Экономим на свечках

Часть 1

Заметка в "РАДИО" 1988, №7 "Чтобы лампа стала "вечной"". Схема такая:

Вар. 1

Хорошая схемка, надо сказать. Ничего лишнего. Кому интересно, читают первоисточник [1, 2].Лампы доживают до глубокого пенсионного возраста. Из недостатков, великоваты габариты и электролит долго не живет.
Для уменьшения габаритов была разработана модификация устройства:

Вар. 2

На первый взгляд деталюшек многовато, но они все мелкие, так что получается компактней. Электролит тоже присутствует, но номинал маленький, значит можно поставить танталовый, вольт на 25.
В двух словах о работе. Включили. Ну понятно, отрицательная полуволна замыкается через D4. Тиристор пока полностью закрыт, лампа горит в пол накала неприятно мерцая. При положительной полуволне тиристор D3 закрыт пока цепь управления шунтируется транзистором VT1. После некоторого времени (1.5-2 сек) конденсатор С2 заряжается до напряжения, при котором VT1 перестает влиять на цепь управления D3, и тиристор начинает открываться замыкая и положительную полуволну. Лампа горит на полную.
При разработке этой схемы была принята неправильная установка на то, чтобы угол отсечки тиристора (когда через тиристор течет ток) был бы максимален. На практике, чем больше угол - тем больше яркость лампы. При указанных номиналах угол примерно 160 градусов (пауза примерно 1 мс). В первом варианте 140-130. Т. е. для варианта 2 яркость свечения одной и той же лампы чуть больше.

Конструктивно было оформлено в двух видах. Первый, более мощный, но и потолще:

Плата припаивается к верхним выводам тиристора и держится только за них. D4 поставлен 1N4007.
Второй вид, рассчитан максимум на 100 ватт:

Фишка здесь - тиристор без корпуса. Выковыривать кристалл из корпуса то еще удовольствие, но зато разница, как говорится, половая. Размер платы 15х38 мм, все детальки с одной стороны. Можно плату куданть приклеить. Причем ни одного SMD компонента, тогда их еще небыло. :-)

Спаял, установил, красота. Но даже с этой штукой лампы сгорают. И вот, примерно через 2 года, сгорела первая . К моему удивлению вместе с этой штуковиной. Разбор полета показал - пробит КД105 (D4). Поменял, поставил обратно, призадумался. В варианте 1 такой же диод спокойно проработал лет 10 и пережил как минимум 5-6 ламп. Ну может померещилось, жду дальше. Перегорает лампа в другом месте и снова диоду каюк. Результат разборок - в погоне за максимальной яркостью, т.е. увеличением угла отсечки, наступил на грабли, связанные со свойством ламп. Точнее особенностями поведения ламп при перегорании. Для предотвращения кончины диода необходимо угол отсечки установить как в варианте 1, а именно убрать C1, подобрать R3, ну или диод помощнее поставить. Но я это делать не стал, лень было. В итоге все штуки погорели, чинить я их тоже не стал. К тому времени у меня уже сложилось определенное мнение о этом методе экономии.

Итак, что мы имеем:
1. В любом случаи лампа сгорает!!! И биться за 10рублевую лампу смысл невелик. Если лампа подороже, смотри ниже. Экономить необходимо в другом месте. А именно - 100 ваттная лампа проработав 1500 часов, без учета падения яркости свечения к концу срока службы, и соответственно тока потребления, потребит 150 кВт/час электричества. Это эквивалентно 240 рэ (тариф 2010 года). А мы собираемся экономить на свечках.

2.В статьях утверждается, что причина сгорания это холодная нить накала в момент включения. Типо малое сопротивление, большой начальный ток. Но, если включить лампу в сеть и не выключать совсем, то она все равно перегорит. Максимум через 2 месяца. Или, если включать лампу часто, но не надолго, то перегорит она очень нескоро. Действительная причина перегорания - выгорание нити накала. При этом возрастает сопротивление нити, что приводит к уменьшению яркости спирали, и темнеет колба, меньше света проходит наружу.

