Галогенні лампи розжарювання. Основні параметри

 Номінальна напруга освітлювальних галогенних ламп ділиться на дві групи- низька (6, 12 або 24 В) або висока (110-240 В). Відповідно до цього поділу, розрізняють, відповідно, галогенні лампи низької та мережевої напруги.

Лампи спеціального призначення випускаються у дуже широкому діапазоні робочих напруг (від 3 і більше).

Діапазон потужностей практично відповідає такому у стандартних ламп розжарювання (від 1 до 5000-10000 Вт). Через поступове витіснення теплових ламп із потужного прожекторного освітлення провідні виробники вже не пропонують продаж на ринку лампи потужніші за 2000 Вт.

Робоча температура і кількість тепла, що виділяється, є основним продуктом теплових випромінювачів, великі. У зв'язку з цим галогенні лампи чутливі до потрапляння води та потенційно пожежонебезпечні. Крім цього, безпосередньо нагрівається частина лампи зазвичай розташована близько до місця підключення напруги живлення. Це накладає спеціальні вимоги на матеріал, з якого виготовляють патрони і світильники для цих ламп. Характеристики ламп не залежать від температури довкілля.

Габарити галогенних ламп низької напруги можна назвати мінімальними для теплових джерел відповідної потужності. Це досягається за рахунок максимального наближення стінок колби до нитки розжарення, необхідного для роботи галогенного циклу. Щодо мережевих ламп, їх розміри залежать від конструктивного виконання, і в більшості випадків довжина лампи пропорційна її потужності. Габарити ламп, призначені для прямої заміни ламп розжарювання, не перевищують розмірів аналогів.

Галогенні лампи розжарювання. Для чого потрібний перехід до низької напруги живлення

Перехід до низької (до 24 В) напруги живлення дозволяє помітно знизити опір нитки розжарення лампи для досягнення тієї ж електричної потужності. Довжина нитки зменшується, отже, вона меншою мірою затримує власне випромінювання. За рахунок цього ефекту лампи розжарювання, розраховані на низьку напругу, мають більш високу світловіддачу, ніж стандартні мережеві аналоги.

Сказане повною мірою відноситься до галогенних ламп. Вже в 1990-х роках з'явилися перші зразки так званих низьковольтних моделей або галогенних ламп низької напруги. Аналогічно влаштовані лампи випускалися і раніше, проте в основному призначалися для кінопроекції та інших спеціальних застосувань.

Стандартною низькою напругою для живлення галогенних ламп є значення 12 В змінного струму, дещо рідше використовується постійний струм та/або номінали 6 і 24 В. Для отримання такої напруги в обов'язковому порядку використовують спеціальні трансформатори (на сленгу звані «галогенними»).

Галогенні лампи розжарювання. Подовження терміну служби та регулювання яскравості світіння

Для продовження терміну служби високовольтних ГЛН, що живляться безпосередньо від мережі 220, допоможе простий пристрій на спеціалізованій мікросхемі фазового регулятора К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1).

Справа в тому, що в холодному стані опір спіралі лампи в 10 разів менший, ніж у розігрітому. Тому пусковий струм ГЛН потужністю, наприклад, 100 Вт може досягати 7 А. Після розігріву спіралі, який відбувається за кілька напівперіодів напруги, струм зменшується до робочого.

Саме цей момент пуску є часом згубним для лампочки. Згодом спіраль лампи зношується, витончується, набуває неоднорідності у своїй структурі. Спіраль стає більш чутливою до подібних навантажень при включенні, відповідно, збільшується ймовірність її перегорання.

Полегшити умови пуску холодної спіралі ГЛН і цим знизити ймовірність її перегорання можна. Для цього треба подавати напругу живлення на лампу не з повною, а з амплітудою, що поступово збільшується.

В результаті на момент подачі повної амплітуди спіраль лампи встигне повністю розігрітися і перейти в нормальний режим роботи.

