Пусковое устройство для ламп люминесцентных


Электронный балласт для люминесцентных ламп

Источники освещения, называемые люминесцентными, в отличие от снабженных нитью накала аналогов, для работы нуждаются в пусковых устройствах, называемых балластом.

Что представляет собой балласт

Балласт для ЛДС (ламп дневного света) относится к категории пускорегулирующих устройств, которые используются в качестве ограничителя тока. Необходимость в них возникает, если электрической нагрузки недостаточно для эффективного ограничения потребляемого тока.

В качестве примера можно привести обычный источник света, относящийся к категории газоразрядных. Он представляет собой устройство, у которого отрицательное сопротивление.

В зависимости от реализации, балласт может представлять собой:

  • обычное сопротивление ;
  • емкость (обладающую реактивным сопротивлением), а также дроссель;
  • аналоговые и цифровые схемы.

Рассмотрим варианты реализации, получившие наибольшее распространение.

Виды балласта

Наибольшее распространение получили электромагнитная и электронная реализация балласта. Расскажем подробно о каждой из них.

Электромагнитная реализация

В этом варианте работа основывается на индуктивном сопротивлении дросселя (он подключается последовательно лампе).  Вторым необходимым элементом  является стартер, регулирующий процесс, необходимый для «зажигания». Этот элемент представляет собой компактных размеров лампу, относящуюся к категории газоразрядных. Внутри ее колбы имеются электроды, изготовленные из биметалла (допускается один из них делать биметаллическим). Подключают стартер в параллель к лампе. Ниже показаны два варианта ПРА.

Индуктивно-емкостная (1) и индуктивная реализация (2)

Работа осуществляется по следующему принципу:

  • при поступлении напряжения внутри лампы стартера производится разряд, что приводит к разогреву биметаллических электродов, в следствие чего они замыкаются;
  • замыкание электродов стартера приводит к возрастанию рабочего тока в несколько раз, поскольку его ограничивает лишь внутренне сопротивление катушки дросселя;
  • в следствие повышения уровня рабочего тока лампы, разогреваются ее электроды;
  • стартер остывает, и его электроды из биметалла размыкаются;
  • размыкание цепи стартером приводит к возникновению в катушке индуктивности импульса высокого напряжения, благодаря которому происходит разряд внутри колбы источника, что приводит к его «зажиганию».

После перехода  осветительного прибора в штатный режим работы, напряжение на нем и стартере будет меньше сетевого примерно в половину, что недостаточно для срабатывания последнего. То есть он будет находиться в разомкнутом состоянии и не оказывать влияние на дальнейшую работу осветительного устройства.

Такой тип балласта отличается простотой реализацией и низкой стоимостью. Но не следует забывать о том, что данный вариант пускорегулирующих устройств обладает рядом недостатков, таких как:

  • на «зажигание» уходит от одной до трех секунд, причем, в ходе эксплуатации это время будет неуклонно расти;
  • источники с электромагнитным балластом мерцают в процессе работы, что вызывает усталость глаз и может стать причиной головной боли;
  • расход электроэнергии у электромагнитных устройств значительно выше, чем у электронных аналогов;
  • в процессе работы дросселем издается характерный шум.

Эти и другие недостатки электромагнитных пусковых устройств для ЛДС привели к тому, что в настоящее время такие ПРА практически не применяются. Им на смену пришли «цифровые» и аналоговые ЭПРА.

Электронная реализация

Балласт электронного типа, по своей сути, является преобразователем напряжения, при помощи которого осуществляется питание ЛДС. Изображение такого устройства показано на картинке.

Фото электронного устройства для подключения двух ЛДС

Существует множество вариантов реализации электронных балластов. Можно представить характерную для многих устройств этого типа общую блок- схему, которая за небольшими исключениями, используется во  всех ЭПРА. Ее изображение представлено на рисунке.

Блок-схема типичной реализации ЭПРА

Многие производители добавляют в устройство блок коррекции коэффициента мощности, а также схему управления яркостью.

Существует два наиболее распространенных способа запуска источников, представляющих собой ЛДС, при помощи электронной реализации балласта:

  1. перед подачей на катоды ЛДС зажигающего потенциала их предварительно подвергают разогреванию. Благодаря высокой частоте поступающего напряжения, достигается две задачи: существенное увеличение КПД и устраняется мерцание. Заметим, что в зависимости от конструкции балласта, зажигание может быть моментальным или постепенным (то есть яркость источника будет постепенно нарастать);
  2. комбинированный метод, он характерен тем, что в процессе «зажигания» принимает участие колебательный контур, который должен войти в резонанс до того, как в колбе ЛДС произойдет разряд. Во время резонанса происходит повышение напряжения, поступающего на катоды, а рост тока обеспечивает их подогрев.

В большинстве случаев при комбинированном методе запуска схема реализована таким образом, что нить накала катода ЛДС (после последовательного подключения через емкость)  представляет собой часть контура. Когда происходит разряд в газовой среде люминесцентного источника, это приводит к изменению параметров колебательного контура. В результате он выходит из состояния резонанса. Соответственно, происходит падение напряжения до штатного режима. Пример схемы такого устройства показан на рисунке.

Схема простой электронной реализации баланса для ЛДС мощностью 18Вт

В данной схеме автогенератор построен на двух транзисторах. На ЛДС поступает питание с обмотки 1-1 (которая является повышающей у трансформатора Тр). При этом такие элементы как емкость С4 и дроссель L1 являются последовательным колебательным контуром, с резонансной частотой, отличной от генерируемой автогенератором.  Подобные схемы электронного балласта широко распространены во многих бюджетных настольных светильниках.

Видео: как сделать балласт для ламп

Говоря об электронном балласте, нельзя не упомянуть про компактные ЛДС, которые рассчитаны под стандартные патроны Е27 и Е14. В таких устройствах балласт встроен в общую конструкцию.

