Схема балласта для люминесцентных ламп: Электронный балласт - устройство, ремонт и схема подключения для люминисцентных ламп

Содержание

Страница не найдена — ЛампаГид

Монтаж

Часто при электромонтаже освещения зданий необходимо сделать так, чтобы лампы одного из помещений включались

Прочее

В наше время появилось довольно много различных дуговых ламп высокого давления. Но наиболее высоким

Компоненты

Многие задаются вопросом, как правильно паять SMD-компоненты. Но перед тем как разобраться с этой

Люминесцентные лампы

Начиная с того времени, как была изобретена лампа накаливания, люди ищут способы создания более

Квартира и офис

В нынешнее время светодиодная лента в интерьере – неотъемлемая часть антуража. Буквально десять лет назад свет

Производственные помещения

Социологи проводили исследования, показавшие, что самочувствие и мотивация спортсменов напрямую зависит от освещения спортивной

Схема балласта для люминесцентных ламп

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

Электрическая схема люминесцентного светильника. Подключение и ремонт баластника для люминесцентных ламп

Экономные люминесцентные лампы способны работать только с электронными балластами. Предназначены данные устройства для выпрямления тока. Информации про электронный балласт (схема, ремонт и подключение) имеется очень много. Однако в первую очередь важно изучить устройство прибора.

Модели диодного типа

Модели диодного типа на сегодняшний день считаются бюджетными. В данном случае трансформаторы используются лишь понижающего типа. Некоторые производители транзисторы устанавливают открытого типа. За счет этого процесс понижения частоты в цепи происходит не очень резко. Для стабилизации выходного напряжения применяются два конденсатора. Если рассматривать современные модели балластов, то там имеются динисторы операционного типа. Ранее их заменяли обычными преобразователями.

Двухконтактные модели

Данного типа схема электронного балласта для отличается от прочих моделей тем, что в ней используется регулятор. Таким образом, пользователь способен настраивать параметр выходного напряжения. Трансформаторы используются в устройствах самые различные. Если рассматривать распространенные модели, то там установлены понижающие аналоги. Однако однофазовые конфигурации не уступают им по параметрам.

Всего конденсаторов в цепи у моделей предусмотрено два. Также двухконтактные схемы электронных балластов включают в себя дроссель, который устанавливается за выходными каналами. Транзисторы для моделей подходят лишь емкостные. На рынке они представлены как постоянного, так и переменного типа. Предохранители в устройствах используются редко. Однако если в цепи установлен тиристор для выпрямления тока, то без него не обойтись.

Схема балласта «Эпра» 18 Вт

Данная схема электронного балласта для люминесцентной лампы включает в себя а также две пары конденсаторов. Транзистор для модели предусмотрен лишь один. Отрицательное сопротивление он максимум способен выдерживать на уровне 33 Ом. Для устройств данного типа это считается нормальным. Также схема электронного балласта 18 Вт включает в себя дроссель, который расположен над трансформатором. Динистор для преобразования тока применяется модульного типа. Понижение тактовой частоты происходит при помощи тетрода. Находится данный элемент возле дросселя.

Балласт «Эпра» 2х18 Вт

Указанный электронный балласт 2х18 (схема показана ниже) состоит из выходных триодов, а также понижающего трансформатора. Если говорить про транзистор, то он в данном случае предусмотрен открытого типа. Всего конденсаторов в цепи имеется два. Еще у схемы электронных балластов «Эпра» 18 Вт есть дроссель, который располагается под трансформатором.

Конденсаторы при этом стандартно устанавливаются возле каналов. Процесс преобразования осуществляется через понижение тактовой частоты устройства. Стабильность напряжения в данном случае обеспечивается благодаря качественному динистору. Всего каналов у модели имеется два.

Схема балласта «Эпра» 4х18 Вт

Этот электронный балласт 4х18 (схема показана ниже) включает в себя конденсаторы инвертирующего типа. Емкость их составляет ровно 5 пФ. В данном случае параметр отрицательного сопротивления в электронных балластах доходит до 40 Ом. Также важно упомянуть о том, что дроссель в представленной конфигурации расположен под динистором. Транзистор у этой модели имеется один. Трансформатор для выпрямления тока применяется понижающего типа. Перегрузки он способен от сети выдерживать большие. Однако предохранитель в цепи все-таки установлен.

Балласт Navigator

Электронный балласт Navigator (схема показана ниже) включает в себя однопереходный транзистор. Также отличие этой модели кроется в наличии специального регулятора. С его помощью пользователь сможет настраивать параметр выходного напряжения. Если говорить про трансформатор, то он в цепи предусмотрен понижающего типа. Расположен он возле дросселя и фиксируется на пластине. Резистор для этой модели подобран емкостного типа.

В данном случае конденсаторов имеется два. Первый из них расположен возле трансформатора. Предельная емкость его равняется 5 пФ. Второй конденсатор в цепи располагается под транзистором. Емкость его равняется целых 7 пФ, а отрицательное сопротивление максимум он может выдерживать на уровне 40 Ом. Предохранитель в данных электронных балластах не используется.

Схема электронного балласта на транзисторах EN13003A

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с транзисторами EN13003A является на сегодняшний день довольно сильно распространенной. Выпускаются модели, как правило, без регуляторов и относятся к классу бюджетных приборов. Однако прослужить устройства способны долго, и предохранители у них имеются. Если говорить про трансформаторы, то они подходят только понижающего типа.

Устанавливается транзистор в цепи возле дросселя. Система защиты у таких моделей в основном используется стандартная. Контакты приборов защищены динисторами. Также схема электронного балласта на 13003 включает в себя конденсаторы, которые часто устанавливаются с емкостью около 5 пФ.

Использование понижающих трансформаторов

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с понижающими трансформаторами часто включает в себя регуляторы напряжения. В данном случае транзисторы используются, как правило, открытого типа. Многими специалистами они ценятся за высокую проводимость тока. Однако для нормальной работы устройства очень важен качественный динистор.

Для понижающих трансформаторов часто используют операционные аналоги. В первую очередь они ценятся за свою компактность, а для электронных балластов это является существенным преимуществом. Дополнительно они отличаются пониженной чувствительностью, и небольшие сбои в сети для них нестрашны.

Применение векторных транзисторов

Векторные транзисторы в электронных балластах применяются очень редко. Однако в современных моделях они все-таки встречаются. Если говорить про характеристики компонентов, то важно отметить, что отрицательное сопротивление они способы держать на уровне 40 Ом. Однако с перегрузками они справляются довольно плохо. В данном случае большую роль играет параметр выходного напряжения.

Если говорить про транзисторы, то для указанных трансформаторов они подходят больше ортогонального типа. Стоят они на рынке довольно дорого, однако расход электроэнергии у моделей крайне низок. В данном случае модели с векторными трансформаторами по компактности значительно проигрывают конкурентам с понижающими конфигурациями.

Схема с интегральным котроллером

Электронный балласт для люминесцентных ламп с интегральным контроллером довольно прост. В данном случае трансформаторы применяются понижающего типа. Непосредственно конденсаторов в системе имеется два. Для понижения предельной частоты у модели имеется динистор. Транзистор используется в электронном балласте операционного типа. Отрицательное сопротивление он способен выдерживать не менее 40 Ом. Выходные триоды в моделях данного типа практически никогда не используются. Однако предохранители устанавливаются, и при сбоях в сети они помогают сильно.

Применение низкочастотных триггеров

Триггер на электронный балласт для люминесцентных ламп устанавливается в том случае, когда отрицательное сопротивление в цепи превышает 60 Ом. Нагрузку с трансформатора он снимает очень хорошо. Предохранители при этом устанавливаются очень редко. Трансформаторы для моделей этого типа используются лишь векторные. В данном случае понижающие аналоги неспособны справляться с резкими скачками предельной тактовой частоты.

Непосредственно динисторы в моделях устанавливаются возле дросселей. По компактности электронные балласты довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от используемых компонентов устройства. Если говорить про модели с регуляторами, то места они требуют очень много. Также они способны работать в электронных балластах только на два конденсатора.

Модели без регуляторов очень компактны, однако транзисторы для них могут использоваться лишь ортогонального типа. Отличаются они хорошей проводимостью. Однако следует учитывать, что данные электронные балласты на рынке покупателю обойдутся недешево.

Занятий, с достаточным световым потоком и в тоже время экономичного, подвигло, можно даже сказать, на некоторые искания и пробу вариантов. Сначала использовал обычную небольшую лампу прищепку, поменял её на маленький настольный люминесцентный светильник, затем был 18 ваттный люминесцентный светильник «потолочно — настенного» варианта китайского производства. Последнее понравилось более всего, но крепление непосредственно самой лампы в арматуре было несколько занижено, буквально на два — три сантиметра, однако «для полного счастья» их и не хватало. Выход нашёл в том, чтобы сделать тоже самое, но по своему. Так как работа имевшегося ЭПРА нареканий не вызывала логично было схему повторить.

Схема принципиальная

Это большая часть данного ЭПРА, дроссель и конденсатор у китайцев сюда не вошли.

Собственно добросовестно срисованная с печатной платы схема. Номинал электронных компонентов, позволяющих это сделать, определялся не только «по внешнему виду», но и при помощи замеров, с предварительным выпаиванием компонентов из платы. На схеме номинал резисторов указан в соответствии с цветовой маркировкой. Только в отношении дросселя позволил себе не разматывать имеющийся для определения количества витков, а замерил сопротивление намотанного провода (1,5 Ом при диаметре 0,4 мм) — сработало.

Первая сборка на монтажной плате. Номиналы компонентов подбирал скрупулёзно, невзирая на габариты и количество, и был вознаграждён — лампочка зажглась с первого раза. Ферритовое кольцо (10 х 6 х 4,5 мм) от энергосберегающей лампочки, его магнитная проницаемость неизвестна, диаметр провода катушек на него намотанных 0,3 мм (без изоляции). Первый пуск в обязательнейшем порядке через лампочку накаливания в 25 Вт. Если она горит а люминесцентная первоначально мигает и тухнет — увеличивайте (постепенно) номинал С4, когда всё заработало и ничего подозрительного обнаружено не было, и убрал лампу накаливания, то уменьшил его номинал до первоначального значения.

В какой-то мере ориентируясь на печатную плату первоисточника, нарисовал печатку под имеющийся подходящий корпус и электронные компоненты.

Протравил платку и собрал схему. Уже предвкушал момент, когда буду доволен собой и рад бытию. Но, схема, собранная на печатной плате отказалась работать. Пришлось вникать и заниматься подбором резисторов и конденсаторов. На момент установки ЭПРА по месту эксплуатации С4 имел ёмкость 3n5, С5 — 7n5, R4 сопротивление 6 Ом, R5 — 8 Ом, R7 — 13 Ом.

Светильник «вписался» не только в дизайн, лампа, поднятая до упора вверх, дала возможность комфортно пользоваться полочкой внутри ниши секретера. Уют в «помещении» наводил Babay.

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.

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.

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.

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.

В некоторых случаях проще купить новую лампу. Это целесообразно сделать в случае, когда стоимость отдельных элементов выше ожидаемого предела или при отсутствии достаточных навыков в процессе пайки.

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.

Схема ЭПРА для ЛБ-40

на главную

Лампы дневного света (ЛДС) в виде длинной трубки давно применяются как в быту, так и в офисах. Главное их преимущество, по сравнению с лампами накаливания, – большая светоотдача, долговечность и экономия электроэнергии.

В старых светильниках применяли тяжелые дроссели и стартеры, они долго и с миганием зажигали лампы, работали ненадежно, гудели, а лампы мигали. На смену им пришли электронные балласты. Они легче по весу, мгновенно зажигают лампу, не гудят, работают в широком диапазоне питающих напряжений, не мигают, так как работают на больших частотах, и по стоимости приблизились к светильникам с тяжелыми дросселями.

Фото. Внешний вид светильника

Внешний вид такого светильника китайского производства типа DL-3011 для ЛДС мощностью 36 Вт показан на фото. Его номинальное питающее напряжение 220…240 В/50 Гц, но при испытаниях показал работоспособность и в диапазоне напряжений 100…240 B. Сам электронный блок питания (балласт) помещается внутри светильника в пластмассовой коробке. Он смонтирован на монтажной плате размерами 107х27 мм (рис.1).

Рис 1. Электронный ПРА

Принципиальная схема ЭПРА нарисована по монтажной плате и показана на рис.2 Все элементы на ней обозначены так же, как и на монтажной плате.

Рис 2. Принципиальная схема ЭПРА

Вначале вспомним принцип зажигания люминесцентных ламп, в том числе и при применении электронных балластов. Для этого необходимо выполнить два условия: первое – разогреть обе ее нити накала, второе – приложить большое (около 600 В) напряжение. Величина напряжения зажигания прямо пропорциональна длине стеклянной люминесцентной лампы, т.е. для коротких (18 Вт) ламп оно меньше, а для длинных (36…40 Вт) ламп – больше.

Работа электронного балласта

Вначале сетевое напряжение выпрямляется до постоянного напряжения 260…270 В (измерено на работающем преобразователе при напряжении сети ~220 В) и сглаживается электролитическим конденсатором С1 (15 мкФ/400 В).

Далее двухтактный полумостовой преобразователь, активными элементами которого являются два биполярных высоковольтных транзистора структуры n-p-n (MJE13005), называемыми ключами (рис.2), преобразует постоянное напряжение 260…270 В в высокочастотное напряжение частотой 38 кГц, что позволяет значительно уменьшить габариты и вес балласта. Нагрузкой и одновременно управляющим элементом преобразователя является трансформатор (обозначен на схеме как TU38Q2) со своими тремя обмотками, из них две – управляющие обмотки (каждая по 4 витка) и одна – рабочая, состоящая из двух витков (рис.2 см. прикрепленные данные). Цепь с рабочей обмоткой создает нагрузку на преобразователь.

Первоначальный запуск преобразователя обеспечивает симметричный динистор, обозначенный в схеме DB3. Он открывается, когда после включения электросети напряжение в точках его подключения превысит порог срабатывания. При открытии динистор подает импульс на базу транзистора, после чего преобразователь запускается.

Транзисторные ключи открываются противофазно от импульсов с управляющих обмоток. Для этого обмотки включены в базы транзисторов противофазно (на рис.2 начало обмоток обозначены точками). Открытие каждого ключа вызывает наводку импульсов в двух противоположных обмотках, в том числе и в рабочей обмотке (2 витка). Переменное напряжение с рабочей обмотки L1 подается на люминесцентную лампу через последовательную цепь, состоящую из обмотки L1, первой нити накала лампы, С5 (4700 пФ/1200 В), второй нити накала лампы, С4 (100 нФ/400 В). Величины индуктивностей и емкостей в этой цепи подобраны так, что в ней возникает резонанс напряжений при неизменной частоте преобразователя.

На конденсаторе С5 (470 пФ/1200 В), включенном в резонансную цепь (к лампе), происходит самое большее падение напряжение (так как у С5 самое большое реактивное сопротивление из всех элементов контура), оно зажигает лампу.

Следовательно, максимальный ток в резонансной цепи разогревает обе ее нити накала, а большое резонансное напряжение на конденсаторе С5 зажигает лампу.

