Impulssivirran rajoitin hehkulampuille. Käynnistysvirran rajoitin, kun hehkulamppu sytytetään. Käsisäätöinen piiri
Virranrajoitin - laite, joka on suunniteltu estämään mahdollinen virran nousu piirissä ennalta määrätyn arvon yläpuolella. Yksinkertaisin rajoitin on tavallinen sulake. Rakenteellisesti sulake on sulakelinkki, joka on suljettu eristimeen - koteloon. Jos kuorman kuluttama virta syystä tai toisesta kasvaa piirissä, sulakelinkki palaa ja kuorma ei enää saa virtaa.
Rajoittimien tyypit
Kaikilla sulakkeen käytön eduilla siinä on yksi vakava haitta - heikko suorituskyky mikä tekee käytön mahdottomaksi joissakin tapauksissa. Haittoja ovat sulakkeen kertakäyttöisyys - jos se palaa, sinun on etsittävä ja asennettava täsmälleen sama sulake kuin palanut.
Elektroniset rajoittimet
Paljon edistyneempiä kuin yllä mainitut sulakkeet ovat elektroniset rajoittimet. Perinteisesti tällaiset laitteet voidaan jakaa kahteen tyyppiin:
- palautuu automaattisesti vian poistamisen jälkeen;
- manuaalisesti palautettu. Esimerkiksi: rajoittimen piirissä on painike, jonka painaminen johtaa sen uudelleenkäynnistykseen.
Erikseen on syytä mainita niin sanotut passiiviset suojalaitteet. Tällaiset laitteet on suunniteltu valo- ja/tai äänimerkinantotilanteisiin, kun kuorman sallittu virta ylittyy. Suurin osa näistä järjestelmistä Hälytyksiä käytetään yhdessä elektronisten rajoittimien kanssa.
Yksinkertaisin kenttätransistoripiiri
Yksinkertaisin ratkaisu, kun kuorman tasavirtaa on tarpeen rajoittaa, on käyttää FET-piiriä. Tämän laitteen kaaviokuva on esitetty kuvassa 1:
Riisi. 1 - FET-piiri
Kuormavirta käytettäessä kuvassa 1 esitettyä piiriä ei voi olla suurempi kuin käytetyn transistorin alkuperäinen nieluvirta. Siksi rajoitusalue riippuu suoraan transistorin tyypistä. Esimerkiksi kotitaloustransistoria KP302 käytettäessä rajoitus on 30-50 mA.
Edellä kuvatun järjestelmän suurin haitta on rajarajojen muuttamisen vaikeus. Edistyneemmissä laitteissa tämän haitan poistamiseksi käytetään lisäelementtiä, joka suorittaa anturin toiminnot. Yleensä tällainen anturi on voimakas vastus, joka on kytketty sarjaan kuorman kanssa. Sillä hetkellä, kun jännitehäviö vastuksen yli saavuttaa tietyn arvon, virtaa rajoitetaan automaattisesti. Kaavio tällaisesta laitteesta on esitetty kuvassa 2.
Riisi. 2 - Kaavio bipolaarisista transistoreista
Kuten näette, piiri perustuu kahteen bipolaariseen transistoriin, joiden rakenne on n - p - n. Anturina käytetään vastusta R 3, jonka resistanssi on 3,6 ohmia.
Laitteen toimintaperiaate on seuraava: jännite lähteestä syötetään vastukseen R 1 ja sen kautta transistorin VT 1 kantaan. Transistori avautuu ja suurin osa lähteestä tulevasta jännitteestä syötetään laitteen lähtöön. Tässä tapauksessa transistori VT 2 on suljetussa tilassa. Sillä hetkellä, kun anturin (vastus R 3) jännitehäviö saavuttaa transistorin VT 2 avautumiskynnyksen, se avautuu ja transistori VT 1 päinvastoin alkaa sulkeutua, mikä rajoittaa laitteen lähdön virtaa. LED HL 1 on rajoittimen toiminnan merkkivalo.
Vasteen kynnys riippuu vastuksen R 3 resistanssista ja transistorin VT 2 avautumisjännitteestä. Kuvatun piirin rajakynnys on: 0,7 V / 3,6 Ohm = 0,19 A.
Käsisäätöinen piiri
Joissakin tapauksissa tarvitaan laite, joka pystyy manuaalisesti muuttamaan kuorman nykyistä raja-arvoa, esimerkiksi kun on kyse auton akkujen lataamisesta. Säädettävän laitteen kaavio on esitetty kuvassa 3.