Установленный внутри источника электронный балласт

В качестве примера реализации ниже показана схема балласта энергосберегающей ЛДС Osram мощностью 21Вт.

Схема балласта для компактной ЛДС Osram

Необходимо заметить, что в связи с особенностями конструкции, к электронным элементам таких устройств предъявляются серьезные требования. В продукции неизвестных изготовителей, может использоваться более простая элементная база, что становится частой причиной выхода компактных ЛДС из строя.

Преимущества

Электронные устройства имеют много преимуществ перед электромагнитными ПРА, перечислим основные из них:

  • электронные пускорегулирующие устройства не вызывают мерцание ЛДС при ее работе и не создают постороннего шума;
  • схема на электронных элементах потребляет меньше энергии, легче весит и более компактна;
  • возможность реализации схемы, производящей «горячий старт», в этом случае происходит предварительный нагрев катодов ЛДС. Благодаря такому режиму включения срок службы источника значительно продлевается;
  • электронное пускорегулирующее устройство не нуждается в стартере, поскольку оно само отвечает за формирование необходимого для старта и работы уровней напряжения.

www.asutpp.ru

Устройство электронного балласта для люминесцентных ламп

21.05.2017

Люминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой стеклянную трубку, заполненную инертным газом (Ar, Ne, Kr) с добавлением небольшого количества ртути. На концах трубки имеются металлические электроды для подачи напряжения, электрическое поле которого приводит к пробою газа, возникновению тлеющего разряда и появлению электрического тока в цепи. Свечение газового разряда бледно-голубого оттенка, в видимом световом диапазоне очень слабое.

Но в результате электрического разряда большая часть энергии переходит в невидимый, ультрафиолетовый диапазон, кванты которого, попадая в фосфорсодержащие составы (люминофорные покрытия) вызывают свечение в видимой области спектра. Меняя химический состав люминофора, получают различные цвета свечения: для ламп дневного света (ЛДС) разработаны различные оттенки белого цвета, а для освещения в декоративных целях можно выбрать лампы иного цвета. Изобретение и массовый выпуск люминесцентных ламп – это шаг вперед по сравнению с малоэффективными лампами накаливания.

Для чего нужен балласт?

Ток в газовом разряде растет лавинообразно, что приводит к резкому падению сопротивления. Для того чтобы электроды люминесцентной лампы не вышли из строя от перегрева, последовательно включается дополнительная нагрузка, ограничивающая величину тока, так называемый балластник. Иногда для его обозначения употребляют термин дроссель.

Используются два вида балластников: электромагнитный и электронный. Электромагнитный балласт имеет классическую, трансформаторную комплектацию: медный провод, металлические пластины. В электронных балластниках (electronic ballast) применяются электронные компоненты: диоды, динисторы, транзисторы, микросхемы.

Для первоначального поджига (пуска) разряда в лампе в электромагнитных устройствах дополнительно используется пусковое устройство – стартер. В электронном варианте балластника эта функция реализована в рамках единой электрической схемы. Устройство получается легким, компактным и объединяется единым термином – электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Массовое применение ЭПРА для люминесцентных ламп обусловлено следующими достоинствами:

  • эти аппараты компактны, имеют небольшой вес;
  • лампы включаются быстро, но при этом плавно;
  • отсутствие мерцания и шума от вибрации, поскольку ЭПРА работает на высокой частоте (десятки кГц) в отличие от электромагнитных, работающих от сетевого напряжения с частотой 50 Гц;
  • снижением тепловых потерь;
  • электронный балласт для люминесцентных ламп имеет значение коэффициента мощности до 0,95;
  • наличие нескольких, проверенных видов защиты, которые повышают безопасность использования и продлевают срок службы.

Схемы электронных балластов для люминесцентных ламп

ЭПРА – это электронная плата, начиненная электронными компонентами. Принципиальная схема включения (Рис. 1) и один из вариантов схемы балласта (Рис. 2) приведены на рисунках.

Люминесцентная лампа, С1 и С2 – конденсаторы

Электронные балласты могут иметь разное схемотехническое решение в зависимости от примененных комплектующих. Выпрямление напряжения производится диодами VD4–VD7 и далее фильтруется конденсатором C1. После подачи напряжения начинается зарядка конденсатора С4. При уровне 30 В пробивается динистор CD1 и открывается транзистор T2, затем включается в работу автогенератор на транзисторах T1, T2 и трансформаторе TR1. Резонансная частота последовательного контура из конденсаторов С2, С3, дросселя L1 и генератора близки по величине (45–50 кГц). Режим резонанса необходим для устойчивой работы схемы. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет величины пуска, лампа зажигается. При этом снижается регулирующая частота генератора и напряжения, а дроссель ограничивает ток.

Фото внутреннего устройства ЭПРА Фото типового устройства ЭПРА

Ремонт ЭПРА

В случае отсутствия возможности быстрой замены вышедшего из строя ЭПРА можно попытаться отремонтировать балластник самостоятельно. Для этого выбираем следующую последовательность действий для устранения неисправности:

  • для начала проверяется целостность предохранителя. Эта поломка часто встречается из-за перегрузки (перенапряжения) в сети 220 вольт;
  • далее производится визуальный осмотр электронных компонентов: диодов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, трансформаторов, дросселей;
  • в случае обнаружения характерного почернения детали или платы ремонт производится с помощью замены на исправный элемент. Как проверить своими руками неисправный диод или транзистор, имея в наличии обычный мультиметр, хорошо известно любому пользователю с техническим образованием;
  • может оказаться, что стоимость деталей для замены будет выше или сопоставима со стоимостью нового ЭПРА. В таком случае лучше не тратить время на ремонт, а подобрать близкую по параметрам замену.

