Питание лампочки постоянным током

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ СВЕТОВОГО ПОТОКА ЛАМПЫ В ЗВУКОПРОИЗВОДЯЩЕМ АППАРАТЕ Советский патент 1934 года по МПК G10L1/06

При питании засвечивающей лампочки в воспроизводящем аппарате звукового кино переменным током получается сильный звуковой фон, мешающий передаче. Этот фон происходит вследствие того, что нить лампочки не обладает достаточной тепловой инерцией, и при питании переменным током температура ее, а следовательно, и сила света периодически изменяются. Вследствие этих изменений в цепи фотоэлемента появляется электродвижущая сила, создающая фон. Эта э.д.с. имеет довольно сложную форму кривой; при разложении ее в ряд Фурье обнаруживается основное колебание с частотой, равной удвоенной частоте переменного тока, питающего лампочку, и, кроме того, ряд высших гармоник.

Способы борьбы с фоном могут быть следующие: питание лампочки постоянным током, но это экономически невыгодно, так как остальные части установки обычно питаются переменным током и, следовательно, для лампочки приходится заводить специальный аггрегат постоянного тока, или питание лампочки переменным током и сглаживание пульсации, света каким-нибудь специальным устройством.

Предлагаемым устройством имеется в виду устранение пульсаций светового потока при помощи системы из двух николей (поляризатора и анализатора) и конденсатора Керра.

На чертеже приведена принципиальная схема установки, работающей по предлагаемому способу. Обозначения на чертеже следующие: а и b — зажимы источника переменного тока; L — засвечивающая лампа накаливания; С — конденсатор; N₁ — первый николь (поляризатор); N₂ — второй николь (анализатор); K — конденсатор Керра; М — микрообъектив; В — кинолента; Ф — фотоэлемент; Р — потенциометр.

Установка работает следующим образом. Свет, испускаемый засвечивающей лампой, проходит через николи, конденсатор Керра, микрообъектив, просвечивает звуковую дорожку на киноленте и попадает на фотоэлемент. Параллельно лампе L к источнику питания через потенциометр Р присоединяется конденсатор Керра. При соответственном подборе положения подвижного контакта на потенциометре Р фон исчезнет или во всяком случае спадет до минимальной величины. Происходит это по следующим причинам: как известно, конденсатор Керра обладает свойством изменять плоско поляризованный свет в эллиптически поляризованный. Луч света, проходя через николь М, делается плоско поляризованным, затем под действием приложенного напряжения конденсатор Керра превращает его в эллиптически поляризованный, один из компонентов которого пропускает анализатор N₃. Плоскости поляризации обоих николей должны быть при этом установлены параллельно. Если мы обозначим силу света, падающего на первый николь, через I_o, то сила света, выходящего из второго николя I_в, будет равна I_в=I_ocos 2π aE 2 , где а — некоторый коэфициент пропорциональности, Е — напряжение на конденсаторе Керра. Отсюда мы видим, что зависимость I_в от Е довольно сложная, кривая получается того же типа, как и кривая пульсации светового потока.

Когда напряжение источника питания будет увеличиваться, сила света засвечивающей лампы также будет увеличиваться, но зато под действием увеличивающегося напряжения на конденсаторе сила выходящего из второго николя света будет уменьшаться; таким образом, конденсатор Керра будет компенсировать колебания светового потока лампы.

Кривая зависимости силы света от напряжения на конденсаторе Керра имеет такую же форму, как и кривая пульсации силы света в зависимости от изменений температуры, и оба эти фактора действуют противоположно друг другу; световой поток, в виду этого, после анализатора становится постоянным и по величине равным минимальному значению светового потока перед первым николем. Потенциометром Р подбирают необходимую величину напряжения на конденсаторе Керра. На чертеже показано включение потенциометра параллельно источнику питания, но может оказаться, что напряжение его мало; в таком случае возможно включать потенциометр через повышающий трансформатор.

Предлагаемый способ сглаживания пульсаций светового потока засвечивающей лампы может потребовать применения фотокомпенсатора, в виду наличия разности фаз пульсаций светового потока лампы и напряжения, подаваемого на обкладки конденсатора Керра.

Типы и характеристики контрольных блоков ксенона

Сегодня всю аппаратуру, которая необходима для работы ксеноновой лампы, называют по-разному — блоками розжига, контрольными блоками, балластом, контроллерами и т.д. Блоки розжига обеспечивают первоначальный запуск ламп, балласт снижает напряжение до рабочего уровня 80 вольт, контрольный блок и контроллер управляет работой системы, и т.д. Обычно эти устройства объединены в единый блок (или в блок с вынесенными модулями), так что нет смысла говорить о них по раздельности. Поэтому в дальнейшем речь будет идти об оборудовании автомобильного ксенона, которое обычно называют контрольными блоками.

Контрольные блоки можно разделить на несколько типов по роду тока питания ламп, наличию «обманок» для обхода встроенной защиты, электрическим характеристикам и конструктивным особенностям.

По роду тока блоки бывают двух типов:

• С питанием ламп постоянным током (DC);
• С питанием ламп переменным током (AC).