Зажженная лампа хотя и уменьшает свое сопротивление, но, как показали измерения, переменное напряжение на ней (и на конденсаторе С5) составляет около 295 В, а на дросселе L1 – около 325 В. Т.е. резонанс напряжений в цепи продолжается, из-за чего уже зажженная лампа и продолжает гореть. Дроссель L1 своей индуктивностью ограничивает ток в зажженной лампе, так как ее сопротивление после зажигания уменьшается. После зажигания лампы преобразователь продолжает работать в автоматическом режиме, не меняя свою частоту с момента запуска. Весь этот процесс зажигания длится менее 1 с.

При испытаниях светильник сохранял работоспособность в диапазоне питающего напряжения переменного тока от 220 В до 100 B, при этом частота преобразования увеличивалась с 38 кГц до 56 кГц, но яркость свечения лампы при напряжении 100 B заметно уменьшилась.

Следует отметить, что на люминесцентную лампу все время подается переменное напряжение, так как это обеспечивает равномерный износ эмиссионных способностей нитей накаливания и этим увеличивает срок службы лампы. При питании лампы постоянным током срок ее службы уменьшается на 50%.

Детали электронного балласта

Типы радиоэлементов указаны в принципиальной схеме (рис.2 см. прикрепленные данные). В состав устройства входят:

Т1, Т2 – транзисторные ключи MJE13005 китайского производства (аналог КТ8164А), структуры n-p-n, в корпусе TO-220 (400 В/4 A, в импульсе 8 А). Их можно заменить КТ872А (1500 В/8 A, корпус Т26а). Цоколевка MJE13005 показана на рис.2 (см. прикрепленные данные). При установке новых транзисторов всегда определяйте правильность выводов БКЭ, так как в аналогах она может не совпадать.
Трансформатор TU38Q2 с ферритовым кольцом, размер которого 11х6х4,5, его вероятная магнитная проницаемость около 2000. Трансформатор имеет 3 обмотки, две из них (управляющие) содержат по 4 витка и одна (рабочая) – 2 витка.
Диоды D1–D7 типа 1N4007 (1000 В/1 А). D1–D4 – выпрямительный мост, D6, D7 – демпферные диоды, а диод D5 разделяет источники питания.
Цепочка R1C2 обеспечивает задержку пуска преобразователя с целью его «мягкого» пуска и не допущения большого пускового тока.
Симметричный динистор типа DВ3 (U_зс.max=32 B; U_ос=5 В; U_{неотп.и.max}=5 B) обеспечивает первоначальный запуск преобразователя.
R3, R4 – ограничивающие резисторы в цепи эмиттера транзисторов. При экстремальных условиях сгорают, защищая более дорогие транзисторы.
R5, R6 – гасящие резисторы в цепи базы транзисторов.
D6, С3, R2 – демпферная цепочка, препятствующая выбросам напряжения на ключе в момент его запирания, демпферную функцию выполняет и диод D7, но на втором ключе. Кроме того, С3 уменьшает частоту преобразования.
Дроссель L1 состоит из двух склеенных между собой Ш-образных ферритовых половинок. L1 участвует в резонансе напряжений (совместно с С5 и С4) для обеспечения зажигания лампы и поддержки ее в рабочем состоянии, а также ограничивает ток в светящейся лампе.
С5 (4700 пФ/1200 B), С4 (100 нФ/400 B) – конденсаторы в цепи люминесцентной лампы, участвующие в ее зажигании (через резонанс напряжений), а после зажигания поддерживают ее в рабочем (светящемся) режиме. Максимально допустимое напряжения конденсатора С5=1200 В, такая величина подобрана неслучайно. При зажигании напряжение на С5 может превышать 600…700 В, и конденсатор должен выдержать его.
Конденсаторы 22 нФ/100 В (на схеме производители их не обозначили) предназначены для уменьшения частоты работы преобразователя. Напомним, что она равна 38 кГц при номинальном питающем напряжении.
С1 (15 мкФ/400 В) – единственный оксидный конденсатор в балласте, выполняющий функцию сглаживания выпрямленного напряжения питающей электросети.
F1 – мини-предохранитель в стеклянном корпусе номиналом 1 А.

Ремонт

При ремонте платы под напряжением будьте осторожны, так как ее радиоэлементы находятся под фазным напряжением.

Перегорание (обрыв) накальных спиралей люминесцентной лампы, при этом блок питания остается исправным. Это типичная неисправность. Устраняется она простой заменой стеклянной лампы, которая продается в любом магазине электротоваров и стоит около 1,5 USD. Применять можно лампы мощностью 36 и 40 Вт.

Трещины в пайке монтажной платы

Причины их появления: периодическое нагревание и последующее, после выключения, остывание места пайки, а также низкокачественная пайка платы изготовителем. Нагреваются места пайки от элементов, которые греются, – это транзисторные ключи. Такие трещины могут проявиться после нескольких лет эксплуатации, т.е. после многократного нагревания и остывания места пайки. Устраняется неисправность повторной пайкой трещины. Иногда необходимо предварительно зачистить место пайки.

Повреждение отдельных радиоэлементов

Отдельные радиоэлементы могут повредиться от скачков напряжения в электросети. В первую очередь, это транзисторы MJE13005. Производители не предусмотрели защиты схемы от всплесков напряжений, например, варисторами. Скачки напряжений часто имеют место в сельских электросетях во время сильных ветров и молний, поэтому во время таких атмосферных явлений светильник лучше не включать. Имеющийся в схеме предохранитель (1А) не защитит радиоэлементы от скачков напряжений, а лишь при пробое радиоэлементов.

на главную
.

Схема люминесцентной лампы

Применение низкочастотных триггеров

Применение

Электропроводная газовая среда внутри ламп дневного света обладает отрицательным сопротивлением, проявляющимся в том, что с увеличением тока напряжение между электродами снижается.

Схема работы люминесцентной лампы

Поэтому в схему подключается ограничитель тока LL1 – балластник, как видно из рисунка. Устройство также служит для создания кратковременного повышенного напряжения зажигания ламп, которого недостаточно в действующей сети. Еще его называют дросселем.

Пускорегулирующее устройство также содержит небольшую лампу тлеющего разряда E1 – стартер. Внутри нее расположены 2 электрода, один из которых подвижный, он выполнен из биметаллической пластины.

В исходном состоянии электроды разомкнуты. При подаче на схему напряжения сети замыканием контакта SA1 в начальный момент через лампу дневного света ток не проходит, а внутри стартера между электродами образуется тлеющий разряд. От него нагреваются электроды, и биметаллическая пластина изгибается, замыкая контакт внутри стартера. В результате ток через балласт LL1 увеличивается и нагревает электроды люминесцентной лампы.

После замыкания разряд внутри стартера E1 прекращается, и электроды начинают остывать. При этом происходит их размыкание, и в результате самоиндукции дроссель создает значительный импульс напряжения, зажигающий ЛЛ. При этом через нее начинает проходить ток, равный по величине номинальному, который затем уменьшается в 2 раза из-за падения напряжения на дросселе. Этого тока недостаточно, чтобы в стартере появился тлеющий разряд, поэтому его электроды остаются разомкнутыми, пока горит лампа дневного света. Конденсаторы С1 и С2 позволяют уменьшить реактивные нагрузки и увеличить кпд.

Балластники для люминесцентных ламп подключения и принципы работы

Люминесцентная лампа (ЛЛ) – это источник света из стеклянной герметичной колбы, внутри которой создается электрический электродный разряд, протекающий в газовой среде. На ее внутренней поверхности находится фосфорсодержащий слой (люминофор). Внутри лампы находится инертный газ и 1% паров ртути. При действии на них электрического разряда они излучают невидимый визуально ультрафиолетовый свет, который заставляет светиться люминофор.

Балластники для люминесцентных ламп

Если в помещении разобьется даже одна люминесцентная лампа, пары ртути превысят допустимые показатели в 10 раз. Ее вредное влияние сохраняется в течение 1-2 месяцев.

Причины неполадок люминесцентных светильников

Стоит коротко описать взаимодействие компонентов люминесцентного светильника – сама лампа не может работать без пускорегулирующего аппарата (балласта), который бывает электромагнитным (ЭмПРА ) в виде дросселя и стартера, и электронным (ЭПРА ), в котором физические условия запуска и свечения источника света обеспечиваются радиоэлектронными составляющими.

Электронный балласт для люминесцентных светильников Osram

Соответственно, причиной неработающего светильника могут быть неполадки, как в электронной схеме пускорегулирующего аппарата, так и старение, износ и перегорание самой лампы. Правильное определение причин позволит осуществить своими руками ремонт неработающей лампы дневного света.

Мигание лампы как признак неполадок

В отличие от обычных лампочек накаливания, которая перестает работать (перегорает) мгновенно и всегда неожиданно, скорый износ лампы дневного света можно определить по тому, как она моргает (мигает) во время запуска. Данный процесс свидетельствует об изменениях в химическом составе светящегося газа (вырождение паров ртути) а также о выгорании электродов.

Мигает, как правило, лампа дневного света, у которой с торцов наблюдается почернение – данный нагар свидетельствует о выгорании спирали и об необратимых химических процессах, происходящих внутри колбы – ремонту такой источник света не подлежит, но можно продлить срок его службы.

Очень часто люминесцентный светильник моргает из-за неполадок в ЭмПРА или ЭПРА. Замена лампы на новую позволит точно определить причину мигания

Но не стоит выбрасывать старую лампу. Во первых, ее нужно утилизировать, согласно государственным законам, так как внутри колбы имеются вредные пары ртути.

Во вторых, даже если перегорели нити накаливания, можно продлить строк эксплуатации данного источника света, при помощи несложной схемы, которую можно спаять своими руками, или подключив лампу к ЭПРА с холодным запуском, замкнув контактные выводы, как показано на видео:

Иногда даже исправный люминесцентный светильник моргает при запуске из-за череды неблагоприятных стартовых обстоятельств – разрыв цепи стартера происходит в момент прохождения синусоидой нуля, из-за чего индукционный всплеск напряжения оказывается недостаточным для ионизации газа внутри колбы.

По аналогичной причине люминесцентная лампа мигает на старте из-за низкого напряжения сети. Во время работы, если скачки напряжения не превышают допустимых пределов, исправный светильник дневного света мигать не должен – пускорегулирующий аппарат поддерживает ток в газе на одном уровне.

Почернение у торцов лампы свидетельствует о потере эмиссии, что влечет мигание при запуске, нестабильную работу и ослабление свечения

Принцип работы люминесцентной лампы и область ее применения

Рабочая способность лампы дневного освещения заключается в свечении люминофоров, которые реагируют на воздействие ультрафиолетовых лучей. Светоотдача этого прибора в 5 раз превышает свойство у ламп накаливания.

Принцип работы люминесцентной лампы и область ее применения

Срок действия может быть достаточно длительным, но на это влияет ряд важных факторов, таких как, соблюдение электрического балласта, исключения скачков напряжения и коротких замыканий.

Лампа дневного освещения сегодня пользуется большим спросом и применяется в домашних условиях. Этот прибор достаточно экономичен в стоимости и в дальнейшей эксплуатации. Не исключено применение люминесцентных ламп в производстве. В этой отрасли они очень практичны и позволяют хорошо освещать помещение в любое время суток. Немного рассмотрев, как работает люминесцентная лампа, перейдем к вопросу утилизации данного приспособления.

Внимание! Хранение в домашних условиях люминесцентной лампы опасно для вашего здоровья!

Изготовить своими руками

Трубчатые ЛЛ длиной 1200 мм недорого стоят и могут освещать большие площади. Светильник можно изготовить своими руками, например, из 2 ламп по 36 Вт.

Корпус – основание прямоугольной формы из негорючего материала. Можно использовать бывший в употреблении светильник, для которого ремонт уже не требуется.
ЭПРА подбирается под мощность светильников.
На каждую из ламп понадобится по 2 патрона G13, многожильный провод и крепеж.
Патроны для ламп крепятся на корпусе после выбора расстояния между ними.
ЭПРА устанавливается в зоне минимального нагрева от ламп (обычно ближе к центру) и подключается к патронам. Каждый блок выпускается со схемой подключений на корпусе.
Светильник крепится на стене или потолке с подключением к сети питания на 220 В через выключатель.
Для защиты ламп желательно применять прозрачный колпак.

Правила поиска неисправности лампы

Каждое дело по работе с электрическими приборами должно начинаться правилами, поэтому рассмотрим, как следует выявить неисправность люминесцентного прибора, при этом не повредив его оболочку и рабочие детали.

Снимаем рассеиватель света. Для этого аккуратно отгибаем все крепежи. Если корпус прикреплен болтами, значит пользуемся фигурной отверткой.
Снимаем из гнезд саму лампу дневного света, рассматриваем внимательно ее внешний вид. Встречаются случаи, когда на белом фоне видны темные пятна. Они говорят о том, что этот прибор навряд ли уже будет годен к применению.

Внимание! Не выбрасывайте дневную лампу, если на ней по краям есть почернение—проверьте ее дополнительно

Теперь проводим механическую диагностику. Берем мультиметр и проверяем работоспособность нитей накала. Значения прибора, указывающие на сопротивление, подскажут, что нити, еще способны работать. Показания электроники равные единице—это знак неисправности одной из нитей.
В случае, когда проверка показала рабочие результаты, но освещение так и не появилось, прибегают к ремонту электронного балласта. Возможно, из-за окислившихся контактов, лампа не способна пропускать электроды.
Далее очищаются контакты, если есть необходимость. В ситуациях, когда прибор не заработал, он заменяется на новый.

Как проверить люминесцентную лампу

Разновидности и принцип функционирования

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

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

Ремонт ЭПРА

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.

Инструкция по ремонту

Сейчас мы рассмотрим основные неисправности, которые можно устранить без особых вложений. Начнем с электронного балласта, ведь в его схеме достаточно много элементов, которые могут выйти из строя и к тому же трубчатые люминесцентные лампы с ЭПРА на сегодняшний день встречаются более часто.

Самая распространенная неисправность — это пробой транзисторов. Определить данную поломку можно только, выпаяв из схемы транзисторы и проверив их тестером. В целом транзисторе сопротивление перехода

400-700 Ом. Сгорая, транзистор за собой тянет резистор в цепи базы номиналом 30 Ом.

Также на плате присутствует предохранитель или низкоомный резистор 2-5 Ом, скорее всего его придется заменить, на чем ремонт и закончится. Возможно дополнительно придется поменять диодный мост или его элементы.

Редко встречается пробой пленочных конденсаторов 47n(пол микрофарада) или конденсатора резонанса в цепи накала. Бывали случаи, когда все из выше перечисленного целое и исправно, а светильник не работает, причина кроется в динисторе DB3. Если вы проверили все элементы цепи, то попробуйте заменить динистор.

