Что такое ЭПРА, назначение и принцип работы электронного балласта в светильнике
Люминесцентные светильники обладают некоторыми недостатками, которые становятся заметными после включения света. Сильное гудение и частое мерцание света, наблюдающееся при работе подобных встроенных светильников, может вывести из душевного равновесия любого человека. Единственным решением этой проблемы является установка специального пускорегулирующего устройства под названием ЭПРА.
Производство люминесцентных светильников задумывалось для развития систем освещения, использовавших обычные лампы накаливания, которые обладали крайне малым сроком эксплуатации. Максимальный срок службы лампы накаливания составляет около двух тысяч часов, что не может сравниться с долговечностью люминесцентных ламп, который насчитывает более 16 тысяч часов. Кроме этого, люминесцентные лампы обладают хорошим световым потоком, который превышает свет от обычных ламп более чем в шесть раз.
Электронный балласт ЭПРА
Электронным балластом называется специальное изделие, которое автоматически запускает люминесцентные лампы и продолжительное время поддерживает их в работе. Изготовление ЭМПРА началось три десятилетия тому назад. Они должны были заменить большие пускорегулирующие изделия. Специалисты связывают это с тем, что у старых пускорегулирующих аппаратов было очень много недостатков, которые сильно осложняли их использование.
Перечень основных недостатков такой:
- располагающийся в панели пускорегулирующего аппарата дроссель был больших габаритов и очень сильно шумел при работе;
- довольно частое мерцание света;
- очень маленький коэффициент полезного действия;
- при поломке стартера может наблюдаться запоздалое срабатывание люминесцентной лампы.
Как устроен ЭПРА 18 Вт для светодиодных ламп
Новый ЭМПРА для светодиодной лампы, приобретенный в любом магазине, представляет собой такие составляющие:
- Качественный фильтр частоты, который сглаживает помехи низкого уровня и направлен на выводы изделия. Подобный фильтр помогает уменьшить воздействие светодиодной лампы на остальное бытовое оборудование, к примеру, на число помех при работе радиоприемников или телевизоров.
- Мощный выпрямитель, который преобразовывает в схеме переменное напряжение в постоянное.
- Небольшой инвертор.
- Разные специальные узлы, которые необходимы для корректировки мощности в схеме светодиодной лампы.
- Малогабаритный фильтр постоянного напряжения.
- Качественный дроссель, ограничивающий максимальный ток в схеме.
А также инвертор зачастую оснащен приспособлением, которое несет ответственность за плавность регулирования яркости света светодиодной лампы.
ЭПРА для люминесцентных ламп
Люминесцентный светильник, который снабжен ЭПРА, начинает работать, проходя несколько основных этапов.
Включение люминесцентного светильника
Специальный выпрямитель, который отвечает за преобразование постоянного напряжения в переменное, передает его на буфер мощного конденсатора. Далее, это напряжение проходит дальше и оказывается на полумостовом инверторе. В это время заряжаются все конденсаторы и микросхемы маленького напряжения.
Когда значение напряжения достигает показателя 7 вольт, то начинается намеренное сбрасывание микросхемы, а потом заряжается управляющий конденсатор, который регулируют несколько транзисторов. При достижении напряжением значения в 12 вольт, элементы люминесцентной лампы быстро нагреваются.
Предварительный нагрев люминесцентного светильника
При перемещении тока в изделии, сразу начинается уменьшение максимальной частоты колебаний, а значение напряжения возрастает. Прогревается люминесцентный светильник всего несколько секунд, если начинать отсчет с момента подачи напряжения на изделие. В этом случае электронный балласт играет роль систематизатора, потому что он не дает лампе запустится, не пройдя этап подготовительного прогрева. Это поможет избежать многих проблем в работе светильника.
Зажигание люминесцентного светильника
Значения показателей полумоста, к примеру, его амплитуды, уменьшаются до своего минимума. Для того чтобы люминесцентный светильник загорелся, необходимо напряжение около 620 вольт. В противном случае он просто не будет работать. Специальный дроссель способен значительно превысить это значение, увеличивая напряжение в электрической сети, что в дальнейшем приводит к зажиганию светильника. Обычно весь этот процесс занимает около нескольких секунд.