3. В связи с п.2 представляется сомнительным метод продления срока службы, положенный в основу вариантов 1 и 2. Как показала практика, с костылями (для краткости назовем их так) лампы действительно доживают до преклонного пенсионного возраста. Но до определенного момента лампе все равно, есть костыль или нет, спираль позволяет. При этом постепенно падает яркость, и по идее стандартная лампа теряет 15% яркости после 750 часов работы. А мы собираемся продлить время ее работы в разы. Вот и спрашивается, на кой нужна 100 ваттная лампа, дающая света как 40-50 ваттная, но дожившая до пенсии? Более того, при падении мощности, свет от лампы приобретает неприятный для глаза желтый оттенок.

4. При включении, первые 1.5-2 секунды, лампа горит в пол накала и мерцает, это иногда раздражает.

5. В варианте 2 существует проблема с выбором мощности R3. Если по какой либо причине, перестанет открываться тиристор, то мощность выделяемая R3 составит 1.5 Вт. За 1.5-2 секунды МЛТ0,25 не умирает от 1,5 Вт, однако 10-15сек и пыхнет, мало не покажется. Но, как говорится - предупрежден, значит вооружен. А C1 должен быть КД-2, на 500 вольт.

Как итог - купил побольше разных и как сгорит, ставлю новую. И не жужу.

Часть 2

Рецидив. Перегорела в очередной раз. В люстре. Поменять, да забыть- ан нет, жаба проснулась. Стоят там "шары" по 100 рэ, да еще 5 штук. Похоже, тут есть чего поэкономить.
Учтем изложенное в первой части и поменяем тактику. Для увеличения времени работы будем уменьшать напряжение на лампе. Плавный пуск использовать не будем. Т.е. считаем - если сгорела, значит пришло время. Дальнейшая эксплуатация лампы невыгодна по светоотдаче.
Использовать можно любую схему регулятора, я использовал такую (Радио 1998, №6):

Вар. 3

За ненадобностью удаляем VD1, VD2, R1 и R2. Фильтр тоже не ставил (L1, C2, C3, R6). Собирал на макетке. Вместо указанных на схеме - динисторVD3 - DB3, симистор VS1 - MAC9M ([4, 5]). R3 180КОм, при этом на лампе примерно 180 вольт. При таком напряжении лампа 100 ватт горит примерно как 75.

Существуют эмпирические формулы для расчета характеристик лампы от поданного напряжения. Для определения мощности:

Для определения срока службы:

По этим формулам, в нашем случаи, получается для лампы 100 ватт P=73 Вт, T=18. Офигеть, получается увеличение срока в 18 раз!

На практике все не так хорошо. Реально в люстре с 5 лампочками, за почи 3 года, перегорело 4. Эксперимента конечно не проводилось, потому история умалчивает, сколько каждая лампа проработала. Но все равно много меньше предсказанного формулами. По формуле получается срок службы лет 8, при 6 часовом использовании и жизнью в 1000. Нет, ребята, это фантастика....
Почему так? Ну, во первых, данные формулы приближенно описывают характеристики при 10% изменении напряжения. Мы же приблизились к 20. В вторых, при работе с таким регулятором лампы начинают "звенеть", что хорошо слышно ухом примерно с метра и менее от лампы. Т.е. нити начинают испытывать механические нагрузки, несвойственные нормальному режиму работы. В третьих, напряжение надо мерить среднеквадратичное, а я мерил обычным цифровым тестером. В четвертых, мы же не стабилизировали напряжение на 180 вольтах, а просто отрезали кусочек от 220. Если вдруг в сети станет 230 вольт, то на лампе будет 184. Наверно есть и в пятых, и в десятых... типа поезда катаются, железная дорога рядом.

