Дроссель для люминесцентных ламп что это такое: Для чено нужен дроссель для люминесцентных ламп, поговорим подробно

Содержание

Стартеры для ламп. Устройство и работа. Замена и как выбрать

Стартеры для ламп являются частью пускорегулирующей аппаратуры, которая служит для зажигания люминесцентных ламп при подключении к сети 220В с частотой 50 Гц. Помимо стартеров в состав ЭМПРА входит конденсатор и дроссель.

Как устроены и работают стартеры для ламп

Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу, в которой поддерживается тлеющий разряд. Ее корпус состоит из стеклянной колбы, которая заполняется инертным газом. В качестве него может применяться неон или гелий-водород. В колбе размещено два электрода чаще всего биметаллических. Один электрод закреплен, а второй установлен подвижно. Может применяться два подвижных электрода, что повышает надежность и быстродействие системы. В случае снижения эффективности изгиба одного электрода, это компенсирует второй.

При подаче напряжения на стартер происходит тлеющий разряд. Он поддерживается незначительным током в пределах 20-50 мА. Тлеющий разряд поднимает температуру внутри колбы, от чего происходит разогрев подвижного биметаллического электрода, в результате чего он изгибается и прикасается ко второму. При замыкании цепи разряд переходит на соединительный дроссель и в последующем на саму лампу, вызывая ее подогрев. В это время ток заряда в самом стартере прекращается, поэтому его электроды охлаждаются и разгибаются. В результате в электрической цепи создается импульс высокого напряжения, который передается на дроссель и зажигает люминесцентную лампу, провоцируя ее стойкое белое свечение.

Цель стартера заключается в подогреве лампы, поскольку в противном случае она просто не зажжется при подаче напряжения. Подобный эффект можно наблюдать пытаясь включить низкокачественную люминесцентную лампочку на морозе. Если в тепле она работает безотказно, то в холоде не светит.

Для обеспечения продолжительного ресурса эксплуатации пускателя требуется наличие конденсатора. Его задача заключается в сглаживании экстра токов, благодаря чему осуществляется размыкание электродов прибора.

Без наличия конденсатора электроды просто спаяются между собой. Конденсатор имеет емкость от 0,003 до 0,1 мкФ. Зачастую в конструкции люминесцентных ламп, особенно с патроном Е27, предусматривается подключение двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью каждого по 0,01 мкФ. Это необходимо для компенсации создания радиопомех, которые обычно наблюдаются при работе ламп дневного света.

Специфика работы стартера требует соблюдение определенного напряжения. В случае его падения до уровня 80% лампочка не загорится, поскольку пускатель не сможет правильно ее прогреть. Дело в том, что напряжение зажигания самого стартера должно быть ниже, чем напряжение в сети, к которой он подключен. При этом рабочее напряжение вызывающее свечение самой люминесцентной лампы должно быть ниже, чем у пускателя.

Срок службы стартера и признаки его скорого выхода из строя

Стартеры для ламп выходят из строя чаще, чем непосредственно сама лампочка. По мере применения пускового устройства напряжение образующее тлеющий разряд снижается. Как следствие может наблюдаться замыкание между электродами стартера даже при работе лампы, когда она уже издает свет. Как следствие лампочка гасится и снова зажигается, что человеческим глазом воспринимается как мерцание. Симптомом начала таких проблем является легкое мигание при длительной работе, или вначале до набора максимального свечения.

В это время внутри стартера электроды то присоединяются, то разъединяются. Как только контакт между ними прекращается лампа горит. Подобные блики не только мешают, но и опасны для других элементов лампы, в первую очередь наблюдается перегрев дросселя. Может выйти из строя и сама колба.

Люминесцентные лампочки предлагаются в различных форматах. Лампы, применяемые в обыкновенных люстрах и светильниках, сделаны под цоколь Е14 и Е27. В этом случае стартер прячется прямо в корпусе лампочки, поэтому как только он выходит из строя, то меняется весь механизм. Для вытянутых ламп, устанавливаемых в потолочные светильники, применяются отдельные пусковые устройства.

Такие стартеры для ламп нужно своевременно менять, чтобы предотвратить выход из строя всей осветительной системы.

Фактический ресурс стартера позволяет осуществлять не менее 6000 включений. Это довольно много, ведь даже пользуясь светом дважды в день, ресурс израсходуется только через 8 лет. Конечно, свет может включаться и отключаться гораздо чаще, поэтому стартеры для ламп на практике служат намного меньше.