Горение люминесцентного светильника
Из-за работы электронного балласта, сила тока не превышает оптимальное значение для качественной работы лампы. ЭПРА полностью контролирует управление амплитудой переключения полумоста, обеспечивая тем самым стабильную работу светильника.
ЭПРА схема подключения
Сначала необходимо аккуратно разобрать люминесцентный светильник. Далее, стоит извлечь из него устаревшие компоненты изделия. Это, прежде всего, дроссель, разные конденсаторы, стартер и другие элементы. В светильнике необходимо оставить лишь люминесцентные лампы, жгуты проводов и ЭПРА.
Сделать ЭПРА подключение способен абсолютно любой человек, обладающий минимальными познаниями о работе электрических схем. Конечно, что людям, не располагающим опытом в этой области, даже и не следует пытаться, а необходимо обратиться к опытному электрику.
Для подключения электронного балласта будут необходимы такие инструменты и материалы:
- набор отверток;
- бокорезы;
- прибор, определяющий фазы тока;
- небольшое количество изоленты;
- довольно острый нож, необходимый для обработки концов проводов;
- крепежные материалы.
Перед тем как собрать схему, необходимо определиться с местоположением изделия ЭПРА внутри люминесцентного светильника. При этом стоит учесть длины абсолютно всех проводов и наличие удобного доступа к нужной управляющей системе. Именно поэтому стоит заранее проделать отверстие в корпусе светильника, куда есть возможность установить ЭПРА при помощи крепежных материалов. Далее, нужно подключить электронный балласт к разъемам светильника. Существует еще один не менее важный момент, который заключается в том, что мощность ЭПРА обязана быть в несколько раз больше, чем у люминесцентного светильника.
Как только окончен процесс правильной сборки люминесцентного светильника с устройством ЭПРА, необходимо установить его на нужное место. Сначала стоит проверить мультиметром все провода, которые торчат из стены, на присутствие в них рабочего напряжения. Когда оно отсутствует, то нужно соединить все контакты с оборудованием. После всех этих действий, стоит сделать тестовый запуск светильника, оборудованного ЭПРА. В случае когда все действия прошли успешно, то люминесцентные лампы обязаны загореться одновременно, без дополнительного процесса разогрева, а излучаемый свет не должен часто мерцать.
Достоинства и недостатки ЭПРА 18 Вт
Опытные электрики выделяют несколько главных достоинств использования электронных балластов в работе люминесцентных светильников. К ним, прежде всего, можно отнести:
- Сбережение максимальной мощности света, при уменьшении количества потребляемой блоком питания электрической энергии.
- Отсутствие сильного мерцания света, которое считается особенностью люминесцентных светильников.
- Уменьшение шума
- Большой срок эксплуатации лампы, что стало возможным из-за применения устройства ЭПРА.
- Удобное управление яркостью света люминесцентного светильника.
- Устойчивость к колебаниям и перепадам рабочего напряжения в электрической сети питания.
- Большая экономия в плане следующих замен основных деталей светильника. Из-за того, что при помощи блока питания будет использоваться наиболее плавный режим пуска изделия, то это может увеличить срок эксплуатации стартеров и люминесцентных ламп.
Главным недостатком применения ЭПРА является, как и у других новейших технологий и изделий, очень высокая стоимость по сравнению с остальными подобными блоками питания.
instrument.guru
ЭПРА на дискретных элементах для ламп Т8
Светотехника
Главная Радиолюбителю Светотехника
В статье предложен простой электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп Т8, собранный на дискретных элементах.
