Лампу накаливания через диодный мост: Как сделать светодиодную лампу своими руками

Что такое диодный мост: схема и принцип работы

Таким мостом называется электроустройство миниатюрного размера, используемое в электросхемах и светодиодном оборудовании для трансформирования электротока, а именно его изменение из переменного значения в постоянное. Также оно выпрямляет ток в схеме. Важная часть двухполупериодного элемента питания, так и называемая — выпрямителем.

Большинство предприятий, производств и просто жителей городов и сел страны активно приобретают светодиодные лампы и ленты в качестве выгодной замены привычных источников света с нитями накаливания и даже галогеновых или люминесцентных ламп. Ведь LED лампы в 9 раз более экономны, чем накаливания и на 30-40% меньше затрачивают на аналогичную выработку яркости, чем другие «экономки». Современные источники света на экономных кристаллах не имеют в своем содержании вредных испарений, соединений, металлов и кислот, а значит, не загрязняют почву и не требуют специальной утилизации. Светодиоды, которые, как и обычные диоды, преобразуют ток, но только в светящийся эффект, не вырабатывают лучей в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре.

Во многом по конструкции светодиодная лампа не отличается от своих предшественников. В ней представлены два стандартных типа цоколя, штырьковый и резной, которые отличаются принципом действия. Резной или вкручивающийся цоколь подходит для использования в аналогичных патронах с напряжением 220 вольт (переменный ток). Каждая лампа имеет встроенный стабилизатор для регулирования напряжения в постоянное значение. Резные цоколи – привычные Е14, Е27 и Е40, где цифровое значение указывает на расстояние между контактами цоколя.

Штырьковый цоколь характерен для большинства ламп, работающих от низких значений напряжения, и выглядит как два металлических или керамических столбика со шляпкой на конце или без нее. К таким цоколям можно отнести светодиодные лампы MR16, G4,G9.GU10 и другие. Некоторые модели можно использовать для основного освещения, однако большинство ламп штырькового типа предназначены для точечной или акцентной вспомогательной подсветки витрин, ступеней дома, салона автомобиля, номерных знаков, приборной панели и т. п.

И самое главное – в основе всех этих современных источников света – все тот же диодный мост из светодиодов, который мы рассмотрим ниже.

Схема диодного моста

Наиболее примитивным способом, т.е. схемой подключения диодов, является комплекс из четырех последовательно соединенных полупроводников, которые создают нечто наподобие ромба. Далее по схеме мост подключается к разным по полярности источникам, снимая при этом переменное напряжение, преобразовывая его в постоянное значение.

По разновидностям и от того, какая схема подключения, разделяют два основных вида:

• Однофазный диод,
• Трехфазный.

Чтобы разыскать диод в электросхеме, необходимо обратить внимание, на то, что обычно его обозначение выглядит так:

А тот самый примитивный мост, состоящий из четырех диодов, в соединенном состоянии передается таким рисунком:

Однако на многих общих схемах обозначения диодного моста можно встретить и такой, более простой:

Или же, наоборот, детализированный:

Главное во всех схемах – правила, по которым необходимо этот элемент подключать к напряжению. Правильно это нужно делать так:

Выпрямитель Ларионова – еще одна распространенная схема подключения. Это трехфазный диод, пропускающий полуволны поочередно. На чертеже это демонстрируется как:

Техническая схема предполагает полупроводниковый диод-выпрямитель и его разновидности, в числе которых диод Шоттки. Выпрямитель из данных сборок крайне отличается от остальных. Так, он применим в блоках питания импульсного типа, ведь кристалл Шоттки имеет невысокую барьерную силу, малое время на обратное восстановление. Используется зачастую в схемах, где катод и анод – общий. В графике это представлено таким образом:

Устройство диодного моста

Для того, чтобы самостоятельная сборка состоялась успешно, необходимо выбрать диодный мост, подходящий по основным параметрам. К главным показателям таких устройств можно отнести важнейших два:

• Обратное напряжение;
• Ток в максимальном значении обратный.

То есть при выборе разновидности моста с рабочим напряжением от обычной сети, а именно 220 вольт,
Номинальная сила напряжения у приобретаемого продукта должна быть не меньше 400 вольт, а сила тока в выпрямленном состоянии – не меньше 3 ампер. Стоит обращать внимание и на мощности пикового тока (максимальная концентрация в один момент) и обратного напряжения. В данном случае, например, пик – около 50 ампера, а обратка по напряжению – 600-1000 ватт, смотря какую модель моста вы выбрали.

