Graničnik impulsne struje za autolampe sa žarnom niti. Graničnik struje udarca kada je žarulja sa žarnom niti uključena. Krug sa ručnim podešavanjem
Graničnik struje - uređaj dizajniran da spriječi moguće povećanje struje u krugu iznad unaprijed određene vrijednosti. Najjednostavniji limiter je običan osigurač. Strukturno, osigurač je topljiva veza zatvorena u izolatoru - kućištu. Ako se, iz ovog ili onog razloga, struja koju troši opterećenje poveća u krugu, topljivi spoj izgara i opterećenje se više ne napaja.
Vrste limitera
Uz sve prednosti korištenja osigurača, on ima jedan ozbiljan nedostatak - niske performansešto u nekim slučajevima onemogućava upotrebu. Nedostaci uključuju jednokratnu upotrebu osigurača - ako pregori, morat ćete potražiti i ugraditi osigurač potpuno isti kao i pregorjeli.
Elektronski limiteri
Mnogo napredniji od gore navedenih osigurača su elektronski limiteri. Uobičajeno, takvi se uređaji mogu podijeliti u dvije vrste:
- automatski oporavak nakon otklanjanja kvara;
- ručno restauriran. Na primjer: u krugu limitera nalazi se dugme, pritiskom na koje se ponovno pokreće.
Odvojeno, vrijedi spomenuti takozvane pasivne zaštitne uređaje. Takvi uređaji su dizajnirani za svjetlosnu i/ili zvučnu signalizaciju situacija kada je dozvoljena struja u opterećenju prekoračena. Većina ovih šema alarmi se koriste zajedno sa elektronskim limiterima.
Najjednostavniji tranzistorski krug sa efektom polja
Najjednostavnije rješenje kada je potrebno ograničiti jednosmjernu struju u opterećenju je korištenje FET kola. Šematski dijagram ovog uređaja prikazan je na slici 1:
Rice. 1 - FET kolo
Struja opterećenja pri korištenju kola prikazanog na slici 1 ne može biti veća od početne struje odvoda primijenjenog tranzistora. Stoga granični raspon direktno ovisi o vrsti tranzistora. Na primjer, kada se koristi domaći tranzistor KP302, ograničenje će biti 30-50 mA.
Glavni nedostatak gore opisane sheme je teškoća promjene graničnih granica. U naprednijim uređajima, kako bi se uklonio ovaj nedostatak, koristi se dodatni element koji obavlja funkcije senzora. U pravilu je takav senzor snažan otpornik koji je povezan serijski s opterećenjem. U trenutku kada pad napona na otporniku dostigne određenu vrijednost, struja će se automatski ograničiti. Dijagram takvog uređaja prikazan je na slici 2.
Rice. 2 - Šema na bipolarnim tranzistorima
Kao što vidite, sklop je baziran na dva bipolarna tranzistora strukture n - p - n. Kao senzor koristi se otpornik R 3 otpora od 3,6 oma.
Princip rada uređaja je sljedeći: napon iz izvora se dovodi do otpornika R 1, a preko njega do baze tranzistora VT 1. Tranzistor se otvara, a većina napona iz izvora se napaja na izlaz uređaja. U ovom slučaju, tranzistor VT 2 je u zatvorenom stanju. U trenutku kada pad napona na senzoru (otpornik R 3) dostigne prag otvaranja tranzistora VT 2, on će se otvoriti, a tranzistor VT 1 će, naprotiv, početi da se zatvara, ograničavajući na taj način struju na izlaz uređaja. LED HL 1 je indikator rada limitera.
Prag odziva zavisi od otpora otpornika R 3 i napona otvaranja tranzistora VT 2. Za opisano kolo, granični prag je: 0,7 V / 3,6 Ohm = 0,19 A.
Krug sa ručnim podešavanjem
U nekim slučajevima je potreban uređaj s mogućnošću ručnog mijenjanja trenutne granične vrijednosti u opterećenju, na primjer, kada je u pitanju potreba za punjenjem akumulatora automobila. Šema podesivog uređaja prikazana je na slici 3.