Люминесцентные лампы на протяжении многих десятилетий являются самым популярным источником света после ламп накаливания. Как известно, для их работы необходим пускорегулирующий аппарат (ПРА) — устройство, обеспечивающее стабильный розжиг и поддерживающее необходимый рабочий ток в лампе. Электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА), или электронным балластам, посвящено множество книг и публикаций, например [1, 2]. Универсальный ЭПРА, описанный в [1], обеспечивает «тёплый» старт для ламп и очень низкий коэффициент пульсаций светового потока (около 1 %). Но подобные устройства довольно сложны для повторения в радиолюбительских условиях, требуют редких компонентов и «чувствительны» к трассировке печатной платы, особенно к разводке общего провода. В предлагаемой статье рассмотрен более простой вариант электронного балласта, собранный из распространённых радиодеталей. Схема ЭПРА приведена на рис. 1. Он рассчитан на работу с четырьмя лампами Т8 мощностью 18 Вт либо с двумя лампами по 36 Вт (рис. 2).
Рис. 1. Схема ЭПРА
Рис. 2. Схема расположения ламп
Основные технические характеристики
Напряжение питания, В …..155…240
Максимальный потребляемый ток (4 лампы по 18 Вт), мА……………………..330
Коэффициент мощности (4 лампы по 18 Вт), не менее…………………….0,96
Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более ……………………18
КПД, не менее……………….0,9
Частота преобразователя, кГц………………………65
За основу взят полумостовой автогенератор «электронного трансформатора» для галогенных ламп, описанный в [3]. Отличия заключаются в выходном каскаде, в наличии пассивного корректора мощности (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп [3] он не нужен) и изменённой цепи запуска. В остальном принцип его работы аналогичен.
Выходной каскад — это два последовательных LC-контура, включённых параллельно: Т2 (обмотка I), С11 и Т3 (обмотка I), С12. Каждый контур рассчитан на нагрузку 36 Вт, т. е. две лампы по 18 Вт либо одна лампа мощностью 36 Вт. Резонансная частота контуров — около 60 кГц.
Пассивный корректор мощности собран на диодах VD5-VD8 и конденсаторах C5, C6. Он служит для корректировки формы потребляемого устройством тока. Это обеспечивает коэффициент потребляемой мощности близким к единице. При желании корректор можно исключить, но в этом случае коэффициент мощности не будет превышать 0,5…0,6.
Запуск автогенератора осуществляется без «привычного» в подобных устройствах динистора. Это позволило упростить устройство и избежать главного недостатка динисторного запуска, связанного, по мнению автора, с разбросом параметров самого динистора, который может приводить к нестабильному запуску автогенератора при пониженном напряжении сети. Запуск осуществляется подачей напряжения смещения «напрямую» на базу транзистора VT2 через резисторы R3, R4, а также на колебательный контур, образованный элементами С9, L2, обмоткой II трансформатора T1. Возникающие в нём колебания в сумме с приложенным напряжением смещения и приводят к открыванию транзистора VT2. Сопротивление резисторов R3, R4 подобрано так, что протекающий через них ток недостаточен для удержания в открытом состоянии VT2 в момент возникновения в обмотке II трансформатора T1 напряжения обратной полярности, т. е. в момент, когда откроется транзистор VT1.
Изменение цепи запуска и увеличение рабочей частоты преобразователя с 35 кГц (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп) до 65 кГц позволило добиться устойчивого пуска балласта при понижении напряжения в сети до 145…155 В, а также несколько уменьшить габариты выходных трансформаторов Т2 и Т3.