Итого:
1. Эквивалентный срок службы (когда будет заменено 5 ламп) еще не наступил, а отработано уже 5000 часов (3 года по 5 часов в день). Уже хорошо.
2. Не хорошо, что "звенит". Когда близко находишься, раздражает. Пробовал дроссель поставить, который по схеме L1. Под рукой был 100 мкГн, 3 Ампера. Звона меньше не стало.
3. Не хорошо, что свет желтеет при уменьшен напряжения. На матовых GE не так заметно, а вот на обычных, которые по 10рэ, хорошо. Но это проблема для ламп стандартная, чем дольше работает, тем больше желтизны и меньше яркость.

Интересно!

1. Примерно через 1-1.5 года, как был установлен первый вариант, народ стал замечать что света маловато стало. Процесс постепенный, малозаметный, да и сравнить тяжело. Полез глядеть, что с лампами стало. У этих пенсионерок спирали повытягивались так, что почти до стекла доставали. Прикольно так, первый раз ведь такое видел. Без костыля спирали тоже провисают, но далеко не так. На памяти одна лампа даже умерла от того, что сама себе бок прожгла. Спираль провисла так низко, что достала до стекла.

2. Это случай не касается костылей. Значит так, включаю люстру, она загорается, приблизительно через секунду раздался щелчок и света стало явно больше. Вот тебе раз, полез глядеть, что за оверклокинг. В этот раз челюсть у меня отвисла сильнее обычного. Оказывается лампочки могут светится даже с разорванной спиралью. Жалко фотика тогда не было, а то бы сфотал. И от разрыва спирали яркость увеличилась. Чудеса да и только. Ну естественно, возник глупый вопрос, если выключить, а потом включить - снова загорится? Нет, чудеса на тот день закончились, не загорелась, пришлось менять.

Вообще процесс перегорания не очень прост, как может показаться на первый взгляд. Кто замечал, что проволочки от цоколя к баллону идут разного диаметра. А для чего это надо? И почему в сгоревшей лампочке одна из этих проволочек тоже оказывается перегоревшей, а иногда и обе? И почему иногда баллон с бабахом вылетает из плафона и отправляется в свободный полет, а цоколь остается в патроне? А почему с костылем в подавляющем большинстве случаев проволока остается целой?

3. Применение ламп дневного света. К костылю тоже не относится. Когда Я был совсем маленьким, жили мы в квартире родителей моего отца. И был у них огромный аквариум. Хотя огромным он мне казался субъективно, литров 200 наверно. Мне было лет 5, в это возрасте все кажется большим. И освещала это все хозяйство одна ламп, ватт 60. И всем хватало, и тепла, и света. Зелень прекрасно росла. Приходилось каждую недель клок выбрасывать, а то рыбам места не хватало. И вот я подрос, школа там, пионерье всякое, квартира другая. Дарят мне аквариум, ведра 3 наверно. Красота, рыбки, травки разные, песочек. Лампа опять, же накаливания. Все замечательно. Пока не появился у нас светильник с лампой дневного света, вроде хотели в коридор поставить, но чето не поставили. Так и валялась. Пока не оказался над аквариумом, вместо светильника с обычной лампой. Через некоторое время стало заметно, что растения растут плохо, а некоторые вообще загнулись. Все стало покрываться толстым слоем зелени, и стенки и камни и растения, только рыбы не зеленели. Они в свете этой лампы даже красивее стали выглядеть Не в смысле конечно, что у них от лампы окраска изменилась, просто в свете этих ламп глаз вообще цвета воспринимает по другому. И как я только не чисти и не мыл, пофиг, за неделю все опять покрывалось зеленкой. А растения как зомби стали, и не погибают и не растут. Мне бы взять, да заменить светильники взад, но не допетрил тогда. Как говорится молодо-зелено. Субъективно ведь казалось, что яркость новой лампы больше чем старой. Так и загнулась моя экосистема, не вынесла таких издевательств.