Само устройство моста подразумевает наличие корпуса, форма которого может отличаться в зависимости от схемы подключения диодов. Так, могут быть прямоугольные и квадратные модели, и даже в один ряд в виде прямой платы. В квадратном корпусе можно встретить выводы, размещенные по углам устройства. Также устройство моста требует алюминиевых плат или специальных радиаторов для отвода излишков тепла, которое неизбежно возникает во время прохождения такого количества напряжения и силы тока через небольшие элементы микросхемы. Поэтому все мосты имеют отдельные крепежные элементы.

Рекомендуем выбирать модели, в которых диоды умещены в один корпус. Это позволяет:

• Мосту не перегреваться и поддерживать нормальный эксплуатационный режим без сбоев;
• Диоды, размещенные в одном устройстве, изготавливаются на заводе в одной партии, поэтому с большей вероятностью будут иметь схожие параметры, что благоприятно скажется на всей работе прибора;
• Экономия пространства на плате за счет плотного размещения внутри одного бокса.

Принцип работы диодного моста

Отрицательная волна в диодном мосте не уменьшается, а трансформируется в положительную.

Это происходит из-за того, что он как бы «подчиняет» себе нестабильный переменный ток, который меняет свое направление по несколько раз в одночасье, образуя то положительные в амплитуде, то отрицательные полуволны.

При подаче нагрузки через генератор, диодный мост все выравнивает, ведь поочередно в игру вступают то первые два полупроводника, то последующие два. То есть происходит соприкосновение двух полупроводников разной проводимости или p-n-переход, называемый также электронно-дырочным, поскольку в нем участвуют и электроны, и дырки.

Как собрать диодный мост

Поскольку найти сегодня старые постперестроечного периода подобные выпрямители довольно непросто, то детально рассматривать схему сборки и пайки советского образца не будем. Только стоит упомянуть, что выглядит схема для пайки четырех последовательно подключенных диодов так:

Собрать современный мост даже проще: если представить его в виде ромба, то на северном угле будет вход с переменным значением, как и на южном. Западный угол уйдет под выход с отрицательным значением, а восточный – с положительным.

Чем отличаются диодные мосты

Они отличаются в первую очередь такими существенными показателями как:

• Форма корпуса;
• Схема расположения выводов.

Выводы могут быть в один ряд, с углов и даже снизу корпуса. Также различия составляют такие критерии как мощность напряжения (400-1000 ватт), сила тока обратного и на максимальных значениях.

Как проверить исправность диодного моста

Несмотря на цену и надежность, любая модель моста такого типа неизбежно сталкивается с таким понятием как остаточная пульсация, которая в любом случае остается. Поэтому рекомендуем проверять исправность устройства с помощью мультиметра, а именно вольтаж, омметраж и показатели в ваттах. Подавайте на диод напряжение не больше 3 вольт.

Опубликовано: 2020-06-09
Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Светорегулятор с плавным гашением лампы

Андрей Шарый, Черниговская обл, с. Кувечичи. E-mail andr (at) chspu.edu.ua

Достоинство — включается в разрыв провода питания, может разместится
под штатным выключателем в стене. Не тебует дефицитных деталей.

В радиолюбительской литературе описано немало разнообразных тиристорных
регуляторов напряжения. Благодаря высокому КПД и малым габаритам эти устройства
достаточно популярны. Современная элементная база позволяет несколько
улучшить параметры старых вариантов таких регуляторов.

Автором этой статьи на основе сенсорного выключателя освещения, описанного
в [1], разработан удобный светорегулятор, позволяющий плавно регулировать
яркость сетевой лампы накаливания, устранять стартовый бросок тока и осуществлять
плавное постепенное гашение лампы после выключения.

Достоинством устройства является возможность включать его просто в разрыв
сетевого провода, питающего лампу, что выгодно отличает его от других
тиристорных регуляторов. Падение напряжения на самом светорегуляторе при
максимальной яркости не превышают единиц вольт.

Схемотехника устройства традиционна, тиристор включен в диагональ моста,
импульсное управление реализовано на генераторе коротких импульсов, собранном
на аналоге однопереходного транзистора (VT2,VT3). Можно конечно применить
и однопереходной транзистор, но это сделает устройство дороже и совсем
не намного меньше. Сам генератор управляющих импульсов содержит еще управляемый
напряжением источник тока на транзисторе VT1, благодаря чему стало возможным
изменять момент открывания тиристора как с помощью переменного резистора,
так и посредством изменяющегося напряжения на конденсаторе C1.

Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема светорегулятора.

