УСТРОЙСТВО ЩАДЯЩЕГО РЕЖИМА ВКЛЮЧЕНИЯ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК H05B39/02 H01H23/02 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам, обеспечивающим щадящий режим эксплуатации ламп накаливания, и может быть использовано в качестве бытового электровыключателя.

Известно, что разрушение нити лампы накаливания происходит, в основном, при включении, так как, из-за низкого сопротивления холодной нити (в 8-10 раз меньше, чем раскаленной), ток, протекающий через нить в момент включения, значительно превышает номинальный. Поэтому, в основе известных устройств, предназначенных для продления срока службы ламп накаливания, например, светорегулятора [1] лежат технические решения, позволяющие ограничить пусковой ток лампы.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является устройство [2] представляющее собой автомат двухступенчатой подачи напряжения. Известное устройство содержит две включенные параллельно диодные цепочки, через которые подсоединяются контактная пара выключателя и лампа накаливания. Поскольку диоды включены встречно, а в качестве одного из них используется тиристор, управляемый от времязадающей RC-цепочки, то при замыкании контактной пары вначале через лампу проходит только одна полуволна питающего тока, разогревающего нить, и только после заряда конденсатора (C1) включается тиристор и лампа оказывается под полным действующим напряжением накала.

Являясь не самым сложным из известных устройств аналогичного назначения, данное устройство, тем не менее, содержит девять элементов электронной техники и требует настройки при изготовлении. Большое число элементов в этом устройстве затрудняет их размещение в корпусе серийного выключателя, а если это и удается сделать, то даже при минимальной собственной потребляемой мощности в 3 Вт наблюдается заметный разогрев корпуса выключателя.

Заявляемое изобретение решает задачу создания простого, надежного, компактного и технологичного в изготовлении устройства щадящего режима включения ламп накаливания, обеспечивающего продление их срока службы.

Сущность заявляемого изобретения заключается в подаче питающего напряжения на лампу накаливания через две механически развязанные контактные пары, замыкающие цепочки с односторонней проводимостью. При этом, благодаря механической развязке контактных пар, в момент включения лампа оказывается на некоторое время под пониженным (половинным) напряжением, а, за счет того, что указанные замыкаемые цепочки имеют встречную проводимость, после замыкания второй контактной пары лампа оказывается под полным напряжением.

Техническим результатом является упрощение устройства. Он достигается двумя вариантами.

Согласно первому варианту, в устройство щадящего режима включения ламп накаливания, содержащее контактную пару и два диода, дополнительно введена вторая контактная пара, причем соединение всех элементов образует две цепочки, соединенные параллельно, каждая из которых состоит из последовательно соединенных контактной пары и диода, при этом диоды включены встречно.

По второму варианту, в устройство щадящего режима включения ламп накаливания, содержащее контактную пару и два элемента с односторонней проводимостью, дополнительно введена вторая контактная пара, включенная параллельно первой, причем каждый элемент с односторонней проводимостью установлен в контактной площадке одного из контактов каждой контактной пары таким образом, что элементы с односторонней проводимостью оказываются включенными встречно. При этом, каждый из элементов с односторонней проводимостью может быть выполнен в виде бескорпусного диода, установленного между контактной пластиной и ее контактной площадкой и электрически с ними связанного.

Оба варианта решают одну и ту же задачу обеспечение щадящего режима включения ламп накаливания, обеспечивает получение одного и того же технического результата и принципиально одним и тем же путем. В основе обоих решений лежит принцип неодновременного замыкания двух параллельных цепей, одна из которых пропускает положительный, а другая отрицательный полупериоды питающего напряжения. И в том и в другом решении это обеспечивает последовательную подачу на лампу пониженного и номинального напряжения. Различие двух вариантов заключается в том, что в первом случае в цепи последовательно к контактным парам подсоединены диоды, что является чисто схемным решением, а во втором односторонняя проводимость создается непосредственно на самих контактных парах, и для этого изменяется конструкция контактной площадки. Невозможность выражения схемного и конструктивного решения общими признаками привела к необходимости защиты их как группы изобретений вариантов.

Изобретение поясняется чертежами, где: фиг. 1 электрическая схема устройства; фиг. 2 устройство по первому варианту, выполненное в корпусе серийного выключателя; фиг. 3 электрическая схема устройства для двух групп ламп; фиг. 4 выполнение элемента с односторонней проводимостью на контактной пластине контактной пары выключателя.