Возможно решите, что дешевле будет приобрести новый ЭПРА, чем отремонтировать сломанный. Замена пусковой аппаратуры не должна вызывать сложности, ведь схема подключения нанесена на само устройство. При внимательном изучении проста для понимания, L и N это клеммы для подключения к сети 220В.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показывается, как самому отремонтировать электронный балласт люминесцентной лампы:

Инструкция по ремонту ЭПРА

Обращаем ваше внимание на то, что по такой технологии можно починить и энергосберегающую лампочку КЛЛ. К примеру, если перегорел один накал, ремонт представляет собой следующий порядок действий:

Стартер + дроссель

Если у вас не зажигается лампа старого образца и вы уверены, что причина кроется именно в ней, первым делом рекомендуем проверить стартер. Проще всего выполнить проверку, имея под рукой рабочий стартер с такими же характеристиками. Однако если для замены нет подходящего устройства, тогда можно осуществить проверку работоспособности, используя лампочку накаливания с патроном. Все достаточно просто — подключаем один провод от патрона напрямую в розетку, а второй через стартер, как показано на фото ниже:

Если лампочка светится не будет, значит причина в нем. Инструкция по замене стартера люминесцентной лампы наглядно предоставлена на видео:

Как заменить стартер?

Дроссель можно проверить мультиметром, прозвонив его обмотку. Если действительно вышел из строя дроссель, то ремонт люминесцентной лампы сводится к тому, что нужно просто поменять дроссель на целый.

Вот перечислены основные неисправности, с которыми лично сталкивались и успешно устраняли. Следуя нашему алгоритму поиск неисправности займет немного времени и вернуть светильник в работу самостоятельно будет пара пустяков. Надеемся, наша инструкция по ремонту люминесцентной лампы своими руками была для вас понятной и полезной! Обязательно просмотрите видео уроки, т.к. в них подробно рассмотрены все этапы, позволяющие починить неработающую лампочку.

Будет интересно прочитать:

Инструкция по ремонту ЭПРА

Возможные неисправности люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы относятся к газоразрядным лампам низкого давления. Они могут быть различной формы: прямые трубчатые, фигурные и компактные (КЛЛ). Люминесцентные светильники по конструкции намного сложнее, чем светильники с лампами накаливания. и у них бывает гораздо больше неисправностей. В нижеприведенной таблице приведены типовые неисправности и способы их устранения.

Схема включения люминесцентной лампы.

Трубчатые лампы имеют двухштырьковые типы цоколей, отличающиеся расстоянием между штырьками: G-13 (расстояние — 13 мм) для ламп диаметром 40 мм и 26 мм и G-5 (расстояние — 5 мм) для ламп диаметром 16 мм.

Особенность устройства компактных люминесцентных ламп в том, что трубка делается специальной формы для уменьшения длины лампы. Многие компактные люминесцентные лампы небольшой мощности (до 20 Вт) предназначены для замены ламп накаливания и сконструированы так, что могут ввертываться в резьбовой патрон непосредственно или через адаптер. Компактные люминесцентные лампы могут быть разных форм, могут быть с электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА) и разной длины.

Люминесцентные лампы требуют для работы специального устройства — пускорегулирующего аппарата (дросселя). Большинство зарубежных ламп могут работать как с обычными (с дросселем), так и с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Но некоторые из них предназначены только для одного вида ПРА.

Таблица 1. Типовые неисправности светильников с люминесцентными лампами.

Светильники с ЭПРА имеют следующие преимущества: лампа не мерцает, лучше зажигается, не шумит (шум от дросселя), легче по весу, экономит электроэнергию (потери мощности в ЭПРА намного ниже, чем в ПРА).

Достоинства: по сравнению с лампами накаливания, они экономичнее и долговечнее, обладают хорошей светопередачей. Срок службы до 10000 часов у импортных ламп и до 5000-8000 часов у отечественных. Удобно использовать там, где свет горит много часов.

Недостатки: при температуре ниже 5 градусов тяжело зажигаются и могут гореть более тускло.

Меняя виды люминофора, можно изменять цветовые характеристики ламп. Буквы, входящие в наименование типов таких ламп, означают: Л — люминесцентная, Б — белой цветности, ТБ — тепло-белая, Д — дневной цветности, Ц — с улучшенной цветопередачей. Цифры 18, 20, 36, 40, 65, 80 обозначают номинальную мощность в ваттах. Например, ЛДЦ-18 — лампа люминесцентная, дневная, с улучшенной цветопередачей, мощностью 18 Вт.

Таблица 2. Типовые неисправности светильников с люминесцентными лампами.

Светильник с люминесцентными лампами работает следующим образом. Трубчатая лампа заполнена аргоном и парами ртути. Стартер необходим для пуска лампы, нужно на короткое время прогреть электроды. Ток, текущий через дроссель и стартер, значительно увеличивается, нагревает биметаллическую пластину стартера. Электроды лампы прогреваются, контакт стартера размыкается, ток в цепи уменьшается, на дросселе образуется кратковременное большое напряжение. Его накопленной энергии хватает на то, чтобы пробить газ в колбе лампы. Далее ток идет через дроссель и лампу, при этом 110 Вольт падает на дросселе, а 110 Вольт на лампе. Пары ртути с помощью люминофора создают свечение, воспринимаемое глазом человека.

Дроссель почти не потребляет энергию. Энергию, которую он берет при намагничивании, он почти полностью возвращает при размагничивании, при этом бесполезно загружаются провода. Чтобы разгрузить сеть, используется конденсатор С. Обмен энергией происходит не между сетью и дросселем, а между дросселем и конденсатором. Наличие конденсатора повышает КПД лампы, без него КПД лампы 50-60%, с конденсатором С — 95%. Конденсатор, который подключен параллельно стартеру, используется для защиты от радиопомех.

Неисправность люминесцентного светильника может заключаться в нарушении электрического контакта в схеме светильника или в выходе из строя одного из элементов светильника. Надежность контактов проверяется визуальным осмотром и проверкой тестером.

Работоспособность лампы или пускорегулирующей аппаратуры проверяется путем последовательной замены всех элементов на заведомо исправные.

Светильник с двумя люминесцентными лампами

Для начала рассмотрим схемы таких светильников с люминесцентными лампами:

Схема рис.1 содержит:

две люминесцентные лампы;
два стартера;
один дроссель;
конденсатор.

Люминесцентная лампа имеет две спирали накаливания. Лампы, стартера и дроссель в электрическую цепь включены последовательно. Конденсатор подключен параллельно.

Схема рис.2 содержит:

конденсатор;
два стартера;
две люминесцентных лампы;
два дросселя.

Подключение люминесцентных ламп рис.2 ни чем не отличаются от схемы подключения ламп рис.1. Два провода фаза, ноль имеют в этой схеме ответвление.

И наиболее простая схема светильника с одной лампой показана на рис.3, где конденсатор, лампа и стартер в схеме, — подключены параллельно. Дроссель подключен в электрической цепи — последовательно.

Подобные светильники встречаются и с тремя лампами. Сама суть дела не в этом,- не в количестве ламп.

Схема подключения, запуск

Схема будет выглядеть следующим образом:

Определение поломки и ремонтные работы

В некоторых случаях проще купить новую лампу. Это целесообразно сделать в случае, когда стоимость отдельных элементов выше ожидаемого предела или при отсутствии достаточных навыков в процессе пайки.

Электронный балласт 4х18 для люминесцентных ламп: схемы

При упоминании люминесцентных ламп им всегда сопутствует слово балласт. Это устройство, которое не дает перегореть контактам лампочек при слишком большом токе. На первый взгляд они имеют сложную схему и устройство.

Что такое электронный балласт 4х18 (электронное пусковое устройство)

Балласт в схемах используется для ограничения величины тока. В момент появления заряда в газе лампы его величина возрастает мгновенно, а сопротивление падает. Это вызывает нагрев контактов светильника и их вероятное перегорание. Для предотвращения этого и применяются данные устройства.

Электронное пусковое устройство для люминесцентных ламп 4×18

К сведению! Наиболее широко распространены электронные и электромагнитные балласты. Электромагнитный модуль создает регулируемое индуктивное сопротивление катушки. Электронное устройство изменяет и регулирует сам сигнал.

Электромагнитный балласт

Электронное пусковое устройство для люминесцентных лампочек имеет несколько преимуществ:

предотвращает мерцание;
намного меньше в размерах и весе;
не создает постороннего шума;
имеет режим «горячего старта», при котором контакты светильника предварительно нагреваются, что увеличивает срок их службы.

Устройство электронного модуля

Технические параметры балласта 4×18 (на 18 В)

Электронный балласт 4×18 обладает следующими характеристиками, которые имеют большое значение в его работе:

максимальная мощность 72 В;
рабочее напряжение 220/230 В;
тип ламп, с которыми осуществляет работу — люминесцентные;
использование при подключении дросселя и трансформатора;
число источников освещения 4;
наличие защиты от замыкания.

Обратите внимание! При выборе аппарата необходимо учитывать все параметры сети, в которую он будет включен, иначе возможна порча светильника или самого устройства.

Назначение электронного балласта

При включении люминесцентной лампы разряд в газовом облаке возрастает мгновенно, что приводит к резкому уменьшению сопротивления. Это чревато сгоранием контактов и выводом устройства из строя от перегрева. Для предотвращения этого необходим модуль, который будет пускорегулировать работу цепи, то есть постепенно давать дополнительную нагрузку и ограничит величину проходящего тока.

Как правильно подключать электронный балласт для люминесцентных ламп

Правильное подключение светильника и модуля — залог долгой и успешной работы всей цепи. Подключение выполняется в несколько этапов:

Подготовка лампы и ЭБ к установке.
Удаление всех старых элементов освещения, питания и ненужной проводки.
Крепление корпуса.
Установка прибора в защитный корпус.
Подключение двух контактов к сети.
Согласно схеме, подключение лампы к остальным выводам модуля.
Включение электричества в сети.

Подключение различными способами

Важно! Подключение лампочек должно производиться параллельно дросселю, так как только в этом случае все лампы будут гореть одинаково ярко. После установки желательно проверить работу устройства. Делать это нужно специальным оборудованием, которое даст показатели на каждой лампе.

При эксплуатации ламп рано или поздно можно столкнуться с их мерцанием. Это означает, что ЭБ начал работать некорректно, так как происходит перепад напряжения. Путем проверки всей схемы необходимо отыскать проблему и заменить неисправный элемент.

Если при включении устройства появился дым, это говорит о том, что его уже нельзя починить. Остается только купить новое и заменить им предыдущее.

Схемы электронного балласта 4×18 (2×36)

ЭБ 4×18 используется с инвертирующими конденсаторами, емкость которых 5 пФ. Таким образом, сопротивление данного модуля может повышаться до 40 Ом. Еще одной особенностью данной схемы является нахождение дроссельного элемента (его можно обнаружить ниже динистора).

Схема ЭПРА 4×18

В схеме выше используется только один транзистор. Трансформатор выполняет функцию понижения и выпрямления тока. Этот элемент защищает устройство от перегрузок, однако в схеме присутствует и предохранитель.

Схема для «Навигатора»

Еще один ЭБ 4×18 — «Навигатор». В схеме также присутствуют понижающий трансформатор и транзистор. Основное отличие заключается в наличии специального регулятора, который позволяет изменять выходное напряжение. Емкостный резистор также отличает эту схему от предыдущей.

Обратите внимание! Здесь используются два конденсатора с емкостью 5 и 7 пФ. Это позволяет создавать сопротивление до 40 Ом. В данной схеме не применяется предохранитель.

Схема 2×36

Схема балласта 2×36 включает в себя трансивер для расширения. Подключение устройства производится при помощи устройства-переходника. Так же как и в предыдущих вариантах, имеются конденсаторы, однако емкость их меньше, всего 4 пФ. Схему отличает наличие тиристоров и регуляторов частоты. У большинства моделей модулей такого типа можно увидеть в схеме два выпрямителя. Рабочее напряжение такого балласта равно 200 В, а частота — 55 Гц.

Электронный балласт 4×18 — необходимое устройство для сохранения целостности люминесцентных ламп. Схем, чтобы его подключить, существует несколько. Выбрать можно наиболее подходящую и простую в исполнении.

простой универсальный контроллер балластов люминесцентных ламп

21 декабря 2011

Люминесцентные системы освещения с регулируемой яркостью позволяют добиться визуального комфорта и снизить уровень расхода электроэнергии при естественном дневном свете, по требованию, по расписанию и т.д. Регулируемые электронные балласты (электронные пускорегулирующие аппараты — ЭПРА) являются неотъемлемой частью такой системы.

Для реализации функции регулирования яркости (диммирования) ЭПРА должны быть настроены таким образом, чтобы понимать входной сигнал от устройства управления и, в соответствии с этим, регулировать ток в лампе. Эта достаточно сложная для разработчика задача обычно решается с помощью сложных многовыводных интегральных схем.

IRS2530D — это новый контроллер регулируемого ЭПРА в компактном 8-выводном корпусе (рис. 1). Это DIM8^TM-устройство является 600 В полумостовым драйвером, включающим в себя необходимые функции подогрева, поджига и диммирования лампы, а также системы защиты цепей при ее выходе из строя. Используя всего лишь восемь выводов для реализации всех функции регулирования, интегральная схема позволяет сократить количество внешних компонентов и упростить разработку. IRS2530D является достаточно гибким решением для использования различных методов управления яркостью.

Рис. 1. Схема 600 В полумостового драйвера IRS2530D

Чтобы помочь оценить работу IRS2530D, было создано несколько комплектов готовых разработок («reference-design»). Каждый комплект использует свой метод входного управления яркостью и охватывает различные диапазоны входных напряжений и типы ламп. Полное описание каждого комплекта доступно на сайте компании International Rectifier в разделе «освещение» (www.irf.com/product-info/lighting/).

Аналоговый метод управления яркостью

На рис. 2 показана электрическая схема регулируемого ЭПРА для управления 26 Вт четырехвыводными компактными люминесцентными лампами (CFL) от сети 220 В с гальванически изолированным аналоговым входом управления яркостью 1…10 В. Балласт включает в себя: фильтр ЭМИ для уменьшения собственного генерируемого шума; выпрямитель и конденсатор для преобразования переменного входного напряжения в постоянное; контроллер и транзисторный силовой полумост для генерирования высокочастотного прямоугольного напряжения; резонансный выходной контур для подогрева, поджига и запуска лампы. Токоизмеряющий резистор и гальванически изолированный контур входного управления с дополнительными компонентами необходимы для реализации функции диммирования. Кстати, в референс-наборе IRPLDIM4E цепь гальванической развязки входного сигнала управления исключена из схемы.

Рис. 2. Электрическая схема регулируемого ЭПРА

При подключении внешнего питания входной конденсатор (CBUS) заряжается, и через резисторы RVCC1 и RVCC2 начинает протекать микроток по направлению к IRS2530D. После того как напряжение VCC достигнет верхнего значения отсечки гистерезиса системы запуска (UVLO), полумост начнет генерировать максимальную частоту. Цепь динамической накачки заряда (charge-pump) (CVS, DCP1 и DCP2) формирует основное питание контроллера и поднимает напряжение VCC до уровня внутреннего ограничителя 15,6 В.

Внутренний источник тока на выводе VCO заряжает внешний конденсатор (CPH). Выходная частота уменьшается в соответствии с зарядом конденсатора CPH, и в то же время нити накаливания лампы подогреваются, для чего используется ток вторичных обмоток резонансного дросселя. Поскольку частота уменьшается в сторону резонансного значения выходного контура, напряжение на лампе растет. Как только это значение достигнет достаточно высокого уровня, чтобы зажечь лампу, через нее начнет протекать ток. Резонансный выходной контур состоит из последовательной L- и параллельной RC-цепей c некоторым Q (Q — значение добротности), а рабочая точка определяется в зависимости от заданного уровня яркости.

