Электронный блок для ламп дневного света

Некоторые доработки для ламп 2

                           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей — Popular science educational resource for young and novice hamsОсновы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов — Basics of electricity, educational materials and professional experience

Раздел Внимание Полезности ДЕТЯМ Книжки Интересно Друзья JR

JUNIOR RADIO

Статьи публикуются по мере поступления. Для упорядоченного тематического
поиска воспользуйтесь блоком  «Карта сайта»

«Да будет свет! сказал монтер и перерезал провода…» С этой банальной цитаты и начнем сегодня разговор о лампах дневного света, а именно, об устройстве балласта для этих злополучных ламп. Итак… где же вы, разработчики, радиолюбители, технари-кустари, «ботаники» и т. п., в общем, вся техногвардия, с которой начинается нормальное конструирование электронных устройств, двигающих вперед мало-помалу наше собственное Российское производство!? Помните, как в детстве взял лампу дневного света, неизвестно какую, нашел на помойке балластный дроссель, тоже неизвестно какой, у дяди Пети выпросил стартер, все это собрал, включил в 220 В и… ура засветилось, засветилось, потому, что не могла не заработать такая простая схема, изображенная на рис. 1.

Балласт балласту рознь…

Конечно, с той первой детской радости утекло немало воды,

многое изменилось в схемотехнике, но основополагающие принципы сохранились.

Рис. 1. Типовая схема балласта лампы дневного света

    Принцип работы такой схемы одновременно и сложен и прост, но вкратце постараемся еще раз осветить основные моменты. Итак… Когда схема первоначально подключается к сети (220 В, 50 Гц), изначально холодная лампа дневного света (далее по тексту ЛДС) представляет собой высокий импеданс для 220 В, т. к. газ в ней еще не ионизирован.

Поэтому весь ток, пройдя через низковольтные витки накальных элементов, поступает на стартер, газ в баллоне которого, обладающего гораздо меньшим импедансом по отношению к лампе, быстро ионизируется и нагревается, в результате чего один из контактов биметаллик сгибается и замыкает цепь.

В дальнейшем функция Балласта заключается в поддержании некоторого более-менее постоянного значения RMS на концах лампы.

Недостатки и достоинства схемы

    Недостатки:

• Немалый вес и габариты балласта и стартера.
• Мерцание (стробоскопический эффект); при частоте сети в 50 Гц газ в лампе успевает деионизироваться между циклами синусоидального напряжения, т. е. в моменты перехода синусоиды через «0».
• «Фальш-старт» вспыхивание и моргание лампы в течение некоторого промежутка времени с момента поджига; поскольку отсутствует синхронизация между срабатыванием стартера и синусоидальным напряжением питающей сети, сетевое напряжение питания может уменьшать энергию дросселя, не обеспечивая должного уровня в момент старта на концах ЛДС. Это вызывает повторные срабатывания стартера.
• Нагрев балласта в результате потерь на его относительно высоком резистивном сопротивлении приводит к лишним затратам электроэнергии.

    Достоинства:

    Вышеуказанные недостатки существенны и с лихвой перекрывают единственное достоинство. Особенно вредным является «фальш-старт». При повторных включениях стартера накальные элементы ЛДС перегреваются и быстро выходят из строя. Иными словами «фальш-старт» резко сокращает срок службы ЛДС скупой платит дважды. Неприятен и визуальный эффект «фальш-старта».

Электронный балласт

    В схеме на рис. 2 напряжение сети 220 В 50 Гц сначала выпрямляется, а затем подается на схему высоковольтной и высокочастотной коммутации,где частота переключений тока уже не 50 Гц, а десятки килоГерц. Вместо стартера используется уже не схема прерывания, а термистор или просто конденсатор большой емкости, который обеспечивает работу накальных элементов ЛДС в течение какого-то промежутка времени. Функции же управления коммутацией дросселя в момент поджига лампы сосредоточены в «схеме запуска».

Рис. 2. Электронный балласт

    Такая схема имеет тройную эффективность:
    Во-первых, полностью исключается «фальш-старт», т. к. дроссель коммутируется при поджиге высоковольтным коммутатором не на переменную сеть, как это было ранее, а на постоянное напряжение. При этом оба напряжения (напряжение индукции дросселя и выпрямленное напряжение сети) складываются друг с другом со знаком «+». Возникает потенциал, достаточный для гарантированного поджига лампы с первого раза.

Во-вторых, благодаря высокочастотной коммутации, газ в лампе не успевает деионизироваться между токовыми циклами, а значит для нормальной работы лампы требуется меньшее напряжение (примерно 70 % в отличие от варианта с 50 Гц). Это прямая экономия элект-роэнергии. Примечательно и отсутствие «стробоскопического» эффекта. В-третьих, поскольку частота коммутации выше требуется дроссель с меньшей индуктивностью, а значит и с меньшими размерами и весом, чем в варианте на рис. 1.

Уменьшение его резистивного сопротивления также экономит электроэнергию.

Практическая реализация

    Каковы же конкретные схемотехнические решения от конкретных производителей? Здесь хотелось бы выделить SGS-Thomson (с недавних времен STMicroelectronics) и International Rectifier. STMicroelectronics для управления ЛДС предлагает чип BCD-технологии L6569, блок-схема которого приведена на рис. 3.