Устройства первого типа запускают лампу единичными высоковольтными импульсами, накопленными в конденсаторах или ионисторах, а после розжига питание лампы осуществляется постоянными током напряжением 80 вольт. Устройства второго типа запускают лампу переменным током напряжением до 30 киловольт, а затем питают ее переменным током с действующим напряжением 80 вольт. Блоки обоих типов находят применение за счет своих преимуществ: блоки DC — вследствие невысокой цены и простоты конструкции, блоки AC — благодаря щадящему отношению к лампам (продлевают срок службы в 1,5-2 раза) и лучшему качеству.

Контрольные блоки могут иметь два конструктивных исполнения:

• Раздельное — низковольтные и высоковольтные цепи разделены на отдельные блоки, низковольтная часть выполнена в корпусе балласта, высоковольтная — в корпусе игнитора (стартера), который может совмещаться с патроном лампы;
• Моноблок — все цепи расположены в общем блоке, из которого выходят кабели питания, высоковольтный кабель на лампу и провода цепей управления.

Моноблоки встречаются реже раздельных устройств, так как они менее надежны и представляют определенную опасность при обслуживании. В раздельных блоках высоковольтная часть вынесена и расположена наиболее близко к лампе, что снимает необходимость применения специальных высоковольтных проводов. Также раздельные блоки проще в ремонте, так как их части могут заменяться.

Блоки могут быть нормальной толщины и компактные (slim), что обуславливает возможности их монтажа.

Устройства могут оснащаться выносными «обманками» — устройствами, которые посредством шины CAN подключаются к бортовому компьютеру, и обеспечивают нормальную работу ксеноновых фар. Такие блоки применяются в автомобилях с системой диагностики головного света — ксеноновое оборудование распознается такой системой, как неисправная лампа, и отключается. «Обманка» подает на систему диагностики сигнал об исправности лампы, позволяя нормально эксплуатировать ксенон.

Из электрических характеристик контрольных блоков ксенона следует выделить следующие:

• Напряжение питания — 12 или 24 вольта;
• Мощность ламп — существуют варианты на 35, 50/55 и 75 ватт;
• Напряжение питания ламп — 80 вольт (стандарт для большинства автомобильных газоразрядных ксеноновых ламп);
• Напряжение розжига ламп — 23-30 тысяч вольт.

Также можно указать на потребляемую устройством мощность, но она, как правило, на несколько ватт выше мощности подключаемых к данному блоку ламп.

Re: Питание накала лампы постоянным напряжением

Не нашел однозначной инфы на эту тему.

Какие лампы — звуковые. В основном двойные триоды разные (6Н1,6Н2,6Н23П, 6Н3П, дичь вроде 6Ж1П.

Чем плохо питать накал постоянным напряжением?

Скажем, накал лампы 6,3В — питаем от стабилизатора типа 7806.

Или даже есть вариант — минусовым — от 7906. (потому что есть платы двойного стаба, где можно на плюс воткнуть 7824, а на минус — 7906).

Однозначного ответа в справочниках по лампам не нашел.

Нормально. Только рекомендуется сделать ограничение пускового тока через холодный накал. Очень хорошо видно на примере субминиатюрных ламп — при включении накала от мощного БП он сначала ярко вспыхивает, потом начинает отдавать тепло катоду и становится нормального цвета. Всё это ему здоровья не добавляет.

Голубая мечта

В настоящее время уже существуют технологии, которые можно интегрировать в существующие сети переменного тока. Одним из примеров может служить преобразователь RAC03-SCR, разработанный компанией RECOM (рис. 4, слева). Он является отличным решением для энергоэффективного питания приборов управления, к примеру, шторами и системами освещения.

Так как приборы управления часто устанавливаются в распределительных коробках, в этом случае самым лучшим решением будет монтаж компактных генераторов на направляющие рейки. Это легко можно сделать с помощью универсального адаптера на DIN-рейку (рис. 4, справа), разработанного компанией RECOM для своих модулей постоянного/переменного тока. Эти модули могут быть индивидуально настроены под мощность в диапазоне 1–10 Вт.

Несомненно, в ближайшем будущем в интеллектуальных домах будет использоваться возобновляемый постоянный ток. А пока почему бы не начать энергосбережение с помощью умных решений?

На что обращать внимание при покупке

Из-за большого количества характеристик правильный выбор светодиодной лампы может стать непростым занятием.

Напряжение питания

При нестабильном напряжении в доме или квартире выбирайте лампы, способные работать в большом диапазоне напряжений. Данная характеристика обычно указывается на упаковке. Отметим, что при низком напряжении светодиодные лампы излучают столь же яркое свечение, что и при обычном.

Цвет излучения

Цветовая температура характеризует интенсивность излучения осветительного прибора. Цветовая температура измеряется в кельвинах. С ее повышением цвет меняется от желтого к голубому. Как правило, производитель указывает параметры излучения на упаковке и корпусе лампы: теплый (2 700 К) – приблизительно сравним с цветом лампы накаливания; теплый белый (3 000 К) – оптимально подходит для жилых помещений; холодный белый (4 000 К) – для офисов и производства, близок к цветности дневного света.