Стартеры для ламп являются довольно специфической конструкцией, главный недостаток которой в низкой надежности. Зачастую устройство отказывает, в результате чего возникает фальстарт в виде несколько вспышек света при нажатии на включатель. Как следствие после короткого мерцания полноценное свечение так и не происходит. Любые неполадки пускателя негативно сказываются на ресурсе самой лампочки. Проблемы с запуском снижают и коэффициент полезного действия осветительного оборудования, увеличивая потребление энергии, что сопровождается малым количеством выделяемого света.

По мере эксплуатации рабочее напряжение стартера снижается, в то время как у самой лампы повышается. Такая несовместимость провоцирует возникновение тлеющего разряда даже в том случае, если лампочка уже светит, что тоже провоцирует мигание. Со временем стартер может терять в уровне эффективности разогрева лампы. В результате нажимая на выключатель, свет просто не зажигается. Чтобы все заработало, приходится по несколько раз жать на клавишу. При каждом срабатывании лампа понемногу прогревается, пока не достигнет достаточной температуры для свечения.  При этом создается впечатление, что вся проблема в самом выключателе, а точнее его контактами. По этой причине осуществляется сильное надавливание на его клавишу.

Критерии выбора
Выбирая стартер под определенный тип ламп, требуется в первую очередь обращать внимание на следующие показатели:
  • Ток зажигания.
  • Напряжение.
  • Уровень мощности.
  • Тип применяемого конденсатора.

Что касается тока зажигания, он должен быть выше рабочего напряжение лампы, но не ниже напряжения в сети питания. Только при соблюдении таких условий освещение будет работать корректно.

Базисное напряжение может составлять 127 или 220В. При включении в одноламповую схему применяется устройство на 220В. Для двухламповых систем используются стартеры на 127В.

Одним из самых важных критериев выбора стартера является уровень его мощности. Он измеряется в ваттах (Вт) и прописывается на боковой части корпуса стартера. В отдельных случаях мощность может изображаться на торцевой части стартера выдавленной в пластике. Подавляющее большинство представленных в продаже пускателей производятся с мощностью 60, 90 и 120 Вт. Также бывают стартеры для ламп с диапазоном мощности 4-22 Вт, 4-65 Вт и так далее.

В некоторых странах, в том числе и России, для обозначения параметров стартера применяется маркировка. На поверхность корпуса устройства наносится буквенно-цифровая надпись ХХ-С-ХХХ. Сначала идут две цифры, которые указывают на мощность устройства. Потом указывается буква «С», обозначающая что применяемый прибор это стартер. Дело в том, что при незнании пускатель можно спутать с конденсатором или другими устройствами, поэтому присутствие в маркировке «С» позволяет избежать подобных ошибок. Сразу после буквы идет трехзначное число, которое указывает на напряжение, применяемое для работы. Это может быть 127 или 220В.

Многие производители, поставляющие свою продукцию на рынки всего мира, применяют свою собственную фирменную маркировку. В этом случае для удобства потребителей помимо собственного буквенно-цифрового обозначения применяется и стандартная расшифровка с указанием параметров мощности и напряжения. Далеко не все бренды указывают на корпусе устройства для скольких лампочек оно может поменяться. При отсутствии нужной информации ее нужно искать в инструкции.

Процесс замены пускателя

Рекомендуется менять стартеры для ламп вместе с самими лампами.

 В этом случае новые устройства не выйдут из строя в неподходящий момент, из-за износа старых элементов в схеме подключения.

Замену нужно осуществлять не только при полном перегорании лампы, но и в случае:
  • Мерцания.
  • Длительной задержки при включении.
  • Сильного шума при работе.
  • Существенного падения яркости.
  • Самовольного отключения на продолжительный срок с последующим включением.

В случае с люминесцентными лампами в формате цоколя Е14 и Е27 прибор просто выкручивается, а на его место ставится новая лампочка. Длинные лампы потолочного типа меняются по другой схеме. Колба лампочки поворачивается по своей осина на 45 градусов в направлении часовой стрелки. В результате ее электроды сдвигаются до выходного шлица. После этого лампа вытягивается. Стартер скрыт за отражающей крышкой светильника, поэтому ее нужно также демонтировать. Она может крепиться защелками или винтами. После извлечения крышки можно увидеть закрепленный в посадочном гнезде стартер. Он просто поворачивается против часовой стрелки до характерного щелчка и вытягивается как вилка из розетки. На его место ставится новый стартер.

Похожие темы:

схема подключения, принцип работы, замена,

Дроссель (балласт) является обязательным атрибутом практически любого люминесцентного светильника. В этой статье мы рассмотрим, что это за прибор, как он работает и для чего вообще нужен дроссель в люминесцентных лампах.