Ток лампы снимается с резистора RCS, и в результате это переменное напряжение суммируется с постоянным опорным напряжением от изолированного входного контура управления через резистор RFB и конденсатор CFB в цепи обратной связи. Суммированный AC+DC-сигнал подается на вход DIM ИС IRS2530D и изменяется через цепь обратной связи таким образом, чтобы минимальное значение переменного напряжения всегда оставалось на уровне общей шины COM.

Когда постоянное опорное напряжение на выводе DIM уменьшится при регулировании яркости лампы в сторону затемнения, минимальное значение переменного напряжения опустится ниже уровня COM. Цепь управления яркостью лампы увеличивает частоту для уменьшения усиления резонансного контура и, соответственно, снижения тока лампы до тех пор, пока минимальное значение переменного напряжения на выводе DIM снова не вернется на уровень шины COM.

Если же постоянное опорное напряжение будет повышаться, увеличится яркость лампы. Таким образом, цепь контроля поддерживает амплитуду переменного тока лампы (от пика до пика) на требуемом уровне при любых настройках уровня опорного напряжения.

Четырехступенчатая регулировка яркости

Четырехступенчатый регулятор использует стандартные выключатели «вкл.-выкл.» для управления уровнем диммирования. Когда выключатель переводится из положения «включен» в положение «выключен» и сразу возвращается обратно (в пределах одной секунды), значение яркости снижается на один уровень. Когда уровень димминга достигает минимального значения, яркость лампы возвращается на максимальный уровень.

Если выключатель переведен в положение «выключен» больше чем на одну секунду, лампа выключится, а установленный до этого уровень яркости будет сохранен до следующего включения.

IRPLDIM5E — это четырехступенчатый балласт для управления 26 Вт четырехвыводной компактной люминесцентной лампой от сети 220 вольт. На рисунке 3 показана электрическая принципиальная схема IRPLDIM5E.

Рис. 3. Принципиальная схема IRPLDIM5E

Схема на рисунке 3 аналогична IRPLDIM4E, за исключением отсутствия цепи генерации постоянного опорного напряжения для диммирования. В этом случае для генерации опорного напряжения и определения ступени диммирования применяется микроконтроллер (МК).

Здесь использован микроконтроллер PIC12F629, который содержит энергонезависимую EEPROM-память, позволяющую запомнить значение уровня ступени диммирования перед тем, как питание будет выключено. Это позволяет балласту сохранять настройки до восстановления питания вне зависимости о того, насколько долго он был выключен.

Вывод 5 микроконтроллера выдает прямоугольный сигнал фиксированной частоты с четырьмя различными уровнями скважности (ШИМ). Этот сигнал проходит через низкочастотный фильтр для получения постоянного опорного напряжения.

Вывод 6 микроконтроллера подключен к выпрямительному мосту через фильтр с очень короткой задержкой. Благодаря этому МК может определять моменты, когда питание было прервано и быстро включено снова.

На шине питания VDD устанавливается конденсатор C1 с большим значением емкости, позволяющий микроконтроллеру продолжать свою работу более одной секунды после того, как входное питание балласта было прервано. Микроконтроллер запускает таймер сразу после того, как обнаружит отключение входного питания. Если питание восстановлено в течение одной секунды, МК уменьшает выходную скважность (на выводе 5) на один уровень, что приводит к снижению постоянного опорного напряжения на один шаг. Если уровень уже был установлен как минимальный, то цикл будет начат заново с максимальным уровнем скважности.

Трехступенчатая регулировка яркости

Трехступенчатые регуляторы яркости широко применяются в США. Система состоит из специального патрона лампы, четырехпозиционного переключателя и лампы с модифицированным контактным цоколем. Традиционная лампа в такой системе содержит две нити накаливания и три контакта на цоколе.

IRPLCFL8U — это трехступенчатый регулируемый балласт для управления 32 Вт спиральной компактной люминесцентной лампой (CFL) от сети 120 В.

На рисунке 4 показана электрическая схема балласта вместе с четырехпозиционным переключателем и модифицированным контактным цоколем лампы.

Рис. 4. Электрическая схема балласта IRPLCFL8U

Входные цепи содержат умножитель напряжения (D1, D2, D3, D4, C1 и C2)

вместе с выпрямителем и узел формирования постоянного опорного напряжения для регулировки яркости (R3, R4, R5, R6, R7, RPU, Q3, Q4, DZ1 и C5).

Первое положение переключателя — это режим «выключен», когда ни одна из двух цепей не подключена. Во втором положении ток идет по первой цепи (PL1) для получения минимальной яркости лампы. Резистор R5 поднимает постоянное опорное напряжение на резисторе R7 и конденсаторе C5 для установки минимальной яркости.

В третьем положении переключателя, которое соответствует среднему уровню димминга, для поднятия постоянного опорного напряжения используется резистор R6. В четвертом положении параллельно включенные резисторы R5 и R6 поднимают уровень опорного напряжения для получения максимальной яркости.

Уровни яркости могут быть настроены по желанию путем изменения номиналов резисторов R5, R6 и R7. Транзисторы Q3 и Q4 гарантируют, что при установке максимальной яркости постоянное опорное напряжение будет достаточно высокое, так как оба транзистора будут открыты.

Фазорегулирующие (симисторные) диммеры

Практически все бытовые и профессиональные диммеры основаны на симисторах, также известных как фазорегулирующие (или фазосрезающие) диммеры. Эти устройства проводят ток, как только симистор запущен, при условии, что протекающий ток превышает минимальный ток удержания. Эти диммеры очень хорошо работают с резистивной нагрузкой, например, с лампами накаливания, так как симистор продолжает проводить ток после запуска до тех пор, пока положение фазы не очень близко к концу полупериода.

Традиционные балласты люминесцентных ламп без корректора коэффициента мощности (ККМ) потребляют ток от сети только в районе пика полупериода входного переменного напряжения, когда происходит заряд входного накопительного конденсатора. Неспособность традиционных балластов люминесцентных ламп поддерживать ток через симистор может вызвать мерцание при использовании таких диммеров.

Рекомендации по применению (Application note) AN-1153 описывают управляемый симисторным диммером балласт люминесцентной 15 Вт спиральной лампы для сети 120 В. На рисунке 5 показана схема этого балласта.

Рис. 5. Управляемый симисторным диммером балласт люминесцентной 15 Вт спиральной лампы для сети 120 В

Конденсаторы C2, C3, C4 и C5 используются для взаимодействия с симистором в диммере для того, чтобы балласт мог поддерживать необходимый ток симистора практически до самого конца полупериода сетевого напряжения. Существует также узел, определяющий угол среза фазы симистором и регулировки постоянного опорного напряжения для установки необходимого тока лампы.

Форма сигнала в точке соединения диодов D1 и D4 эквивалентна выходному напряжению диммера. Фазосрезанный синусоидальный сигнал будет с положительным смещением, так что отрицательный пик находится в области нуля (уровень общей «земли» схемы). Сигнал уменьшается делителем напряжения на резисторах R2 и R3 и далее поступает на диод D5 и стабилитрон D6.

На аноде D6 остается только положительная составляющая полуволны сетевого напряжения, которая в дальнейшем конвертируется в сигнал постоянного напряжения фильтром на R4 и С6. Поскольку минимальный уровень димминга находится в точке, где диммер еще способен проводить через себя ток на выход для нормального функционирования балласта, то это напряжение на самом деле никогда не опустится до нуля. Для этого уровень постоянного напряжения дополнительно смещается стабилитроном D6 и делится резисторами R5 и R6, и только после этого используется как опорное напряжение для установки яркости.

Другие системы управления яркостью

Методы управления яркостью люминесцентных ламп можно разделить на аналоговые и цифровые. Аналоговые системы можно отнести к традиционным и широко распространенным, а цифровые — к достаточно новым.

Благодаря простоте реализации управления яркостью контроллер IRS2530D может быть легко использован с любым из двух методов. Разработчик ЭПРА должен лишь определить, как получить постоянное опорное напряжение для выбранного метода управления яркостью.

Аналоговые методы управления яркостью включают в себя 0…10 В управление, фазовые регуляторы, трехпроводное управление, а также фотосенсор, датчик движения и беспроводное ИК управление.

Постоянное опорное напряжение может быть получено от делителей с использованием резисторов, фоторезисторов, потенциометров или реостатов.

Опорное напряжение должно быть правильно установлено: оно не должно быть слишком большим, чтобы ограничить потери мощности на токоизмерительном резисторе; и не очень маленьким, чтобы избежать проблем с шумами на минимальной яркости.

В техническом описании контроллера IRS2530D (www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2530d.pdf) рассказывается, как правильно выбрать опорное напряжение и токоизмерительный резистор.

Цифровое управление предоставляет ряд преимуществ по сравнению с аналоговым: упрощение проводки, большое количество градаций управления для большей точности и возможность реализации двухсторонней связи. Еще одно преимущество такой системы — это возможность реализации логарифмического закона управления яркостью. Так как человеческий глаз более чувствителен к низкой степени яркости, то логарифмическое управление яркостью воспринимается как линейное.

Цифровое управление предоставляет ряд преимуществ по сравнению с аналоговым: упрощение проводки, высокая точность управления и двухсторонняя связь.

Наиболее известным из цифровых методов управления освещением является открытый стандарт двухпроводной адресуемой передачи данных DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Для работы с цифровыми видами управления яркостью регулируемый ЭПРА на базе IRS2530D требует применения микроконтроллера для связи по цифровому протоколу. Микроконтроллер декодирует данные от цифрового управляющего источника и генерирует прямоугольный сигнал с фиксированной частотой и изменяемой скважностью, соответствующей желаемому уровню яркости.

Светодиодные драйверы с управляемой яркостью

В отличие от люминесцентной лампы, светодиодные (LED) требуют стабильного тока и не нуждаются в подогреве или поджиге. IRS2530D также может быть использована для питания и диммирования LED-ламп. На рисунке 6 показана схема сетевого LED-драйвера на базе IRS2530D.

Рис. 6. Схема сетевого LED-драйвера на базе IRS2530D

Обратная связь по цепи контроля яркости IRS2530D поддерживает амплитуду тока LED, регулируя его подстройкой частоты полумостового преобразователя.

Резонансная цепь из IRPLDIM4E была несколько изменена. Так как она больше не нужна для подогрева и поджига нагрузки, выходной каскад был заменен последовательной L-C-LED-цепью. В результате выходное переменное напряжение прямоугольной формы при дополнительном использовании мостового выпрямителя превращается в полностью выпрямленное положительное напряжение.

Контролирование переменного тока по-прежнему осуществляется токоизмерительным резистором RCS, что обеспечивает прямое измерение переменного тока при полностью выпрямленной амплитуде тока LED. Этот переменный сигнал суммируется с постоянным напряжением от регулятора опорного тока и поступает на вывод DIM IRS2530D.

Обратная связь по цепи контроля яркости поддерживает амплитуду тока LED, постоянно подстраивая частоту полумостового преобразователя таким образом, чтобы номинальный RMS-ток светодиодов сохранялся в пределах, указанных в спецификациях производителя.

Когда постоянное опорное напряжение снижается, контроллер IRS2530D увеличивает частоту, чтобы уменьшить коэффициент передачи резонансного контура, величина тока через LED понижается, в результате чего уменьшается яркость. Такая схема управления поддерживает ток через LED постоянным по входу, по нагрузке и при температурных колебаниях для любого значения уровня димминга. Она может работать с любым числом последовательно соединенных светодиодов.

Вышеупомянутая цепь управления LED-лампой практически аналогична управляемому балласту люминесцентной лампы IRPLDIM4E. Любой из методов управления яркостью в ЭПРА люминесцентных ламп описанных выше может быть легко использован и для управления LED. Обратная связь в цепи управления яркостью в контроллере IRS2530D позволяет работать с любым количеством последовательно включенных светодиодов. Для работы с LED-линейками различных номинальных токов токоизмерительный резистор и источник опорных настроек должны быть соответствующим образом скорректированы.

Статья переведена с разрешения журнала Power Electronics Technology.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

•••

Наши информационные каналы

Люминесцентные балласты — электрические 101

В люминесцентных лампах используется балласт, который преобразует сетевое напряжение в напряжение для запуска и работы лампы (ей). Новые люминесцентные балласты обычно рассчитаны как на 120 вольт, так и на 277 вольт. Некоторые из них рассчитаны всего на 120 вольт, другие — только на 277 вольт (используются в коммерческих помещениях).

КЛЛ

для дома имеют встроенный балласт в основании лампы.В коммерческих КЛЛ используется отдельный балласт. У балластов есть электрическая схема, на которой показано, как они подключаются к патронам.

Есть четыре основных типа люминесцентных балластов:

Электронные балласты с мгновенным запуском используют высокое пусковое напряжение (около 600 вольт) для очень быстрого запуска (менее 0,1 секунды). Для максимальной энергоэффективности электроды не подогреваются, но лучше всего подходят для ограниченного количества переключений (от 10 000 до 15 000 циклов переключения до отказа).ПРА мгновенного пуска подключаются параллельно.

Электромагнитные балласты с быстрым пуском или пуском с триггера используются в светильниках T12 и более старых моделей T8 и подключаются последовательно.

Электронные балласты быстрого запуска нагревают электроды при подаче пускового напряжения (около 500 вольт) для быстрого запуска ламп примерно за 0,5–1,0 секунды. Нагрев электродов продолжается, пока лампы включены, и они потребляют немного больше энергии (около 2 Вт на лампу), чем пусковые балласты с мгновенным запуском. Они могут работать от 15 000 до 20 000 циклов переключения до отказа.ПРА для быстрого пуска подключаются последовательно.

Запрограммированный пуск Электронные балласты запускаются быстро примерно за 1,0 — 1,5 секунды. Они предварительно нагревают электроды контролируемым образом перед подачей пускового напряжения. Программируемые пусковые балласты минимизируют нагрузку на электроды и увеличивают срок службы лампы при частом запуске (зоны с датчиками присутствия). Они могут проработать до 50 000 циклов переключения до отказа. Запрограммированные пусковые балласты подключаются последовательно.

Лампы

T8 с новым электронным балластом потребляют примерно на 20– на 30% меньше энергии, чем магнитные балласты T12.При выходе из строя магнитного балласта T12 его следует заменить электронным балластом T8. ПРА Т12 доступны, но лампы Т12 снимаются с производства. В зависимости от осветительной арматуры и способа ее установки может быть проще и примерно по той же цене заменить светильник вместо балласта. Новый гаражный люминесцентный светильник может стоить меньше, чем замена балласта.

Типы ламп, совместимые с этим балластом

(4) F32T8 — До четырех люминесцентных ламп, 32 Вт, лампа Т8.

(4) F25T8 — До четырех люминесцентных ламп, 25 Вт, лампа Т8.

(4) F17T8 — До четырех люминесцентных ламп, 17 Вт, лампа Т8.

