Почему диммер на симисторе не продляет, а укорачивает жизнь лампам накаливания?

[Alex9797]

Все началось с товарища, который пожаловался на то, что у него очень часто галогенки взрывались при включении. Он всю квартиру ими обвешал, и каждую неделю приходилось менять по несколько штук.

В результате анализа решили, что всему виной - резкий бросок тока через низкое сопротивление холодной нити. Значит, надо плавно повышать ток при включении. Сделал на PIC12C509 сначала плавный рост тока. Потом сама собой возникла мысль - а почему бы не сделать регулятор яркости? Потом еще навешали туда всяких сервисных примочек, встроили эту плату в подходящий корпус турецкого выключателя, и даже несколько сотен таких регуляторов продали.

Все было классно, все довольны. Конечно же, себе тоже поменяли обычные выключатели на эти, с плавной регулировкой. И со временем обнаружилась одна неприятная особенность.

Казалось бы, если плавное нарастание тока продляет жизнь лампочке, то горящая вполнакала должна вообще жить вечно. Действительно, в подъездах такие примеры известны, когда местные рационализаторы включают лампочку через диод, или две лампочки последовательно. Иногда они переживают своих хозяев.

Но совершенно обратная картина получалась с лампочками, управляемыми нашим диммером на симисторе. В моей настольной лампе лампочка все время горела вполнакала, чтобы ночью не мешать спящим. И очень быстро нить у нее начинала провисать, все больше и больше. И когда удлинялась почти вдвое, то часто обрывалась даже в холодном состоянии, от малейшего движения.

То же самое происходило и с остальными лампами, которые питались через диммер. Причину тогда особо не искали, потому что эта тема заглохла сама собой - конкуренты задавили.

А вот сейчас вспомнилось. А действительно - почему из-за диммера нить очень быстро провисает, и обрывается?

[you_go]

Диммер поддерживает "средний ток" через лампочку, а фактически ток втечение каждого полупериода имеет резкий скачок от 0 до весьма большого значения. По моему мнению, это может приводить к большому градиенту температур в нити и к стрикционному эффекту (не замечали, что нить, питаемая несинусоидальным током иногда "звенит" в тишине?). Как говорится, природа не любит скачков, в этом причина быстрого разрушения. К слову, в свое время, когда это было актуально, я делал устройства защиты кинескопов с плавным разогревом нити и задержеой подачи анодного напряжения. Все было замечательно, пока изготавливались чисто аналоговые устройства на постоянном токе (до сих пор у одной знакомой бабушки кинескоп "нулевый" после 15 лет эксплуатации). Но когда было изготовлено аналогичное тиристорное устройство с ШИМ, то это привело к обратному эффекту - кинескоп сдох через месяц. Тогда мне стало совершенно очевидно, что "средний ток" абсолютно не эквивалентен постоянному при казалось бы одинаковой мощности.

[ALEX__A]

Уважаемый Alex9797 !!!

К сожалению, Вы поставили вопрос, ответ на который требует проведения сравнительного анализа, данных для которого не достаточно.

В процессе работы лампы накаливания её нить испаряется и оседает на стенки колбы. В связи с этим уменьшается механическая прочность нити и она провисает под собственным весом. Поскольку лампы без диммера, вследствии броска тока при включении, перегорают существенно раньше, подобного эффекта Вы в них не наблюдаете.

С уважением, Алексей.

[Alex9797]

Поскольку лампы без диммера, вследствии броска тока при включении, перегорают существенно раньше, подобного эффекта Вы в них не наблюдаете.

Сравнивалась длительность жизни лампочек, которые, будучи один раз включенными и не сгоревшими при этом, продолжали круглосуточно светиться, при неполной яркости. И сравнение было не в пользу диммера.

[baiderin]

галогенки взрывались

Речь идет про галогеновые лампы, которые могут гореть только в полный накал, иначе нарушается галогеновый цикл и лампа быстро выходит из строя.

[Alex9797]

Речь идет про галогеновые лампы, которые могут гореть только в полный накал, иначе нарушается галогеновый цикл и лампа быстро выходит из строя.

Нет, первоначально речь шла как раз о галогенках, которые включались прямо в сеть. И те, кому повезло, и при включении не взорвались, дальше горели в полный накал.

А вполнакала горели обычные лампочки. И нити провисали у них.

[avt798579]

Сделал на PIC12C509 сначала плавный рост тока.

Почему нельзя было использовать для этих целей обычный NTC термистор?

[niXto]

Если надо, чтоб лампа горела вполнакала - включите ее через диод.

Симистор обрезает начало полупериода - то есть дает в нагрузку напряжение "от некоего значения до нуля". При половине яркости "некое значение" равно максимальному амплитудному. Возможно лампам это не нравится

[Falconist]

IMHO надо бы сравнить ради интереса длительность жизни лампочки (включая провисание нити), питаемой постоянным током. У себя в подъезде я тоже включил лампу через диод - действительно отмечается существенное провисание нити, вплоть до контакта с колбой. Наверное, в этом виноват именно стрикционный эффект - в разогретом состоянии нить доволно пластична и её постоянные микродеформации ведут к удлинению.

[Alex9797]

По моему мнению, это может приводить к большому градиенту температур в нити и к стрикционному эффекту (не замечали, что нить, питаемая несинусоидальным током иногда "звенит" в тишине?).

+1000%

Вот именно. По ночам, в тишине, я тоже обратил внимание, что при регулировке яркости лампочка в настольной лампе начинает жужжать. И громкость зависит от яркости. Пик громкости приходится как раз на полнакала. Конечно, при этом бросок тока максимален. Потом начал наблюдать внимательнее. Иногда дрожание нити становилось даже видным невооруженным глазом, такой большой амплитуды оно достигало. Хотя это не магнитострикция, а простое взаимодействие магнитных полей витков с током. Ведь нить не прямая, а навита в спираль, мелким шагом. От вибрации нагретые витки теряют упругость, и растягиваются. А самое слабое место - там, где нить крепится к стойке. В этом месте кончик нити уже холодный, и хрупкий.

Обидно, что при обрыве нити часто взрывался и сам баллон лампочки, и сгорал симистор. И даже плавкий предохранитель не всегда спасал его.