Балласт собран на печатной плате размерами 116×42 мм из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж проводников показан на рис. 3, расположение элементов — на рис. 4. Все элементы для поверхностного монтажа (VD1-VD4, R2-R5) расположены со стороны печатных проводников, выводные — на противоположной стороне платы. Конденсаторы С2-С4, С7, С10, С13 — любые плёночные, подходящих габаритов на номинальное напряжение не менее 400 В (постоянного тока — VDC), С11, С12 — на 1600 В (VDC), С1 — керамический на напряжение 1500 В (VDC), но лучше применить помехопо-давляющий конденсатор Y-класса на номинальное напряжение не менее 275 В (переменноготока — VAC). Диоды FR107 (VD5-VD12) можно заменить любыми быстродействующими выпрямительными с обратным напряжением не менее 600 В и прямым током не менее 300 мА. Трансформатор T1 намотан на кольцевом магнитопроводе (магнитная проницаемость — 2300) с внешним диаметром 9, внутренним — 5 и высотой кольца — 3,5 мм. Обмотки I и II содержат по четыре витка, обмотка III имеет два витка одножильного провода диаметром 0,3 мм. Направление всех обмоток должно быть одинаковым. Обмотки I и II должны иметь индуктивность 16 ±15 % мкГн, обмотка III — 4 мкГн. Выходные трансформаторы Т2 и Т3 намотаны на магнитопроводах Е20/10/6 из материала N27 (Epcos) или аналогичных с немагнитным зазором около 1 мм. Первичные обмотки содержат по 130 витков жгута из шести проводов диаметром 0,1…0,15 мм. При отсутствии шестижильного жгута можно использовать одножильный провод диаметром 0,25…0,35 мм, однако при этом нагрев трансформаторов увеличится на 10…15 оС. Вторичные обмотки имеют по 13 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность первичных обмоток должна быть 1±15 % мГн. Дроссели L1, L2 — стандартные, например ЕС24.
Рис. 3. Чертёж проводников
Рис. 4. Расположение элементов
Фотографии печатной платы собранного устройства приведены на рис. 5, рис. 6. Фотографии работающего балласта с лампами — на рис. 7 и рис. 8. Правильно собранное устройство начинает работать сразу и налаживания не требует.
Рис. 5. Печатная плата устройства в сборе
Рис. 6. Печатная плата устройства в сборе
Рис. 7. Работающий балласт с лампами
Рис. 8. Работающий балласт с лампами
Литература
1. Лазарев В. Универсальный ЭПРА с «тёплым» стартом для люминесцентных ламп Т8. — Радио, 2015, № 9, с. 31-35.
2. Давиденко Ю. Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы. — СПб.: Наука и Техника, 2005.
3. Лазарев В. «Электронные трансформаторы» для галогенных ламп 12 В. — Радио, 2015, №8, с. 32-36.
Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.
Дата публикации: 27.02.2016
Мнения читателей
Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
Электронный пускорегулирующий аппарат от ОСК Лампы.РФ
Для обеспечения качественной и безотказной работы светильников, стоит купить электронные пускорегулирующие аппараты. ОСК Лампы.РФ реализует продукцию оптом со склада в Москве. Трудно найти организацию, которая может предложить продукцию по цене, аналогичной нашей. Мы всегда знаем, что предложить клиентам, опыту наших специалистов можно доверять.
Преимущества ЭПРА по сравнению со стандартным индуктивным балластом для ламп:
- с таким аппаратом можно рассчитывать на мгновенное включение лампы. Это невозможно при использовании штатного устаревшего оборудования. При помощи традиционных решений нельзя также быстро включить прибор освещения, особенно при низких температурах. Оборудование с ballast загорается моментально в условиях низких температур;
- при использовании электронного пускорегулирующего аппарата гарантирован бесшумный рабочий режим за счет отсутствия шумового эффекта работающей лампы;
- еще одна причина заменить индуктивный балласт — моргание лампы при работе на низких частотах. Благодаря аппарату увеличивается частота мерцания до отметки 60 000 раз за секунду. Человеческий глаз воспринимает это как ровный, нераздражающий свет. Это касается момента включения и рабочего процесса в целом;
- энергопотребление. ЭПРА индуктивного типа несравним с новыми техническими решениями по потреблению энергии. Измерениями доказано, что использование аппарата экономит до 30 % электроэнергии;
- долговечность люминесцентных светильников и надежность системы. Использование новых технологий на крупных объектах Москвы и в частных домохозяйствах позволяет увеличить ресурс ламп.
Приятной особенностью аппарата считаются небольшие габариты. Применение этого оборудования помогает увеличить уровень светоотдачи, получить возможность управлять яркостью. Если Вы не будете проявлять излишнюю консервативность, то поймете, что от старого оборудования стоит избавиться при первой возможности.