Светильники с балластами иногда имеют таблички с указанием необходимого типа лампы и балласта (F32T8).

Флуоресцентные этикетки балласта

На этикетке балласта показаны две важные метки.

Таблица совместимости ламп (типы ламп, которые могут использоваться с этим балластом)
Схема подключения балласта (показывает, как балласт подключается к лампам)

Диаметр люминесцентных трубок

Люминесцентные лампы имеют две общие формы: прямую и форму U-.Наиболее распространены типы T12, T8 и T5. Т обозначает трубку, а цифра обозначает диаметр в 1/8 дюйма. Диаметр лампы определяется типом балласта. В светильнике с балластом T12 должна использоваться лампа T12. В светильнике с балластом T8 должна использоваться лампа T8 и т. Д.

Подбор балласта к лампе

При подборе балласта к лампе необходимо выполнить три требования. В приведенном выше примере к лампе типа F32T8 предъявляются следующие три требования:

1.Люминесцентная лампа

2. 32 Вт

3. T8.

Люминесцентные лампы T12 Снято с производства

Люминесцентные лампы T12 больше не производятся из-за низкой энергоэффективности. Хотя эти лампы все еще есть в наличии в некоторых магазинах, замена балласта на более эффективный электронный балласт T8 могла бы быть лучшим выбором.

Световод: люминесцентные балласты

Световод

Для работы всех газоразрядных ламп, в том числе люминесцентных, требуется балласт.Балласт обеспечивает высокое начальное напряжение для инициирования разряда, а затем быстро ограничивает ток лампы для безопасного поддержания разряда. Производители ламп указывают электрические входные характеристики лампы (ток лампы, пусковое напряжение, пик-фактор тока и т. Д.), Необходимые для достижения номинального срока службы лампы и характеристик выходного светового потока. Аналогичным образом Американский национальный институт стандартов (ANSI) публикует рекомендуемые характеристики входной мощности для всех ламп типа ANSI. Балласты предназначены для оптимальной работы ламп уникального типа; однако некоторые пускорегулирующие устройства могут адекватно работать с несколькими типами ламп.В этих случаях оптимальные характеристики лампы обычно не достигаются при всех условиях. Менее чем оптимальные условия могут повлиять на пусковые характеристики лампы, светоотдачу и срок службы.

Тип цепи и режим работы

Люминесцентные балласты производятся для трех основных типов люминесцентных ламп: предварительного нагрева, быстрого запуска и мгновенного запуска.

Операция предварительного нагрева Электроды лампы нагреваются до начала разряда.«Выключатель стартера» замыкается, позволяя току течь через каждый электрод. Выключатель стартера быстро охлаждается, размыкая выключатель и вызывая напряжение питания на дуговой трубке, вызывая разряд. Во время работы на электроды не подается вспомогательное питание.

Операция быстрого запуска Электроды лампы нагреваются до и во время работы. Балластные трансформаторы имеют две специальные вторичные обмотки для подачи на электроды надлежащего низкого напряжения.

Операция мгновенного запуска Электроды лампы не нагреваются перед работой. Балласты для ламп мгновенного пуска предназначены для обеспечения относительно высокого пускового напряжения (по сравнению с лампами предварительного нагрева и быстрого пуска) для инициирования разряда на ненагретых электродах.

Быстрый запуск — самый популярный режим работы для 4-футовых 40-ваттных ламп и 8-футовых ламп высокой мощности. Преимущества быстрого запуска включают плавный запуск, долгий срок службы и возможность регулирования яркости.Лампы мощностью менее 30 Вт обычно работают в режиме предварительного нагрева. Лампы, работающие в этом режиме, более эффективны, чем режим быстрого запуска, поскольку для постоянного нагрева электродов не требуется отдельная мощность. Однако эти лампы имеют тенденцию мерцать при запуске и имеют более короткий срок службы. Восьмифутовые «тонкие» лампы работают в режиме мгновенного пуска. Мгновенный запуск более эффективен, чем быстрый запуск, но, как и в режиме предварительного нагрева, срок службы лампы короче. Лампа F32T8 высотой 4 фута 32 Вт — это лампа для быстрого пуска, обычно работающая в режиме мгновенного пуска с электронными высокочастотными балластами.В этом режиме работы эффективность лампы повышается с некоторым сокращением срока службы лампы.

Энергоэффективность

Люминесцентные лампы достаточно эффективны при преобразовании входной мощности в свет. Тем не менее, большая часть энергии, подаваемой в систему балласта люминесцентных ламп, производит ненужную тепловую энергию.

Есть три основных средства повышения эффективности системы балластных люминесцентных ламп:

Уменьшить балластные потери
Включите лампу (лампы) на высокой частоте
Уменьшить потери на электроды лампы

Новые, более энергоэффективные балласты, как магнитные, так и электронные, используют один или несколько из этих методов для повышения эффективности системы балласта лампы, измеряемой в люменах на ватт.Потери в магнитных балластах были уменьшены за счет замены алюминиевых проводов на медные и за счет использования магнитных компонентов более высокого качества. Потери балласта также могут быть уменьшены за счет использования одного балласта для управления тремя или четырьмя лампами вместо одной или двух. Тщательная схемотехника увеличивает эффективность электронных балластов. Кроме того, электронные балласты, которые преобразуют частоту источника питания 60 Гц в высокую частоту, работают с люминесцентными лампами более эффективно, чем это возможно при 60 Гц. Наконец, в схемах быстрого запуска некоторые магнитные балласты повышают эффективность за счет отключения питания электродов лампы после запуска.

Балластный фактор

Одним из наиболее важных параметров балласта для проектировщика / инженера по свету является коэффициент балласта. Балластный коэффициент необходим для определения светоотдачи конкретной балластной системы лампы. Фактор балласта — это мера фактического светового потока для конкретной системы балласта лампы по сравнению с номинальным световым потоком, измеренным с эталонным балластом в условиях испытаний ANSI (на открытом воздухе при 25 ° C [77 ° F]). Для балласта ANSI для стандартных 40-ваттных ламп F40T12 требуется балластный коэффициент равный 0.95; такой же балласт имеет балластный коэффициент 0,87 для 34-ваттных энергосберегающих ламп Ф40Т12. Однако многие балласты доступны как с высоким (в соответствии со спецификациями ANSI), так и с низким балластным коэффициентом (от 70 до 75%). Важно отметить, что значение балластного фактора является характеристикой не просто балласта, а балластной системы лампы. Балласты, которые могут работать с несколькими типами ламп (например, балластный блок F40 мощностью 40 Вт может работать с лампами F40T12 мощностью 40 Вт, F40T12 на 34 Вт или F40T10 мощностью 40 Вт), как правило, будут иметь различный балластный коэффициент для каждой комбинации ( е.g., 95%, <95% и> 95% соответственно).

Балластный фактор не является показателем энергоэффективности. Хотя более низкий балластный коэффициент уменьшает световой поток лампы, она также потребляет пропорционально меньшую входную мощность. Таким образом, тщательный выбор системы балласта лампы с определенным балластным коэффициентом позволяет дизайнерам лучше минимизировать потребление энергии, «настраивая» уровни освещения в помещении. Например, в новом строительстве, как правило, лучше всего использовать высокий балластный коэффициент, поскольку для удовлетворения требований к уровню освещенности потребуется меньше светильников.При модернизации или в областях с менее важными визуальными задачами, таких как проходы и коридоры, балласты с более низким балластным фактором могут быть более подходящими.

Чтобы избежать резкого сокращения срока службы лампы, балласты с низким балластным коэффициентом (<70%) должны работать с лампами только в режиме быстрого запуска. Это особенно актуально для 32-ваттных ламп F32T8, работающих на высокой частоте.

Найти балластный коэффициент для комбинаций лампы и балласта может быть непросто, так как немногие производители балластов предоставляют эту информацию в своих каталогах.Однако, если входная мощность для конкретной системы балласта лампы известна (обычно ее можно найти в каталогах), можно оценить балластный коэффициент.

Мерцание

Электромагнитные балласты предназначены для согласования входного напряжения 60 Гц с электрическими требованиями ламп. Магнитный балласт изменяет напряжение, но не частоту. Таким образом, напряжение лампы пересекает ноль 120 раз в секунду, что приводит к колебаниям светоотдачи 120 Гц. Это приводит к мерцанию около 30% для стандартных галофосфорных ламп, работающих при 60 Гц.Мерцание обычно незаметно, но есть свидетельства того, что мерцание такой силы может вызывать побочные эффекты, такие как напряжение глаз и головная боль.

Большинство электронных балластов, с другой стороны, работают на высоких частотах, что снижает мерцание лампы до практически незаметного уровня. Процент мерцания конкретного балласта обычно указывается производителем. Для данного балласта процент мерцания будет функцией типа лампы и состава люминофора.

Слышимый шум

Одной из характеристик электромагнитных балластов с железным сердечником, работающих на частоте 60 Гц, является создание слышимого шума.Шум может увеличиваться при высоких температурах, и он усиливается некоторыми конструкциями светильников. В лучших балластах используются высококачественные материалы и обработка для снижения шума. Уровень шума оценивается A, B, C или D в порядке убывания предпочтения. Балласт с рейтингом «А» будет тихо гудеть; балласт с рейтингом «D» будет издавать громкое жужжание. Количество балластов, их уровень шума и характер окружающего шума в комнате определяют, будет ли система создавать звуковые помехи.

Практически все энергоэффективные магнитные балласты для ламп F40T12 и F32T8 имеют рейтинг «А», за некоторыми исключениями, такими как низкотемпературные балласты.Тем не менее, шум магнитных балластов может быть заметен в особенно тихой среде, например в библиотеке. С другой стороны, хорошо спроектированные электронные балласты высокой частоты не должны издавать заметного гула. Все электронные балласты имеют рейтинг «А» по звуку.

Затемнение

В отличие от ламп накаливания, люминесцентные лампы не могут быть должным образом затемнены с помощью простого настенного устройства, такого как те, которые используются для ламп накаливания. Чтобы люминесцентная лампа могла регулировать яркость во всем диапазоне без сокращения срока службы лампы, напряжение ее нагревателя электродов должно поддерживаться, в то время как ток дуги лампы снижается.Таким образом, лампы, работающие в режиме быстрого запуска, являются единственными люминесцентными лампами, подходящими для широкого диапазона диммирования. Мощность, необходимая для поддержания постоянного напряжения на электродах во всех условиях диммирования, означает, что диммирующие балласты будут менее эффективными при работе ламп на пониженных уровнях.

Диммирующие балласты доступны как в магнитной, так и в электронной версиях, но использование электронных диммирующих балластов дает явные преимущества. Для регулирования яркости ламп магнитным пускорегулирующим устройствам требуется ПРА, содержащее дорогостоящие коммутационные устройства большой мощности, которые регулируют входную мощность, подаваемую на пускорегулирующие устройства.Это экономически целесообразно только при управлении большим количеством балластов в одной ответвленной цепи. Кроме того, светильники должны управляться в больших зонах, которые определяются схемой системы распределения электроэнергии. Поскольку система распределения фиксируется на ранних этапах процесса проектирования, системы управления, использующие балласты с магнитным регулированием яркости, негибкие и неспособны приспосабливаться к изменениям в схемах использования.

Диммирование ламп с электронным балластом, с другой стороны, осуществляется внутри самого балласта.Электронные балласты изменяют выходную мощность ламп с помощью сигнала низкого напряжения в выходной цепи. Переключающие устройства большой мощности для кондиционирования входной мощности не требуются. Это позволяет управлять одним или несколькими балластами независимо от системы распределения электроэнергии. С помощью диммируемых электронных балластных систем можно использовать низковольтную сеть управления для группирования балластов в зоны управления произвольного размера. Эта сеть управления может быть добавлена во время ремонта здания или даже, в некоторых случаях, во время модернизации освещения.Низковольтную проводку не нужно прокладывать в кабелепроводе, что помогает снизить затраты на установку. Кроме того, менее затратно изменить размер и протяженность зон освещения путем перенастройки низковольтной проводки при изменении схемы использования. Низковольтная проводка также совместима с фотоэлементами, датчиками присутствия и входами системы управления энергопотреблением (EMS).

Диапазон диммирования балластов сильно различается. С большинством электронных диммируемых балластов уровни освещенности могут варьироваться от полной мощности до минимум примерно 10% от полной мощности.Тем не менее, также доступны электронные балласты с полным диапазоном диммирования, которые работают с лампами при световом потоке до 1% от полного светового потока. Балласты с магнитным диммированием также предлагают множество вариантов диммирования, включая диммирование во всем диапазоне.

Адаптировано из Advanced Lighting Guidelines: 1993 (второе издание), первоначально опубликованного Комиссией по энергетике Калифорнии.

Дополнительные световоды

Все, что вам нужно знать о балластах — блог 1000Bulbs.com

Если в вашем офисе, на складе или в здании используются люминесцентные лампы или светодиодные ламповые лампы Plug-and-Play, для бесперебойной работы вам необходим балласт.Вы знаете, что балласт — важная часть приспособления, но знаете, почему и как он работает?

Что такое балласт?

Проще говоря, балласт — это сердце люминесцентной лампы, которая передает энергию (перекачивает кровь) через лампу. Балласт обеспечивает правильное количество напряжения для запуска ламп и регулирует величину тока, протекающего к ним при включении. Чтобы запустить люминесцентную лампу, необходимо создать дугу между двумя электродами в лампе.Эта дуга возникает, когда балласт быстро подает правильное количество напряжения и электрического тока для зажигания дуги. Затем он сразу же ограничивает потребляемое напряжение и ток до уровня, достаточного для получения стабильного светового потока. Без этого регулирования люминесцентная лампа, получающая энергию непосредственно от источника питания высокого напряжения, неконтролируемо увеличивала бы потребление тока. Это приведет к перегреву лампы и ее возгоранию в течение нескольких секунд. ПРА предназначены для работы с определенным количеством ламп определенного типа при определенном напряжении.Это означает, что не все балласты совместимы со всеми люминесцентными лампами.

Какие типы балластов?

Люминесцентные балласты двух типов: магнитные и электронные. Магнитные балласты — это более старая технология, которая обычно используется либо в методах предварительного нагрева, либо в методах быстрого запуска. Эти балласты, как правило, дешевле других, но имеют тенденцию гудеть и мерцать примерно 120 раз в секунду. Методы предварительного нагрева и быстрого запуска нагревают катоды лампы до того, как балласт подает напряжение для запуска лампы.Электронные балласты работают относительно тихо, устраняя мерцание, характерное для магнитных балластов, и более энергоэффективны. Этот тип балласта может быть быстрым, мгновенным или запрограммированным.

Балласты мгновенного пуска зажигают свет быстрее всего. Однако они разработаны, чтобы оставаться включенными или выключенными в течение более длительных циклов. Частое включение и выключение может сократить срок службы лампы в долгосрочной перспективе. Их называют мгновенным запуском, потому что они запускают лампу мгновенно, пропуская через лампу около 600 Вольт, чтобы запустить катоды.Запрограммированный запуск, также известный как запрограммированный быстрый запуск, пускорегулирующие устройства запускаются медленнее, но не имеют разрушительного воздействия мгновенного пускового балласта при использовании с более частыми циклами включения-выключения. Этот тип балласта представляет собой интеллектуальный балласт для быстрого пуска. Этот тип балласта определяет температуру катодов лампы и использует достаточно энергии, необходимой для их зажигания. Поскольку холодные катоды требуют больше энергии для зажигания, эти балласты более энергоэффективны, чем другие балласты. Они разработаны для помещений с частыми циклами включения / выключения, таких как лестничные клетки, коридоры или ванные комнаты, оборудованные датчиками присутствия / отсутствия людей.