ЭПРА для компактных ЛДС

Сравнительно недавно стали широко использоваться в быту люминесцентные энергосберегающие лампы, адаптированные под стандартные патроны для простых ламп накаливания – Е27, Е14, Е40. В этих устройствах электронные балласты находятся внутри патрона, поэтому ремонт этих ЭПРА теоретически возможен, но на практике проще купить новую лампу.

На фото показан пример такой лампы марки OSRAM, мощностью 21 ватт. Следует заметить, что в настоящее время позиции этой инновационной технологии постепенно занимают аналогичные лампы со светодиодными источниками. Полупроводниковая технология, непрерывно совершенствуясь, позволяет быстрыми темпами достигнуть цены на ЛДС, стоимость которых остается практически неизменной.

Лампа OSRAM с цоколем E27

Люминесцентные лампы T8

Лампы T8 имеют диаметр стеклянной колбы 26 мм. Широко используемые лампы T10 и T12 имеют диаметры 31,7 и 38 мм соответственно. Для светильников обычно применяют ЛДС мощностью 18 Вт. Лампы T8 не теряют работоспособности при скачках питающего напряжения, но при понижении напряжения более чем на 10% зажигание лампы не гарантируется. Температура окружающего воздуха также влияет на надежность работы ЛДС T8. При минусовых температурах снижается световой поток, и могут происходить сбои в зажигании ламп. Лампы T8 имеют срок службы от 9 000 до 12 000 часов.

Как изготовить светильник своими руками?

Сделать простейший светильник из двух ламп можно следующим образом:

  • выбираем подходящие по цветовой температуре (оттенку белого цвета) лампы по 36 Вт;
  • изготавливаем корпус из материала, который не воспламенится. Можно задействовать корпус от старого светильника. Подбираем ЭПРА под данную мощность. На маркировке должно быть обозначение 2 х 36;
  • подбираем к лампам 4 патрона с маркировкой G13 (зазор между электродами составляет 13 мм), монтажный провод и саморезы;
  • патроны необходимо закрепить на корпусе;
  • место установки ЭПРА выбирают из соображения минимизации нагрева от работающих ламп;
  • патроны подключаются к цоколям ЛДС;
  • для предохранения ламп от механического воздействия желательно установить прозрачный или матовый защитный колпак;
  • светильник закрепляется на потолке и подключается к сети питания 220 В.
Простейший светильник из двух ламп

lampagid.ru

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение - ВашЭлектрик

Освещение в больших помещениях все чаще осуществляется с помощью трубчатых люминесцентных ламп. Они способны значительно экономить электроэнергию и освещать пространство рассеянным светом.

Однако их срок эксплуатации во многом зависит от нормальной работы всех составных частей.

Среди них большое значение имеет схема балласта люминесцентных ламп, обеспечивающая зажигание и поддерживающая нормальный рабочий режим.

Балласт для люминесцентных ламп

В большинстве традиционных конструкций, рассчитанных на ток с частотой 50 Гц, для электропитания используются электромагнитные пускорегулирующие аппараты. Получение высокого напряжения происходит через реактор, когда размыкается биметаллический ключ. Через него протекает ток, обеспечивающий накал электродов при замкнутых контактах.

Данные пусковые устройства имеют ряд серьезных недостатков, не позволяющих люминесцентным лампам полностью использовать свой ресурс при освещении помещений. Создается мерцающий свет, повышенный уровень шума, нестабильный свет во время перепадов напряжения.

Все эти недостатки устраняются путем применения электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), получивших название электронного балласта. Использование балласта позволяет практически мгновенно зажигать лампу без шума и мерцания.

Высокочастотный диапазон делает освещение более комфортным и стабильным. Полностью нейтрализуется негативное воздействие колебаний напряжения сети. Все мигающие и вспыхивающие неисправные лампы отключаются с помощью системы контроля.

Все электронные балласты имеют относительно высокую стоимость. Однако, в дальнейшем, происходит видимая компенсация начальных затрат. При одном и том же качестве светового потока, энергопотребление уменьшается в среднем на 20%.

Светоотдача люминесцентной лампы повышается за счет более высокой частоты и повышенного коэффициента полезного действия ЭПРА в сравнении с электромагнитными устройствами.

Щадящий режим пуска и работы с применением балласта позволяет увеличить срок эксплуатации ламп на 50%.

Эксплуатационные расходы значительно снижаются, поскольку не требуется замена стартеров, а количество замены ламп на светодиодные также сокращается. При использовании системы управления светом можно добиться дополнительной экономии электроэнергии до 80%.

Типовая схема балласта

В конструкции ЭПРА применяется активный корректор коэффициента мощности, обеспечивающий совместимость с электрической сетью. Основой корректора  является мощный повышающий импульсный преобразователь, управляемый специальной интегральной микросхемой.

Это обеспечивает номинальный режим с коэффициентом мощности, близким к 0,98. Высокое значение данного коэффициента сохраняется в любых режимах работы. Изменение напряжения допускается в диапазоне 220 вольт + 15%. Корректор обеспечивает стабильную освещенность даже при значительных перепадах напряжения сети.

Для его стабилизации используется промежуточная цепь постоянного тока.

Важную роль играет сетевой фильтр, сглаживающий высокочастотные пульсации питающего тока. В совокупности с корректором этот прибор жестко регламентирует все составляющие потребляемого тока. Вход сетевого фильтра оборудован защитным узлом с варистором и предохранителем.

Это позволяет эффективно устранять сетевые перенапряжения.

С предохранителем последовательно соединяется терморезистор, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивления, обеспечивающий ограничение броска входного тока, во время подключения ЭПРА от инвертора к сети.

Кроме основных элементов, схема балласта для люминесцентных ламп предполагает наличие специального узла защиты. С его помощью происходит контроль за состоянием ламп, а также их отключение в случае неисправности или отсутствия.