Габариты устройства зависят в основном от примененных тиристора и диодного
моста. В более габаритном варианте применен тиристор КУ202Н, КУ202К и
импортный диодный мост RB157, рассчитанный на силу тока до 1.5А при напряжении
допустимом обратном напряжении около 400В. При отсутствии оного можно
применить любой подходящий по напряжению и току мост, даже на дискретных
диодах. Из малогабаритных подойдут КД105Г (мощность лампы не более 60Вт),
или еще более мелкие импортные 1N4007, мощность лампы с которыми может
достигать 200Вт. Можно также применять диодные мосты 1.5-2А 600В, используемые
в импульсных компьютерных блоках питания, они имеют прямоугольный пластиковый
корпус и расположение выводов в один ряд «гребешком».

Еще более уменьшить габариты можно применив тиристор семейства Т106-10-4,
выполненный в пластмассовом корпусе ТО220, как у мощных транзисторов типа
КТ805, КТ819. Для уменьшения габаритов желательно применить миниатюрный
стабилитрон в стеклянном корпусе (VD2), напряжение стабилизации может
быть в пределах 9 — 15В, рабочий ток более 3 мА. Печатные платы со схемой
расположения элементов и вид одного из вариантов готового устройства на
рисунках.

Рисуной печатной платы и расположение деталей варианта с применением
тиристора Т106-10-4

Рисунокпечатной платы и расположение деталей варианта с применением тиристора
КУ202Н

Внешний вид собранного устройства.

К описанию также прилагается инструкция пользователя
[instr.zip] 8 кб.

Литература.

1. Д.Приймак Сенсорный выключатель освещения // В помощь радиолюбителю
   выпуск
   
   88, с.63.

Большая просьба: о результатах повторения сообщать о результатах повторения
автору andr (at) chspu. edu.ua

Генератор

— Как лампа накаливания используется для стабилизации усиления?

Задавать вопрос

спросил
2 года 5 месяцев назад

Изменено
2 года, 5 месяцев назад

Просмотрено
210 раз

\$\начало группы\$

Если в приведенной ниже схеме генератора на мосту Вина для автоматической регулировки усиления используется лампа накаливания, как это на самом деле влияет на усиление?

Я знаю, что сопротивление лампы увеличивается по мере нагрева нити накала, но мне сказали, что ее можно использовать в качестве элемента с переменным усилением для стабилизации усиления. Чего я не понимаю, так это того, как это меняется.

Насколько я могу судить, лампочка в этой схеме используется вместо другого резистора, который образует делитель напряжения с резистором R3, который выводится на инвертирующую клемму операционного усилителя. Если бы лампочка была заменена резистором R4, я мог бы понять, как выбор значений для резисторов позволит пользователю контролировать усиление, но я не понимаю, как это делает лампа.

Возможно, я неправильно понимаю, но, насколько я могу судить, лампа могла автоматически регулировать усиление, вместо того, чтобы выбирать номинал резистора. Это потому, что лампы накаливания нагреваются так сильно, что сопротивление постоянно увеличивается? И если причина в этом, то как это свойство связано с коэффициентом усиления схемы?

Мне также интересно, каково фактическое преимущество использования этих ламп вместо других методов стабилизации усиления, таких как JFET или диоды. Поскольку большинство ламп накаливания больше не используются из-за их неэффективности, есть ли какое-то особое преимущество, которое означало бы, что кто-то может предпочесть использовать их в своей цепи?

• генератор
• делитель напряжения
• мост Вина

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

По мере увеличения амплитуды увеличивается мощность, рассеиваемая в нити накала
Это повышает температуру нити накала и, следовательно, его сопротивление, которое устроено таким образом, чтобы уменьшить коэффициент усиления, тем самым автоматически стабилизируя амплитуду.

Зачем выбирать лампу вместо другого нелинейного резистора (резистора с переменным напряжением), такого как JFET или что-то с диодами?

Чем хороша лампа, так это тем, что ее сопротивление изменяется медленно из-за тепловой инерции нити накала. Таким образом, сопротивление не сильно меняется в течение цикла синусоиды, изменяя усиление в течение каждого цикла, что добавило бы гармонические искажения к форме волны.

Таким образом, мостовые генераторы Вина с ламповой стабилизацией обычно используются там, где требуется низкое гармоническое искажение. 0,01% или 0,003% (от -80 дБ до -90 дБ) довольно легко достигается; с осторожностью возможен более низкий THD.

(На низких частотах, когда период приближается к тепловой постоянной времени нити накала, вы можете видеть снижение усиления на пиках формы волны в виде искажения 3-й гармоники).