Недостатки
Ряд потребителей считают недостатком дороговизну — электронный аппарат стоит в несколько раз дороже классических аналогов. Еще один нюанс состоит в том, что в случае эксплуатации электронных моделей ПРА с люминесцентными лампами до 15 Вт наблюдаются потери мощности в объемах, делающих их использование нерентабельным. Также не рекомендуется использовать балласт в цехах, оснащенных оборудованием, детали которого вращаются с частотой, равной миганию светоаппаратуры.
Конструкция
Стандартный электронный пускорегулирующий аппарат считается многокомпонентным устройством. В него входят несколько блоков. Специальный фильтр обеспечивает фильтрование входящих сетевых и проникающих в электросеть помех. В конструкцию интегрирован надежный выпрямитель. Опционально используется схема коррекции коэффициента мощности.
Неотъемлемые конструктивные элементы — сглаживающий фильтр, инвертор, дроссель. Возможна комплектация инвертора устройством плавной регулировки яркости. Это предполагает наличие внешнего светового регулятора для эффективного управления электронным балластом.
Схематически ballasts бывают полумостового и мостового типа. При мостовом исполнении количество ключевых элементов вдвое больше. Такие аппараты используются при наличии микросхем-драйверов, которые отвечают за управление ключевыми элементами.
Фазы работы
В качественных электронных пускорегулирующих аппаратах предусмотрена встроенная защита от сетевых колебаний, импульсных помех и пуска при отсутствии лампы. Сегодня выпускаются электронные, цифровые и стандартные аппараты.
Работа изделий происходит в три фазы:
- разогрев электродных элементов лампы. Обеспечивается мгновенный мягкий пуск лампы;
- поджиг. Изделие генерирует импульс с высоким напряжением, который вызывает пробой газа, заполняющего колбу;
- горение. На электродах поддерживается небольшое напряжение. Его достаточно для горения. Процесс зажигания посредством электронного аппарата занимает меньше одной секунды.
Отзывы наших клиентов
Анна Валерьевна
Раньше на нашем предприятии постоянно перегорали лампы, вопрос с освещением стоял очень остро. Однако проблему удалось решить после обращения в компанию ОСК Лампы.РФ. Специалисты порекомендовали заказать пускорегулирующее устройство ЭПРА. В результате удалось значительно продлить срок службы ламп и добиться экономии электроэнергии где-то на 20%. Спасибо за комплексные решения!
Максим
В нашем офисном помещении были проблемы с освещением, поэтому мы начали искать эффективный способ повысить производительность ламп. Благодарим специалистов компании за предложение установить ЭПРА. Теперь в офисе всегда светло, нет мерцания, лампы включаются сразу после включения.
Андрей
Делали ремонт в своем административном здании и уделили повышенное внимание новым технологиям в организации освещения. Менеджеры компании порекомендовали использовать пускорегулятор ЭПРА для увеличения срока службы ламп и удобного управления процессами. Полгода пользуемся помещениями после ремонта и действительно отмечаем позитивные изменения! Спасибо!
Смотрите также:
www.lamps.ru
Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА), его применение для люминесцентных и светодиодных ламп
ЭПРА ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП — И СВЕТОДИОДНЫХ
Включение газоразрядных ламп, в чисто которых входят всем известные люминесцентные лампы, имеет ряд особенностей. Для возникновения разряда между электродами в среде газа требуется импульс высокого напряжения между предварительно прогретыми электродами.
Во время работы ток разряда должен ограничиваться специальным балластом, функции которого выполняет дроссель – катушка с большой индуктивностью.
Пускорегулирующая аппаратура, разработанная для включения люминесцентных ламп имела множество существенных недостатков:
- низкая надежность стартера из-за наличия контактной группы;
- громоздкий тяжелый и шумный дроссель;
- мерцание ламы с частотой питающей сети;
- длительный процесс зажигания ламп;
- затрудненный пуск при низкой температуре;
- низкий КПД;
- высокий уровень электромагнитных помех.
