Как устроена и работает ЛДС
Работа ЭПРА
Воспроизвести медиафайл
Запуск лампы с ЭПРА.
Работа ЭПРА делится на три фазы:
- Предварительный разогрев электродов лампы. Делает запуск лампы мгновенным, мягким (продлевает срок службы лампы) и возможным при низких температурах окружающей среды.
- Поджиг — ЭПРА генерирует импульс высокого (до 1,6 кВ) напряжения, вызывающего пробой газа, наполняющего колбу лампы.
- Горение — на электродах лампы поддерживается небольшое напряжение, достаточное для поддержания её горения.
Принципиальная схема ЭПРА Схема ЭПРА для люминесцентной лампы чаще представляет собой двухтактный полумостовой преобразователь напряжения (реже встречается мостовая схема). В начале напряжение сети выпрямляется двухполупериодным диодным мостом и сглаживается фильтрующим конденсатором до постоянного напряжения 300…310 вольт (амплитудное значение сети 220·√2 вольт для синусоиды). Далее двухтактный полумостовой инвертор на двух n-p-n-транзисторах преобразует постоянное напряжение с диодного моста в высокочастотное напряжение. Нагрузкой преобразователя является тороидальный трансформатор с тремя обмотками, две из которых являются управляющим элементом, противофазно открывающим транзисторные ключи, а третья — рабочей, подающей на люминесцентную лампу переменное резонансное напряжение (значительно превышающее напряжение питающей сети). Следовательно, перед зажиганием люминесцентной лампы максимальный ток в резонансной цепи разогревает обе нити накала, а большое резонансное напряжение на конденсаторе, включённом параллельно лампе, зажигает её. Зажжённая лампа резко уменьшает своё сопротивление, закорачивая конденсатор — резонанс напряжений в цепи прекращается, однако уже зажженная лампа продолжает светиться. Преобразователь продолжает работать в автоматическом режиме, не меняя частоты с момента запуска, ограничивая своей индуктивностью ток в зажжённой лампе. Весь процесс зажигания длится меньше 1 с.
Как запустить лампу дневного света без дросселя
Подключение с помощью современного электронного балласта
Перегрев ускорителя и возможные последствия
Использование ламп с истекшим сроком годности и периодически возникающих различных неисправностей может стать причиной пожара. Здесь подробно описано, как утилизировать использованные люминесцентные устройства.
Чтобы избежать возникновения опасной пожарной ситуации, будет полезен регулярный осмотр состояния осветительных приборов: визуальный осмотр, контроль основных узлов.
По окончании срока службы лампы можно заметить значительный перегрев блока питания – конечно, нельзя контролировать температуру водой, для этого следует использовать измерительные инструменты. Утепление способно достигать 135 градусов и выше, что чревато печальными последствиями
При неправильном использовании колба ртутной лампы может взорваться. Мельчайшие частицы способны разлетаться в радиусе трех метров. К тому же они сохраняют свои зажигательные способности, даже падая с потолка на пол.
Опасность заключается в перегреве обмотки индуктора – устройство состоит из различных материалов, каждый из которых имеет свои особенности. Например, производители пропитывают изоляционные прокладки сложными составами, отдельные элементы которых обладают неодинаковой горючестью и способностью образовывать дым.
Даже семь витков индуктивности, в которых произошло замыкание, могут стать опасными для возгорания. Хотя высокая вероятность возгорания представлена закрытием не менее 78 смен, этот факт был установлен эмпирически
Помимо перегрева дроссельной заслонки, с люминесцентными лампами бывают и другие ситуации, представляющие опасность возгорания.
Может быть:
- проблемы, вызванные нарушением технологии производства контрольных блоков питания, что сказалось на конечном качестве устройства;
- плохой материал рассеивателя светильника;
- схема розжига: со стартером или без него опасность возгорания одинакова.
Следует помнить, что проблемы могут быть вызваны халатностью в подключении, плохим качеством контактов или компонентов схемы, что очень часто возникает при использовании очень дешевых устройств, приобретенных у неизвестных производителей.