Rice. 3 - Šema sa podešavanjem ograničenja struje
Specifikacije uređaja:
- ulazni napon - do 40 V;
- izlazni napon - do 32 V;
- opseg ograničenja struje - 0,01 ... 3 A.
Glavna karakteristika kruga je mogućnost promjene veličine ograničenja struje u opterećenju i mogućnost podešavanja izlaznog napona. Granicu struje postavlja promjenjivi otpornik R 5, a izlazni napon promjenjivi otpornik R 6. Opseg ograničenja struje je određen otporom strujnog senzora - otpornika R2.
Prilikom dizajniranja takvog uređaja, vrijedno je zapamtiti da se VT 4 dodjeljuje dosta snage, stoga, kako bi se eliminirala mogućnost pregrijavanja elementa i kvara, mora se instalirati na radijator. Također imajte na umu da varijabilni otpornici R 5 i R 6 moraju imati ovisnost linearnog podešavanja za praktičniju upotrebu uređaja. Mogući analozi polovnih delova:
- Tranzistori KT815 - VD139;
- Tranzistor KT814 - VD140;
- Tranzistor KT803 - 2N5067.
Umjesto zaključka
Ne može se tvrditi da je jedan ili drugi način ograničavanja struje bolji ili lošiji. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke. Štaviše, upotreba svakog od njih je preporučljiva ili potpuno neprihvatljiva u određenom slučaju. Na primjer, upotreba osigurača u izlaznom kolu sklopnog napajanja uglavnom je nepraktična, jer osigurač kao zaštitni element nema dovoljnu brzinu. Jednostavnije rečeno, osigurač može izgorjeti nakon što energetski elementi napajanja postanu neupotrebljivi zbog preopterećenja.
Općenito, izbor u korist jednog ili drugog limitera treba napraviti uzimajući u obzir sklopove, a ponekad i karakteristike dizajna izvora ulaznog napona i karakteristike opterećenja.
To bi izgledalo kao besmislica. Otpor lampe se mjeri u cijelim omima, a otpor baterije je desetinki i stoti dio oma. Serijska veza bi trebala dovesti do preraspodjele napona: lampa je 12 volti, baterija je 2 volta - i baterija se neće puniti. Ali mnogi ljudi nisu dovoljno pametni da predvide pravi ishod.
Žarulja sa žarnom niti (i halogena) radi kao barretter, s promjenjivim unutrašnjim otporom, ovisno o grijanju (struja koja teče i napon koji pada na nju), što zauzvrat mijenja pad napona na lampi. Kao rezultat toga, lampa održava relativno konstantnu struju u krugu, ograničava ovu struju, štiti krug od kratkog spoja - i ima mali otpor, vrlo slabo krade napon iz opterećenja, čak i omogućava punjenje baterije ( moguće sporije).
Što je veća snaga lampe, to će omogućiti da prođe više struje. Ako tome dodate mogućnost paralelne ugradnje nekoliko lampi, možete podesiti i jačinu struje cijelog kruga i otpor snopa svjetiljki. I što je više lampi - to je strujni krug ekonomičniji, jer. ukupni otpor lampi je manji, a manje sijaju. Slično, kada se poredi sjaj lampi od 21W i 55W: 55W svetli mnogo slabije, uprkos većoj struji koja teče. A sa stepenom napunjenosti baterije, svjetlo postaje slabije, a onda će potpuno nestati - neka vrsta indikatora napunjenosti baterije: "malo lijevo". Nijedna lampa nije izazvala zasljepljivanje pri gledanju u nju.
(dodato 21.03.2016.) Baterija nije potpuno napunjena. Kada je struja dostigla minimalnu vrijednost od 1.1A, baterija je prestala da se puni (dok struja od 1.1A nastavlja da teče, čuda). Ukupno na bateriji je bilo 11,8V. To znači da u krug treba dodati još jedan tranzistor koji je na naponu od 12V na bateriji gasio lampu i direktno dovodio struju.
Postoji zavisnost od otpora lampe: što je lampa snažnija, to je manji otpor i manji pad napona na njoj. Kasnije ću morati da probam sa lampom od 100W. I više vremena za punjenje: odjednom se proces samo povećao 1,5 puta u vremenu.