Когда следует заменять балласт?

Хотя замена не является обычной потребностью, примерно через три года можно увидеть некоторое снижение эффективности балласта приспособления. Они имеют тенденцию выходить из строя постепенно, поэтому лампы переходят от незначительных проблем с поддержанием полной светоотдачи до полного отказа от освещения. Все балласты в какой-то момент выходят из строя, поэтому важно знать признаки отказа. Если ваш свет кажется тусклым, гудящим, быстро мерцающим или меняющим цвет, возможно, пришло время отремонтировать ваш прибор.

Мы что-нибудь пропустили? Оставьте любые другие вопросы о балластах в разделе комментариев ниже или свяжитесь с одним из наших экспертов по освещению по телефону 1-800-624-4488, с понедельника по пятницу, с 7:00 до 19:00 по центральному поясному времени.

Балласты люминесцентных ламп | ASAP Appliance Standard Awareness Project

ПРОДУКТ:

Балласты люминесцентных ламп используются для запуска и работы люминесцентных ламп, обеспечивая высокое напряжение, необходимое для запуска ламп, а затем ограничивая ток до безопасного значения.Есть два основных типа люминесцентных балластов: магнитные (низкочастотные) и электронные (высокочастотные). Большинство люминесцентных балластов в настоящее время являются электронными, которые более эффективны, чем магнитные балласты. Люминесцентные балласты также различаются по способу запуска: мгновенный запуск (IS), быстрый запуск (RS) и запрограммированный запуск (PS). IS балласты по своей природе более эффективны, чем балласты RS и PS, потому что они полагаются на очень высокое начальное напряжение для инициирования дуги, а не на нагрев электрода.Однако искробезопасные балласты могут привести к значительному сокращению срока службы лампы, если они используются с датчиками присутствия и часто включаются и выключаются. Балласты PS, которые представляют собой усовершенствованные версии балластов RS, могут значительно увеличить срок службы лампы в датчиках присутствия.

СТАНДАРТ:

Стандарты эффективности для люминесцентных балластов T12 были установлены Конгрессом в 1990 году и изменены Министерством энергетики США в 2000 году. Люминесцентные лампы T12 имеют диаметр 1 1/2 дюйма; Лампы T8 имеют диаметр 1 дюйм; и лампы T5 имеют диаметр 5/8 дюйма.Правило 2000 г. фактически требует наличия электронных балластов для новых люминесцентных светильников T12, изготовленных после 1 июля 2005 г., и фактически требует наличия электронных балластов как для новых светильников T12, так и для заменяемых балластов T12 после 1 июля 2010 г. 11 апреля Министерство энергетики опубликовало обновленные стандарты для балластов для люминесцентных ламп. , 2011, который вступил в силу в ноябре 2014 года.

Правило значительно расширяет сферу действия, включая балласты, которые работают с лампами T8 и T5, балласты для наружных вывесок и балласты для жилых помещений, среди других категорий.DOE разработал новый показатель эффективности, балластную световую отдачу (BLE), которая представляет собой общую мощность дуги люминесцентной лампы, деленную на входную мощность балласта. BLE позволяет сравнивать эффективность балластов независимо от типа балласта или количества ламп, с которыми работает балласт.

Программа NEMA Premium способствует использованию высокоэффективных балластов.

КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТЫ:

В коммерческих и промышленных зданиях наиболее распространенная арматура на рынке имеет длину четыре фута.Технологические возможности повышения эффективности балластов люминесцентных ламп включают улучшенные компоненты (трансформаторы, диоды, конденсаторы и транзисторы) и улучшенную схему.

Как проверить, испортился ли балласт люминесцентного света

Люминесцентные лампы были впервые коммерчески разработаны в 1930-х годах, хотя идеи о том, как их разрабатывать, возникли еще в 1880-х годах. Этот тип освещения может быть идеальным, поскольку излучаемый свет является энергоэффективным и хорошо рассеивается.Кроме того, компоненты, из которых состоит люминесцентный свет, имеют долгий срок службы.

Но может быть неприятно, когда один из этих компонентов выходит из строя, вызывая непрерывное жужжание или мерцание света. Если вы недавно заменили люминесцентную лампу, но проблема не исчезла, возможно, проблема связана с балластом.

Что такое люминесцентный балласт?

Люминесцентные лампы состоят из нескольких компонентов. Свет образуется внутри стеклянной трубки за счет ионизации паров ртути, что заставляет электроны в газе испускать фотоны УФ-частот.

Эти частоты преобразуются в стандартный видимый свет с помощью люминофорного покрытия внутри трубки.

Высокое напряжение используется для того, чтобы электроны переходили от одного электрода к другому, образуя дугу. Для более холодных ламп требуется более высокое напряжение, поэтому некоторые люминесцентные лампы включаются медленно, прежде чем достигают полной яркости — лампа нагревает газ.

Балласт используется для регулирования тока, создаваемого этим процессом. Без этого ток быстро увеличился бы и вызвал перегрев лампы.Балласт обеспечивает быструю подачу высокого напряжения, создает дугу, снижает напряжение, а затем регулирует текущий ток для создания стабильного светового потока.

Признаки неисправного балласта

Низкая мощность

Если свет остается тусклым в течение нескольких минут после включения, у вас может быть проблема с балластом, особенно если вы только что заменили лампочку.

Мерцание

Периодическое мерцание или стробирование может быть особенно неприятным.Это также может быть признаком того, что ваш балласт не работает должным образом.

Жужжание

Умирающий балласт часто начинает гудеть или гудеть на выходе.

Несоответствие уровней освещения

Тусклый свет и изменение цвета обычны для люминесцентных ламп. Однако темные углы или непоследовательный свет в пространстве могут быть признаком того, что ваш балласт не работает должным образом.

Отложенный старт

Помните, что балласт обеспечивает напряжение для включения внутренней работы вашей лампы.Хотя можно ожидать начала потепления, увеличенная задержка является признаком плохого балласта.

Проверка балласта на неисправность

Если вы не можете найти явных признаков плохого балласта и уже пытались заменить лампочку, вы можете предпринять шаги, чтобы проверить, действительно ли проблема в балласте.

Шаг 1. Выключите прибор

Подойдите к панели автоматического выключателя и отключите питание той области, где находится лампа, которую вы хотите проверить.

Шаг 2.Вынуть люминесцентные лампы из светильника

Светильники изготавливаются иначе. Возможно, вам придется развернуть крышку объектива, открутить ее или просто сдвинуть.

Шаг 3. Отсоедините балласт

В круглых люминесцентных лампах отключите балласт от лампы. Для ламп U-образной формы вытащите лампу из пружин, а затем выньте ее из патрона. Для прямых ламп поверните лампу, чтобы высвободить ее из патрона.

Шаг 4. Снимаем балласт

Если балласт еще не открыт, снимите его крышку.На этом этапе признаки горения, вздутия или утечки являются убедительным признаком того, что вам необходимо заменить балласт. Если этих признаков нет, переходите к следующему шагу.

Шаг 5. Используйте мультиметр

Установите мультиметр на Ом или «Xl1», если на нем несколько Ом, вставьте один из щупов в соединительный элемент с белыми проводами. Другой конец прикоснитесь к оставшимся синим, красным и / или желтым проводам, прикрепленным к балласту. Ваш мультиметр не двинется с места, если ваш балласт вышел из строя.

Поиск подходящего балласта

Чтобы приобрести балласт, совместимый с вашим существующим осветительным прибором, вам потребуется тип лампы, количество ламп и напряжение в сети. Обычно вы можете найти эту информацию на этикетке, прикрепленной к балласту. Стоит отметить, что люминесцентные лампы T12 были сняты с производства из-за низкой энергоэффективности, поэтому поиск замены балласта для них может оказаться проблемой.

Самыми распространенными типами ламп и пускорегулирующих аппаратов являются Т12, Т8 и Т5, где Т означает трубчатый, а число указывает диаметр в 1/8 дюйма.Ваш светильник и балласт должны совпадать; например, балласт T8 должен использовать лампу T8.

Флуоресцентный свет может быть идеальным решением, особенно для больших площадей и коммерческих помещений. Однако мерцающий свет, жужжание и обесцвечивание могут ухудшить рабочие настройки. Проверка работоспособности вашего балласта и хранение свежих луковиц на складе — хороший способ поддерживать высокий уровень производительности без излишнего напряжения.

Некоторые измерения люминесцентной лампы и ее магнитного балласта

Некоторые измерения флуоресцентной лампы и ее магнитного балласта

Введение

Люминесцентные лампы повсюду; они надежны и энергоэффективны.Даже если сегодня (2017) светодиоды заменяют многие источники света, лампы все еще остаются рентабельны и имеют почти такой же хороший КПД, если не лучше. Старый магнитный (индуктивный) балласт в настоящее время часто заменяют на электронный для большей эффективности, но есть еще так много старых балласты, которые я думаю, стоит взглянуть на этот простой и эффективная схема.

Подземный паркинг с большим количеством люминесцентных ламп (нажмите для увеличения).

Найти подробные данные о люминесцентных лампах очень сложно и удивительно. достаточно, поисковые системы в Интернете мало помогают. Несмотря на то, что подавляющее большинство электронных компонентов производители детально указывают все электрические характеристики, для люминесцентных ламп трудно найти какое-либо техническое описание с более чем номинальная мощность и механические размеры. Поэтому очень сложно ответить на такие вопросы, как: что бросается в глаза? Напряжение? Какое напряжение горения лампы? Как выглядит ток при включенной лампе? Эти вопросы были у меня в голове много лет, пока я не решил подключить лампу к пробнику высоковольтного осциллографа и сам посмотрю, что происходит.

Чтобы выполнить эти измерения с помощью осциллографа, некоторые необычные оборудование чрезвычайно полезно (если не обязательно), например, высокое напряжение дифференциальный зонд и токовый зонд. Поскольку не у всех есть доступ к этим инструментам, я решил поделиться своими измерения на этой странице, потому что я думаю, что они могут быть интересны.

Прямое подключение осциллографа к сети крайне плохое и опасная идея, всегда используйте подходящие и безопасные пробники высокого напряжения.

На этой странице вы не найдете никаких ракетостроительных технологий, а только некоторые измерения и некоторые мысли о люминесцентных лампах, пускателях и их старые индуктивные балласты.

Здесь обсуждаются только люминесцентные лампы с «горячими электродами»; эти лампы в основном используются для освещения. У них есть две клеммы с каждой стороны, чтобы ток мог циркулировать в электроды для их нагрева. С другой стороны, трубки с «холодными электродами», также называемые CCFL (Cold Катодные люминесцентные лампы) вроде тех, что используются в «неоновых вывесках». имеют только одну клемму с каждой стороны: у них разные электрические характеристики, требуют другой системы питания и не обсуждается на этой странице.

Базовая схема

Базовая схема показана на схеме ниже. Его поведение много раз описывалось в литературе и в Интернете. поэтому здесь я дам лишь краткий обзор, чтобы прояснить, о чем я говорю о.

Принципиальная схема.

Схема очень проста и состоит только из люминесцентной лампы, стартер и индуктивный балласт.

Важно отметить, что данная схема типична для сети 230 В. В сети 120 В пиковое напряжение обычно недостаточно велико, чтобы лампы горения и балласты часто проектируются как автотрансформаторы с немного другая схема. Соображения относительно напряжения и тока лампы, вероятно, все еще будут применяться, но схема, балласт и возможно также характеристики стартера разные. Поскольку у меня никогда не было возможности поиграть с люминесцентным оборудованием на 120 В, Я не буду обсуждать это здесь, а все соображения на этой странице только действительно для сети 230 В.

В этой схеме отсутствует фазирующий конденсатор и она будет иметь значительную индуктивную реактивное сопротивление. Это было сделано специально, чтобы измерить его cos (φ) . Конечно, в нормальных ситуациях добавляется подходящая схема для компенсация и приведение cos (φ) очень близко к 1. Часто бывает достаточно конденсатора, подключенного параллельно к сети.

Светильник

Люминесцентная лампа обычно состоит из стеклянной трубки с низким смесь газов под давлением, обычно паров ртути и некоторого количества аргона.Давление составляет порядка 5 мбар. Добавление небольшого количества благородного газа к ртути значительно снижает поражающее напряжение (эффект Пеннинга). На концах трубки две вольфрамовые нити, похожие на нити обычных лампы накаливания, которые действуют как электроды для передачи тока в газ и часто называются катодами. Нити часто покрываются веществами с высоким коэффициентом излучения электронов, такими как соединения бария. Ток, протекающий в этих нитях, будет нагревать их, увеличивая их способность испускать электроны еще больше и, следовательно, снижение напряжения требуется для ионизации газа и зажигания лампы.Вот почему эти элкотроды есть два терминала. Когда лампа включена, нити накаливания остаются достаточно горячими, даже если лампа включена. ток, и нет необходимости форсировать дополнительный ток, поэтому другой конец каждой нити накала можно отсоединить.

Внутренняя структура люминесцентной лампы хорошо видна в эта маленькая прозрачная УФ-лампа (нажмите, чтобы увеличить). Внимательно посмотрев на большую версию изображения, можно заметить, что маленькие капельки ртуть на внутренней стенке стакана хорошо видна, особенно в близость электродов.

Ток, протекающий через газ, — очень сложное явление, но вкратце Короче говоря, если газ не ионизирован, он ведет себя как изолятор. Если между электродами приложить достаточно большое напряжение, газ ионизируется. и ток течет из-за свободных электронов и положительных ионов (атомов, потерявших один электрон) подпрыгивает. Препятствия между электронами, ионами и нейтральными атомами передают часть кинетической энергия атомам, которые «возбуждаются».Затем энергия переизлучается в виде фотонов, когда они расслабляются вскоре после этого. Активным газом практически любых обычных люминесцентных ламп являются пары ртути: излучает невидимый и вредный свет в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне для наших глаз и кожи. Покрытие из флуоресцентных материалов внутри трубки поглощает УФ-свет и преобразует его в видимый свет. Тщательно подобрав подходящее флуоресцентное покрытие, можно получить практически любой цвет свет можно получить.Кроме того, стекло, из которого состоит трубка, непрозрачно для ультрафиолета. радиации и не дает ей выйти наружу.

Трубка, использованная для этих тестов, IBV L36W 4200K, (щелкните, чтобы увеличить).

Для этих измерений я использовал трубку IBV T8 (Ø25,4 мм), 4 фута. (1,2 м) в длину, 36 Вт, холодный белый. На этой конкретной лампе сопротивление постоянному току двух нитей нити равно 5,9 Ом и 5,3 Ом в холодном состоянии. Я также измерил кучу других трубок и нашел аналогичные значения: несколько Ω.