На смену устаревшим пусковым агрегатам были разработаны электронные устройства, которые не содержат механических контактов и тяжелого и габаритного дросселя.
Малые габариты современных электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА) дали толчок дальнейшему развитию и широкому распространению малогабаритных люминесцентных ламп, которые в народе прозвали «экономками».
Новое оборудование полностью свободно от перечисленных недостатков и, к тому же, увеличивает продолжительность работы источников света за счет плавного разогрева нитей накаливания.Кроме того, ЭПРА имеет следующие достоинства:
- отсутствуют механические контакты;
- питание производится высокочастотным напряжением, что полностью исключает мерцание;
- малые габариты и вес;
- высокий КПД за счет введения цепей коррекции мощности;
- минимум сетевых помех и практически полное отсутствие электромагнитных.
Работа лампы с электронным запуском включает несколько последовательных стадий:
- Разогрев нитей накаливания.
- Инициирование разряда в среде газа между электродами.
- Поддержание горения.
Все этапы включения полностью контролируются электронной схемой ЭПРА, которая состоит из следующих элементов:
- Входной фильтр.
- Не пропускает помехи от ЭПРА в сеть и наоборот.
- Корректор мощности.
- Устанавливается, в основном в дорогих и мощных пускателях.
- Сглаживающий фильтр.
- Исполняется в виде электролитического конденсатора большой емкости.
Также в состав устройства входят инверторная схема преобразования напряжения и малогабаритный дроссель.
В инверторе используются мощные высоковольтные транзисторные ключи, которые включены в мостовую схему с автогенерацией или управляются специальной микросхемой. В диагональ моста включен многообмоточный резонансный трансформатор, одна из обмоток которого включена последовательно с нитями накала и резонансным конденсатором.
При включении лампы напряжение обмотки трансформатора разогревает нити накала, а затем, за счет резонанса, происходит разряд конденсатора между электродами.Межэлектродный разряд уменьшает сопротивление рабочей среды лампы, в результате чего резонансный конденсатор оказывается закороченным и резонанс пропадает. Оставшегося значения напряжения достаточно для нормального горения. Ток разряда ограничивается дросселем, включенным последовательно с электродами.
ЭПРА ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП
Первоначально конструкции ЭПРА разрабатывались для замены старых дроссельно-стартерных устройств для установки в классические светильники с люминесцентными лампами. Для облегчения перехода на новую аппаратуру, ее габаритные размеры, как говорилось выше, делали схожими со старыми устройствами.
Такой подход позволял без изменения технологических линий по производству светильников устанавливать электронные пускатели.
Использование миниатюрных SMD компонентов и совершенствование схемотехники позволили создавать ЭПРА с минимальными габаритами. Такие устройства помещаются в стандартный цоколь типоразмера Е27 или даже Е14, что привело к широкому распространению энергосберегающих люминесцентных ламп обладающих большим разнообразием:
- форм;
- мощностей;
- цветов и оттенков свечения.
Основными характеристиками электронного пускателя для люминесцентных ламп является допустимая мощность светильника и количество одновременно подключаемых источников. Некоторые типы имеют режим плавного пуска. При этом после нажатия клавиши включения освещения светильник загорается через время от одной до нескольких секунд.
В подобных устройствах за счет схемотехнических решений разряд резонансного конденсатора происходит только после полного прогрева нитей накаливания. Лампы, включаемые через такой пускатель меньше изнашиваются, поэтому срок их службы возрастает.
Некоторые модели дешевых пускорегулирующих аппаратов имеют низкое качество изготовления. Особенно это касается параметров электролитического конденсатора фильтра. Малая емкость приводит к заметным пульсациям света, а низкое граничное напряжение увеличивает вероятность выхода конденсатора из строя.
Очень опасны модели, в которых мощные ключевые транзисторы крепятся радиатором к металлическому корпусу устройства через пластиковую изоляцию. Через некоторое время работы пластик под действием нагрева транзистора деформируется и радиатор замыкается на корпус.