Riisi. 3 - Kaavio virtarajan säädöllä
Laitteen tekniset tiedot:
- tulojännite - jopa 40 V;
- lähtöjännite - jopa 32 V;
- virran rajoitusalue - 0,01 ... 3 A.
Piirin pääominaisuus on kyky sekä muuttaa kuorman virtarajan suuruutta että kyky säätää lähtöjännitettä. Virtaraja asetetaan säädettävällä vastuksella R 5 ja lähtöjännitteellä säädettävällä vastuksella R 6. Virtaraja-alue määräytyy virtaanturin - vastuksen R2 resistanssin mukaan.
Tällaista laitetta suunniteltaessa on syytä muistaa, että VT 4:lle on varattu melko paljon tehoa, joten elementin ylikuumenemisen ja vian mahdollisuuden poistamiseksi se on asennettava jäähdyttimeen. Huomaa myös, että säädettävillä vastuksilla R5 ja R6 on oltava lineaarinen säätöriippuvuus laitteen mukavampaa käyttöä varten. Käytettyjen osien mahdolliset analogit:
- Transistorit KT815 - VD139;
- Transistori KT814 - VD140;
- Transistori KT803 - 2N5067.
Päätelmän sijaan
Ei voida väittää, että yksi tai toinen menetelmä virran rajoittamiseksi on parempi tai huonompi. Jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Lisäksi jokaisen käyttö on suositeltavaa tai täysin mahdotonta hyväksyä tietyssä tapauksessa. Esimerkiksi sulakkeen käyttö hakkuriteholähteen lähtöpiirissä on pääosin epäkäytännöllistä, koska sulake suojaelementtinä ei ole riittävän nopeus. Yksinkertaisesti sanottuna sulake voi palaa, kun virtalähteen tehoelementit tulevat käyttökelvottomiksi ylikuormituksen vuoksi.
Yleensä valinta yhden tai toisen rajoittimen hyväksi tulisi tehdä ottaen huomioon tulojännitelähteen piirit ja joskus suunnitteluominaisuudet ja kuormitusominaisuudet.
Se vaikuttaisi hölynpölyltä. Lamppuresistanssi mitataan kokonaisina ohmeina ja akun resistanssi on ohmin kymmenesosia ja sadasosia. Sarjakytkennän pitäisi johtaa jännitteen uudelleenjakoon: lamppu on 12 volttia, akku on 2 volttia - ja akkua ei ladata. Mutta monet ihmiset eivät ole tarpeeksi älykkäitä ennustamaan todellista tulosta.
Hehkulamppu (ja halogeenilamppu) toimii kuin piippu, ja sen sisäinen vastus vaihtelee lämmityksestä riippuen (virta kulkee ja jännite putoaa siihen), mikä puolestaan muuttaa jännitehäviötä lampun yli. Seurauksena on, että lamppu ylläpitää suhteellisen vakiovirtaa piirissä, rajoittaa tätä virtaa, suojaa piiriä oikosululta - ja sillä on pieni vastus, se varastaa erittäin heikosti jännitteen kuormasta, jopa mahdollistaa akun latauksen (mahdollisesti hitaammin).
Mitä suurempi lampun teho, sitä enemmän virtaa se päästää läpi. Jos lisäät tähän mahdollisuuden asentaa useita lamppuja rinnakkain, voit säätää sekä koko piirin virranvoimakkuutta että lamppunipun vastusta. Ja mitä enemmän lamppuja - sitä taloudellisempi piiri, koska. lamppujen kokonaisvastus on pienempi ja ne loistavat vähemmän. Vastaavasti 21W ja 55W lamppujen hehkua verrattaessa: 55W hehkuu paljon himmeämmin, huolimatta suuremmasta virtauksesta. Ja akun latausasteen myötä valo himmenee, ja sitten se katoaa kokonaan - eräänlainen akun latausilmaisin: "vähän jäljellä". Mikään lamppu ei aiheuttanut sokaisua sitä katsottaessa.
(lisätty 21.03.2016) Akkua ei ole ladattu täyteen. Kun virta saavutti minimiarvon 1.1A, akku lopetti latauksen (kun taas 1.1A virta jatkaa, ihmeitä). Akun kokonaisjännite oli 11,8V. Tämä tarkoittaa, että piiriin on lisättävä toinen transistori, joka akun 12 V jännitteellä sammutti lampun ja syötti virran suoraan.