Данный прибор следит за током, который потребляет инвертор, и напряжением, поступающим на каждую из ламп. Если в течение определенного промежутка времени заданный уровень напряжения или тока превышает установленное значение, то защита срабатывает.

То же самое происходит во время обрыва контура нагрузки.

Исполнительным элементом защитного узла является тиристор. Его открытое состояние поддерживается током, проходящим через резистор, установленный в балласте. Значение балластного сопротивления позволяет тиристорному току поддерживать включенное состояние до того момента, пока с ЭПРА не будет снято питающее напряжение.

Узел управления ЭПРА питается через сетевой выпрямитель при прохождении тока в балластном резисторе. Сокращение мощности электронного балласта и улучшение его коэффициента полезного действия позволяет использовать ток сглаживающей цепи.

Данная цепь подключается к точке, где соединяются транзисторы инвертора. Таким образом, происходит питание системы управления.

Построение схемы обеспечивает запуск системы управления на начальной стадии, после чего, с небольшой задержкой запускается цепь питания.

Ремонт электронного балласта

Источник:

Что такое балласт люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют популярность благодаря своей энергосберегающей составляющей. Но в отличие от ламп накаливания, схема источников дневного света довольно сложна и включает в себя дополнительные элементы, обеспечивающие пуск и стабильную работу. Одним из таких устройств является балласт для люминесцентных ламп.

Назначение и виды устройства

Основное назначение балласта заключается в поддерживании постоянного напряжения на определенном уровне, чтобы не происходило снижение эффективности свечения. В связи с назначением этот элемент относится к пускорегулирующим элементам газоразрядных ламп дневного света. Кроме этого, при необходимости, балласт выполняет функцию ограничителя тока (как пускового, так и рабочего).

В зависимости от того, какая схема была реализована при сборке балласта, эти пусковые устройства разделяют на два типа. Рассмотрим их подробнее.

Электромагнитное исполнение

Схема, по которой работает электромагнитный балласт, заключается в использовании дросселя, последовательно подключенного к колбе лампы. Также для процесса пуска необходим стартер. Этот компактный прибор в своем корпусе имеет биметаллические электроды. Стартер подключается параллельно по отношению к газоразрядной лампе.

Принцип работы такого балласта довольно прост и основывается на использовании индуктивного сопротивления:

  • При подаче напряжения на электроды стартера, они вследствие разряда замыкаются;
  • Это приводит к многократному возрастанию тока, что, в свою очередь, разогревает электроды самой лампы;
  • Выдав разряд, стартер остывает, а электроды размыкаются. При этом образуется достаточный импульс, чтобы внутри колбы произошел разряд, который зажжет газ.

Выведя лампу в рабочий режим, электромагнитный балласт остается разомкнутым, что не мешает устойчивой работе осветительного прибора.

Электронный вариант

Электронный балласт является обыкновенным преобразователем входного напряжения. При этом схема запуска источника дневного света может быть различной:

  • Один из методов подразумевает предварительный разогрев катодов газоразрядной колбы перед подачей на них пускового импульса. Благодаря этому решаются две проблемы: практически убирается мерцание разряда, а также повышается КПД лампы. Этот метод позволяет применять несколько вариантов запуска: моментальный или плавный, с постепенным увеличением яркости свечения;
  • При комбинированном методе для запуска используют колебания контура. При входе контура в резонанс, происходит разряд и рост напряжения, что обеспечивает подогрев катодов люминесцентной колбы.

Такая схема подразумевает выход колебательного контура из резонанса за счет изменения параметров вследствие разряда в колбе осветительного прибора. Следовательно, напряжение падает до рабочего состояния, а электронный балласт остается разомкнутым.

Использование электронной схемы запуска способствовало значительному уменьшению пусковой конструкции в размерах. Это привело к разработке и внедрению таких технологий в энергосберегающей компактной лампе.

Преимущества

Электронная «начинка» ЛДС имеет неоспоримые преимущества перед дроссельными пусковыми устройствами:

  • Упрощение схемы: балласт включает в себя все функции других устройств;
  • Более компактная схема подключения, которая, к тому же потребляет меньше электроэнергии;
  • Отсутствие мерцания и постороннего шума в процессе работы;
  • Возможность горячего старта, что продлевает срок эксплуатации.

Проверка и замена балласта

Основная проблема люминесцентных ламп – это их частые поломки. Но из плюсов стоит отметить, что и ремонт таких источников света довольно прост: важно определить истинную причину выхода из строя. Сегодня расскажем, как простым способом проверить балласт на работоспособность.

Для этого потребуется взять обычную переноску (лампу с проводами), а на концы жил подсоединить канцелярские скрепки. Такое нехитрое приспособление позволит легко закоротить контакты, выходящие на лампу. Далее производятся такие действия:

  • С обесточенного светильника снимается прозрачная колба. Вынимается из патронов лампа;
  • Изогнутую скрепку вставляем в патрон таким образом, чтобы замкнуть оба контакта. Во второй патрон подсоединяется другой провод, идущий от переноски;
  • После этого подается напряжение на светильник.

Если нить накаливания зажглась, значит, балласт еще «живой». Следовательно, причина не в этом, и придется разбирать корпус, чтобы проверить остальные пусковые и регулировочные устройства.

Замена электронного балласта в люминесцентных светильниках производится достаточно быстро: достаточно приобрести устройство с такими же пусковыми характеристиками. При подключении должна соблюдаться предыдущая схема. В некоторых случаях даже не потребуется паять провода: соединение производится при помощи разъемных контактов.

Особенности ремонта

Наличие балласта обязательно не только для трубчатых конструкций люминесцентных ламп, но и для энергосберегающей компактной лампы дневного света. При этом схема компактных газоразрядных источников света более сложная, именно из-за своих небольших размеров.