Файлы по теме:

1. Радио 1986 №2 "Чтобы лампа стала "вечной""
2. Радио 1988 №7 с таким же названием
3. Радио 1998 №6 "Симисторный регулятор мощности..."
4. DB3 pdf
5. MAC9M pdf

Главная


	МГТФчик ©


	Экономим на свечках
Часть 1 Заметка в "РАДИО" 1988, №7 "Чтобы лампа стала "вечной"". Схема такая: Вар. 1 Хорошая схемка, надо сказать. Ничего лишнего. Кому интересно, читают первоисточник [1, 2].Лампы доживают до глубокого пенсионного возраста. Из недостатков, великоваты габариты и электролит долго не живет. Для уменьшения габаритов была разработана модификация устройства: Вар. 2 На первый взгляд деталюшек многовато, но они все мелкие, так что получается компактней. Электролит тоже присутствует, но номинал маленький, значит можно поставить танталовый, вольт на 25. В двух словах о работе. Включили. Ну понятно, отрицательная полуволна замыкается через D4. Тиристор пока полностью закрыт, лампа горит в пол накала неприятно мерцая. При положительной полуволне тиристор D3 закрыт пока цепь управления шунтируется транзистором VT1. После некоторого времени (1.5-2 сек) конденсатор С2 заряжается до напряжения, при котором VT1 перестает влиять на цепь управления D3, и тиристор начинает открываться замыкая и положительную полуволну. Лампа горит на полную. При разработке этой схемы была принята неправильная установка на то, чтобы угол отсечки тиристора (когда через тиристор течет ток) был бы максимален. На практике, чем больше угол - тем больше яркость лампы. При указанных номиналах угол примерно 160 градусов (пауза примерно 1 мс). В первом варианте 140-130. Т. е. для варианта 2 яркость свечения одной и той же лампы чуть больше. Конструктивно было оформлено в двух видах. Первый, более мощный, но и потолще: и Плата припаивается к верхним выводам тиристора и держится только за них. D4 поставлен 1N4007. Второй вид, рассчитан максимум на 100 ватт: Фишка здесь - тиристор без корпуса. Выковыривать кристалл из корпуса то еще удовольствие, но зато разница, как говорится, половая. Размер платы 15х38 мм, все детальки с одной стороны. Можно плату куданть приклеить. Причем ни одного SMD компонента, тогда их еще небыло. :-) Спаял, установил, красота. Но даже с этой штукой лампы сгорают. И вот, примерно через 2 года, сгорела первая . К моему удивлению вместе с этой штуковиной. Разбор полета показал - пробит КД105 (D4). Поменял, поставил обратно, призадумался. В варианте 1 такой же диод спокойно проработал лет 10 и пережил как минимум 5-6 ламп. Ну может померещилось, жду дальше. Перегорает лампа в другом месте и снова диоду каюк. Результат разборок - в погоне за максимальной яркостью, т.е. увеличением угла отсечки, наступил на грабли, связанные со свойством ламп. Точнее особенностями поведения ламп при перегорании. Для предотвращения кончины диода необходимо угол отсечки установить как в варианте 1, а именно убрать C1, подобрать R3, ну или диод помощнее поставить. Но я это делать не стал, лень было. В итоге все штуки погорели, чинить я их тоже не стал. К тому времени у меня уже сложилось определенное мнение о этом методе экономии. Итак, что мы имеем: 1. В любом случаи лампа сгорает!!! И биться за 10рублевую лампу смысл невелик. Если лампа подороже, смотри ниже. Экономить необходимо в другом месте. А именно - 100 ваттная лампа проработав 1500 часов, без учета падения яркости свечения к концу срока службы, и соответственно тока потребления, потребит 150 кВт/час электричества. Это эквивалентно 240 рэ (тариф 2010 года). А мы собираемся экономить на свечках. 2.