Два следующих графика показывают напряжение и ток в горящем напольная лампа. Это трубка IBV 4 ‘(1,2 м) T8 (Ø25,4 мм) 36 Вт. Конечно, индуктивный балласт включен последовательно. Обратите внимание, что эта лампа уже горит и ее нити горячие (из-за ток лампы).

На первом графике, где представлены напряжение и ток отдельно интересно отметить, что оба находятся в фазе, даже если не идеально синусоидальной формы.Это показывает, что лампа эффективно поглощает активную мощность. Также стоит отметить, что напряжение близко к прямоугольной. Это типично для газоразрядных трубок, поведение которых очень похоже на поведение газоразрядных трубок. Стабилитрон, где напряжение примерно постоянное независимо от тока. Присмотревшись, можно увидеть, что на самом деле напряжение немного падает, так как ток увеличивается (прямоугольная волна не совсем плоская, но немного понижается посередине, когда ток максимален).Это показывает поведение отрицательного сопротивления, еще одну типичную характеристику газоразрядная трубка. В обычном резисторе при увеличении тока падение напряжения также увеличивается; здесь все наоборот.

Напряжение лампы (Ch2) и ток лампы (Ch3) горящей трубки 4 ‘(1,2 м) T8 (Ø25,4 мм) 36 Вт.

В конце каждого полупериода ток падает до нуля и лампа гаснет.Как только это произойдет, лампа снова загорится, импульс противоположной полярности появляется на графике, и цикл повторяется. Этот импульс не из-за индуктивного балласта (поскольку ток уже был ноль), это просто сетевое напряжение, которое перезагружает лампу: это работает потому что нити еще горячие (подробнее здесь).

Форма волны напряжения не идеально гладкая: есть небольшие колебания колебания, в данном случае около 20 В _pp при 4 кГц.Это еще одно типичное поведение отрицательного сопротивления и газа. разрядная трубка. Даже если я не буду проводить никаких дальнейших измерений, это не должно быть проблема для этой схемы как амплитуда и частота колебания достаточно низки, чтобы беспокоить электромагнитные совместимость.

То же измерение может быть показано в режиме XY (ниже), где по оси X есть напряжение лампы, а по оси Y — ток лампы.Точка с нулевым напряжением и нулевым током находится в центре сетки. Когда лампа горит, напряжение составляет около 100 В (положительное или отрицательное). Также видны паразитные колебания.

Следует отметить один интересный факт: ток лампы немного увеличивается. еще до того, как загорится лампа. На сюжете не идеально горизонтальная линия, а скорее наклонная. «S»: при увеличении напряжения небольшой ток течет прямо прочь.Я не уверен в этом, но я думаю, что это из-за горячих электродов и газ все еще частично ионизирован, что позволяет протекать току. Затем, конечно, когда загорается лампа, ток внезапно увеличивается, и напряжение падает примерно на 100 В.

Зависимость тока лампы (по вертикали) от напряжения (по горизонтали) горящей трубки 4 ‘(1,2 м) T8 (Ø25,4 мм) 36 Вт.

Было бы интересно провести такие же измерения с холодной лампой и посмотрите, что нужно, чтобы ударить по нему без предварительного нагрева нитей.К сожалению, у меня нет подходящего источника переменного тока высокого напряжения, достаточного для зажгите лампу.

Индуктивный балласт

Индуктивный балласт — это просто большой индуктор, намотанный на многослойный железный сердечник. Он выполняет две функции: ограничивает ток и генерирует высокое напряжение для зажгите лампу. Люминесцентные лампы имеют отрицательные характеристики сопротивления и, следовательно, нельзя напрямую подключать к сети.Другими словами, если ток в лампе увеличивается, эквивалент сопротивление уменьшается, дополнительно увеличивая ток. Балласт ограничивает ток и предотвращает самоуничтожение лампы.

Индуктивные балласты являются индукторами и поэтому зависят от частоты. Балласт, рассчитанный на 50 Гц, будет иметь слишком большое реактивное сопротивление при 60 Гц. наоборот.

В лампах малой мощности (несколько ватт) можно также использовать простой резистор; в этом случай, когда импульс высокого напряжения возникает из-за сбоя в электросети индуктивность.Как ни странно, это работает. Обратной стороной является то, что резистор преобразует в тепло примерно такое же количество тепла. мощность как у лампы, что приводит к очень плохому КПД.

Емкостные балласты будут иметь значительно меньшие потери, но из-за нелинейное поведение лампы, это приведет к очень высоким пикам в лампе. Текущий. Кроме того, конденсаторы не могут генерировать пик высокого напряжения, необходимый для зажгите лампу. Емкостные балласты используются только (и часто) в высокочастотной электронике. балласты.

Изображение индуктивного балласта, используемого здесь, IBV 230 В переменного тока 50 Гц 40/36 Вт (2 × 18) 0,43 А (щелкните, чтобы увеличить).

Используемый здесь балласт рассчитан на 230 В, 50 Гц, 40/36 Вт, 0,43 А. Я измерил индуктивность 1,097 Гн и последовательное сопротивление 36,8 Ом в холодном состоянии.

С этим сопротивлением, если короткое замыкание в сети (предполагается, что 230 В 50 Гц), этот балласт будет ограничивать ток на уровне 0.66 А рассеивающий 16,2 Вт. Это выходит за рамки технических характеристик и может перегреться, но наверняка этого не произойдет. мертвая коротышка.

Стартер

Куча старых стартеров. Здесь для тестирования используется тот, который находится на внизу слева, FZ FS-U 180-250V ~ 4-65W (щелкните, чтобы увеличить).

Стартер представляет собой небольшую стеклянную трубку, заполненную смесью низких благородные газы под давлением, обычно аргон, неон и гелий под давлением порядка 50 мбар.Внутри трубки два биметаллических электрода, которые изгибаются навстречу друг другу. когда жарко. В холодном состоянии два электрода находятся близко друг к другу, но не соприкасаются. При приложении достаточно высокого напряжения газ ионизируется, ток около 30 мА начинает течь, и газ светится. Примерно через полсекунды тепло, выделяемое свечением, мягко сгибает электроды, которые соприкасаются, закорачиваются вместе, и свечение гаснет. В горячем состоянии стартер ведет себя как при коротком замыкании.Так как закороченный стартер больше не светится, он остывает и контакты снова размыкаются примерно через полсекунды.

Посмотрите фильм, показывающий, как стартер светится, а электроды замыкаются: светящийся-стартер.mp4 (1870811 байт, 14 с, h364, 640 × 480, 15 кадров в секунду).

С помощью стартера и лампочки можно сделать очень красивый и грубый мигалка.

Используемый здесь стартер — FZ FS-U, мощностью 180-250 В ~ 4-65 Вт.Чтобы лучше понять характеристики стартера, его ток как функция приложенного напряжения было измерено и видно на графике ниже:

Зависимость тока стартера (по вертикали) от напряжения (по горизонтали) для пускателя FZ FS-U.

По горизонтальной оси отложено приложенное напряжение, по вертикальной оси — результирующий ток. Ноль для обеих осей находится в центре экрана.Начиная с нуля, по мере увеличения напряжения (в положительном или отрицательном отрицательное направление), ток через пускатель не течет, в результате горизонтальная линия. Как только напряжение станет достаточно высоким (скажем, +220 В или –240 В в этом случае) газ ионизируется и становится проводником; напряжение падает на около 50 В и начинает течь ток (наклонные сегменты). Если теперь напряжение уменьшается, ток также уменьшается до минимума. напряжение горения пересекается (скажем, ± 180 В в этом случае), где ток падает до нуля (снова на горизонтальной линии).

Для выполнения этого измерения вы должны действовать быстро: как только стартер горячий, он замкнется, и вы будете измерять только вертикальную линию. Вы должны сделать снимок экрана, пока стартер еще светится (нагрев вверх).

Поведение этого (и почти любого стартера, которое мне удалось измерить) является не симметричный. Пороговые напряжения и динамическое сопротивление (наклон наклонных участков) не одинаковы для положительной и отрицательной полярностей.Думаю, из-за несимметричной формы электродов.

Очень часто конденсатор из полистирола подключается параллельно к стартер, который помогает снизить коммутационный шум. К сожалению, я ни разу не видел маркировки на этих конденсаторах, но они обычно измеряют около 5 или 6 нФ. Для проведения вышеуказанного измерения этот конденсатор был временно удален, в противном случае сегменты больше похожи на эллипсы.

Поразительная последовательность

Газ в лампе обычно является изолятором.Чтобы включить его, электроды предварительно нагревают в течение нескольких секунд, затем Импульс напряжения ионизирует газ внутри трубки и запускает лампу. Этот процесс состоит из следующих шагов:

Нулевой уровень

Выключатель питания SW1 разомкнут, лампа выключена и холодная. И лампа LN1, и стартер ST1 не ионизируются и ведут себя как изоляторы. Пока не очень интересно … Теперь мы замыкаем SW1 и подаем питание на схему.

Шаг первый

SW1 замыкается и через балласт L1 появляется напряжение сети. лампа и стартер, которые работают параллельно (через нагреватель нити). Напряжение в сети недостаточно высокое для ионизации газа в лампе, который по-прежнему ведет себя как изолятор, но этого достаточно, чтобы ионизировать газ внутри стартер, который ведет себя примерно как неоновое свечение напольная лампа. Теперь в цепи протекает небольшой ток, который нагревает стартер.Это часто можно наблюдать, поскольку стартер обычно светится слабым синим светом. свет.

Стартер светится при нагреве (нажмите, чтобы увеличить).

На этом этапе был измерен ток 38,5 мА. Слишком низкий для предварительного нагрева электродов в трубке, которые остаются темными; только стартер светится. Из-за индуктивности балласта этот ток является реактивным: cos (φ) из 0.79 было измерено, что соответствует углу φ 38 °. При сетевом напряжении 237 В полная полная мощность составляет 9,1 ВА. а активная мощность — 7,2 Вт.

Продолжительность этой фазы непостоянна и зависит от многих факторов, таких как напряжение в сети, температура окружающей среды, возраст стартера и т. д., но это полсекунды диапазона. Измеренная здесь длительность составила 550 мс.

Напряжение и ток лампы (стартера) при разогреве стартера (светится).

Кривые выше показывают напряжение на пускателе (и, следовательно, также поперек лампы) на этом этапе. Сбои в синусоиде напряжения указывают на каждом цикле, когда именно стартер начинает светиться и при выключении. Здесь стартер ионизируется примерно при 230 В и деионизируется примерно при 180 В. Конечно, каждую половину цикла переменного тока напряжение падает до нуля, и газ в стартер деионизируется. Он снова будет ионизироваться в следующем полупериоде, как только напряжение станет высоким. достаточно.График тока (синий) показывает, что проводимость стартера не нарушена. симметричный: положительные пики имеют более высокий ток, чем отрицательные. Я не знаю точно, почему это происходит, полагаю, это из-за несимметричная форма электродов внутри стартера. В любом случае этот ток небольшой и используется только для нагрева стартера: он не обязательно быть симметричным.

Шаг второй

Стартер нагревается, и биметаллический переключатель внутри него в конце концов замыкается.Теперь у стартера произошло короткое замыкание, он перестает светиться и начинает остывать. Когда стартер замыкается, через нити лампы протекает больший ток, теперь подключены последовательно через закороченный стартер и нагреваются. Нагревание электродов трубки значительно снижает напряжение зажигания лампы. Кстати, по этой причине запускать холодные лампы в холодную среду не рекомендуется. намного сложнее, чем повторно зажигать горячие лампы. Итак, нити теперь раскалены докрасна, и этот красноватый свет часто может быть наблюдается на концах трубки во время этой фазы.Из-за высокой излучательной способности электродов (белое) свечение Также часто наблюдается флуоресцентное покрытие концов трубок.

Во время этой фазы ток составляет 589 мА. Было измерено cos (φ) 0,23, что соответствует углу φ 77 °. При сетевом напряжении 236 В полная полная мощность составляет 139 ВА. Общая активная мощность 31,5 Вт.

Напряжение и ток лампы при нагреве (короткое замыкание стартера), измеренные через обе нити последовательно.

Обе нити теперь включены последовательно и имеют одинаковый ток и половину Напряжение. Среднеквадратичное значение напряжения на каждой нити накала составляет около 11 В. Каждая нить накала получает около 6,5 Вт, поэтому из 31,5 Вт 13 Вт нагревают электроды, а 18,5 Вт теряется в балласте. Ток и напряжение в нити совпадают по фазе, низкий общий cos (φ) возникает только из-за реактивного сопротивления балласта.

Как и раньше, продолжительность этой фазы также в какой-то степени неустойчива и зависит от много факторов, но он также находится в диапазоне полсекунды.Измеренная здесь длительность составила 400 мс.

Шаг третий

Когда стартер остывает, биметаллический переключатель снова размыкается, прерывая Текущий. Поскольку катушки индуктивности не «любят» резкие изменения тока, балласт отвечает на это прерывание с помощью всплеска высокого напряжения, который возможно, ионизируйте лампу и зажгите ее. Поскольку точным моментом открытия стартера в этой контура (определяется охлаждением стартера, его возрастом, общим температура ,…), это может произойти в неподходящий момент цикла переменного тока, когда ток уже довольно низкий; произойдет скачок низкого напряжения и лампа может не ударить. В этом случае на пускателе снова появится полное сетевое напряжение. и весь процесс начнется снова с первого шага. Старые и холодные лампы также требуют более высокого напряжения, и их сложнее забастовка.

Пусковой импульс высокого напряжения (–2,78 кВ). Некоторые паразитные импульсы высокого напряжения также видны до того, как лампа загорится и возникают из-за плохих контактов стартера.

Яркие плюсы очень разнообразны. Они не всегда попадают в лампу, могут быть положительными или отрицательными и сильно зависят от времени фазового соотношения при открытии, которое является термомеханическим процесс и не синхронизирован с частотой сети. Другими факторами, влияющими на амплитуду импульсов, являются скорость, с которой биметаллические электроды ломаются, газ, заполняющий стартер, его возраст и возможно другие.Показанный здесь — –2,78 кВ, но импульсы от 1 до 3 кВ, как положительные, так и отрицательные стороны наблюдались с помощью одной и той же установки (лампа, стартер и балласт).

Шаг четвертый

Когда лампа загорается, напряжение на ней падает, и именно в этом Трубка держит напряжение около 100 В. Каждую половину цикла переменного тока ток падает до нуля, и лампа должна снова загореться. каждый раз. Из-за фазового сдвига, вносимого индуктивным балластом, когда ток пересекает ноль и меняется на противоположное, напряжение не равно нулю, так что лампа может немедленно возобновить зажигание только с помощью сетевого напряжения, пока лампа горячий и газ не деионизируется слишком долго, нет дополнительного высокого напряжения необходимы импульсы.Если лампу выключить, электроды остынут и почти все ионы в газе рекомбинируют: теперь требуется новая последовательность запуска, чтобы снова зажгите лампу.

Напряжение на стартере (а также на лампе) и ток лампы при включенной лампе.

