к уменьшению времени задержки открывания симистора VS2 до минимальной - лампа накаливания загорится на полную мощность. Германиевый диод VD1 предотвращает разряд конденсатора С1 через открытый тринистор VS1. Резистор R2 разряжает С1 после выключения питания. Повторные включения лампы желательно делать не ранее чем через одну минуту, что в реальности обычно и происходит. Емкость конденсатора С1 выбрана такой, чтобы включение лампы накаливания на полную мощность происходило примерно через 0,5 с после подачи напряжения питания. Если мощность лампы не более 40 Вт, то устройство можно упростить, исключив из него VS1, а вместо R3 поставить перемычку. Для управления более мощными лампами накаливания вместо транзистора типа КП504Г можно установить более мощный высоковольтный транзистор с пороговым открывающим напряжением 1 ...2 В, но такие транзисторы пока еще дороги, а использование "обычных" мощных высоковольтных транзисторов, например, КП707Б, хоть и возможно, но ведет к небольшой дополнительной потере действующего напряжения на включенной лампе накаливания, а также в некоторых случаях может быть экономически неоправданным.

Детали. На месте варистора R5 можно применить подобранный экземпляр варисторов типов FNR-05K181, FNR-07К181, FNR-05K201 или другие аналогичные. Также подойдут и устаревшие варисторы серии СН1 -2. Чтобы для работы в этой конструкции выбрать наиболее удачный варистор, нужно отсоединить от схемы один вывод диодного моста, а R5 подобрать так, чтобы лампа EL1 устойчиво светилась на возможно меньшей яркости. Включения устройства в таком режиме работы должно быть кратковременным. Транзистор КП504Г можно заменить имеющимся встроенным защитным стабилитроном К1014КТ1В, К1014КТ1Г. Если Вы решите изготовить аналогичное устройство без тринистора VS1,тo на месте VT1 можно установить такие транзисторы, как КП7138А, КП7138А9, IRFR1N60 и другие. Поскольку основную нагрузку по коммутации тока лампы накаливания несет на себе симистор VS2, то устанавливать полевой транзистор на теплоотвод не требуется. Вместо диода ГД507А можно установить любой из серий Д9, Д18, Д20 или даже маломощный кремниевый, например, 1N4148, КД521. Диодный мост можно заменить КЦ422В, КЦ422Г, DB104, W04M, КВР04. Вместо 8-амперного симистора MAC8N подойдут ВТ136В-800Е, ВТ137-600D, BTA08-600TW и другие, желательно с возможно меньшим током спрямления (отпирания). При необходимости симистор устанавливают на теплоотвод. Вместо КУ103В можно установить тринистор типа Х00602МА1АА2, Р0102DA1АА3, что даже улучшит надежность устройства.