Рис. 3. Блок-схема L6569

    Pin-to-Pin аналогом ИС L6569 являются микросхемы фирмы International Rectifier IR2151… IR2155. Схема содержит программируемый осциллятор, частота которого устанавливается элементами Rf и Cf, работающий в диапазоне 25100 кГц, два буфера с выходной нагрузкой 275 мA для управления высоковольтными MOSFET, схему контроля и управления.

Максимальное высоковольтное напряжение питания схемы (V BOOT) колеблется в пределах 600 В, как утверждает производитель; специалисты International Rectifier показали более скромную величину 500 В. Последнее, конечно, несущественно, т. к. и при 500 В схема работает. Практическая реализация схемы электронного балласта на этих ИС приведена на рис. 4.

Рис. 4. Пример практической схемы электронного балласта с использованием L6569 или IR215X

    У International Rectifier в качестве MOSFET используются транзисторы IRF720. Конкретную топологию печатной платы устройства и расположение элементов можно почерпнуть из технического описания микросхем L6569, а у International Rectifier из Design Tip «DT-94-9» и 10. Есть и более новые разработки в этой области, например, гибридные схемы фирмы International Rectifier IR51HXXX. В качестве конкретного примера рассмотрим микросхему IR51H420 (рис. 5).

Рис. 5. Блок-схема ИС IR51H420

    Схема содержит упомянутый выше ЧИП управления IR2151 и два высоковольтных MOSFET-транзистора. При таком подходе практическая реализация схемы электронного балласта выглядит намного проще, как это показано на рис. 6.

Рис. 6. Практическая схема электронного балласта с применением IR51H420

    Элементы, помеченные двумя звездочками (**), являются табличными величинами и зависят от мощности применяемой ламы. В этой схеме применяется ЛДС 18W.

Однако, если у производителя возникнет интерес к данной схеме с применением другой лампы, он может почерпнуть табличные значения из Design Tip DT95-3 International Rectifier.

В заключение хочется добавить, что невозможно в короткой статье изложить всю информацию по данной теме, поэтому разработчикам рекомендуем использовать весь имеющийся арсенал информации: Internet-сайты: www.st.com, www.irf.com, обычные CD-ROM.

А. Русак

Схема стартера для люминесцентной лампы

Компактные люминесцентные лампы (CFL)

Компактные люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ по сравнению с классическими лампочками. Это низкое энергопотребление (до 80%) и значительно более длительный срок службы (от 5 до 15 раз). К недостаткам можно отнести в основном дороговизну

Люминесцентные лампы выпускаются обычно в этих цветовых температурах:

 

   Теплый белый (2700K)     Холодный белый (4000K)

     Дневной свет (6000K)

Чаще всего мы встречаемся с «белыми теплыми», которые находится недалеко от классических ламп и которые наиболее приятны в использовании. Компактная люминесцентная лампа с использованием вакуумных труб, похожа на классические лампы. Принцип преобразования энергии света,  то же самое. Трубка имеет на обоих концах два электрода соединенных с барием.

Катод имеет высокую температуру около 900 градусов Цельсия, и генерирует много электронов, ускоренных напряжением между электродами  атомов аргона и ртути. Там возникают низкая температура плазмы. Ртуть излучают энергию в форме УФ-света. На внутренней стороне трубы она сталкивается с люминофором, который преобразует УФ-светом в видимый свет. Труба работает на переменном токе.

Включается преобразователь, который работает на десятки килогерц, и лампы CFL не «мигают» в сравнении с классическими. Конвертер, который присутствует в винтовой крышкой, заменяет классический балласт со стартером.

Принцип работы лампы LUXAR 11W .

Цепь питания содержит блок, который включает  L2 для подавления помех , предохранитель F1, мостовой выпрямитель из диодов 1N4007 и фильтрующий конденсатор C4. Запуск включает D1, C2, R6 и динистор. D2, D3, R1, R3 имеют функцию защиты.
  R6, C2 и и динистор дают первый импульс на базу транзистора Q2 и вызывают его открытие. После этого они заблокированы диодом D1. После каждого открытия Q2 разряжается С2.

  Далее сигнал с транзисторов идет на очень небольшой трансформатор TR1. Он состоит из ферритового кольца с тремя витками (от 5 до 10 ). Через конденсатор С3 напряжение повышается от резонансного контура от L1, TR1, C3 и C6. Трубка загорается Резонанс является частотой, которая определяется емкостью C3, потому что он имеет гораздо меньшую емкость, чем C6. В этот момент напряжение на C3 более 600 в отношении трубки.

Во время старта пиковый ток коллектора примерно от 3 до 5 раз больше, чем при нормальной работе. Когда трубка повреждена, существует опасность уничтожения транзистора.

Когда газ насыщен ионами в трубе, C3 будет практически замкнут, и благодаря этому частота снизится. C6 генерирует значительно меньше напряжения, что достаточно для освещения. Когда транзистор открывается,  ток TR1 увеличивается до своей основной насыщености.

Bigluz 20W

Компактная люминесцентная лампа 20W Bigluz
использует классическую проводку с небольшими изменениями.