Мікросхема фазового регулятора К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1) призначена для плавного увімкнення/вимкнення ламп розжарювання або для регулювання яскравості їх свічення. Максимальна робоча потужність – 150 Вт. Значно збільшити потужність навантаження, що підключається можна, застосувавши зовнішній симистор. ІМС виконана у стандартному корпусі DIP 16.

Зовнішній вигляд пристрою показано на рис.1
ІМС К1182ПМ1Р (рис. 5.20, рис. 5.21) дозволяє шляхом поступового збільшення фазового кута включення збільшувати напругу, що подається на лампу. При цьому спіраль встигає розігрітися до максимальної температури на момент подачі повної напруги. В результаті знижується можливість виходу спіралі лампи з ладу.
Висновки 3 і 6 ІМС DA1 призначені для підключення ланцюга управління (С3=100 мкФ 16, R1=3,1 кОм, SW1) фазовим регулятором. C1 = С2 = 1 мкФ 10 В. Час плавного включення лампи залежить від ємності конденсатора С3, а час плавного вимикання - від опору резистора R1. Номінали цих елементів можна вибрати самостійно. З номіналами, наведеними на схемі, час включення та вимкнення становить приблизно 1 с.
 Більшість електронних трансформаторів мають обмеження не тільки на максимальну, але й мінімальну сумарну потужність підключених ламп. Це з особливостями роботи внутрішніх перетворювачів. Діапазон допустимих потужностей вказується в каталозі та на корпусі пристрою, наприклад, 35-105 Вт. Це обмеження, проте, означає небезпеки виходу трансформатора з ладу за відсутності навантаження (наприклад, при перегоранні всіх ламп). З нього випливає лише те, що нормальна робота ламп потужністю менш допустимою не гарантується.
Для зручності підключення ламп електронні трансформатори мають кілька пар вихідних затискачів.
Регулювання потужності ламп, залежно від конкретної схемної реалізації, здійснюється одним із двох способів:
включенням трансформатора з традиційним світлорегулятором;
шляхом подачі на його окремий керуючий вхід спеціального сигналу (як у випадку із регульованими електронними баластами).

Ця можливість може і не передбачатися зовсім. При підключенні електронного трансформатора до світлорегулятор традиційної конструкції важливо переконатися, що останній допускає роботу з навантаженнями ємнісного характеру. Подібні відомості містяться у документації на світлорегулятор.

Слід зазначити, що вторинна напруга на їх обмотках навмисно дещо знижена порівняно з номінальною і зазвичай становить 11,2-11,6 В. Такий прийом дещо знижує світловий потік і світловіддачу ламп, проте продовжує їх термін служби.

Увага! Галогенні лампи низької напруги (6/12) повинні включатися тільки в схеми з відповідними трансформаторами. Послідовне включення та інші варіанти не допускаються!

Традиційні (електромагнітні) трансформатори гранично прості у пристрої та конструкції. Вони нічим не відрізняються від прийнятих у радіоелектронній практиці аналогів. Трансформатори можуть бути як Ш-подібні, і тороїдальні.

Через великі робочі струми ламп перетин дроту вторинної обмотки досягає 4 мм2. У корпусі зазвичай передбачені і запобіжники різних типів, про що користувача інформує відповідне маркування. На відміну від пускорегулюючих апаратів, типи яких повинні суворо відповідати типам ламп, принцип підключення галогенних ламп набагато простіше.

Обов'язкова умова полягає в тому, щоб сумарна потужність всіх ламп не перевищувала номінальної потужності трансформатора. Наприклад, до трансформатора потужністю 60 Вт можна підключити 12 ламп 5 Вт, 6 ламп 10 Вт, 3 лампи 20 Вт або по одній лампі 35 або 50 Вт.

Традиційні трансформатори можуть підключатися до мережі через світлорегулятори стандартних ламп розжарювання. Виняток становлять варіанти схем, у яких здійснюється випрямлення струму, оскільки їм первинна обмотка трансформатора фактично є коротке замикання.

Автор: Корякін-Черняк С.Л.