30.03.21

[Домашняя]

Электронный выключатель предназначен для ламп накаливания напряжением 220 В и мощностью до 60 Вт. Экспериментальная проверка современных бытовых ламп накаливания мощностью 40, 60, 75 и 100 Вт показала, что их сопротивление в холодном состоянии составляет 62, 36, 32, 26 Ом, а в горячем - 1210, 615, 650, 490 Ом соответственно. То есть, отношение горячего сопротивления лампы к холодному состав­ляет в среднем 20. Продлить срок службы лампы накаливания можно путем уменьшения мощности, подводимой к ней в момент включения, с последующим включением на полную мощность. Наиболее просто это можно осуществить с помощью тиристорно-диодного элемента, который включается последовательно с лампой. При включении напряжение на лампу поступает сначала через диод, при этом мощность, которая подводится к лампе, будет в 2 раза меньше номинальной. Нить накала разогревается в менее напряженных условиях и сопро­тивление ее возрастает. Через некоторое время включается тиристор, который соединен встречно-параллельно диоду, и на лампу подается полная мощность. По такой схеме работает целый ряд описанных в радиолюбительской периодике схем, но громоздкость управления тиристором или большая емкость времязадающего конденсатора накладывают ограничения на практическую реализацию этих устройств - разместить их в коробке настенного выключателя крайне сложно. На рис. 1 показан вариант электронного выключателя, в котором упомянутые ограничения сняты.

Силовая часть выключателя по схемному решению не отличается от известных, кроме типа использованного тиристора, а вот схема управления содержит всего четыре элемента, три из которых - маломощные резисторы. Емкость времязадающего конденсатора также на 1...2 порядка меньше, чем обычно. Все это позволило значительно уменьшить габариты и разместить его в штатном одноклавишном выключателе. Работает устройство следующим образом. При включении штатного выключателя S1 последовательно с лампой накаливания EL1 включается диод VD1, который пропускает ток через лампу только в течение полупериода напряжения сети. В результате к лампе подводится вдвое меньшая мощность, и нить накала лампы разогревается в щадящем режиме, сопротивление ее постепенно увеличивается. Одновременно при этом происходит заряд конденсатора С1. По истечении 1...2 с напряжение на конденсаторе достигает величины, необходимой для открытия тиристора VS1, и к лампе подводится полная мощность. При отключении лампы выключателем S1 конденсатор разряжается через R2, R3, управляющий переход тиристора и схема готова к повторному включению лампы накаливания. Время готовности составляет примерно 2...3 с. Детали. В электронном выключателе используются резисторы типа МЛТ-0,25, конденсатор - К50-6, диод - КД105 с любым буквенным индексом, его можно заменить на Д226Б, тиристор типа КУ110А на ток 0,3 А и напряжение 300 В. Все элементы монтируются на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,8...1,0 мм. Проводниками платы являются площадки фольги, которые отделены друг от друга прорезями шириной не менее 2 мм. Рисунок печатной платы и схема соединения элементов показаны на рис.2.

Размеры печатной платы подобраны под унифицированный выключатель для скрытой проводки. Основание этого выключателя унифицировано и может быть использовано после установки дополнительных деталей для двух и трехклавишных выключателей. Порядок доработки одноклавишного выключателя и монтажа «электроники» на нем следующий. Старый штатный выключатель лампы отсоединяется от проводов «а» и «б» коробки и изымается. В новом выключателе устанавливается дополнительная клемма 1 слева от нижней клеммы 3. Для этого в выемке, которая предназначена для многополюсного исполнения выключателя, высверливают отверстие и новая клемма закрепляется с помощью болтового соединения. Со стороны распорных лапок выключателя в двух крайних «наплывах» высверливают отверстия для крепления монтажной платы. Монтажная плата устанавливается на наплывы и крепится двумя болтами. Провод, идущий от анода тиристора, присоединяют к клемме 1 со стороны распорных лапок, а провод от катода тиристора - к верхней клемме выключателя (клемма 4). Выключатель устанавливают в настенную коробку и к его двум нижним клеммам 1 и 3 присоединяют провода «а» и «б» сети. Номиналы резисторов R1, R2 и R3, указанные на рис.1, не являются критическими, ими можно варьировать, желательно в сторону уменьшения. Эксплуатация двух экземпляров выключателей в наиболее напряженных участках квартирной сети на протяжении нескольких лет показала, что срок службы лампы накаливания возрастает примерно вдвое. Внешний вид электронного выключателя со стороны распорных лапок показан на фотографии.

От редакции. Для повышения надежности в качестве VS1 рекомендуем применять тиристоры, рассчитанные на напряжение 350 В.

Радиохобби №6 2000г стр. 41