Добросовестные компании дают гарантию на свою продукцию, а технические параметры устройств, указанные на корпусе или упаковке, соответствуют действительности. Этот факт напрямую влияет на срок службы как самого балласта, так и газоразрядных ламп, с характеристиками устройства и принципом работы которых мы познакомимся в рекомендуемой статье.
Схема подключения люминесцентных ламп без стартера
Питание от В без дросселя и стартера Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают.
Для работы больше никаких устройств не надо.
Следующая схема позволяет запустить лампу дневного света с перегоревшими пусковыми спиралями мощностью до 40 Вт при использовании лампы меньшей мощности дроссель L1 придется заменить на соответствующий используемой лампе. Это можно заметить по наличию темных пятен люминофора с одной из сторон колбы. На вход подают электропитание.
Индуктивности дросселя должно хватать на оба источника света. Как видно из рисунка ниже, кроме дросселя и стартера в схеме присутствует обычный диоднй мост. Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам.
Читайте дополнительно: Сроки измерения сопротивления заземляющих устройств
Принцип работы газоразрядных люминесцентных ламп
Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска. Для работы больше никаких устройств не надо. При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора.
Ток в электроцепи проводников и стартера ограничивается только внутренним дроссельным сопротивлением. В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.
Схема подключения люминесцентных ламп с дросселем
Во всех используется принцип создания высокого напряжения запуска при помощи умножителя напряжения. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает в раза.
В схеме, приведенной ниже, роль токоограничивающего дросселя выполняет обычная лампа накаливания, мощность которой равна мощности используемой ЛДС. Правильно собранная схема при исправных элементах начинает работать сразу же. Схема ее подключения есть справа. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне. Проверка стартера люминесцентной лампы
Кратко об устройстве и принципах работы люминесцентных ламп
Люминесцентные приборы освещения относятся к типу газоразрядных, заполняются инертным газов и ртутью. Колба всегда выполняется в виде цилиндра с диаметром 12-36 см. Цилиндр не всегда прямой (может иметь различную форму), но всегда имеет на концах стеклянные ножки с электродами, изготовленными из вольфрама. К электродам припаиваются штырьки цоколя.
Воздух из колб выкачивается и заменяется инертным газом и небольшой каплей ртути (до 30-и мг). Иногда вместо ртути используется его смесь с другими металлами (индием, висмутом). На электроды наносится активирующее вещество (оксид тория, кальция, стронция, бария).
При разряде создается фиолетовое излучение, обладающее большим объемом энергии. Оно превращается в видимое люминофорами. Ими покрываются внутренние поверхности трубок. Большинство производителей использует галофосфат кальция, в который добавлен марганец и сурьма. В процессе воздействия ультрафиолета получается белый свет различных оттенков.
Эффективность разряда зависит от температуры в колбе. Именно от ее уровня зависит диаметр и длина лампы. Это значит, что мощность прямо пропорциональна размерам колбы. Производители постоянно ищут способы уменьшения габаритов. Если просто сократить длину, температура прибора освещения будет слишком высокая, давление увеличится, световая отдача снизится.
Проблему решило появление люминофоров, выдерживающих повышенные электрические нагрузки. Диаметр трубок уменьшился до 12 мм, что дало возможность их многократно изгибать. Были разработаны компактные модели, по принципу работы не отличающиеся от габаритных линейных.
Назначение и устройство дросселя
Разрядные лампы, представителем которых является люминесцентная разновидность, нельзя зажечь как обычные, обеспечив электроснабжение. Они попросту не будут работать. Чтобы получить свечение такого типа источника, потребуется дополнительно использовать пуско-регулирующий аппарат.
Назначение балласта в схеме включения
Выходит, что для функционирования люминесцентной лампочки необходимо не только обеспечить протекание тока, но и приложить к ней напряжение.
Поэтому в схеме включения задействуют балласт – сопротивление. Оно включается последовательно с лампой и предназначено для ограничения тока, протекающего через ее электроды.
Его роль могут выполнять различные электротехнические компоненты:
- в случае постоянного тока – это резисторы;
- при переменном – дроссель, конденсатор и резистор.