Это накладывает определенные ограничения для применения тех или иных конструктивных решений. Для того чтобы уместить в небольшом корпусе ЛДС все необходимые устройства, производителями используется упрощенная схема, что приводит к частым выходам из строя тех или иных элементов.

Производить самостоятельный ремонт таких источников освещения очень затруднительно, опять же, из-за миниатюрных размеров всех деталей.

Мы рассмотрим некоторые нюансы, в которых заключается ремонт люминесцентных светильников.

Прежде чем начинать осмотр светильника и выявление детали, которой требуется ремонт, нужно проверить, поступает ли напряжение на лампу. Это лучше всего проверить тестером непосредственно на вводных клеммах. Чаще всего, чтобы добраться до них, требуется снять крышку и корпус светильника. Если напряжение поступает, то лампа обесточивается, и демонтируется, например, с потолка.

Ремонт ЛДС следует начинать с проверки работоспособности колбы. Для этого каждая пара контактов прозванивается тестером.

Далее ремонт продолжается визуальным осмотром на предмет выявления почерневших деталей или оплавленных проводов. Если этого не выявлено, следует прозвонить каждое устройство.

Типовые неисправности

В электромагнитных устройствах чаще всего требуют ремонт следующие элементы:

  1. Стартер. Самый простой способ проверить его работоспособность, параллельно подключить 100% рабочий стартер. Здесь важно использовать аналогичный прибор по мощности и рабочему напряжению;
  2. Дроссель. В случае если замена стартера не решила проблему, потребуется произвести прозвонку обмотки дросселя. Можно сразу заменить новым устройством с такими же параметрами.

Ремонт светильника, имеющего электронный пуск, заключается в замене балласта, который мы описывали выше.

Теперь вы знаете не только устройство основных типов пускорегулирующих устройств ламп дневного света, но также знаете, как проверить и произвести ремонт основных элементов люминесцентных светильников.

Загрузка…? Поделитесь:

Источник:

Электронный пускорегулирующий аппарат

ЭПРА ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП — И СВЕТОДИОДНЫХ

Включение газоразрядных ламп, в чисто которых входят всем известные люминесцентные лампы, имеет ряд особенностей. Для возникновения разряда между электродами в среде газа требуется импульс высокого напряжения между предварительно прогретыми электродами.

Во время работы ток разряда должен ограничиваться специальным балластом, функции которого выполняет дроссель – катушка с большой индуктивностью.

Пускорегулирующая аппаратура, разработанная для включения люминесцентных ламп имела множество существенных недостатков:

  • низкая надежность стартера из-за наличия контактной группы;
  • громоздкий тяжелый и шумный дроссель;
  • мерцание ламы с частотой питающей сети;
  • длительный процесс зажигания ламп;
  • затрудненный пуск при низкой температуре;
  • низкий КПД;
  • высокий уровень электромагнитных помех.

На смену устаревшим пусковым агрегатам были разработаны электронные устройства, которые не содержат механических контактов и тяжелого и габаритного дросселя.

Малые габариты современных электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА) дали толчок дальнейшему развитию и широкому распространению малогабаритных люминесцентных ламп, которые в народе прозвали «экономками».

Новое оборудование полностью свободно от перечисленных недостатков и, к тому же, увеличивает продолжительность работы источников света за счет плавного разогрева нитей накаливания.

Кроме того, ЭПРА имеет следующие достоинства:

  • отсутствуют механические контакты;
  • питание производится высокочастотным напряжением, что полностью исключает мерцание;
  • малые габариты и вес;
  • высокий КПД за счет введения цепей коррекции мощности;
  • минимум сетевых помех и практически полное отсутствие электромагнитных.

Работа лампы с электронным запуском включает несколько последовательных стадий:

  1. Разогрев нитей накаливания.
  2. Инициирование разряда в среде газа между электродами.
  3. Поддержание горения.

Все этапы включения полностью контролируются электронной схемой ЭПРА, которая состоит из следующих элементов:

Входной фильтр.Не пропускает помехи от ЭПРА в сеть и наоборот.Корректор мощности.Устанавливается, в основном в дорогих и мощных пускателях.Сглаживающий фильтр.Исполняется в виде электролитического конденсатора большой емкости.

Также в состав устройства входят инверторная схема преобразования напряжения и малогабаритный дроссель.

В инверторе используются мощные высоковольтные транзисторные ключи, которые включены в мостовую схему с автогенерацией или управляются специальной микросхемой. В диагональ моста включен многообмоточный резонансный трансформатор, одна из обмоток которого включена последовательно с нитями накала и резонансным конденсатором.

При включении лампы напряжение обмотки трансформатора разогревает нити накала, а затем, за счет резонанса, происходит разряд конденсатора между электродами.

Межэлектродный разряд уменьшает сопротивление рабочей среды лампы, в результате чего резонансный конденсатор оказывается закороченным и резонанс пропадает. Оставшегося значения напряжения достаточно для нормального горения.

Ток разряда ограничивается дросселем, включенным последовательно с электродами.

Эпра для питания люминесцентных ламп

Первоначально конструкции ЭПРА разрабатывались для замены старых дроссельно-стартерных устройств для установки в классические светильники с люминесцентными лампами. Для облегчения перехода на новую аппаратуру, ее габаритные размеры, как говорилось выше, делали схожими со старыми устройствами.

Такой подход позволял без изменения технологических линий по производству светильников устанавливать электронные пускатели.

Использование миниатюрных SMD компонентов и совершенствование схемотехники позволили создавать ЭПРА с минимальными габаритами.

Такие устройства помещаются в стандартный цоколь типоразмера Е27 или даже Е14, что привело к широкому распространению энергосберегающих люминесцентных ламп обладающих большим разнообразием:

  • форм;
  • мощностей;
  • цветов и оттенков свечения.

Основными характеристиками электронного пускателя для люминесцентных ламп является допустимая мощность светильника и количество одновременно подключаемых источников. Некоторые типы имеют режим плавного пуска. При этом после нажатия клавиши включения освещения светильник загорается через время от одной до нескольких секунд.