Isotronic 11W

В Лампе Isotronic 11W  не существует пусковой цепи с динистором.
Лампа запускается, благодаря конденсатору С1.

Luxtek 8W

Лампа Luxtek 8W использует классическую схему с небольшими изменениями.
Термистор управляет нитью подогрева.

Maway 11W

Лампа Maway 11W  аналогична Isotronic.

Maxilux 15W

Лампа Maxilux 15W выполнена по классической схеме.

Polaris 11W

Имеет небольшую нить накала. Схема классика.

BrownieX 20W

Упрощенная схема  лампы Isotronic

PHILIPS ECOTONE 11W

IKEA 7W

Лампа IKEA 7W  имеет классическую проводку как  Lixar 11W.Введен режим пониженного энергопотребления.Срок службы составляет более 8500 часов,

это соответствует этикетке спецификаций.

OSRAM DULUX EL 11W

OSRAM DULUX EL 21W

Лампа OSRAM DULUX EL 21W имеет классическую схему подключения.  В отличие от предыдущего лампа OSRAM

не имеет термистора для медленного старта.

 

Назад

16191|Добавил: Chinas|: 3.5/

Источник: http://www.junradio.com/blog/nekotorye_dorabotki_dlja_lamp_2/2013-07-18-77

Что такое ЭПРА для люминесцентных ламп: как работает + схемы подключения

Вас интересует, зачем нужен электронный модуль ЭПРА для люминесцентных ламп и как его следует подключить? Правильный монтаж энергосберегающих светильников позволит многократно продлить их срок эксплуатации, ведь верно? Но вы не знаете, как подключить ЭПРА и нужно ли это делать?

Мы расскажем вам о назначении электронного модуля и его подключении – в статье рассмотрены конструкционные особенности этого аппарата, благодаря которому формируется так называемое стартерное напряжение, а также поддерживается оптимальный рабочий режим светильников.

Приведены принципиальные схемы подключения люминесцентных лампочек с применением электронного пускорегулятора, а также видеорекомендации по применению подобных аппаратов. Которые являются неотъемлемой частью схемы газоразрядных ламп, несмотря на то что конструктивное исполнение таких источников света может значительно отличаться.

Конструкции пускорегулирующих модулей

Конструкции промышленных и бытовых люминесцентных лампочек, как правило, оснащаются модулями ЭПРА. Аббревиатура читается вполне доходчиво – электронный пускорегулирующий аппарат.

Электромагнитное устройство старого образца

Рассматривая конструкцию этого устройства из серии электромагнитной классики, сразу можно отметить явный недостаток – громоздкость модуля.

Правда, конструкторы всегда стремились минимизировать габаритные размеры ЭМПРА. В какой-то степени это удалось, судя по современным модификациям уже в виде ЭПРА.

Набор функциональных элементов электромагнитного пускорегулирующего устройства. Его составными частями, как видно, являются всего два компонента – дроссель (так называемый балласт) и стартер (схема формирования разряда)

Громоздкость электромагнитной конструкции обусловлена внедрением в схему крупногабаритного дросселя – обязательного элемента, предназначенного сглаживать сетевое напряжение и выступать в качестве балласта.

Помимо дросселя, в состав схемы ЭМПРА входят стартеры (один или два). Очевидна зависимость качества их работы и долговечности лампы, т. к. дефект стартера вызывает фальшивый старт, что означает перегрузку по току на нитях накала.

Наряду с ненадежностью стартерного пуска, люминесцентные лампы страдают от эффекта стробирования. Проявляется он в виде мерцания с определенной частотой, близкой к 50 Гц.

Наконец, пускорегулирующий аппарат обеспечивает значительные энергетические потери, то есть в целом снижает КПД ламп люминесцентного типа.

Усовершенствование конструкции до ЭПРА

Начиная с 1990 годов, схемы люминесцентных ламп все чаще стали дополнять усовершенствованной конструкцией пускорегулирующего модуля.

Основу модернизированного модуля составили полупроводниковые электронные элементы. Соответственно, уменьшились габариты устройства, а качество работы отмечается на более высоком уровне.

Результат модификации электромагнитных регуляторов – электронные полупроводниковые устройства запуска и регулировки свечения люминесцентных ламп. С технической точки зрения, отличаются более высокими эксплуатационными показателями

Внедрение полупроводниковых ЭПРА привело практически к полному исключению недостатков, какие присутствовали в схемах аппаратов устаревшего формата.

Электронные модули показывают качественную стабильную работу и увеличивают долговечность люминесцентных светильников.

Более высокий КПД, плавное регулирование яркости, повышенный коэффициент мощности – все это преимущественные показатели новых модулей ЭПРА.

Из чего состоит приспособление?

Главными составляющими элементами схемы электронного модуля являются:

• выпрямительное устройство;
• фильтр электромагнитного излучения;
• корректор коэффициента мощности;
• фильтр сглаживания напряжения;
• инверторная схема;
• дроссельный элемент.

Схемное построение предусматривает одну из двух вариаций – мостовая либо полумостовая. Конструкции, где используется мостовая схема, как правило, поддерживают работу с лампами высокой мощности.