Среди этих приспособлений наиболее удачным вариантом является дроссель. Он обладает реактивным сопротивлением без выделения излишнего тепла. Способен ограничить ток, предотвратив его лавинообразное нарастание при включении в электросеть.
Дроссель не только является неотъемлемым элементом в стартерной схеме включения, он выполняет такие функции:
- способствует созданию безопасного и достаточного для конкретной лампочки тока, который обеспечивает оперативный разогрев ее электродов при разжигании;
- импульс повышенного напряжения, образующийся в обмотке, способствует возникновению разряда в колбе люминесцента;
- обеспечивает стабилизацию разряда при номинальном значении электротока;
- способствует беспроблемной работе лампочки вопреки отклонениям напряжения, периодически возникающим в сети.
Важное значение для функционирования люминесцентных источников света имеет индуктивность дросселя
Поэтому при покупке этого электромеханического компонента следует обращать внимание на технические параметры, которые должны соответствовать характеристикам лампочки
Из чего состоит пускорегулятор?
Дроссель, используемый в схемах включения лампочек люминесцентного типа, – это не что иное, как намотка провода на сердечнике – катушка индуктивности. Именно ее промышленное исполнение и носит название дросселя в электротехнике, что дословно переводится как «ограничитель».
Дроссель с нужными техническими характеристиками производят в промышленных условиях, поэтому у потребителя не возникнет проблем при подборе нужного варианта, соответствующего параметрам подключаемой лампочки.
Более того, имея навыки сбора различных электротехнических приспособлений, соответствующие комплектующие и электроинструменты, можно попытаться самостоятельно соорудить катушку с нужной индуктивностью.
Дроссель состоит из следующих элементов:
- проволока в изоляционном материале;
- сердечник – чаще всего ферритового типа или из прочего материала;
- заливочная масса, компаунд – в ее состав входят вещества, устойчивые к горению, что обеспечивает дополнительную изоляцию витков обмоточного провода;
- корпус, в который помещена намотка – его производят из термоустойчивых полимеров.
Наличие последнего элемента зависит от особенностей и характеристик конкретной модели ограничителя тока.
Стартерная схема несовершенна, хотя и показывает отличный результат. Но мерцание лампочки, шумность дросселя и его большие размеры, а также фальшьстарт из-за ненадежного стартера привели к изобретению более совершенной версии пускорегулятора – электронной.
ЭПРА в процессе функционирования способствуют снижению мощности потерь до 50%, избавляют от миганий лампочки. Их использование позволило уменьшить массу дросселей, а также существенно повысить отдачу осветительного прибора.
Правда стоимость электронного балласта существенно выше ЭМПРА, да и приобретать нужно у производителей с отличной репутацией – таких как Philips, Osram, Tridonic, прочие.
Принцип работы
В классическом виде ЛЛ (люминесцентная лампа) представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность люминофором. Внутри трубки при пониженном давлении помещают инертный газ, смешанный с парами ртути. На концах изделия впаиваются электроды (катоды) из вольфрама.
Принцип работы и строения люминесцентной лампы
В рабочем состоянии после пробоя газа высоким напряжением через лампу протекает ток, в результате воздействия которого появляется невидимое для человеческого глаза УФ излучение. Под воздействием этого излучения люминофор генерирует световой поток в видимом диапазоне, цветовые оттенки которого может меняться в зависимости от типа люминофора.
Ток при газовом разряде меняется лавинообразно и для его ограничения используется последовательно включенная нагрузка.