В подобных устройствах за счет схемотехнических решений разряд резонансного конденсатора происходит только после полного прогрева нитей накаливания. Лампы, включаемые через такой пускатель меньше изнашиваются, поэтому срок их службы возрастает.

Некоторые модели дешевых пускорегулирующих аппаратов имеют низкое качество изготовления. Особенно это касается параметров электролитического конденсатора фильтра. Малая емкость приводит к заметным пульсациям света, а низкое граничное напряжение увеличивает вероятность выхода конденсатора из строя.

Очень опасны модели, в которых мощные ключевые транзисторы крепятся радиатором к металлическому корпусу устройства через пластиковую изоляцию. Через некоторое время работы пластик под действием нагрева транзистора деформируется и радиатор замыкается на корпус.

Прикосновение к такому блоку во время его работы приводит к удару электрическим током.

В начало

Эпра для светодиодных светильников и панелей

Сразу следует заметить, что пускорегулирующая аппаратура для светодиодных ламп и других LED источников света не существует! Как бы не утверждали продавцы магазина или консультанты в интернет-сервисах, это свидетельствует лишь о их некомпетентности.

Светодиодные источники света в пусковых устройствах типа ЭПРА не нуждаются. Необходим источник постоянного напряжения, а в идеальном варианте – стабилизатор тока.

Такие устройства называются драйверами. Они формируют напряжение на выходных клеммах в соответствии с подключаемым источником света и ограничивают или стабилизируют значение выходного тока в определенных пределах.

Дело в том, что светодиоды нормально функционируют только в узком диапазоне протекающего через них тока.

Меньшее значение снижает яркость, а высокое вызывает резкое снижение срока службы вплоть до мгновенного перегорания излучающего диода.

Светодиод, как полупроводниковый элемент, обладает ярко выраженной зависимостью величины сопротивления от температуры, поэтому ее изменение всего на несколько градусов способно вызвать критический рост тока.

Чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока?

Если выразить простыми словами, то стабилизатор напряжения имеет на выходе стабильное напряжение при том, что ток потребления подключенных устройств может меняться в широких пределах.

Иная ситуация в случае стабилизатора тока. Здесь обеспечивается стабильное значение тока при различных сопротивлениях нагрузки. При этом значение напряжения стабилизатора может изменяться в достаточно широком диапазоне.

Данная характеристика накладывает ограничение на совместимость устройств различных типов. К источнику тока нельзя подключать светодиодные светильники иной мощности, чем той, что указана в спецификации. Нельзя подключать параллельно несколько ламп. В крайнем случае возможно последовательное подключение, но это если позволяет диапазон выходных напряжений.

Пример.

Драйвер (именно так именуется в настоящее время стабилизатор тока) рассчитан на выходной ток 100 мА и 12 — 24 В выходного напряжения. Можно подключать:

  • светодиодную лампу 100 мА 12 В или 100 мА 24 В;
  • две лампы 100 мА 12 В, соединенные последовательно;
  • две лампы 50 мА 12 – 24 В, соединенные параллельно.

Схема драйвера может быть выполнена быть выполнена как на основе трансформатора, так и при помощи инвертора, что в настоящее время составляет подавляющее большинство устройств. Драйверы с изменяемым значением выходного тока используются для регулировки яркости LED светильников.

Большинство компактных ламп выпускаются со встроенными драйверами, освобождая покупателя от мук выбора. Использование отдельных драйверов необходимо только в случае использования светодиодных лент или изготовления светильников из отдельных светодиодов или матриц.

Приобретая светодиодные панели с фиксированными размерами, желательно сразу же рассчитывать на драйвер с рекомендуемыми параметрами.

В начало

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник:

Подключение и ремонт баластника для люминесцентных ламп

Балласт для газоразрядной лампы (люминесцентные источники света) применяется с целью обеспечения нормальных условий работы. Другое название – пускорегулирующий аппарат (ПРА). Существует два варианта: электромагнитный и электронный. Первый из них отличается рядом недостатков, например, шум, эффект мерцания люминесцентной лампы.

Второй вид балласта исключает многие минусы в работе источника света данной группы, поэтому и более популярен. Но поломки в таких приборах тоже случаются. Прежде чем выбрасывать, рекомендуется проверить элементы схемы балласта на наличие неисправностей. Вполне реально самостоятельно выполнить ремонт ЭПРА.

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с.

Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус.

Схема электронного балласта выглядит так:

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

  • для линейных ламп;
  • балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Схема подключения, запуск

Пускорегулирующий аппарат подключается с одной стороны к источнику питания, с другой – к осветительному элементу. Нужно предусмотреть возможность установки и крепления ЭПРА. Подключение производится в соответствии с полярностью проводов. Если планируется установить две лампы через ПРА, используется вариант параллельного соединения.

Схема будет выглядеть следующим образом:

Группа газоразрядных люминесцентных ламп не может нормально работать без пускорегулирующего аппарата. Его электронный вариант конструкции обеспечивает мягкий, но одновременно с тем и практически мгновенный запуск источника света, что дополнительно продлевает срок его службы.

Поджиг и поддержание функционирования лампы осуществляется в три этапа: прогрев электродов, появление излучения в результате высоковольтного импульса, поддержание горения осуществляется посредством постоянной подачи напряжения небольшой величины.

Определение поломки и ремонтные работы

Если наблюдаются проблемы в работе газоразрядных ламп (мерцание, отсутствие свечения), можно самостоятельно сделать ремонт.

Но сначала необходимо понять, в чем заключается проблема: в балласте или осветительном элементе.

Чтобы проверить работоспособность ЭПРА, из светильников удаляется линейная лампочка, электроды замыкаются, и подсоединяется обычная лампа накаливания. Если она загорелась, проблема не в пускорегулирующем аппарате.