Примерно на такие приборы света (мощностью от 100 ватт) рассчитаны пускорегулирующие модули, выполненные по мостовой схеме. Которая, кроме поддержки мощности, оказывает положительное влияние на характеристики питающего напряжения

Между тем, преимущественно в составе люминесцентных светильников эксплуатируются модули, построенные на базе полумостовой схемы.

Такие приборы на рынке встречаются чаще по сравнению с мостовыми, т. к. для традиционного применения достаточно светильников мощностью до 50 Вт.

Особенности работы аппарата

Условно функционирование электроники можно разделить на три рабочих этапа. Первым делом включается функция предварительного прогрева нитей накала, что является важным моментом в плане долговечности газовых приборов света.

Особенно необходимой эта функция видится в условиях низкотемпературной окружающей среды.

Вид рабочей электронной платы одной из моделей пускорегулирующего модуля на полупроводниковых элементах. Эта небольшая легкая плата полностью заменяет функционал массивного дросселя и добавляет ряд улучшенных свойств

Затем схемой модуля запускается функция генерации импульса высоковольтного импеданса – уровень напряжения около 1,5 кВ.

Наконец, подключается третий этап работы схемы модуля, основная функция которого заключается в создании стабилизированного напряжения горения газа внутри баллона.

Уровень напряжения в этом случае относительно невысок, чем обеспечивается малое потребление энергии.

Принципиальная схема пускорегулятора

Как уже отмечалось, часто используемой конструкцией является модуль ЭПРА, собранный по двухтактной полумостовой схеме.

Принципиальная схема полумостового устройства запуска и регулировки параметров люминесцентных светильников. Однако это далеко не единственное схемное решение, какие применяются для изготовления ЭПРА

Работает такая схема в следующей последовательности:

1. Сетевое напряжение в 220В поступает на диодный мост и фильтр.
2. На выходе фильтра образуется постоянное напряжение в 300-310В.
3. Инверторным модулем наращивается частота напряжения.
4. От инвертора напряжение проходит на симметричный трансформатор.
5. На трансформаторе за счет управляющих ключей формируется необходимый рабочий потенциал для люминесцентной лампы.

Ключи управления, установленные в цепи двух секций первичной и на вторичной обмотке, регулируют требуемую мощность.

Поэтому на вторичной обмотке формируется свой потенциал для каждого этапа работы лампы. Например, при разогреве нитей накала один, в режиме текущей работы другой.

Рассмотрим принципиальную схему полумостового ЭПРА для ламп мощностью до 30 Вт. Здесь сетевое напряжение выпрямляется сборкой из четырех диодов.

Выпрямленное напряжение от диодного моста попадает на конденсатор, где сглаживается по амплитуде, фильтруется от гармоник.

На качество работы схемы оказывает влияние правильный подбор электронных элементов. Нормальная работа характеризуется параметром тока на плюсовом выводе конденсатора С1. Длительность импульса розжига светильника определяется конденсатором С4

Далее посредством инвертирующей части схемы, собранной на двух ключевых транзисторах (полумост), напряжение, поступившее из сети с частотой 50 Гц, преобразуется в потенциал с более высокой частотой – от 20 кГц.

Он подается уже на клеммы люминесцентной лампы для обеспечения рабочего режима.

Примерно по такому же принципу действует мостовая схема. Разница состоит лишь в том, что в ней используются не два инвертора, а четыре ключевых транзистора. Соответственно, схема несколько усложняется, добавляются дополнительные элементы.

Узел схемы инвертора, собранный по мостовой схеме. Здесь в работе узла участвуют не два, а четыре ключевых транзистора. Причем зачастую предпочтение отдается полупроводниковым элементам полевой структуры. На схеме: VT1…VT4 – транзисторы; Tp – трансформатор тока; Uп, Uн – преобразователи

Между тем именно мостовой вариант сборки обеспечивает подключение большого количества ламп (более двух) на одном балласте. Как правило, устройства, собранные по мостовой схеме, рассчитаны на мощность нагрузки от 100 Вт и выше.

Варианты подключения люминесцентных ламп

В зависимости от схемных решений, используемых в конструкции пускорегулирующих аппаратов, варианты подключения могут быть самые разные.

Если одна модель устройства поддерживает, к примеру, подключение одного светильника, другая модель может поддерживать уже одновременную работу четырех ламп.

Простейший вариант питания светильника через электромагнитный пускорегулирующий элемент: 1 – нить накала; 2 – стартер; 3 – стеклянная колба; 4 – дроссель; L – фазная линия питания; N – нулевая линия

Самым простым подключением видится вариант с электромагнитным устройством, где основными элементами схемы являются лишь дроссель и стартер.

Фаза, сглаженная на дросселе, отводится от его второй клеммы и соединяется на вторую (противоположную) клемму.

Остающиеся свободными еще две клеммы лампы подключаются к розетке стартера. Вот, собственно, и вся схема, которая до появления электронных полупроводниковых моделей ЭПРА использовалась повсеместно.

Вариант подключения двух люминесцентных светильников через один дроссель: 1 – фильтрующий конденсатор; 2 – дроссель, по мощности равный мощности двух приборов света; 3, 4 – лампы; 5,6 – стартеры запуска; L – фазная линия питания; N – нулевая линия

На базе этой же схематики реализуется решение с подключением двух люминесцентных ламп, одного дросселя и двух стартеров. Правда в этом случае требуется подбирать дроссель по мощности, исходя из суммарной мощности газовых светильников.