Устройство по первому варианту (фиг. 1) представляет собой две цепочки, соединенные параллельно, каждая из которых состоит из последовательно соединенных контактных пар 1 и 2 и диодов 3 и 4. Диоды 3 и 4 включены встречно. На фиг. 1 показана также лампа накаливания 5, включаемая последовательно с устройством.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. При замыкании любой из контактных пар 1 или 2 на лампу 5 подается только половина напряжения, так как соответствующий диод 3 или 4 пропускает только полупериод сетевого напряжения. После того, как будут замкнуты обе контактные пары 1 и 2, на лампу 5 будет подано полное напряжение сети. При эксплуатации устройства разница во времени между включением обеих контактных пар обеспечивается благодаря их механической развязке. Даже в случае попытки замкнуть контактные пары одновременно, вероятность фактического одновременного их замыкания крайне низка. При этом достаточно 0,1-0,2 сек разницы во времени замыкания, чтобы нить накала лампы разогрелась и при установлении полного питающего напряжения не происходило ее разрушения. Тем самым, устройство обеспечивает щадящий режим включения ламп накаливания.

Дополнительно устройство позволяет включать дежурный режим освещения, когда при замыкании только одной из контактных пар лампа горит в полнакала.2 На фиг.2 приведен пример выполнения устройства по первому варианту в корпусе серийно выпускаемого двухклавишного выключателя. На изоляционном основании 6 корпуса выключателя расположена контактная пластина 7, являющаяся общей для обеих контактных пар, с контактными площадками 8. Диоды 3 и 4 закрепляются между установленными на основании 6 клеммами 9 выключателя и дополнительной клеммой 10. Лампа 5 подключается к этой дополнительной клемме 10 и имеющейся в выключателе клемме 11. Таким образом, изменения в конструкции серийного выключателя для выполнения в его корпусе заявляемого устройства сводится к установке на основании 6 дополнительной клеммы 10.

Заявляемое устройство (фиг. 1) можно использовать как базовый элемент при создании устройств, обеспечивающих щадящий режим включения независимых групп ламп. Так, на фиг. 3 изображена электрическая схема такого устройства для включения бытовой люстры, содержащей две группы ламп. Данная схема может быть собрана в серийном трехклавишном выключателе. Она содержит три контактные пары 1, 2 и 12 и четыре диода 2, 4, 13 и 14. Данное устройство работает аналогично описанному выше устройству на фиг. 1 и обеспечивает режим щадящего включения для обеих групп ламп 5 и 15, а также режим дежурного освещения. Нетрудно заметить, что соединение контактных пар 1 и 2 с диодами 3 и 4, а также контактных пар 2 и 12 с диодами 13 и 14, в отдельности представляют собой схему заявляемого устройства (см. фиг. 1).

Устройство по второму варианту, в отличие от первого схемного, предполагает размещение бескорпусного диода 16 между контактной пластиной 7 и контактной площадкой 8. Закрепление диода 16 может быть осуществлено с помощью известных методов [3] (пайкой или микросваркой), обеспечивающих надежный электрический контакт выводов диода 16 с пластиной 7 и площадкой 8. Для создания механической прочности конструкции между пластиной 7 и площадкой 8 устанавливается шайба 17 из прочного изоляционного материала, способная выдержать усилие, создаваемое пружиной контакта выключателя.

Таким образом, основываясь на низкой вероятности одновременного замыкания механически развязанных контактных пар (например, контактов двухклавишного выключателя), обеспечивающей подключение к сети лампы накаливания через пониженное напряжение, удалось создать простое и надежное в эксплуатации устройство щадящего включения, имеющее к тому же дополнительный режим включения дежурного освещения. В устройстве отсутствуют сложные электронные схемы, оно не требует настройки, надежно и практически не потребляет энергии. Все это с лихвой компенсирует необходимость установки дополнительной контактной пары, тем более, что двухклавишные выключатели выпускаются промышленностью и их модернизация на заявляемое устройство легко осуществима.

Использование: в бытовых электровыключателях для обеспечения щадящего режима включения ламп накаливания. Технический результат: упрощение устройства. Сущность: устройство состоит из двух параллельных цепочек, каждая из которых содержит контактную пару и элемент односторонней проводимостью, причем элементы включены встречно. Согласно второму варианту, в контактной площадке одного из контактов каждой контактной пары выключателя установлен элемент с односторонней проводимостью, причем эти элементы включены встречно. При этом, элементы с односторонней проводимостью могут быть выполнены в виде бескорпусного диода, установленного между контактной пластиной и ее контактной площадкой и электрически с ними связанного. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство щадящего режима включения ламп накаливания, содержащее контактную пару, два встречно включенных элемента с односторонней проводимостью, образующих две цепочки, соединенные параллельно, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной контактной парой, а каждая из указанных контактных пар включена в цепь соответствующего элемента с односторонней проводимостью. 2. Устройство щадящего режима включения ламп накаливания, содержащее контактную пару и два встречно включенных элемента с односторонней проводимостью, образующие две цепочки, соединенные параллельно, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной контактной парой, каждая из указанных контактных пар включена в цепь соответствующего элемента с односторонней проводимостью, каждый из которых установлен в контактной площадке одного из контактов каждой контактной пары. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый из элементов с односторонней проводимостью выполнен в виде бескорпусного диода, установленного между контактной пластиной и ее контактной площадкой и электрически с ними связанного.