В статьях утверждается, что причина сгорания это холодная нить накала в момент включения. Типо малое сопротивление, большой начальный ток. Но, если включить лампу в сеть и не выключать совсем, то она все равно перегорит. Максимум через 2 месяца. Или, если включать лампу часто, но не надолго, то перегорит она очень нескоро. Действительная причина перегорания - выгорание нити накала. При этом возрастает сопротивление нити, что приводит к уменьшению яркости спирали, и темнеет колба, меньше света проходит наружу. 3. В связи с п.2 представляется сомнительным метод продления срока службы, положенный в основу вариантов 1 и 2. Как показала практика, с костылями (для краткости назовем их так) лампы действительно доживают до преклонного пенсионного возраста. Но до определенного момента лампе все равно, есть костыль или нет, спираль позволяет. При этом постепенно падает яркость, и по идее стандартная лампа теряет 15% яркости после 750 часов работы. А мы собираемся продлить время ее работы в разы. Вот и спрашивается, на кой нужна 100 ваттная лампа, дающая света как 40-50 ваттная, но дожившая до пенсии? Более того, при падении мощности, свет от лампы приобретает неприятный для глаза желтый оттенок. 4. При включении, первые 1.5-2 секунды, лампа горит в пол накала и мерцает, это иногда раздражает. 5. В варианте 2 существует проблема с выбором мощности R3. Если по какой либо причине, перестанет открываться тиристор, то мощность выделяемая R3 составит 1.5 Вт. За 1.5-2 секунды МЛТ0,25 не умирает от 1,5 Вт, однако 10-15сек и пыхнет, мало не покажется. Но, как говорится - предупрежден, значит вооружен. А C1 должен быть КД-2, на 500 вольт. Как итог - купил побольше разных и как сгорит, ставлю новую. И не жужу. Часть 2 Рецидив. Перегорела в очередной раз. В люстре. Поменять, да забыть- ан нет, жаба проснулась. Стоят там "шары" по 100 рэ, да еще 5 штук. Похоже, тут есть чего поэкономить. Учтем изложенное в первой части и поменяем тактику. Для увеличения времени работы будем уменьшать напряжение на лампе. Плавный пуск использовать не будем. Т.е. считаем - если сгорела, значит пришло время. Дальнейшая эксплуатация лампы невыгодна по светоотдаче. Использовать можно любую схему регулятора, я использовал такую (Радио 1998, №6): Вар. 3 За ненадобностью удаляем VD1, VD2, R1 и R2. Фильтр тоже не ставил (L1, C2, C3, R6). Собирал на макетке. Вместо указанных на схеме - динисторVD3 - DB3, симистор VS1 - MAC9M ([4, 5]). R3 180КОм, при этом на лампе примерно 180 вольт. При таком напряжении лампа 100 ватт горит примерно как 75. Существуют эмпирические формулы для расчета характеристик лампы от поданного напряжения. Для определения мощности: Для определения срока службы: По этим формулам, в нашем случаи, получается для лампы 100 ватт P=73 Вт, T=18. Офигеть, получается увеличение срока в 18 раз! На практике все не так хорошо. Реально в люстре с 5 лампочками, за почи 3 года, перегорело 4. Эксперимента конечно не проводилось, потому история умалчивает, сколько каждая лампа проработала. Но все равно много меньше предсказанного формулами. По формуле получается срок службы лет 8, при 6 часовом использовании и жизнью в 1000. Нет, ребята, это фантастика.... Почему так? Ну, во первых, данные формулы приближенно описывают характеристики при 10% изменении напряжения. Мы же приблизились к 20. В вторых, при работе с таким регулятором лампы начинают "звенеть", что хорошо слышно ухом примерно с метра и менее от лампы. Т.е. нити начинают испытывать механические нагрузки, несвойственные нормальному режиму работы. В третьих, напряжение надо мерить среднеквадратичное, а я мерил обычным цифровым тестером. В четвертых, мы же не стабилизировали напряжение на 180 вольтах, а просто отрезали кусочек от 220. Если вдруг в сети станет 230 вольт, то на лампе будет 184. Наверно есть и в пятых, и в десятых... типа поезда катаются, железная дорога рядом. Итого: 1. Эквивалентный срок службы (когда будет заменено 5 ламп) еще не наступил, а отработано уже 5000 часов (3 года по 5 часов в день). Уже хорошо. 