Якщо ви не хочете опинитися в неприємній ситуації, коли раптово перегоріла лампа фари (а то й обидві) у автомобіля (мотоцикла, снігохода, катера або іншого транспортного засобу), і щоб це не зазнало вас зненацька вночі, заздалегідь подбайте про захист ламп . Тим самим ви позбавите себе надалі від турбот, пов’язаних із заміною, а то й із багатоденним пошуком дуже дефіцитних нині ламп.
Для захисту лампи знадобиться невелика приставка (див. схему). Але перш ніж приступити до її виготовлення, поставимо собі просте питання: «Чому взагалі перегорають лампи розжарювання?» Найчастіше справа зовсім не в їх перегріві, хоча нитка розжарювання розігрівається до температури, близької до точки плавлення матеріалу нитки. Виявляється, що найчастіше перегорають «холодні» нитки напруження.
При напрузі бортмережі 14,2 (верхня межа, яку зазвичай забезпечує регулятор напруги) через розігріту нитку напруження протікає струм 5 А. Однак при температурі навколишнього середовища 6°С кидок через нитку складе 90 А (при 14,2). Він буде чималим і за нормальної температури (+20°С), а саме 65 А. Навіть і при 12 В і температурі 20°С кидок струму складе 55 А! Ось чому перегорають нитки ламп, що не встигли ще прогрітися.
Досвід експлуатації показує, що особливо ненадійні світлотехнічні прилади, лампи яких під час руху транспортного засобу часто комутують — включають і вимикають. Найбільше це стосується ламп стоп-сигналу, які запалюються кожного разу, коли водій натискає педаль гальма; дуже схильні до перегорання лампи покажчиків повороту. Нарешті, часто перегорають і лампи фар ближнього і далекого світла. Як підвищити надійність роботи фар та інших світлотехнічних приладів транспортних засобів?
Зрозуміло, що якби вдалося знизити кидок струму при включенні лампи розжарювання, термін її служби кілька разів зріс би.
Насамперед має сенс захистити від перегорання галогенні лампи. Як відомо, вони не тільки забезпечують високі світлотехнічні показники фар, але й мають здатність до самовідновлення матеріалу нитки розжарення. Завдяки цьому товщина нитки в процесі експлуатації лампи залишається майже незмінною (метал, що випарувався з нитки під час роботи, знову повертається на поверхню нитки після вимкнення лампи). Але проти початкових кидків струму і ця лампа абсолютно беззахисна.
При використанні “м’якого” включення галогенні лампи стають практично вічними. Вийти з ладу вони можуть хіба що через механічне пошкодження або від неприпустимого для них замаслювання балона з кварцового скла. Зрозуміло, що з правильної експлуатації фар цих шкідливих впливів цілком можна уникнути.
Що ж до інших ламп розжарювання, то вони властивістю самовідновлення нитки не володіють, тому в процесі експлуатації їх нитка неминуче тоншає. Проте при досить «м’якому» включенні вдається істотно підвищити довговічність і цих ламп.
Допомагає продовжити життя ламп найпростіший автомат-приставка, схема якого показана на малюнку.
Пристрій є триполюсником: два його виведення (клеми 1 і 2) включаються «в розрив» дроту, що подає напругу живлення від штатного вимикача SA1 на лампу EL1 (також штатну), а третій висновок (клема 3) з’єднаний з корпусом (-12 В ).
При розімкнених контактах вимикача SA1 приставка знеструмлена і лампа EL1 не горить. Після замикання контактів вимикача SA1 основний (регулюючий) транзистор VT2 (він управляє протіканням струму через лампу EL1) спочатку лише «відкритий» дією резистора R4 (початковий струм з бази транзистора VT2 протікає через резистори R2 і R4. Тому хоча тепер до лампи EL1 і напруга, але вона ще мало для того, щоб повністю відкрити транзистор VT2, оскільки транзистор VT1 поки практично закритий.Тим самим усувається кидок струму через ще не прогріту нитку розжарювання лампи EL1.Ясно, що спочатку основна частина напруги +12 В додана до переходу “емітер – колектор” регулюючого транзистора VT2.
У міру прогрівання нитки розжарювання лампи EL1 її опір зростає, а це означає, що напруга на ній зростає (а на регулюючому транзисторі VT1, навпаки, зменшується). Це означає, що допоміжний транзистор VT1, а слідом за ним і основний VT2 все більше відкриватиметься до тих пір, поки останній не перейде в режим насичення (повністю відкриється). При цьому лампа EL1 горітиме повним світлом. Так вона буде працювати доти, доки контакти вимикача SA1 залишаються замкнутими. Їхнє розмикання призведе до того, що приставка знову буде знеструмлена і лампа EL1 згасне.
Таким чином, в даному пристрої провідність регулюючого транзистора VT2 пропорційна ступеню нагрівання лампи EL1, тобто лампа тут регулює сама себе. Це дозволило зробити приставку дуже універсальною: вона однаково добре працює з будь-якими лампами розжарювання, розрахованими на напругу бортової мережі 12 вольт, при цьому їх потужність може бути в межах від 5 ват (менш потужні лампи навряд чи доцільно захищати) до 120 ват (дві паралельно) включені нитки напруження далекого світла галогенних ламп (АКГ 12-60-55). Варто зазначити, що з будь-якими лампами розжарювання (з перелічених) процес розігріву нитки йде плавно, причому за максимально короткий час. Кидок струму із приставкою повністю усувається.