Кривая на рисунке выше показывает, что ток лампы и напряжение лампы находятся в фаза, что имеет смысл, поскольку лампа потребляет активную мощность.Напряжение в сети здесь не показано (к сожалению, у меня нет двух высоких датчики напряжения), но не в фазе из-за реактивного сопротивления балласта. Другими словами, ток лампы и напряжение лампы совпадают по фазе, но из-за балласта, тока лампы и сетевого напряжения нет. Каждый раз, когда лампы выключаются (ток падает до нуля), напряжение сразу же подскакивает до значения более 300 В при противоположной полярности. Это просто напряжение сети, которое появляется на лампе.Из-за значительного фазового сдвига балласта сетевое напряжение составляет близко к своему пику, когда это происходит, что объясняет внезапный всплеск. Поскольку трубка сейчас горячая (и, вероятно, также имеет более низкое напряжение зажигания, чем стартер), он сработает первым, быстро вернув напряжение к напряжение горения (около 100 В) и предотвращение накала стартера.

Если лампа погаснет, напряжение повысится, и стартер ионизируется. начиная с первого шага.Вот что происходит со старыми или поврежденными лампами, которые постоянно мерцают. «надежда» снова включиться в один прекрасный день.

Напряжение и ток сети при включенной лампе. Фазовый сдвиг хорошо виден.

При сетевом напряжении 236 В общий ток составляет 385 мА и cos (φ) составляет 0,49, что соответствует углу φ 60 °. Полная мощность составляет 90,9 ВА, а активная мощность — 44.9 Вт. Мощность, теряемая в балласте, составляет 5,5 Вт, а трубка поглощает 39,4 Вт. приводит к КПД 88%: неплохо для такой простой схемы. Более высокая эффективность может быть достигнута с помощью лучшего индуктивного балласта (встроенный с большим количеством меди и большего количества железа, чтобы минимизировать его потери) или с электронным балласт. Конечно (и к сожалению) лампа не может преобразовать всю энергию в свет.

Краткое описание поразительной последовательности

Теперь, когда мы прошли все этапы поразительной последовательности, давайте резюмируйте это и посмотрите, что происходит, в более общем плане.На графике ниже видно напряжение на пускателе:

Напряжение на стартере (а также на лампе) при всех пусках процесс. Поскольку это измерение проводится на стороне запуска нитей, напряжение нагрева не видно и появляется как короткое замыкание.

Хорошо видны разные шаги. На нулевом шаге (лампа не горит) нет напряжения. Когда SW1 замкнут (первый шаг), стартер ионизируется и начать нагреваться.Примерно через полсекунды закорачивает стартер (шаг два) и электроды лампы начинают нагреваться, пока стартер остывает вниз. Поскольку лампа закорочена стартером, напряжение на стороне стартера нити, измеренные здесь, показывают ноль. Конечно, на нити накала, которые сейчас светятся, есть напряжение, но они не могут соблюдать здесь. Еще через полсекунды стартер снова остывает и открывается. (шаг 3) генерирование скачка высокого напряжения, который зажигает и включает лампу (шаг четвертый).

Также интересно посмотреть напряжение на балласте (внизу), где эти же шаги можно наблюдать снова. Обратите внимание, что это измерение было проведено на том же оборудовании, но несколько минут спустя, поэтому продолжительность различных шагов будет другой.

Напряжение на балласте во время всего процесса пуска.

Амплитуда этого напряжения дает приблизительное представление о токе, протекающем в схема.

Присутствуют паразитные импульсы, когда предполагается, что стартер закорочен. Это означает, что его контакты не совсем надежны, и иногда он открывается для крошечная доля секунды. Даже если эти импульсы достаточно сильны, чтобы поразить лампу, этого не происходит. потому что при повторном замыкании контактов лампа закорачивается и не может включиться. Он включится только после последнего импульса, когда стартер наконец откроется. и остается открытым.Блуждающие импульсы не вредят, и схема работает нормально.

Посмотрите фильм, в котором показана полная поразительная последовательность: люминесцентная лампа.mp4 (3781910 байт, 11 с, h364, 960 × 540, 24 кадра в секунду).

Прочие соображения

До сих пор мы обсуждали, как запускается лампа и ее электрические характеристики. Давайте теперь посмотрим на некоторые другие соображения, такие как коэффициент мощности или спектр света.

Фазирующий конденсатор

Из-за индуктивности балласта эта схема имеет плохое питание. коэффициент: я измерил cos (φ) , равный 0,49. Поскольку все нагрузки, подключенные к сети, должны иметь cos (φ) как как можно ближе к 1, нужно что-то улучшить. Есть несколько разных решений этой проблемы, но самый простой. (и единственное, что здесь обсуждается) — просто подключить подходящий конденсатор в параллельно с электросетью.

Чтобы узнать необходимую емкость, нам сначала нужно рассчитать реактивную мощность, которую нам нужно компенсировать. Ранее мы обнаружили, что полная мощность S составляет 90,9 ВА, в то время как активная мощность P составляет 44,9 Вт. Если вам интересно, как их измерить, определение кажущейся мощности довольно просто: просто измерьте среднеквадратичный ток сети (здесь I = 385 мА ) и напряжения (здесь U = 236 V ) мультиметром и умножьте их вместе: S = U · I = 90.9 ВА . Определить активную мощность сложнее: если у вас есть измеритель мощности переменного тока, он сразу даст вам P , и это то, что я сделал. В противном случае вы можете измерить фазовый угол φ либо с помощью осциллографом (как и я) или кософиометром (если он у вас есть) и затем вычислить P = S · cos (φ) . Но если у вас нет этого модного оборудования, вы все равно можете использовать метод трех вольтметров.

Зная S и P , можно рассчитать реактивную мощность Q по формуле ниже.Жалко, что в электронике le буквенное обозначение Q используется как для реактивная мощность цепи переменного тока и добротность цепи LC: на этой странице Q — реактивная мощность.

Это не что иное, как теорема Пифагора, где S — это гипотенуза и P и Q — две другие стороны правой треугольник. Со значениями S и P , которые были измерены ранее, мы находим Q = 79.0 var .

Напоминаем, что активная мощность P измеряется в ваттах (Вт), полная мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА), а реактивная мощность Q измеряется в реактивных вольт-амперах (вар). Это просто, чтобы различить их и избежать путаницы, даже если физически все эти три единицы имеют измерение силы.

Чтобы компенсировать эту индуктивную реактивную мощность, мы вводим равное количество емкостная реактивная мощность, с конденсатором, включенным параллельно сети.Реактивное сопротивление X , создающее такую реактивную мощность, определяется как:

Где U — напряжение сети. Находим X = 705 Ом . Наконец, с определением необходимой емкости C со следующими уравнение:

Где f — частота сети (в данном случае 50 Гц). Находим 4,5 мкФ. Этот конденсатор должен быть рассчитан на прямое подключение к сети: используйте только конденсаторы класса X (или Y).

Прочие балласты

Доступны не только индуктивные балласты. Индуктор простой серии работает только при напряжении сети 230 В. В странах с сетевым напряжением 120 В, в зависимости от длины трубки и мощность, напряжение может быть слишком низким, чтобы лампа продолжала гореть, поэтому балласты немного отличается и работает как автотрансформатор для увеличения напряжения и ограничить ток в то же время.

Некоторые балласты автотрансформаторного типа могут также работать без стартера, с или без подогрева электродов.Импульс высокого напряжения, необходимый для зажигания лампы, может генерироваться резонансный контур, состоящий из дополнительного конденсатора. Дополнительные обмотки в балласте могут использоваться для предварительного нагрева нитей, если требуется. Запуск трубки без предварительного нагрева нитей возможен, но чем выше требуемое напряжение обычно вызывает разбрызгивание электродов, которое изнашивается преждевременно.

В настоящее время электронные балласты заменяют старые индуктивные, особенно из-за их более высокой эффективности, лучших пусковых характеристик и возможность приглушить свет.Кстати, диммирование люминесцентных ламп индуктивным балластом возможно. до некоторой степени, но когда яркость ниже заданного порога, основной ток слишком низкий, чтобы нити оставались достаточно горячими, и дополнительный ток нагрева должны циркулировать в электродах, например, с дополнительным трансформатор. К сожалению, снижение яркости до 0% невозможно.

Посмотрите на спектр света

Как объяснялось выше, свет, излучаемый флуоресцентными трубки обычно преобразуются из ультрафиолетового в видимое излучение за счет сочетания флуоресцентные пигменты.При наблюдении с помощью светового спектрометра излучаемый спектр не меняется. непрерывен, как лампа накаливания, но состоит из несколько пиков, каждый из которых более или менее соответствует определенному пигменту. Это объясняет, почему некоторые объекты при флуоресцентном освещении выглядят другого цвета. осветительные приборы.

Спектр излучаемого света, пики различных флуоресцентных материалов хорошо видны. Свет кажется холодным белым и имеет температуру 4 200 К.

По горизонтальной оси отложена длина волны в нанометрах, по вертикальной оси. интенсивность света в произвольной, но линейной единице. Эта конкретная трубка имеет холодное белое покрытие и рассчитана на цветовая температура 4’200 тыс.

Заключение

Некоторые измерения и рекомендации по люминесцентным лампам (с горячим катодом) были представлены.На этой странице нет ракетостроения, но есть только некоторые необычная электрическая информация о люминесцентных лампах и их свечении закуски. Надеюсь, вы сочтете это полезным.

Библиография и дополнительная литература

[1]	А. Даешлер, Г. Кампоново. Elettrotecnica. Edizioni Casagrande SA, Беллинцона, 1974 г., sezione 11.3.
[2]	Техническое руководство по применению — люминесцентные лампы. Philips Lighting, 2006 г.
[3]	Руководство для начинающих. OSRAM GmbH, 2010 г.

Электронный балласт для люминесцентных ламп 8

Электронный балласт для люминесцентных ламп 8 — 144 Вт
Я разработал простой и недорогой электронный балласт для одной или нескольких люминесцентных ламп суммарной мощностью до 144Вт.
Электронный балласт имеет гораздо более высокий КПД, чем обычный магнитный балласт, устраняет стробоскопический эффект и мигание, обеспечивает быстрый запуск без мерцания и продлевает срок службы люминесцентных ламп. Также исключается использование стартеров накаливания и проблемы с компенсацией. фазового сдвига. Более того, люминесцентная лампа с высокочастотным возбуждением дает примерно на 10% больше света при той же мощности. Сравнение их традиционных силовых индукторов и электронный балласт для типовых ламп, показанных ниже:
ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ТРУБКИ 18W 2x 18W 3x 18W 4x 18W 36 Вт 2x 36 Вт 3x 36 Вт 4x 36 Вт 58 Вт 2x 58 Вт
Обычный (магнитный) балласт собственный расход 9 Вт 18 Вт 27 Вт 36 Вт 9 Вт 18 Вт 27 Вт 36 Вт 13 Вт 26 Вт
Собственное потребление ПРА 2,5 Вт 2,9 Вт 3,5 Вт 4,3 Вт 2,8 Вт 3,8 Вт 4,9 Вт 6 Вт 3,2 Вт 4,2 Вт
Схема работает как полумост с полевыми МОП-транзисторами.Они питаются от интегральной схемы IR2153. Рабочая частота 35 кГц (идеальная частота для люминесцентных ламп с ВЧ-возбуждением). Этот балласт может питать практически любые люминесцентные лампы. Значения C1 и L1 адаптируются к мощности (т.е. току). желаемой люминесцентной лампы. Для тонких люминесцентных ламп (размер Т5, диаметр 16 мм, 4 — 21 Вт) и Небольшой люминесцентный ДЗ (П-образный или 2U, 5 — 18Вт, без встроенного стартера — 4-х контактный) можно использовать конденсатор и дроссель практически от любой энергии. спасательные лампы (КЛЛ). Емкость пускового конденсатора от 2n2 до 3n3.Конвертеры можно подключать сломанные ламповые спасательные лампы с оригинальным дросселем и пусковым конденсатором. Выходное напряжение а частота соответствует полубридже, используемому в компактных люминесцентных лампах (прямоугольная форма волны примерно 160 В 35 кГц). Для больших люминесцентных ламп (T8 26 мм или 38 мм и больших люминесцентных T12 DZ, 15 — 65 Вт, от 0,38 до 0,43 А) необходимо намотайте катушку с соответствующей индуктивностью и достаточными размерами или объедините от 2 до 3 дросселей от КЛЛ в параллели. Большие люминесцентные лампы оцениваются от 0.От 38 до 0,43 А. Ток через люминесцентную лампу можно точно настроить, изменив катушки индуктивности (изменение воздушного зазора) или небольшое изменение рабочей частоты. Изменение возможно в диапазоне примерно 30-40 кГц и достигается изменением значения компонентов в генераторе (330p, 68k). Пусковой конденсатор С1, С2 выбирается близким к резонансу с дросселем. Для больших люминесцентных ламп подбираются около 10 нФ. После переключения повышенное напряжение около 500В, лампа загорается.C1, C2 должны быть рассчитаны на 1000 В. Конденсатор C3 защищает полевые МОП-транзисторы от пиков напряжения из-за индуктивности и снижает значение скорости нарастания напряжения (dU / dt). Его мощность выбрана так во избежание резкого переключения (от 5-6 нФ до 1 А тока на люминесцентные лампы). Должен быть пульс, номинальное напряжение 1000 В. Благодаря высокой эффективности, общую мощность люминесцентных ламп можно точно оценить по току, который измеряется на фильтрующем электролите. Напряжение здесь около 300 В. Вычитал собственное потребление балласта около 3Вт.Балласт может добавить еще лампы параллельно. У каждого тогда свои конденсаторы и катушки индуктивности.
Используемые транзисторы (IRF840 или STP9NK50Z) не нуждаются в радиаторе с выходной мощностью до 72 Вт. Собственное потребление контура составляет около 2,5 — 6 Вт (под нагрузкой). Входное питание подключено к фильтру радиопомех и термистору. для ограничения пикового пускового тока при включении. При малой мощности его можно заменить обычным резистором. Напряжение 15В для цепи IR2153 получается силовым резистором от выпрямленного сетевого напряжения 300В.Стабилитрон нет нужно — что уже встроено в IO (Uz = 15V). Устойчивость к атмосферным осадкам 33k имеет потерю около 2,3 Вт и является самым большим рассеивателем в цепи. Но потеря балласта тем не менее намного меньше, чем при использовании обычных индукторов. (Если вы хотите избавиться от этого рассеяния, вы можете использовать микромощный пусковой резистор около 1 МОм и получать мощность для IR2153 от выхода полумост через небольшой конденсатор, как это сделано в большинстве электронных балластов.) Емкость фильтрующего электролитного конденсатора зависит от мощности ламп. Он рассчитан примерно на 0,3 — 1 мкФ на ватт.
Предупреждение! Вся схема гальванически подключена к сети! Все его части должны быть защищенным от случайного контакта. Неправильная конструкция может вызвать взрыв люминесцентных ламп.

Схема электронного балласта для люминесцентных ламп.

Комплектный самодельный ЭПРА для ламп 2х 36Вт.

Испытание самодельного ЭПРА на лампах DZ 36W. Катушки имеют 200 витков проволоки диаметром 0,35 мм, они на ферритовом сердечнике EE 40 мм2 и имеют воздушный зазор 1,3 мм между Es. C1 и C2 — 10n 1000V, C3 — 4n7 1000V.
дом
.