Дроссельный схемный вариант можно доработать с целью устранения дефекта стробирования. Он довольно часто возникает именно на светильниках с электромагнитным ЭПРА.

Доработка сопровождается дополнением схемы диодным мостом, который включается после дросселя.

Подключение к электронным модулям

Варианты подключения люминесцентных ламп на электронных модулях несколько отличаются. Каждый электронный пускорегулирующий аппарат имеет входные клеммы для подачи сетевого напряжения и выходные клеммы под нагрузку.

В зависимости от конфигурации ЭПРА, подключается одна или несколько ламп. Как правило, на корпусе прибора любой мощности, рассчитанного на подключение соответствующего количества светильников, имеется принципиальная схема включения.

Порядок подключения люминесцентных светильников к устройству пуска и регулирования, действующего на полупроводниковых элементах: 1 – интерфейс для сети и заземления; 2 – интерфейс для светильников; 3,4 – светильники; L – фазная линия питания; N – нулевая линия; 1…6 – контакты интерфейса

На схеме выше, к примеру, предусматривается питание максимум двух люминесцентных ламп, так как в схеме используется модель двухлампового балласта.

Аналогичный прибор, но рассчитанный уже для работы с четырьмя лампами, отличается наличием увеличенного числа клемм на интерфейсе подключения нагрузки. Сетевой интерфейс и линия подключения заземления остаются без изменений.

Разводка подключения по четырехламповому варианту. В качестве устройства запуска и регулирования также используется электронный полупроводниковый ЭПРА. На схеме 1…10 – контакты интерфейса устройства пуска и регулирования

Однако наряду с простыми устройствами, – одно-, двух-, четырехламповыми – встречаются пускорегулирующие конструкции, схематика которых предусматривает использование функции регулировки свечения люминесцентных ламп с помощью.

Это так называемые управляемые модели регуляторов. Рекомендуем подробнее ознакомиться с принципом работы регулятора мощности осветительных приборов.

Четырехламповая конфигурация с возможностью плавной регулировки яркости свечения: 1 – переключатель режима; 2 – контакты подвода управляющего напряжения; 3 – заземляющий контакт; 4, 5, 6, 7 – люминесцентные лампы; L – фазная линия питания; N – нулевая линия; 1…20 – контакты интерфейса устройства пуска и регулирования

Таким образом, разнообразие конфигурации электронных пускорегулирующих модулей позволяет организовать системы осветительных приборов разного уровня. Имеется в виду не только уровень мощности и охвата площадей, но также уровень управления.

Выводы и полезное видео по теме

материал, сделанный на основе практики электромонтера, рассказывает и показывает — какой прибор из двух должен быть признан конечным пользователем более качественным и практичным.

Этот сюжет лишний раз подтверждает, что простые решения выглядят надёжными и долговечными:

Между тем ЭПРА продолжают совершенствоваться. На рынке периодически появляются новые модели таких приборов. Электронные конструкции тоже не лишены недостатков, но по сравнению с электромагнитными вариантами, явно показывают лучшие технические и эксплуатационные качества.

Вы разбираетесь в вопросах принципа работы и схем подключения ЭПРА и хотите дополнить изложенный выше материал личными наблюдениями? Или хотите поделиться полезными рекомендациями по нюансам ремонта, замены или выбора пускорегулирующего аппарата? Пишите, пожалуйста, свои комментарии к этой записи в блоке ниже.

Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/svetylnik/epra-dlya-lyuminescentnyx-lamp.html

Балласт для люминесцентных ламп – принцип работы, устройство, стоимость

Балласт для люминесцентных ламп – пускорегулирующее устройство, которое применяется с целью эффективного ограничителя тока.

Применение такого балласта особенно актуально при недостаточной электрической нагрузке и отсутствии достаточного ограничения при потреблении тока.

Принцип работы

Основной принцип действия электронного балласта люминесцентной лампы может варьироваться в зависимости от исполнения этого устройства.

Принцип работы балластного устройства в электромагнитном исполнении:

• подача напряжения сопровождается разрядом, а также последующим разогревом и замыканием биметаллических электродов;
• в процессе замыкания стартерных электродов в несколько раз возрастает рабочий ток, что обусловлено ограничением внутреннего сопротивления дроссельной катушки;
• остывание стартера вызывает размыкание биметаллических электродов;
• при размыкании цепи стартером, в индукционной катушке возникает импульс высокого напряжения и «зажигание».

Принцип работы балласта в электронном исполнении достаточно простой, но предполагает обязательное наличие пускового устройства – стартера, пускорегулирующего дросселя, а также конденсаторов. Стартер позволяет в автоматическом режиме осуществлять включение и отключать предварительного накала электродов.

Электронные пускорегулирующие устройства или балласты получили наиболее широкое распространение благодаря отсутствию шума и мерцания источника света, потребления меньшего количества электрической энергии, а также более компактным размерам.