Lampun vastus on riippuvainen: mitä tehokkaampi lamppu, sitä pienempi vastus ja sitä pienempi jännitehäviö sen yli. Täytyy kokeilla myöhemmin 100W lampulla. Ja enemmän aikaa ladata: yhtäkkiä prosessi vain kasvoi 1,5-kertaiseksi ajassa.
(lisätty 25.3.2016) Akku on ladattu loppuun asti (teoreettinen empiirinen laskelma), mutta: latausaika on niin pitkä (useita päiviä/viikkoja), että lisäystä 21. päivästä voidaan pitää totta.
(lisätty 26.3.2016) Odota UPS:n akun tarkistusta. Lopulta sai auton akun valmiiksi: hän eli kuolleen purkin kanssa - ja nyt levyt ovat pudonneet. Ehkä 15A:n testivirta, joka käynnistettiin 1 minuutiksi, on syypää tähän. Ehkä murenevien levyjen takia "lataus" ei loppunut pitkään aikaan: oikosuljetut levyt johtivat onnistuneesti 1,1 A virran - taaskaan ei ihmeitä: vain tiedon puute.
(lisätty 27.3.2016) Jokainen, joka on kokeillut tapaa ladata akku hehkulampun kautta, sanoo yksimielisesti, että se vain osui akun kanssa kuolemaan: lamppu ei vahingoita akkua. Tämä on loogista: se ei lisää virran voimakkuutta, mutta rajoittaa sitä; Se ei nosta jännitettä, se laskee sitä. Lisäksi jännitteen alentaminen mahdollistaa lataamisen epätyypillisillä virtalähteillä, joiden jännite valitaan lampun tehon mukaan (mitä pienempi teho, sitä suurempi ylijännite voidaan sallia). Oikea laskelma mahdollistaa jopa akun lataamisen 19 V kannettavan tietokoneen laturilla. Minun tapauksessani, kun akku lakkasi vastaanottamasta latausta (ja hukkasi energiaa suljetuille levyille ja elektrolyytin kiehumiseen), akun navoissa oli 12,7 V virtalähteen 14,4 V jännitteellä, mikä tarkoittaa, että 21 W lamppu kesti 1,7 V.
Seurauksena on, että käyttämällä tavanomaista virtalähdettä ja hehkulamppua voit luoda täysimittaisen laturin akulle. Mutta tämä on syy tarkistaa käytännössä: kotona on paljon sovittimia, paljon lamppuja. Tärkeintä: älä missaa testin aikana jännitteen nousua akun navoissa yli 14,4 V, jos lamppua ei ole valittu oikein.
(lisätty 29.3.2016) Osoittautuu, että halogeenilamput ovat melko hauraita. En tiedä miten, mutta 55W lamppu vaurioitui kun sitä painettiin metallikoteloon. Lisäksi ei ole visuaalisia merkkejä vauriosta - ja lampun virta kulki spiraalin ympäri. Tiedän, että et voi koskettaa kvartsilasia käsilläsi - lamput eivät kuitenkaan palaneet eivätkä epäonnistuneet muilla tavoilla: joko jännite on pienempi kuin nimellisjännite tai virta tai palamisaika.
(lisätty 30.3.2016) UPS-akun lataus onnistui 21 W hehkulampun kautta. En voi tarkistaa auton akkua, koska. huollettavaa ei ole - mutta myös UPS:n akku on hapan.
Taulukko lampun teho- ja virtarajoituksista:
- 100W, halogeeni. Auton akulle: virta<3.6А, для АКБ ИБП: <3.2А - для ИБП не годится,
- 55W, halogeeni. Auton akulle:<3А, для АКБ ИБП <2.9А - для ИБП не годится;
- 21W, hehkulamppu. Auton akulle:<1.2-1.7А, АКБ ИБП: <1А - для авто не годится;
- 10W, hehkulamppu. UPS-akulle<0.3А - годится для маленьких аккумуляторов?
- 5W, hehkulamppu. UPS-akulle<0.2А - годится для маленьких аккумуляторов?
Tiedot perustuvat 5 vuotta vanhaan Bosch S4 019 -akkuun ja APC 7Ah UPS-akkuun, joka on purettu 6,6 V:iin. Auton akulle valittiin 100 W ja UPS:n akulle 21 W.
LED-lamput eivät sovellu tähän tarkoitukseen.
(lisätty 12.4.2016) Valaisin tarjoaa jättimäisiä mahdollisuuksia. Tehty uudelleen
Laite, joka on koottu kuvan 2 kaavion mukaisesti. 1, viivästyttää täyden verkkojännitteen syöttöä lamppuun noin 0,2 s - siihen asennetun kondensaattorin latauksen kesto. Tämä riittää rajoittamaan tehokkaasti syöttövirtaa lampun kylmän kelan läpi. Jäännösjännitehäviö rajoittimen yli on noin 5 V.