Прикосновение к такому блоку во время его работы приводит к удару электрическим током.В начало
ЭПРА ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ И ПАНЕЛЕЙ
Сразу следует заметить, что пускорегулирующая аппаратура для светодиодных ламп и других LED источников света не существует! Как бы не утверждали продавцы магазина или консультанты в интернет-сервисах, это свидетельствует лишь о их некомпетентности.
Светодиодные источники света в пусковых устройствах типа ЭПРА не нуждаются. Необходим источник постоянного напряжения, а в идеальном варианте – стабилизатор тока.
Такие устройства называются драйверами. Они формируют напряжение на выходных клеммах в соответствии с подключаемым источником света и ограничивают или стабилизируют значение выходного тока в определенных пределах.
Дело в том, что светодиоды нормально функционируют только в узком диапазоне протекающего через них тока. Меньшее значение снижает яркость, а высокое вызывает резкое снижение срока службы вплоть до мгновенного перегорания излучающего диода. Светодиод, как полупроводниковый элемент, обладает ярко выраженной зависимостью величины сопротивления от температуры, поэтому ее изменение всего на несколько градусов способно вызвать критический рост тока.
Чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока?
Если выразить простыми словами, то стабилизатор напряжения имеет на выходе стабильное напряжение при том, что ток потребления подключенных устройств может меняться в широких пределах.
Иная ситуация в случае стабилизатора тока. Здесь обеспечивается стабильное значение тока при различных сопротивлениях нагрузки. При этом значение напряжения стабилизатора может изменяться в достаточно широком диапазоне.
Данная характеристика накладывает ограничение на совместимость устройств различных типов. К источнику тока нельзя подключать светодиодные светильники иной мощности, чем той, что указана в спецификации. Нельзя подключать параллельно несколько ламп. В крайнем случае возможно последовательное подключение, но это если позволяет диапазон выходных напряжений.
Пример.
Драйвер (именно так именуется в настоящее время стабилизатор тока) рассчитан на выходной ток 100 мА и 12 — 24 В выходного напряжения. Можно подключать:
- светодиодную лампу 100 мА 12 В или 100 мА 24 В;
- две лампы 100 мА 12 В, соединенные последовательно;
- две лампы 50 мА 12 – 24 В, соединенные параллельно.
Схема драйвера может быть выполнена быть выполнена как на основе трансформатора, так и при помощи инвертора, что в настоящее время составляет подавляющее большинство устройств. Драйверы с изменяемым значением выходного тока используются для регулировки яркости LED светильников.
Большинство компактных ламп выпускаются со встроенными драйверами, освобождая покупателя от мук выбора. Использование отдельных драйверов необходимо только в случае использования светодиодных лент или изготовления светильников из отдельных светодиодов или матриц.
Приобретая светодиодные панели с фиксированными размерами, желательно сразу же рассчитывать на драйвер с рекомендуемыми параметрами.
В начало
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
eltechbook.ru
Схема эпра для люминесцентных ламп 18 w
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.
Стандартная модель включает в себя трансформатор, динистор и транзистор. Довольно часто для защиты системы устанавливается предохранитель. Для подключения ламп предусмотрены специальные каналы. Также в устройстве имеются выходы, на которые подается электроэнергия.
Принцип работы
Принцип работы электронного балласта построен на преобразовании тока. Весь процесс начинается после подачи электроэнергии на канал. Далее в работу вступает дроссель. На этом этапе предельная частота устройства значительно снижается. При этом отрицательное сопротивление в цепи, наоборот, возрастает. Далее ток проходит через динистор и попадает на транзистор. В результате осуществляется преобразование тока. В конечном счете через трансформатор проходит напряжение нужного диапазона для люминесцентной лампы.
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 люминесцентной лампы 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 энергосберегающих ламп 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 понижающий трансформатор, 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.
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.
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.
Оценка статьи:
(
оценок, среднее:
из 5)
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.