Электронный балласт для люминесцентных ламп: устройство

Стандартные электронные балласты – своеобразные преобразователи напряжения, посредством которых происходит питание люминесцентных осветительных приборов. На сегодняшний день известно большое количество видов электронных балластов, но наибольшую популярность, вполне заслуженно, получили:

• Устройства, в которых осуществляется предварительный подогрев перед передачей зажигающего потенциала на катоды. Высокая частота подающегося напряжения существенно увеличивает КПД и устраняет мигание, а зажигание – нарастающее или моментальное.
• Устройства комбинированного типа, характеризующиеся участием колебательного контура при «зажигании» и резонансом до момента разряда, сопровождающегося повышением показателей напряжения и подогревом катодов.

Как правило, схема запуска в условиях комбинированного метода предполагает наличие в контуре катодной нити накала.

Важно отметить, что особенностью компактных люминесцентных ламп, рассчитанных на установку в стандартные патроны «Е-14» и «Е-27», является наличие встроенного в общую конструкцию, электронного балласта.

Виды и характеристики

В настоящее время используется несколько вариантов балласта, которые имеют определенные существенные отличия:

• энергоэффективное балластное устройство для трубчатой люминесцентной лампы, предназначенное для бесперебойной работы и получения рассеянного освещения;
• активное балластное устройство, предназначенное для максимально равного распределения напряжения вне зависимости от участка;
• балластное устройство типа «Т8-Nаvigаtоr», имеющее высокие технические характеристики и стабилизирующее работоспособность всей системы.

Компактные люминесцентные источники света с балластным устройством не имеют каких-либо отличий в плане технических характеристик от стандартных приборов.

Внимание следует обратить на балластные устройства интегральных контроллеров, которые устанавливаются непосредственно в схему, но практически не поддаются самостоятельному ремонту.

Схемы

Схематично процесс включения стандартных осветительных приборов с электронными балластными устройствами представлен четырьмя основными фазами:

• фаза включения;
• фаза предварительного нагрева;
• фаза поджига;
• фаза горения.

Работоспособность индуктивного балластного устройства обеспечивается электромагнитной индукцией.

Схема электронного балласта для люминесцентных ламп

Подключение

Электронное балластное устройство внешним видом похоже на небольшой блок с клеммами снаружи и печатной платой внутри, от типа которой зависит количество подключаемых источников света.

Принцип самостоятельного подключения одного источника света достаточно прост и не требует особых познаний:

• подключение первого и второго коннектора на выходе балластного устройства к паре контактов на осветительном приборе;
• подключение третьего и четвертого коннектора на выходе балластного устройства к другой паре контактов на осветительном приборе;
• подача электропитания на входе.

Соединение лампы с балластным устройством

Самостоятельное подключение пары источников света осуществляется в соответствии со следующими рекомендациями:

• подсоединение дросселя на разрыв в питающей нити цепи;
• параллельное ведение стартера к электродам.

Соединение электронного балластного устройства, стартерных коннекторов и нитей накала обязательно должно быть последовательным.

Как показывает практика, очень удобным является замена традиционного стартера обычной кнопкой стандартного электрического звонка. При этом нажим на кнопку вызывает подачу напряжения к осветительному прибору.

Как проверить электронный балласт для люминесцентных ламп?

Если в темном помещении при включении источника света отмечается едва заметное свечение накаливающих нитей, то вероятен выход из строя электронного балластного устройства, а также пробой конденсатора.

Стандартная схема всех осветительных приборов практически идентична, но может иметь существенные отличия, поэтому на первом этапе проверки нужно определиться с типом электронного балласта.

Проверка балласта

Проверка начинается с демонтажа трубки, после чего требуется закоротить выводы с нитей накаливания и подключить традиционную лампу на 220В с низкими показателями мощности. Диагностика устройства в условиях профессиональной ремонтной мастерской осуществляется посредством осциллографа, генератора частоты и других необходимых измерительных приборов.

Самостоятельная проверка предполагает не только визуальный осмотр электронной платы, но также последовательный поиск и выявление вышедших из строя деталей.

Бюджетные балластные устройства характеризуются наличием быстро выходящих из строя конденсаторов на 400V и 250V.

Неисправности и ремонт люминесцентных ламп

Как показывает практика, причиной неисправности электронного балластного устройства может стать выход из строя компонентов, представленных конденсаторами, диодами, резисторами, транзисторами, дросселями и трансформаторами.

Визуальное определение неисправности базируется на почернении элементов, изменении окрашивания платы и разной деформации конденсаторов. Все пришедшие в негодность элементы подлежат обязательной замене.

Сгоревший ЭПРА

Чтобы произвести правильное самостоятельное выявление неисправностей посредством мультиметра, детали выпаиваются из платы, так как в противном случае наличие сопротивления в других элементах схемы часто становится причиной ложных показаний измерительного прибора.

Где купить?

Современные механизмы, используемые для запуска люминесцентной лампы, реализуются не только розничными магазинами электроники, но также и многими компаниями, имеющими интернет-сайты.

При выборе балластного устройства нужно обязательно помнить, что показатели мощности такого прибора не должны слишком превышать мощность источника света, так как в этом случае отмечается перегрев и быстрый выход из строя лампы.

Обратное превышение также допускается, но в пределах разумного, так как такая ситуация часто становится причиной сгорания самого балластного устройства.