Aluksi useita rajoittimen kopioita koottiin käyttämällä MLT-0.5-vastuksia, KT940A-transistoria, KD105B-diodia ja KU208G-simistoria. Jatkossa vaihdoin pieniin osiin, joiden tyypit on ilmoitettu kaaviossa, ja pienempitehoisiin vastuksiin, mukaan lukien pinta-asennukseen tarkoitetut. Tämä rajoittimen versio voidaan asentaa kuvan 1 mukaiselle piirilevylle. 2.
Jos EL1-lampun teho on yli 100 W, MAC97 triac on vaihdettava tehokkaampaan VT137 tai VTA12-600. Jos tällainen tyristori on varustettu jäähdytyselementillä ja MJE13001-transistorin sijaan asennetaan MJE13003, sallittu kuormitusteho saavuttaa 2 kW. Kondensaattori C1 voidaan kasvattaa 470 mikrofaradiin.
Kaikki valmistetut rajoittimet ovat toimineet moitteettomasti yli kolme vuotta.
Julkaisupäivämäärä: 08.08.2009
Lukijoiden mielipiteitä
- Dmitry / 19.05.2014 - 10:16
Tietääkö kukaan tämän järjestelmän kirjoittajan osoitetta??? Täällä hän kysyisi mitä yksityiskohtia laittaa tehokkaisiin lamppuihin ??? Ja sitten keräsin myös lopulta - välkkymistä ja tehon menetystä !!! [sähköposti suojattu] - satwalker / 13.02.2013 - 19:45
Yhden MJE13001:n sijaan otamme 2 kpl. ja niistä rakennamme Darlington-transistorin. Testattu BTA06-600:lla. Voit pienentää R4:n arvoon (47-22) kOhm. - Rafi / 02.10.2012 - 06:54
Erittäin pätevä, ytimekäs, ytimekäs ja asiallinen. WD. - Eugene / 08.09.2010 - 12:06
Tässä piirissä triac avautuu vain positiivisella puoliaallolla. Tästä johtuu välkkyminen ja kirkkauden lasku. Kuinka olla muuttamatta elementtien arvoja - et pääse eroon tästä kronikasta. Lisäksi triac UE:ssa ei käytännössä ole pulssia, ja he (triacit) pitävät siitä lyhyenä ja jyrkänä. Eikä täällä ole juuri mitään rintamien hajua ja tämän määrää transistorin numero-em-siirtymän jännite ja avautumisnopeus. Simistor ei elä pitkään sellaisissa olosuhteissa. Järjestelmä toimii vain 50 %, idea on olemassa, mutta se on kehitetty alkion tasolla. - RonW / 01.11.2009 - 21:37
Mielestäni ongelma on transistorin alhaisessa lähetyskertoimessa - MJE13001:ssä se on tasolla 10-40 (mitasin 20). Suurella R4:llä kollektorivirta ei riitä tyristorin avaamiseen (esim. BT134). Tehokkaammille se voi olla vielä pahempaa. KT940:ssä on h>25 (mitasin 60-70). Käytä joko KT940:tä tai vähennä R4:ää. - Vitaly / 12.10.2009 - 20:33
Eugene päätti kiusata tätä järjestelmää hieman enemmän. Käytin BT137:tä ja MJE13003:a, pienensin vastuksia R2, R3, R4 10 kertaa, otin kondensaattorin 2200 mikrofaradilla, R1 1 kOhmilla. Vilkkuminen väheni huomattavasti, mutta vastukset alkoivat palaa (tai pikemminkin osa siitä, koska parilla oli 1 watin muutoksia). Voitko neuvoa... - Vitaly / 01.10.2009 - 19:01
Jos suljet kollektori-emitterin, lamppu ei vilku, mutta yritin silti pienentää arvoja: puolitin R2 ja R4 - tarkistin kaikki yhdistelmät ja R1 otti myös sekä 1 että 3 kOhm. Tarkistin sen kahdella eri triacilla ja jopa yritin vaihtaa johtopäätökset 1 ja 2 - en tiedä onko mahdollista tehdä tämä, mutta mikään ei palanut. Minulla ei ole aavistustakaan mitä muuta kokeilla. - Eugene / 30.09.2009 - 15:32
Ja jos suljet transistorin kollektori-emitterin, välkkyykö lamppu?Jos kyllä, yritä pienentää vastusta R4.Joskus puoleen. Voit yrittää vähentää ja R2. - Vitaly / 26.09.2009 - 14:46