В противном же случае нужно искать причину поломки внутри балласта. Чтобы определить неисправность люминесцентных светильников, необходимо «прозвонить» все элементы по очереди. Начинать следует с предохранителя.

Если один из узлов схемы вышел из строя, необходимо заменить его аналогом. Параметры можно увидеть на сгоревшем элементе.

Ремонт балласта для газоразрядных ламп предполагает необходимость использования навыков владения паяльником.

Если с предохранителем все в порядке, далее следует проверить на исправность конденсатор и диоды, которые установлены в непосредственной близости к нему.

Напряжение конденсатора не должно быть ниже определенного порога (для разных элементов эта величина разнится).

Если все элементы ПРА в рабочем состоянии, без видимых повреждений и прозвон также ничего не дал, осталось проверить обмотку дросселя.

Ремонт компактных люминесцентных ламп выполняется по сходному принципу: сначала разбирается корпус; проверяются нити накала, определяется причина поломки на плате ПРА.

Часто встречаются ситуации, когда балласт полностью исправен, а нити накаливания перегорели. Починку лампы в этом случае произвести сложно.

Если в доме имеется еще один сломанный источник света сходной модели, но с неповрежденным телом накала, можно совместить два изделия в одно.

Таким образом, ЭПРА представляет группу усовершенствованных аппаратов, обеспечивающих эффективную работу люминесцентных ламп. Если было замечено мерцание источника света или он и вовсе не включается, проверка балласта и его последующий ремонт позволят продлить срок службы лампочки.

(21 2,48 из 5)Загрузка…

Источник:

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

Электронный модуль ЭПРА для люминесцентных ламп – устройство, благодаря которому формируется так называемое стартерное напряжение, а также поддерживается оптимальный рабочий режим светильников.

Наличие подобных аппаратов – неотъемлемая часть схем газоразрядных ламп, несмотря на то что конструктивное исполнение таких источников света может значительно отличаться.

Конструкции пускорегулирующих модулей

Конструкции промышленных и бытовых люминесцентных осветительных приборов, 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.

Так выглядит один из конструктивных вариантов стартера пускорегулирующего электромагнитного модуля люминесцентных ламп. Существует масса других конструкций, где отмечается разница в размерах, материалах корпуса

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.

Присутствие напряжения такой величины между электродами неизбежно сопровождается пробоем газовой среды баллона люминесцентной лампы – зажиганием лампы.

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

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.

Здесь от сетевого интерфейса фазная линия соединяется к одной из двух клемм дросселя, а нулевой провод подводится на одну клемму люминесцентной лампы.

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

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.

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

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

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

Два интерфейса прибора рассчитаны так: один для подключения сетевого напряжения и заземляющего провода, второй для подключения ламп. Этот вариант тоже из серии простых решений.

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

Однако наряду с простыми устройствами, – одно-, двух-, четырехламповыми – встречаются пускорегулирующие конструкции, схематика которых предусматривает использование функции регулировки свечения люминесцентных ламп. Это так называемые управляемые модели регуляторов.

Чем отличаются подобные приборы от уже рассмотренных устройств? Тем, что в дополнение к сетевому и нагрузочному оснащаются еще интерфейсом для подключения управляющего напряжения, уровень которого обычно составляет 1-10 вольт постоянного тока.

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

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.

по теме

Видеоматериал, 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.

Источник:

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.

Видео на тему

Источник:

agk-sport.ru

Схемы подключения люминесцентной лампы с помощью электронного балласта и пускорегулирующего устройства

Для подключения люминесцентных осветительных приборов применяется принципиально другая схема, чем используемая для стандартных ламп накаливания. Чтобы зажечь такой источник света, в цепи устанавливается специальное пусковое устройство, качество которого напрямую влияет на срок службы светильника. Для полного осознания особенностей, схем подключений, люминесцентных ламп нужно разбираться в особенностях их устройства и принципе работы такого прибора.

Работа люминесцентного светильника

Люминесцентная осветительная лампа – прибор, состоящий из стеклянной колбы, в которой содержатся специальные газы. Смесь внутри лампы подобрана так, чтобы ионизация происходила при минимальном количестве затрат энергии в отличие от стандартной лампы накаливания, что позволяет экономить электричество.

Для поддержания непрерывного свечения люминесцентного осветительного прибора в нём необходимо постоянное присутствие тлеющего разряда. Это достигается благодаря подаче определённого уровня напряжения на электроды люминесцентного светильника. Единственной проблемой в данном случае является необходимость постоянной подачи напряжения в значительной мере превышающего номинальные значения.

Данная проблема была решена установкой электродов с обеих сторон колбы. На них подаётся напряжение, благодаря чему происходит непрерывное поддержание разряда. При этом каждый электрод состоит из двух контактов, соединённых с источником тока, за счёт чего прогревается окружающее пространство. Поэтому лампа начинает гореть с задержкой, обусловленной прогревом электродов.

Под действием разрядов электродов газ начинает светиться ультрафиолетовым свечением, которое не воспринимает человеческий глаз. Поэтому для проявления света внутренняя часть колбы вскрывается слоем люминофора, благодаря которому происходит изменение частотных диапазонов в видимый человеком спектр.

Люминесцентная лампа не может, в отличие от стандартного источника света с нитью накаливания, включаться напрямую в сеть переменного тока. Для возникновения дуги, необходим прогрев электродов, вследствие которого появляется импульсное напряжение. Чтобы обеспечить необходимые условия для свечения люминесцентного источника света используют специальные балласты. На сегодняшний день широко применяется электромагнитный и электронный балласт.

Схема подключения лампы с помощью электромагнитного балласта

Такая схема подключения люминесцентного светильника подразумевает использование специального дросселя и стартера. При этом стартер является не чем иным, как источником неонового света малой мощности. Для подключения дросселя, стартерных контактов и электродной нити используют последовательный способ.