Подключение более мощного источника света к менее мощному пускорегулирующему устройству вполне возможно, но потребует грамотной оценки уменьшения яркости осветительного прибора и контроля нагрева балласта.

Стоимость

Средняя цена балластного устройства вполне доступна даже для рядового потребителя, но варьируется в зависимости от типа, а также ценовой политики производителя:

• балластное устройство для люминесцентной лампы с крепежами и патронами от производителя Feron – 220 рублей;
• аппарат пускорегулирующий электронный 2х18W – 240 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Foton – 320 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя OSRAM – 410 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Tridonic – 450 рублей;
• балластное устройство для люминесцентной лампы VS ELXc – 530 рублей.

Стоимость качественного балласта-переходника также вполне доступна, и составляет порядка 150-170 рублей.

на тему

Источник: https://proprovoda.ru/osveshhenie/lampy/ballast-dlya-lyuminescentnyx-lamp.html

Электронный балласт для люминесцентных ламп

Любые конструкции и типы ламп дневного света оборудуются пускорегулирующими устройствами, основной функцией которых является ограничение тока. Они необходимы в тех случаях, когда собственная электрическая нагрузка не способна в полной мере ограничивать потребляемый ток. Существует несколько типов подобных схем, куда входит и электронный балласт для люминесцентных ламп, применяемый в современных моделях светильников.

По сравнению с электромагнитными схемами, этот вариант считается наиболее эффективным, обеспечивающим длительные сроки эксплуатации источников света с люминофором. Для того чтобы понять, как работает балласт, необходимо рассматривать его как единое целое с конструкцией люминесцентной лампы.

Основные функции балласта

Основным конструктивным элементом люминесцентной лампы служит стеклянная трубка, заполненная внутри одним из инертных газов – аргоном, неоном или криптоном. К газовому наполнителю добавляется небольшое количество ртути.

Концы трубки оборудованы металлическими электродами, через которые подается напряжение. Под действием электрического поля возникает пробой газовой среды, появляется тлеющий разряд и далее – электрический ток в цепи устройства.

Газовый разряд начинает излучать свет бледно-голубых тонов, слабо видимый в обычном диапазоне.

Однако, действующий электрический разряд переводит значительную часть энергии в диапазон ультрафиолетового света, невидимого человеческим глазом. Попадая на люминофорное покрытие, нанесенное на стенки колбы, ультрафиолет превращается в видимое свечение, которое и является основным источником света.

https://www.youtube.com/watch?v=k9Jo5f3tnAA

Путем изменения химического состава покрытия можно получить различную цветовую гамму свечения. В большинстве ламп используются оттенки белого цвета, а для оформления декора или дизайна интерьера применяются любые другие цвета. Данное свойство дает несомненное преимущество перед обычными лампами накаливания.

После появления в газовой среде тока, происходит его дальнейший лавинообразный рост, в результате чего внутреннее сопротивление резко падает. В этот момент может наступить перегрев, и лампа выйдет из строя. Чтобы не допустить этого, осуществляется последовательное включение дополнительной нагрузки, ограничивающей величину тока. Именно она служит балластом, известным также под названием дросселя.

Второй вариант – электронный балласт для люминесцентной лампы, создан на базе электроники с использованием диодов, транзисторов, динисторов и микросхем. Данная схема выполняет и функцию пуска, в результате которого возникает тлеющий разряд. Таким образом, электронные устройства – ЭПРА получаются легкими и компактными, что во многом упрощает и всю конструкцию люминесцентной лампы.

Разновидности пускорегулирующих устройств

В настоящее время в лампах дневного света используются электромагнитные пускорегулирую-щие устройства – ЭмПРА и более современные – электронные (ЭПРА). Каждый из них выполняет одну и ту же функцию и отличаются лишь конструкцией. Поэтому действие приборов происходит по-разному.

Схема ЭмПРА состоит из дросселя, поддерживающего лампу в рабочем режиме, стартера, производящего пуск и конденсатора, снижающего реактивные потери. Основные детали и дополнительные компоненты соединяются в общий блок, представляющий собой довольно громоздкую конструкцию, оказывающую заметное влияние на массу светильника в целом.

Электромагнитное пускорегулирующее устройство подключается очень просто. Каждая люминесцентная лампа оборудована с торцов четырьмя электродами. Первая пара имеет контакты 1 и 2, а вторая пара – 3 и 4. Подключение стартера выполняется к контактам 1 и 3, обмотка дросселя соединяется с контактом 2, к 4-му контакту подключается один из проводов питания. Другой провод соединяется со второй обмоткой дросселя.

В отличие от электромагнитной аппаратуры, электронная схема является достаточно сложным устройством, с множеством рабочих элементов. Принцип действия ЭПРА остался точно таким же, поскольку конструкция самих ламп не изменилась. Просто сам рабочий процесс выполняется совершенно по-другому. Благодаря легким и компактным деталям, заметно снизился общий вес и размеры прибора.