(dodato 25.03.2016.) Baterija je napunjena do kraja (teorijski empirijski proračun), ali: vrijeme punjenja je toliko dugo (nekoliko dana/nedjelja) da se dodavanje od 21. dana može smatrati tačnim.
(dodato 26.03.2016.) Pričekajte provjeru UPS baterije. Konačno je dokrajčio akumulator: živjela je s mrtvom teglom - a sada su ploče pale. Možda je za to kriva ispitna struja od 15A, koja je pokrenuta na 1 minut. Možda zbog ploča koje su se raspadale, "punjenje" se dugo nije završilo: kratko spojene ploče su uspješno provodile struju od 1,1 A - opet, nema čuda: samo nedostatak znanja.
(dodato 27.03.2016.) Svi koji su isprobali metodu punjenja baterije preko sijalice, jednoglasno kažu da se to samo poklopilo sa baterijom u smislu smrti: lampa ne šteti bateriji. Ovo je logično: ne povećava jačinu struje, već je ograničava; Ne podiže napon, već ga snižava. Štoviše, snižavanje napona omogućuje punjenje nestandardnim izvorima napajanja, čiji se napon odabire ovisno o snazi lampe (što je manja snaga, to se može dopustiti veći višak napona). Ispravan izračun čak vam omogućava da punite bateriju pomoću punjača sa 19V laptopa. U mom slučaju, kada je baterija prestala primati punjenje (i trošila energiju na zatvorene ploče i kipljenje elektrolita), bilo je 12,7V na terminalima baterije na 14,4V na izvoru napajanja, što znači da je lampa od 21W imala 1,7V.
Kao rezultat toga, koristeći konvencionalni adapter za napajanje i sijalicu, možete stvoriti punopravni punjač za bateriju. Ali ovo je razlog da provjerite u praksi: kod kuće ima puno adaptera, puno lampi. Glavna stvar: tokom testa ne propustite povećanje napona na terminalima baterije iznad 14,4V ako lampa nije pravilno odabrana.
(dodato 29.03.2016.) Ispostavilo se da su halogene lampe prilično krhke. Ne znam kako, ali lampa od 55W se oštetila pritiskom na metalno kućište. Štaviše, nema vizuelnih znakova oštećenja - a struja u lampi je tekla oko spirale. Znam da kvarcno staklo ne možete dirati rukama - međutim, lampe nisu izgorjele i nisu otkazale na druge načine: ili je napon manji od nazivnog napona, ili struja, ili vrijeme gorenja.
(dodato 30.03.2016.) Uspješno punjenje UPS baterije preko 21W žarulje sa žarnom niti. Ne mogu provjeriti akumulator automobila, jer. nema servisiranog - ali je i baterija UPS-a kisela.
Tabela ograničenja snage lampe i struje:
- 100W, halogen. Za automobilski akumulator: struja<3.6А, для АКБ ИБП: <3.2А - для ИБП не годится,
- 55W, halogen. Za automobilski akumulator:<3А, для АКБ ИБП <2.9А - для ИБП не годится;
- 21W, sa žarnom niti. Za automobilski akumulator:<1.2-1.7А, АКБ ИБП: <1А - для авто не годится;
- 10W, sa žarnom niti. Za UPS bateriju<0.3А - годится для маленьких аккумуляторов?
- 5W, sa žarnom niti. Za UPS bateriju<0.2А - годится для маленьких аккумуляторов?
Podaci se zasnivaju na 5 godina staroj Bosch S4 019 bateriji i APC 7Ah UPS bateriji, ispražnjenoj na 6,6V. Izbor je napravljen u korist 100W za automobilsku bateriju i 21W za UPS bateriju.
LED lampe nisu pogodne za ovu svrhu.
(dodato 04.12.2016.) Lampa pruža gigantske mogućnosti. Ponovo
Uređaj, sastavljen prema shemi prikazanoj na sl. 1, odgađa dovod punog mrežnog napona na lampu za približno 0,2 s - trajanje punjenja kondenzatora instaliranog u njemu. Ovo je sasvim dovoljno da se efikasno ograniči udarna struja kroz hladnu zavojnicu lampe. Preostali pad napona na limiteru je oko 5 V.