Термисторы имеют аналогичные характеристики и иногда используются, но коэффициент усиления также зависит от температуры окружающей среды.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Если выходная амплитуда увеличивается, напряжение на лампе увеличивается, а сопротивление увеличивается (медленно, по мере нагрева) и, таким образом, применяется больше отрицательной обратной связи, стабилизирующей выходную амплитуду.

Поскольку лампа имеет естественную постоянную времени, она обеспечивает эффект фильтрации нижних частот. Он также очень линейный на высоких частотах, поэтому он не вносит излишнего искажения.

Осцилляции уменьшаются до нуля, если усиление немного слишком низкое, и увеличиваются до тех пор, пока их не ограничат отсечение и искажения, если усиление немного слишком велико, поэтому необходима некоторая форма стабилизации.

На этом веб-сайте содержится полезная информация о характеристиках лампы.

Существуют и другие методы, такие как фоторезисторы CdS (не рекомендуется или запрещены в некоторых местах из-за кадмия), которые также являются очень линейными и менее линейными методами, такими как JFET.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ты уже почти у цели! Выберите R3, чтобы передать достаточную мощность для нагрева нити накала, и ваш «R4» (лампа) станет автоматически выбираться. В показанной схеме увеличение «R4» уменьшает общее усиление за счет увеличения отрицательной обратной связи, поэтому вы используете достаточно положительной обратной связи, чтобы:

• Пуск с холодной нитью накаливания
• Подождите, пока нить накала прогреется

Нить накала не должна светиться; нужно только изменить его сопротивление.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Плавное включение ламп накаливания на 220 В: схема, видео

Лампочки

Ильича до сих пор остаются лидерами по популярности из-за своей цены, но у них есть очень большой недостаток — короткий срок из-за разрушения нити накала при включении. В настоящее время разработаны электронные устройства для плавного включения ламп накаливания, которые подают напряжение на спираль от нуля до максимум нескольких секунд. Постепенный нагрев нити накала позволяет продлить срок службы лампочки в несколько раз, вместо заявленных 1000 часов. Разработанные схемы для самостоятельной сборки имеют мало деталей и обычно не требуют наладки. В этой статье мы рассмотрим, как сделать плавное включение ламп накаливания 220 В своими руками.

Внимание! Рассматриваемые устройства имеют сетевое напряжение на элементах и ​​требуют особой осторожности при сборке и вводе в эксплуатацию.

• Тиристорная цепь
• Цепь симистора
• Схема на специализированной микросхеме

Тиристорная схема

Этот эскиз можно рекомендовать для повторения. Он состоит из обычных элементов, пылящихся на чердаках и в кладовках.

В мостовой схеме выпрямителя VD1, VD2, VD3, VD4 в качестве нагрузки и ограничителя тока используется лампа накаливания EL1. В плечах выпрямителя установлены тиристор VS1 и переключающая цепь R1 и R2, С1. Установка диодного моста обусловлена ​​спецификой тиристора.

После подачи напряжения в цепь ток протекает по нити накала и поступает на выпрямительный мост, далее через резистор происходит заряд электролитной емкости. При достижении напряжения порога открытия тиристора он открывается, и пропускает через себя ток лампы накаливания. Получается постепенный, плавный нагрев вольфрамовой спирали. Время прогрева зависит от емкости конденсатора и резистора.

Симисторная схема

Симисторная схема имеет меньше деталей благодаря использованию симистора VS1 в качестве силового ключа. Элемент дроссельной заслонки L1 для подавления помех при размыкании силового ключа, его можно исключить из схемы. Резистор R1 ограничивает ток на управляющем электроде VS1. Время задающей цепи выполнено на резисторе R2 и емкости С1, которые питаются через диод VD1. Схема работы аналогична предыдущей, когда конденсатор заряжается до напряжения открытия симистора, он открывается и через него и лампу начинает протекать ток.

На фотографии ниже показан симисторный контроллер. Он кроме регулирования мощности в нагрузке производит еще и плавную подачу тока на лампу накаливания при включении.

Схема на специализированной микросхеме

Микросхема кр1182пм1 специально разработана для построения всевозможных фазорегуляторов.

При этом напряжение лампочки накаливания мощностью до 150 Вт регулируется силами самой микросхемы. При необходимости управления более мощной нагрузкой, большим количеством осветителей одновременно, в схему управления добавляется силовой симистор. На следующем рисунке показано, как это сделать:

Использование этих устройств плавного пуска не ограничивается лампами накаливания; их также рекомендуется устанавливать совместно с галогенными на 220 вольт. Аналогичные по принципу действия устройства устанавливаются в электроинструментах, которые плавно запускают якорь двигателя, а также продлевают срок службы устройства в несколько раз.