Ремонт люминесцентного светильника. Основные неисправности и их устранение. Инструкция
Если светильник не пытается зажечься, перед поиском неисправности в нем нужно измерить напряжение на его входных клеммах. Если оно есть, то последовательность поиска такова:
Слегка покрутить лампы вокруг продольной оси. При правильной установке контакты ее должны располагаться параллельно плоскости светильника. Это положение определяется по максимуму усилия вращению или при повторной установке с запоминанием их положения в пространстве. Заменить стартер на заведомо исправный. Электрики, обслуживающие помещения с люминесцентными светильниками, всегда имеют под рукой запас стартеров для проверки. При его отсутствии можно временно снять стартер с работающего светильника. При этом можно его оставить в работе – стартер не влияет на работоспособность уже зажженной люминесцентной лампы. Проверить исправность лампы (ламп). В светильниках, имеющих две лампы, они включены последовательно. Стартер и дроссель для них общие. Четырехламповые светильники конструктивно представляют собой два двухламповых, объединенных в одном корпусе. Поэтому при выходе из строя одной лампы, вместе с ней гаснет и вторая. Исправность ламп проверяют методом замены на исправные. Можно измерить мультиметром сопротивление нитей накала – оно не превышает десятков Ом. Почернение изнутри колбы лампы в районе нитей не свидетельствует о неисправности, но проверке она подвергается в первую очередь. Если стартер и лампа исправны, проверяется дроссель. Его сопротивление, измеренное мультиметром, не превышает сотен Ом. Можно воспользоваться индикаторной отверткой, проверив прохождение «фазы» через дроссель: если она есть на его входе, то должна быть и на выходе. При возникновении сомнений дроссель заменяют. Проверить исправность проводки светильника
Обратить внимание на контактные соединения дросселя, стартера и патронов ламп. Для удобства выполнения этой операции светильник лучше снять с потолка и положить на стол
Так будет удобнее и безопаснее
Так будет удобнее и безопаснее.
Схема люминесцентного светильника с одной лампой Если светильник безуспешно пытается зажечься, то причину ищут в очередности: стартер, лампа, дроссель. Выход их из строя в данной ситуации равновероятен.
Схема люминесцентного светильника с двумя лампами
При использовании электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА) определить ее исправность, используя мультиметр, не просто. В этом случае, поменяв лампы на новые, проверив исправность всех контактных соединений, заменяют ЭПРА. Ее можно отремонтировать, но для этого нужны знания в электронике: умение проверять электронные компоненты и работать паяльником, разбираться в схемах и принципах их работы.
Электронная пуско-регулирующая аппаратура
Если яркость свечения лампы снизилась, то ее необходимо заменить. При отрицательных температурах люминесцентные лампы зажигаются дольше или не зажигаются совсем.
Принцип работы люминесцентного светильника
Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.
Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).
Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.
Для чего нужен дроссель
Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:
- формирование напряжения запуска;
- ограничение тока через электроды.
Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.
Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.
В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.
Принцип работы
Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя на примере типичной схемы подключения для ламп газоразрядного типа .
Типичная схема подключения
На схеме обозначены:
- EL – лампа газоразрядного (люминесцентного) типа;
- SF – стартер, он представляет собой устройство состоящее из колбы, наполненной инертным газом, внутри нее находятся контакты из биметалла. Параллельно к колбе установлен конденсатор;
- LL –дроссель (электромагнитный);
- спирали лампы (1 и 2);
- C – конденсатор (компенсирует реактивную мощность), его емкость зависит от мощности лампы, ниже показана таблица соответствия.
| Мощность газоразрядного источника (Вт) | Емкость конденсатора (мкФ) |
| 15 | 4,50 |
| 18 | 4,50 |
| 30 | 4,50 |
| 36 | 4,50 |
| 58 | 7,00 |
Встречаются устройства, в схемах которых отсутствует компенсирующий конденсатор, это недопустимо, поскольку реактивная нагрузка приводит к следующим негативным последствиям:
- происходит увеличение потребляемой мощности, что приводит к повышенному расходу электроэнергии;
- существенно сокращается ресурс оборудования.
Теперь перейдем непосредственно к принципу работы, приведенной выше типовой схемы. Условно ее можно разделить на следующие этапы:
- при подключении к электросети, через цепь дроссель «LL» – спираль « 1» – стартер «SF» – спираль «2» начинает проходить ток, сила которого от 40 до 50 мА;
- под воздействием этого процесса в колбе стартера ионизируется инертный газ, что приводит к повышению силы тока и разогреву биметаллических контактов;
- нагревшиеся электроды в стартере замыкаются, это вызывает резкое повышение силы тока, примерно до 600 мА. Дальнейший его рост ограничивает индуктивность дросселя;
- за счет увеличившейся силы тока в цепи происходит разогрев спиралей (1 и 2), в результате чего ими излучаются электроны, разогревается газовая смесь, что приводит к разряду ;
- под воздействием разряда возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из люминофора. В результате он светится в видимом спектре;
- когда источник света «зажигается», его сопротивление уменьшается, соответственно, понижается напряжение на дросселе (до 110 В);
- контакты стартера остывают и размыкаются.