U početku je nekoliko kopija limitera sastavljeno pomoću otpornika MLT-0,5, tranzistora KT940A, diode KD105B i simistora KU208G. U budućnosti sam se prebacio na male dijelove, čije su vrste prikazane na dijagramu, i otpornike manje snage, uključujući i one namijenjene površinskoj montaži. Ova verzija limitera može se montirati na štampanu ploču prikazanu na sl. 2.
Sa snagom EL1 lampe većom od 100 W, MAC97 triac mora se zamijeniti snažnijim VT137 ili VTA12-600. Ako je takav tiristor opremljen hladnjakom, a umjesto tranzistora MJE13001 ugrađen je MJE13003, dopuštena snaga opterećenja će doseći 2 kW. Kondenzator C1 može se povećati na 470 mikrofarada.
Svi proizvedeni limiteri rade besprijekorno više od tri godine.
Datum objave: 08.08.2009
Mišljenja čitalaca
- Dmitrij / 19.05.2014 - 10:16
Da li neko zna adresu autora ove šeme??? Ovdje bi pitao koje detalje staviti za moćne lampe??? I onda sam na kraju skupio - treperenje i gubitak snage !!! [email protected] - satwalker / 13.02.2013 - 19:45
Umjesto jednog MJE13001 uzimamo 2 kom. i od njih gradimo Darlington tranzistor. Testirano sa BTA06-600. Možete smanjiti R4 na (47-22) kOhm. - Rafi / 02.10.2012 - 06:54
Veoma validno, jezgrovito, sažeto i tačno. WD. - Eugene / 08.09.2010 - 12:06
U ovom krugu, trijak se otvara samo na pozitivnom poluvalu. Otuda i treperenje i pad svjetline. Kako ne mijenjati vrijednosti elemenata - nećete se riješiti ove kronike. Osim toga, na triaku UE praktički nema pulsa, a oni (triaci) vole da bude kratak i sa strmim frontovima. I ovdje gotovo da nema mirisa fronta, a to je određeno naponom i brzinom otvaranja tranzistorovog broj-em prijelaza. Simistor ne živi dugo u takvim uslovima. Shema je samo 50% funkcionalna, ideja postoji, ali je razvijena na embrionalnom nivou. - RonW / 01.11.2009 - 21:37
Po mom mišljenju problem je u niskom koeficijentu prijenosa tranzistora - MJE13001 ga ima na nivou 10-40 (mjerio sam 20). S velikim R4, nema dovoljno struje kolektora za otvaranje tiristora (na primjer, BT134). Za moćnije, može biti još gore. KT940 ima h>25 (mjerio sam 60-70). Ili koristite KT940 ili smanjite R4. - Vitalij / 12.10.2009 - 20:33
Eugene, odlučio je još malo mučiti ovu šemu. Koristio sam BT137 i MJE13003, smanjio sam otpornike R2, R3, R4 za 10 puta, uzeo sam kondenzator na 2200 mikrofarada, R1 na 1 kOhm. Treperenje se primjetno smanjilo, ali su otpornici počeli gorjeti (ili bolje rečeno, dio, budući da je par imao promjene od 1 vata). Možete li savjetovati... - Vitalij / 01.10.2009 - 19:01
Ako zatvorite kolektor-emiter, lampa ne treperi, ali sam ipak pokušao smanjiti ocjene: prepolovio sam R2 i R4 - provjerio sam u svim kombinacijama, a R1 je također uzeo i 1 i 3 kOhm. Provjerio sam to na dva različita trijaka i čak pokušao zamijeniti zaključke 1 i 2 - ne znam da li je to moguće, ali ništa nije izgorjelo. Nemam pojma šta drugo da probam. - Eugene / 30.09.2009 - 15:32
A ako zatvorite kolektor-emiter tranzistora da li lampica treperi?Ako da probajte smanjiti otpornik R4.negdje za pola. Možete pokušati smanjiti i R2. - Vitalij / 26.09.2009 - 14:46