Подключение устройства осуществляется с помощью специальных контактных колодок, разделенных между собой. К первой группе колодок подключается внешнее питание, а ко второй – сама лампа. Все компоненты ЭПРА располагаются на специальной плате и включают в себя:

• Выпрямитель. Выполняет преобразование постоянного тока в переменный.
• Фильтр, ограничивающий электромагнитные помехи.
• Сглаживающий фильтр, защищающий от скачков и перепадов напряжения.
• Дроссель.
• Корректор коэффициента мощности.
• Инвертор, выполненный по полумостовой схеме.

Принцип работы электронного балласта

Действие электронных пускорегулирующих баластников напрямую связано с принципом работы самой люминесцентной лампы. Основным этапом считается ее пуск, при котором должны соблюдаться определенные условия. В первую очередь, осуществляется разогрев обеих нитей накала, после чего на них поступает высокое напряжение, порядка 600 вольт. Значение зажигающего напряжения находится в прямой зависимости с длиной стеклянной трубки. Чем короче лампа и ниже ее мощность, тем меньше будет требуемое пусковое напряжение.

На начальном этапе происходит выпрямление входного сетевого напряжения до постоянного значения в пределах 260-270 В и его последующее сглаживание при помощи электролитического конденсатора С1. Это хорошо видно на представленной схеме.

https://www.youtube.com/watch?v=gHLaSrQL9Y0

Затем начинается работа двухтактного полумостового преобразователя, состоящего из двух высоковольтных биполярных транзисторов со структурой п-р-п. Данные транзисторы выполняют функцию ключей, а вся схема осуществляет преобразование постоянного напряжения 260-270 В, в напряжение с высокой частотой до 38 кГц. За счет этот как раз и снижаются размеры и вес устройства.

Схема электронного балласта включает в себя трансформатор, выполняющий одновременно функции нагрузки и управления. Из его трех обмоток, две четырехвитковые являются управляющими, а одна двухвитковая – рабочей. Рабочая обмотка, включенная в цепь, создает необходимую нагрузку для преобразователя.

Таким образом, с помощью максимального тока происходит разогрев обеих нитей накаливания, а непосредственное зажигание лампы происходит за счет высокого резонансного напряжения на конденсаторе. В зажженной лампе сопротивление уменьшается, однако сохраняющийся резонанс напряжений обеспечивает ее дальнейшее горение. Ограничение тока происходит за счет индуктивности дросселя. Несмотря на столь подробное описание, на зажигание люминесцентной лампы фактически требуется менее 1 секунды.

Как подключить

Внешний вид электронной пускорегулирующей аппаратуры напоминает блок с наружными клеммами, внутри которого установлена печатная плата. В зависимости от типа этой платы, подключается и определенное количество ламп дневного света.

Сам процесс подключения достаточно простой и не требует каких-либо специальных знаний. Он состоит из нескольких этапов:

• Первый и второй выходные коннекторы прибора подключаются к соответствующей контактной паре на приборе освещения.
• Далее на вход подается питающее напряжение.

Если же требуется выполнить соединение по отдельной схеме, следует помнить, что дроссель должен быть включен в разрыв питающего провода. Параллельно с ним, к электродам подключается стартер. Электронный балластник, коннекторы стартера и нити накаливания в обязательном порядке соединяются последовательно.

Зная, как подключить люминесцентный светильник, значительно легче провести проверку его схемы в случае какой-либо неисправности. Если нити накаливания едва заметно светятся в темноте, то вполне вероятна неисправность электронного балласта, в том числе и пробой конденсатора.

Для проверки нужно демонтировать стеклянную трубку и соединить нити накаливания с обычной лампочкой на 220 вольт малой мощности. При исправной аппаратуре она должна загореться, в противном случае придется последовательно выявлять детали, вышедшие из строя.

Преимущества электронной пускорегулирующей аппаратуры

Рассмотрев работу электронного балласта для люминесцентных ламп, и сравнив его с электромагнитными устройствами, можно с уверенностью отметить явные преимущества данных схем:

• Более продолжительные сроки эксплуатации ламп дневного света, достигающие 35 тысяч часов за счет так называемого мягкого пуска. Тут отсутствует эффект выпрямления, импульсы перенапряжения, а сама лампа не перезагружается при повышенном сетевом напряжении. Нагрузка на лампу никогда не превышает ее номинальной мощности, независимо от сроков эксплуатации и износа.
• Стабильный световой поток в течение всего периода работы.
• Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений, в пределах 160-264 В. При этом величина суммарного потребляемого тока на линии не превысит установленного значения даже при самом низком рабочем напряжении.
• Энергопотребление снижается до 30%. Это происходит за счет более высокого КПД, достигающего 98% в зависимости от мощности того или иного устройства. Кроме того, существует возможность ограничения номинальной мощности ламп до 20% с сохранением нормативного уровня освещенности.
• Полностью отсутствует пусковой реактивный ток за счет особенностей конструкции ЭПРА. В лампах дневного света используется только активная мощность тока, поступающего из сети.
• Сохранение работоспособности светильника в случае неисправности или отсутствии одной из ламп в течение неограниченного времени. Это стало возможным благодаря зажигающему устройству, интегрированному в схему.
• Улучшенное качество света, без мерцаний и колебаний яркости вследствие перепадов сетевого напряжения.

Источник: https://electric-220.ru/news/ehlektronnyj_ballast_dlja_ljuminescentnykh_lamp/2019-01-13-1632