Недостатки ПРА — анализируем особенности конструкции
У электромагнитных ПРА немало приверженцев. Люминесцентные светильники с этим устройством просты в использовании и стоят недорого. После покупки не требуется никакой дополнительной настройки. Лампа подключается к питанию и начинает работать. А «маленькие недостатки» хозяева ей прощают, так как ценят такие осветительные приборы, прежде всего, за бюджетную цену.
Но, если проанализировать качество работы лампы с дросселем, выясняется – экономия для домашнего бюджета с таким приобретением весьма сомнительная.
Подключают терморегулятор для инфракрасного обогревателя с целью контроля и поддержания в автоматическом режиме установленных пользователем температур. Порядок монтажа зависит от количества обогревательных приборов.
Для защиты постоянно включенного в сеть холодильника применяют стабилизаторы напряжения. О способах подключения другого бытового электроприбора — плиты — можно прочитать тут.
Дроссельный пусковой механизм очень чувствителен к нестабильности сети. Малейшее колебание напряжения тут же сказывается на лампе. Она начинает мерцать, раздражая зрение и потреблять больше электроэнергии. А ещё в этот момент явственно слышится характерное гудение.
При такой работе срок эксплуатации оказывается меньшим, чем был заявлен производителем изначально.
Не меньшее влияние на продолжительность службы оказывают и другие технические особенности конструкции:
- При вспышках перед зажиганием лампы, происходящих из-за несинхронной с частотой сети работы дросселя, его изнашиваемость ускоряется в несколько раз.
- Четверть мощности осветительного прибора расходуется на разогревание электромагнитного балласта для люминесцентных ламп, что помимо потерь электроэнергии повышает опасность возникновения пожара. Ведь греется стартер иногда до 100 и больше градусов.
- Вышедший из строя конденсатор ПРА невозможно определить на глаз. Внешне всё выглядит как прежде, хотя коррекция коэффициента мощности в лампе уже не происходит.
В таком случае потребуются дополнительные знания — как проверить дроссель люминесцентной лампы.
Факт запрета Европейской комиссией двух классов ПРА из четырёх весьма красноречив. Класс D запрещён в 2004, C – в 2006 году. Сейчас на рынке можно встретить только класс B1 и В2. Это классы с пониженными потерями электроэнергии.
Конечно, каждый решает для себя сам, отдать ли предпочтение такой классике, как электромагнитный ПРА, или не пожалеть денег и найти ему альтернативу — электронный балласт для люминесцентной лампы. Без сомнения, в определённых случаях технология, отработанная в течение десятилетий, обеспечивает достаточную надёжность и является заслуженно востребованной.
ЭПРА для люминесцентных ламп: основы подбора
Выбирать необходимо по техническим показателям
Но цена — далеко не все, на что стоит обращать внимание. Необходимо отслеживать следующие показатели:
- Для одной или для двух ламп предназначен электронный балласт. Этот параметр отображается рисунком на корпусе. Обычно показано и как их надо подключать.
- Мощность ЭПРА. Она должна совпадать с мощностью ламп. Иначе функционировать светильник не будет.
- С какими лампами работает этот электронный балласт (типы ламп — Т4, Т5 и Т8).
- Степень защиты корпуса IP. Если светильник установлен в жилых комнатах, достаточно обычного исполнения — IP23. Для ванных комнат нужна повышенная влагозащита — IP 44 и выше.
Для уличных светильников важен температурный диапазон. Стоит заметить, что далеко не все лампы, да и далеко не любой ЭПРА может работать при низких температурах. Может случиться так, что лампа просто не разогреется до достаточной для старта температуры
Так что обращайте внимание на этот показатель