Pokušao sam da sastavim sklop za luster (oko 400 vati) - koristio sam BT137 i BTA12-600, i tranzistore MJE13003, BUT11AX, BUH515, BU2508DF, 2SC2482 i sve isto do pune - lampa se primjetno upalila treperenje !! Pokušao sam smanjiti R1 na 1 kOhm, konder je uzimao od 220 do 1500 mikrofarada. Probao sam i sa ovim MAC97 tranzistorima - nema treperenja samo ako uzmete kt940a - i onda ne treperi ni sa jednim od sedamstora, ali snaga ocigledno nije dovoljna za 400W. Možda je moguće koristiti neki sovjetski tranzistor, ali moćniji? Na primjer, kt812a ili kt828a - veličina će mi odgovarati, jer će ploča biti skrivena u lusteru. Šta ti misliš? - Vitalij / 25.09.2009 - 18:23
sastavio sklop koristeći kt940a i mac97 - već 3 komada i svi rade odlično !!! Sutra ću kupiti nove tranzistore, inače se pokazalo da su ovi mrtvi (uzeo sam iz balasta pregorele štedljive lampe, u isto vrijeme sam saznao da stalno gore :)))) i ja ću pokušajte sa snažnim triacima. - Eugene / 18.09.2009 - 20:07
Vaš trijak se ne otvara u drugom polutalasu mrežnog napona. Pokušajte zatvoriti kolektor-emiter kratkospojnikom i uključiti ga. Ako je sve pravilno sastavljeno, lampa će se odmah upaliti na punoj temperaturi. Ako ne, onda provjerite vezu triaka. Pokušajte smanjiti R1 na 1 kΩ. (eufs()email.ua) - Vitalij / 09.09.2009 - 18:08
Danas sam uzeo ovaj uzorak. Koristio sam BT137, 13003, 470 mikrofarad konder. Postoji strašno treperenje lampe od 100 vati i jasno smanjenje svjetline sjaja. Možda nešto nije u redu??? Ja sam uglavnom samo laik u svemu tome, ali na ovako jednostavnim šemama pokušavam nešto naučiti i učiniti nešto korisno.
LIMITER STRUJE LAMPE
Do sada je bilo ljudi koji su dokazali učinak upotrebeuštedu energijelampe. Sada ćemo ispitati istinitost ili netačnost ove izjave.
Smatramo: cijena dobre žarulje sa žarnom niti (LN) je 0,4 dolara,štedna lampa (EL) - 4$. Vek trajanja oba je isti, oko šest meseci.
po danu, uštede od korištenja(EL) iznosi oko 0,3 kW, za šest mjeseci 0,3x180 = 60 kW. Po cijeni od 1 kWh - 0,03$, polugodišnji efekat će biti 0,03x60 = 2$. Oduzmite ovaj iznos od cijene(EL) i kao rezultat imamo 0,4$ po LN, u odnosu na 2,0 $ po EL. Komentari su suvišni.
Da dodatno pojačamo superiornostžarulje sa žarnom niti u odnosu na one koje štede energiju, napravit ćemo jednostavan krug za ograničavanje ulazne struje kroz nit kada je uključenlampe sa žarnom niti.
Krug ograničavača struje lampe preuzet je iz radija 8-2009 i toliko je jednostavan da ne možete otrovati ploču, već je izrezati rezačem. Veličina ploče 20x25 mm. Princip rada kruga zasniva se na glatkom, u roku od pola sekunde, dovodu napona na lampu. Osim toga, kao rezultat toga, ne isporučuju se svi 220 V, već oko 200 V - što dodatno povećava vijek trajanja LN-a.
Najskuplji predmetograničavač struje lampetriac - košta 0,3 dolara, mislim da svi imaju ostale detalje.
Tranzistor KT940 može se istrgnuti iz modula u boji neradnog sovjetskog 3USCT televizora - ima ih 6. Triac ćemo zamijeniti sa TS106-8. Kondenzator 200 - 1000 mikrofarada na 10 V.
Gotova ploča ograničavač struje lampe, umotano u nešto što izoluje,