Зупинимося на особливостях конструкції. Так, для забезпечення необхідних світлотехнічних характеристик фар та інших світлових приладів падіння напруги на відкритому регулювальному транзисторі (VT2) не повинно перевищувати 1 В (вимоги міжнародних норм до освітлювальних та світлосигнальних приладів рухомої техніки з номінальною напругою бортмережі 12 В). Тому тут можна застосувати не кожен потужний транзистор. Найкращим буде германієвий транзистор серії ГТ806. При цьому варто прагнути того, щоб вибрати найвищий транзистор цієї серії. Найкращий за цим параметром транзистор типу ГТ806Д (максимальна напруга колектора 90 В). Це доцільно загального підвищення надійності приставки. Крім того, тут з успіхом можна застосувати транзистори серії П210 (П210А або П210Ш), які вже застаріли в наш час. Важливо, що й ті й інші цілком забезпечують у режимі насичення падіння напруги на переході «колектор — емітер» менше 1 В. Для зниження теплового навантаження цей транзистор потребує невеликого (близько 5 см2) тепловідведення (радіатора). Мінімальні розміри тепловідведення можливі тому, що основну частину часу транзистор VT2 працює в ключовому режимі і лише короткочасно – в момент включення лампи EL1 – в активному режимі.
Крім того, тут можна використовувати і кремнієві транзистори серії КТ818 (найкращий з них транзистор КТ818ГМ, дещо гірший за КТ818АМ). Однак падіння напруги на цьому транзисторі у його відкритому стані становить майже 3 вольти, що, звичайно ж, є неприпустимим. Щоб наперед не погіршувати показники фар та інших світлотехнічних приладів, схему приставки в цьому випадку доведеться дещо ускладнити. Для цього достатньо у схему ввести електромагнітне реле. Його обмотка (клеми 85 та 86 реле) повинна бути підключена паралельно лампі EL1, а висновки замикаючої (нормально розімкнутої) контактної групи (клеми 30 та 87 реле) потрібно з’єднати з клемами 1 та 2 приставки. Крім того, бажано захистити транзистор VT2 кремнієвим діодом, підключеним паралельно обмотці реле (лампі EL1) у зустрічному напрямку (його катод повинен бути пов’язаний з клемою 1 приставки, а анод-з корпусом). Діод буде корисний у тому випадку, якщо лампа EL1 все ж таки перегорить або якщо раптом буде порушена проводка до лампи. У будь-якому випадку цей діод захистить регулюючий транзистор VT2 від високовольтного викиду, що зазвичай виникає в момент відключення обмотки реле.
При такій видозміненій схемі спочатку процес розігріву нитки напруження йде так само, як і в попередньому випадку: напруга на лампі EL1 наростає поступово. Однак, як тільки воно досягне напруги спрацьовування реле (близько 8), останнє включиться, і його контактна група замкне клеми 1 і 2 приставки. Внаслідок цього лампа EL1 загориться повним світлом, якби приставки не було зовсім. Оскільки при цьому напрузі (8 В) нитка розжарення лампи EL1 буде прогріта вже досить сильно (у двох паралельно включених ниток далекого світла опір буде вже більше 0,8 ома замість 0,1 ома при нормальній температурі), значного кидка струму не відбувається. У такій схемі транзистор VT2 буде розвантажено дією контактної групи реле. Тому він буде у більш сприятливому електричному та тепловому режимі – під струмом він перебуватиме лише короткочасно – у момент включення лампи EL1. З цієї причини тепер тепловідведення для нього зовсім не потрібне.
Для розгойдування транзистора VT2 автором застосований кремнієвий транзистор (VT1) типу КТ829А (менш бажано тут застосування транзисторів серії КТ829 з іншим літерним індексом), що має великий коефіцієнт передачі струму (не менше 750). Тепловідведення VT1 не потребує.
Зібрано приставку в невеликій металевій коробці, зовні якої розміщено два гвинтові затискачі (клеми 1 і 2) з різьбленням М5 (ізольованих від корпусу). Третім висновком приставки (клема 3) є сама коробка (її корпус). Вона повинна бути надійно з’єднана з масою автомобіля або іншого транспортного засобу, де вирішено застосувати приставку. Тепловідведення транзистора VT1 (якщо він германієвий) має бути ізольований від корпусу останнього за допомогою листочка слюди або лавсанової плівки. Можна цього і не робити, тоді доведеться заізолювати від тепловідведення корпус приставки, що менш бажано, оскільки ця ізоляція перешкоджатиме відводу тепла. Зауважимо, що потужність розсіювання резистора R2 має бути не менше 15 Вт. Цей дротяний резистор при включеній приставці також помітно нагріватиметься, що слід враховувати.
Без будь-яких переробок описана приставка може бути застосована для захисту ламп не тільки фар, а й інших світлотехнічних приладів: стоп-сигналу, покажчиків повороту, габаритних вогнів, протитуманних фар. Наявна затримка вмикання ламп (порядку 0,1 с) суб’єктивно не відчувається в момент увімкнення захищеного світлового приладу. Для очей водія вона також зовсім непомітна, тому не позначається негативно на безпеці руху. Більше того, за рахунок підвищення надійності роботи ламп загальна безпека транспортного засобу підвищується.
В. БАННИКІВ