2. Не хорошо, что "звенит". Когда близко находишься, раздражает. Пробовал дроссель поставить, который по схеме L1. Под рукой был 100 мкГн, 3 Ампера. Звона меньше не стало. 3. Не хорошо, что свет желтеет при уменьшен напряжения. На матовых GE не так заметно, а вот на обычных, которые по 10рэ, хорошо. Но это проблема для ламп стандартная, чем дольше работает, тем больше желтизны и меньше яркость. Интересно! 1. Примерно через 1-1.5 года, как был установлен первый вариант, народ стал замечать что света маловато стало. Процесс постепенный, малозаметный, да и сравнить тяжело. Полез глядеть, что с лампами стало. У этих пенсионерок спирали повытягивались так, что почти до стекла доставали. Прикольно так, первый раз ведь такое видел. Без костыля спирали тоже провисают, но далеко не так. На памяти одна лампа даже умерла от того, что сама себе бок прожгла. Спираль провисла так низко, что достала до стекла. 2. Это случай не касается костылей. Значит так, включаю люстру, она загорается, приблизительно через секунду раздался щелчок и света стало явно больше. Вот тебе раз, полез глядеть, что за оверклокинг. В этот раз челюсть у меня отвисла сильнее обычного. Оказывается лампочки могут светится даже с разорванной спиралью. Жалко фотика тогда не было, а то бы сфотал. И от разрыва спирали яркость увеличилась. Чудеса да и только. Ну естественно, возник глупый вопрос, если выключить, а потом включить - снова загорится? Нет, чудеса на тот день закончились, не загорелась, пришлось менять. Вообще процесс перегорания не очень прост, как может показаться на первый взгляд. Кто замечал, что проволочки от цоколя к баллону идут разного диаметра. А для чего это надо? И почему в сгоревшей лампочке одна из этих проволочек тоже оказывается перегоревшей, а иногда и обе? И почему иногда баллон с бабахом вылетает из плафона и отправляется в свободный полет, а цоколь остается в патроне? А почему с костылем в подавляющем большинстве случаев проволока остается целой? 3. Применение ламп дневного света. К костылю тоже не относится. Когда Я был совсем маленьким, жили мы в квартире родителей моего отца. И был у них огромный аквариум. Хотя огромным он мне казался субъективно, литров 200 наверно. Мне было лет 5, в это возрасте все кажется большим. И освещала это все хозяйство одна ламп, ватт 60. И всем хватало, и тепла, и света. Зелень прекрасно росла. Приходилось каждую недель клок выбрасывать, а то рыбам места не хватало. И вот я подрос, школа там, пионерье всякое, квартира другая. Дарят мне аквариум, ведра 3 наверно. Красота, рыбки, травки разные, песочек. Лампа опять, же накаливания. Все замечательно. Пока не появился у нас светильник с лампой дневного света, вроде хотели в коридор поставить, но чето не поставили. Так и валялась. Пока не оказался над аквариумом, вместо светильника с обычной лампой. Через некоторое время стало заметно, что растения растут плохо, а некоторые вообще загнулись. Все стало покрываться толстым слоем зелени, и стенки и камни и растения, только рыбы не зеленели. Они в свете этой лампы даже красивее стали выглядеть Не в смысле конечно, что у них от лампы окраска изменилась, просто в свете этих ламп глаз вообще цвета воспринимает по другому. И как я только не чисти и не мыл, пофиг, за неделю все опять покрывалось зеленкой. А растения как зомби стали, и не погибают и не растут. Мне бы взять, да заменить светильники взад, но не допетрил тогда. Как говорится молодо-зелено. Субъективно ведь казалось, что яркость новой лампы больше чем старой. Так и загнулась моя экосистема, не вынесла таких издевательств.
	Файлы по теме: 1. Радио 1986 №2 "Чтобы лампа стала "вечной"" 2. Радио 1988 №7 с таким же названием 3. Радио 1998 №6 "Симисторный регулятор мощности..." 4. DB3 pdf 5. MAC9M pdf

	Главная