Лампы накаливания
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
Электрическая схема ЭПРА
Электронные балласты могут иметь разное схемотехническое решение в зависимости от примененных комплектующих. Выпрямление напряжения производится диодами VD4–VD7 и далее фильтруется конденсатором C1. После подачи напряжения начинается зарядка конденсатора С4. При уровне 30 В пробивается динистор CD1 и открывается транзистор T2, затем включается в работу автогенератор на транзисторах T1, T2 и трансформаторе TR1. Резонансная частота последовательного контура из конденсаторов С2, С3, дросселя L1 и генератора близки по величине (45–50 кГц). Режим резонанса необходим для устойчивой работы схемы. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет величины пуска, лампа зажигается. При этом снижается регулирующая частота генератора и напряжения, а дроссель ограничивает ток.
Фото внутреннего устройства ЭПРА
Фото типового устройства ЭПРА
Ремонт ЭПРА
В случае отсутствия возможности быстрой замены вышедшего из строя ЭПРА можно попытаться отремонтировать балластник самостоятельно. Для этого выбираем следующую последовательность действий для устранения неисправности:
- для начала проверяется целостность предохранителя. Эта поломка часто встречается из-за перегрузки (перенапряжения) в сети 220 вольт;
- далее производится визуальный осмотр электронных компонентов: диодов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, трансформаторов, дросселей;
- в случае обнаружения характерного почернения детали или платы ремонт производится с помощью замены на исправный элемент. Как проверить своими руками неисправный диод или транзистор, имея в наличии обычный мультиметр, хорошо известно любому пользователю с техническим образованием;
- может оказаться, что стоимость деталей для замены будет выше или сопоставима со стоимостью нового ЭПРА. В таком случае лучше не тратить время на ремонт, а подобрать близкую по параметрам замену.
ЭПРА для компактных ЛДС
Сравнительно недавно стали широко использоваться в быту люминесцентные энергосберегающие лампы, адаптированные под стандартные патроны для простых ламп накаливания – Е27, Е14, Е40. В этих устройствах электронные балласты находятся внутри патрона, поэтому ремонт этих ЭПРА теоретически возможен, но на практике проще купить новую лампу.
На фото показан пример такой лампы марки OSRAM, мощностью 21 ватт. Следует заметить, что в настоящее время позиции этой инновационной технологии постепенно занимают аналогичные лампы со светодиодными источниками. Полупроводниковая технология, непрерывно совершенствуясь, позволяет быстрыми темпами достигнуть цены на ЛДС, стоимость которых остается практически неизменной.
Лампа OSRAM с цоколем E27
Люминесцентные лампы T8
Лампы T8 имеют диаметр стеклянной колбы 26 мм. Широко используемые лампы T10 и T12 имеют диаметры 31,7 и 38 мм соответственно. Для светильников обычно применяют ЛДС мощностью 18 Вт. Лампы T8 не теряют работоспособности при скачках питающего напряжения, но при понижении напряжения более чем на 10% зажигание лампы не гарантируется. Температура окружающего воздуха также влияет на надежность работы ЛДС T8. При минусовых температурах снижается световой поток, и могут происходить сбои в зажигании ламп. Лампы T8 имеют срок службы от 9 000 до 12 000 часов.
Как изготовить светильник своими руками?
Сделать простейший светильник из двух ламп можно следующим образом:
- выбираем подходящие по цветовой температуре (оттенку белого цвета) лампы по 36 Вт;
- изготавливаем корпус из материала, который не воспламенится. Можно задействовать корпус от старого светильника. Подбираем ЭПРА под данную мощность. На маркировке должно быть обозначение 2 х 36;
- подбираем к лампам 4 патрона с маркировкой G13 (зазор между электродами составляет 13 мм), монтажный провод и саморезы;
- патроны необходимо закрепить на корпусе;
- место установки ЭПРА выбирают из соображения минимизации нагрева от работающих ламп;
- патроны подключаются к цоколям ЛДС;
- для предохранения ламп от механического воздействия желательно установить прозрачный или матовый защитный колпак;
- светильник закрепляется на потолке и подключается к сети питания 220 В.
Простейший светильник из двух ламп
otoplenie-help.ru