Заменить стартер можно стандартной кнопкой дверного электрического звонка. При этом для розжига люминесцентной лампы понадобится удерживать кнопку в нажатом состоянии и отпускать только после того, как светильник начнёт излучать свет. Порядок функционирования схемы подключения источника света с помощью электромагнитного пускорегулирующего устройства происходит по следующему принципу:

  • после подключения к сети переменного тока дросселем накапливается электромагнитный заряд;
  • через контактную группу стартерного устройства происходит подача электрической энергии;
  • ток начинает поступать на нити разогрева электродов изготовленных из вольфрама;
  • происходит разогрев стартера и электродов;
  • контактная группа стартера размыкается;
  • происходит высвобождение аккумулированной в дросселе энергии;
  • на электродах изменяется напряжение;
  • люминесцентный светильник начинает светиться.

Чтобы увеличить КПД люминесцентного осветительного прибора и снизить помехи, которые могут возникать в момент загорания лампы, в схеме предусмотрены конденсаторы. Одна ёмкость монтируется непосредственно в стартере для гашения искрения и улучшения неоновых импульсов. При этом такая схема подключения обладает рядом неоспоримых преимуществ:

  • максимальная надёжность, доказанная временем;
  • простота сборки;
  • невысока цена.

Также хочется отметить и недостатки, которых достаточно много:

  • большие габариты и вес светильника;
  • длительный запуск лампы;
  • малая эффективность прибора при работе в условиях низких температур;
  • достаточно большой уровень потребления электричества;
  • характерный шум дросселей во время работы;
  • эффект мерцания, пагубно влияющий на человеческое зрение.

Последовательность подключения люминесцентной лампы

Для воплощения рассмотренной схемы в жизнь понадобится задействовать стартер. Для подключения одного осветительного прибора в сеть используют электромагнитный балласт серии S10. Это современный элемент, обладающий невозгораемой конструкцией и делающий его максимально безопасным. При этом основными задачами стартера являются следующие функции:

  • обеспечение включения люминесцентного светильника;
  • пробой газовых промежутков после длительного прогрева электродов.

Если рассматривать дроссель, то его назначение в схеме обусловлено достижением следующих целей:

  • ограничение параметров тока в процессе замыкания электродов;
  • выработка достаточной степени напряжения способного пробить газы;
  • поддержание стабильности горения разряда.

Такая схема предусматривает подключение люминесцентного источника света мощностью до 40 Вт. При этом мощностные показатели дросселя должны быть аналогичными параметрам светильника. В свою очередь, мощность стартера может колебаться от 4 до 65 Вт. Для подключения светового источника в сеть переменного тока в соответствии со схемой необходимо проделать определённые манипуляции.

  1. Выполняется параллельное подключение стартера к контактам, расположенным на выходе люминесцентной лампы.
  2. На свободную пару контактов подсоединяется дроссель.
  3. К контактам, подающим питание на светильник, подключается параллельным способом конденсатор, предназначенный для компенсирования реактивной мощности и снижения помех в сети переменного тока.

Схема подключения лампы с помощью электронного балласта

Принцип работы схемы электронного балласта 2х36 основан на увеличении частотных характеристик. За счёт такого изменения частоты, свечение люминесцентного прибора становится равномерным без мерцания. Благодаря современным микросхемам пусковое устройство потребляет минимум энергии и обладает компактными габаритами, при этом равномерно подогревая электроды.

Использование электронного пускорегулирующего устройства в схеме подключения люминесцентной лампы позволяет прибору автоматически подстраиваться под параметры светильника. Благодаря этому электронный балласт намного практичней и эффективней, так как обладает следующими достоинствами:

  • высокая экономичность;
  • равномерный и постепенный разогрев электродов;
  • плавный старт светильника;
  • отсутствие эффекта мерцания;
  • использование светильника даже при отрицательных температурах;
  • автоматическая подстройка балласта под параметры лампы;
  • высокая надёжность;
  • минимальные размеры и вес прибора;
  • максимально длительный эксплуатационный срок люминесцентной лампы.

Если рассматривать недостатки электронного балласта, то их совсем немного: сложная схема и повышенные требования к точности выполнения монтажных работ, а также требования, предъявляемые к качеству используемых комплектующих элементов.

Особенности схемы с электронным балластом

В большинстве случаев производители электронного балласта укомплектовывают его всеми необходимыми проводами и коннекторами, а также принципиальной схемой подключения прибора. При этом такое электронное устройство для пуска люминесцентной лампы выполняет три основных функции:

  • обеспечивает плавный прогрев электродов, который увеличивает эксплуатационный ресурс светильника;
  • создаёт мощный импульс, необходимый для розжига лампы;
  • стабилизирует параметры рабочего напряжения, подающегося, на осветительный прибор.

Современные схемы подключения люминесцентных источников света не предусматривают дополнительного использования стартера. Это позволяет защитить электронный балласт в случае включения света при отсутствии лампы.

Последовательное подключение нескольких источников света

Отдельное внимание следует уделить схеме подсоединения двух источников света к одному балласту. При этом используется последовательное подключение осветительных приборов, для чего понадобятся следующие комплектующие:

  • дроссель индукционного действия;
  • 2 стартера;
  • осветительные приборы.

Само же подключение предусматривает определённую последовательность.

  1. На каждую лампу устанавливается стартер по параллельной схеме подключения.
  2. Незадействованные контакты включаются в сеть переменного тока через дроссель последовательным способом подключения.
  3. Параллельно на контактные группы светильников присоединяются конденсаторы.

Ознакомившись с различными схемами подсоединения люминесцентных светильников, каждый желающий сможет самостоятельно установить осветительные приборы в своей квартире или выполнить их замену в случае выхода последних из строя.

elektro.guru


Смотрите также