Некоторые модели ламп позволяют регулировать цвет с помощью специальных режимов. Если вы плохо переносите голубой спектр и холодный свет кажется вам тусклым, при покупке лампы с холодным спектром выбирайте прибор с запасом мощности.

Отдельной категорией следует выделить RGB-лампы, которые могут светить разными цветами, соответствуя предпочтениям пользователя. Управлять такими лампами обычно можно при помощи смартфона или другого Bluetooth-совместимого гаджета. Пример такой RGB-лампы.

Для особых эстетов выпускают даже лампы, которые могут довольно реалистично имитировать пламя (пример).

Мощность

Среди характеристик на упаковке светодиодных ламп приводится их световой поток и мощность аналогичных по яркости ламп накаливания. В действительности мощность светодиодных ламп в шесть-восемь раз ниже. Например, яркость свечения 12-ватной лампочки сопоставима с мощностью лампы накаливания на 100 Вт. Имейте ввиду, что заявленная мощность не всегда соответствует действительности, и лампа может светить менее ярко. Мощность свечения может снижаться и в связи с уменьшением яркости светодиодов со временем, поэтому существует вероятность, что устройство придется менять задолго до истечения его срока службы.

Прочие существенные моменты

Светодиодные лампы крупнее по сравнению с лампами накаливания, поэтому могут просто не поместиться в небольшой плафон.

Для приборов освещения, которые включаются через диммер, нужно подбирать подходящие лампы – на упаковке устройства должна быть информация, что лампу можно регулировать.

Светодиодные лампы слегка искажают визуальное восприятие цветов. В некоторых ситуациях, например, при съемке фотографий, это может иметь существенное значение.

Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

Они позволяют определить напряжение и необходимое число витков. Трансформатор дорабатывается, блок снова испытывается, и после этого его можно применить как компактный источник питания, который намного меньше аналога на основе обычного трансформатора 220 В со стальным сердечником.

Чтобы увеличить мощность источника питания, надо применить отдельный трансформатор, сделанный аналогично из дросселя. Его можно извлечь из лампочки большей мощности, сгоревшей полностью вместе с полупроводниковыми изделиями балласта. За основу берется та же схема, которая отличается присоединением дополнительного трансформатора и некоторых других деталей, изображенных красными линиями.

ИБП с дополнительным трансформатором

Выпрямитель, показанный на изображении, содержит меньше диодов по сравнению с выпрямительным мостом. Но для его работы потребуется больше витков вторичной обмотки. Если они не вмещаются в трансформатор, надо применить выпрямительный мост. Более мощный трансформатор делается, например, для галогенок. Кто использовал обычный трансформатор для системы освещения с галогенками, знает, что они питаются достаточно большим по величине током. Поэтому трансформатор получается громоздким.

Если транзисторы разместить на радиаторах, мощность одного блока питания можно заметно увеличить. А по весу и габаритам даже несколько таких ИБП для работы с галогенными светильниками получатся меньше и легче одного трансформатора со стальным сердечником равной им мощности. Другим вариантом использования работоспособных балластов экономок может быть их реконструкция для светодиодной лампы. Переделка энергосберегающей лампы в светодиодную конструкцию очень проста. Лампа отсоединяется, а вместо нее подключается диодный мост.

На выходе моста подключается определенное количество светодиодов. Их можно подключить между собой последовательно. Важно, чтобы ток светодиода равнялся току в КЛЛ. Энергосберегающие лампочки можно назвать ценным полезным ископаемым в эпоху светодиодного освещения. Они могут найти применение даже после завершения своего срока службы. И теперь читатель знает детали этого применения.

Основные выводы

Чтобы не ошибиться при выборе блока питания для светодиодного источника света, необходимо знать, какие виды этого оборудования доступны и для каких целей предназначены. Опытные мастера считают, что в схеме подключения светильника обязательно должен быть драйвер.

Если прибор освещения питается только от БП, часть энергии расходуется на нагрев резистора. Драйвер защищает от скачков вольтажа, таким образом продлевается срок службы светодиодного светильника. Преимущество сборки своими руками – возможность подобрать параметры под ранее купленные светодиоды.

Как подключать ИБП к шуруповерту

Электроинструмент необходимо разобрать, отвинтив все шурупы. Обычно корпус шуруповерта состоит из двух половинок. Далее следует найти провода, которыми двигатель подключается к батарее. Соединить эти провода с выходом ИБП можно с помощью пайки или термоусадочной трубки, вариант со скрутками нежелателен.

Для ввода провода от блока питания в корпусе инструмента необходимо выполнить отверстие. Важно предусмотреть меры, предотвращающие вырывание провода в случае неосторожных движений или случайных рывков. Самый простой вариант – обжать провод внутри корпуса у самого отверстия клипсой из сложенного пополам коротенького отрезка мягкой проволоки (подойдет алюминий). Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.

Как видно, энергосберегающая лампочка, даже отработавшая положенный ей срок, может принести немалую пользу своему владельцу. Собранный на базе ее комплектующих ИБП может с успехом применяться в качестве источника энергии для аккумуляторного электроинструмента или зарядного устройства.