Yritin koota piirin kattokruunulle (noin 400 wattia) - käytin BT137 ja BTA12-600 sekä transistoreja MJE13003, BUT11AX, BUH515, BU2508DF, 2SC2482 ja samalla kappaleella - lamppu leimahtaa huomattavasti voimakkaasti täyteen!! Yritin pienentää R1:tä 1 kOhmiin, konderi kesti 220:sta 1500 mikrofaradiin. Kokeilin myös näillä MAC97 transistoreilla - ei ole välkkymistä vain jos ottaa kt940a - ja sitten se ei välkytä millään seitsemillä, mutta teho ei selvästikään riitä 400W:iin. Ehkä on mahdollista käyttää jonkinlaista Neuvostoliiton transistoria, mutta tehokkaampaa? Esimerkiksi kt812a tai kt828a - koko sopii minulle, koska taulu on piilotettu suoraan kattokruunuun. Mitä mieltä sinä olet? - Vitaly / 25.09.2009 - 18:23
koottu piirin käyttäen kt940a ja mac97 - jo 3 kappaletta ja ne kaikki toimivat hienosti !!! Huomenna ostan uudet transistorit, muuten nämä osoittautuivat kuolleiksi (otin palaneen energiansäästölampun liitäntälaitteesta, samalla huomasin, että ne palavat jatkuvasti :)))) ja kokeilen voimakkailla triacilla. - Eugene / 18.09.2009 - 20:07
Triakkisi ei avaudu verkkojännitteen toisessa puoliaalossa. Yritä sulkea kollektori-emitteri jumpperilla ja kytke se päälle. Jos kaikki on koottu oikein, lamppu syttyy heti täydellä lämmöllä. Jos ei, tarkista triacin liitäntä. Yritä pienentää R1 arvoon 1 kΩ. (eufs()email.ua) - Vitaly / 09.09.2009 - 18:08
Otin tämän mallin tänään. Käytin BT137, 13003, 470 microfarad conderia. Siellä on 100 watin lampun kauhea välkkyminen ja hehkun kirkkaus heikkenee selvästi. Ehkä jotain on vialla??? Olen kaikessa tässä vain maallikko, mutta niin yksinkertaisilla suunnitelmilla yritän oppia jotain ja tehdä jotain hyödyllistä.
LAMPUN VIRTARAJOITIN
Tähän asti on ihmisiä, jotka ovat todistaneet käytön vaikutuksenenergiansäästölamput. Tutkimme nyt tämän väitteen totuutta vai valhetta.
Otamme huomioon: hyvän hehkulampun (LN) hinta on 0,4 dollaria,energiansäästölamppu (EL) - 4$. Molempien käyttöikä on sama, noin kuusi kuukautta.
päivässä, säästöt käytöstä(EL) on noin 0,3 kW, kuuden kuukauden ajan 0,3x180 = 60 kW. 1 kWh:n hinnalla - 0,03$, puolivuotisvaikutus on 0,03x60 = 2$. Vähennä tämä summa hinnasta(EL) ja tuloksena meillä on 0,4$ per LN, verrattuna 2,0:aan $ per EL. Kommentit ovat turhia.
Parantaa ylivoimaa entisestäänhehkulamput energiaa säästävien lamppujen sijaan, teemme yksinkertaisen piirin rajoittamaan hehkulangan läpi kulkevaa syöttövirtaa, kun se kytketään päällehehkulamput.
Lampun virranrajoittimen piiri on otettu radiosta 8-2009 ja on niin yksinkertainen, että levyä ei voi myrkyttää, vaan leikata se irti leikkurilla. Taulun koko 20x25 mm. Piirin toimintaperiaate perustuu tasaiseen, puolen sekunnin sisällä, lampun jännitteensyöttöön. Lisäksi seurauksena ei ole kaikkia 220 V, vaan noin 200 V - mikä lisää entisestään LN: n käyttöikää.
Kallein kohdelampun virran rajoitintriac - maksaa 0,3 dollaria, mielestäni kaikilla on loput yksityiskohdat.
KT940-transistori voidaan repiä pois toimimattoman Neuvostoliiton 3USCT-television värimoduulista - niitä on 6. Vaihdamme triacin TS106-8:aan. Kondensaattori 200-1000 mikrofaradia 10 V jännitteellä.
Valmiit lauta lampun virran rajoitin, kääritty johonkin eristävään,