Для чего нужна пускорегулирующая аппаратура

Прежде чем мы начнем разговор о дросселе, разберемся, что такое пускорегулирующая аппаратура и для чего она нужна. Для того чтобы ответить на эти вопросы, необходимо понять, как работает люминесцентная лампа (ЛДС). Взглянем на ее схематическое изображение.

Схема, поясняющая устройство ЛДС

Перед нами стеклянная колба в виде трубки, в концы которой впаяны две спирали из вольфрама – анод и катод. Сама трубка заполнена инертным газом с небольшим добавлением ртути. Если на анод и катод подать рабочее напряжение, то лампа не засветится – слишком велико сопротивление инертного газа, и тока между электродами не будет.

Для того чтобы прибор запустить, необходимо разогреть спирали. Как только они разогреются, начнется термоэлектронная эмиссия, такая же, как в обычной электронной вакуумной лампе для радиоприемников. Между электродами начнет течь ток, а пары ртути станут излучать ультрафиолет. Попадая на люминофор, ультрафиолет заставляет его ярко светиться. Само же УФ излучение практически полностью поглощается стеклом и люминофором.

Пуск ДЛС обеспечивает специальный прибор – стартер, который кратковременно подает на спирали напряжение (о схеме его включения поговорим позже). Он является пусковой частью пускорегулирующей аппаратуры.

Стартеры для запуска ДЛС

Заставить лампу работать (как говорят, «запустить») можно и другим способом, кратковременно подав на электроды повышенное напряжение.  Именно так и работают электронные пускорегулирующие аппараты, о которых поговорим позже.

Но после пуска ЛДС начинаются новые проблемы: тлеющий разряд в колбе переходит в дуговой и мгновенно приводит к короткому замыканию. Чтобы этого не произошло, ток через лампу во время ее работы необходимо ограничивать. Эту роль исполняет еще один прибор – электромагнитный балласт. Он является регулирующей частью пускорегулирующей аппаратуры.

ЭмПРА для ЛДС мощностью 36 Вт

Таким образом, без стартера лампа не запустится, без балласта – сгорит. Комплекс этих двух устройств и называют пускорегулирующим. Теперь, я думаю, тебе понятно, для чего пускорегулирующая аппаратура нужна, и что без нее никак не обойтись.

Важно! Мощность дросселя должна соответствовать мощности лампы. В противном случае лампа либо тут же погаснет, либо не запустится вовсе, либо сгорит.

к содержанию ↑

Схема подключения люминесцентной лампы

Теперь пора узнать, как подключить ЛДС к дросселю и стартеру.

Схема подключения одной люминесцентной лампы

Как это работает? При подаче на светильник напряжения практически все оно, протекая через дроссель, прикладывается к стартеру, поскольку тока через саму лампу нет. За счет тлеющего разряда биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь, подавая на спирали полное напряжение сети. Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллическая пластина остывает и размыкает цепь, но к этому времени спирали лампы уже разогреты. За счет обратной самоиндукции дроссель формирует короткий высоковольтный (около 1 кВ) разряд и зажигает лампу.

Важно! Если старта не произошло, то процесс пуска повторяется. Ты наверняка видел старые ЛДС, которые часами «моргают», не могут зажечься.

Теперь напряжение на стартере недостаточно для начала в нем тлеющего разряда, и в дальнейшей работе светильника он не участвует. В работу включается балласт, который ограничивает ток через газоразрядный прибор на заданном уровне. Величина его зависит от мощности дросселя. Именно поэтому я упоминал выше, что мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛДС. В противном случае ток будет слишком мал или слишком  велик.

Наглядная иллюстрация работы люминесцентного светильника со стартером и электромагнитным дросселем

Пару слов по поводу конденсатора, стоящего на входе схемы. Имея большую индуктивность, балласт потребляет не только активную, но и реактивную энергию, причем последняя расходуется впустую – на нагрев самого дросселя. Конденсатор, который называют компенсирующим, уменьшает расход реактивной энергии, увеличивая КПД конструкции и облегчая режим работы самого дросселя.

Можно ли подключить к одному дросселю две ЛДС? Тут все будет зависеть от рабочего напряжения самих ламп. Если они рассчитаны на напряжение 220 В, то придется собрать схему с двумя дросселями, точнее, собрать две схемы, которые я привел выше. Но если лампы рассчитаны на напряжение 110 В, то такое вполне возможно.

Схема подключения двух люминесцентных ламп к одному дросселю

Принцип работы этой схемы такой же, как и предыдущей, только каждый стартер отвечает за пуск своей ЛДС.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Собирая такую схему, нужно взять стартеры на 110 В и выбрать дроссель, мощность которого равна суммарной мощности ламп. Кроме того, мощность используемых ламп должна быть одинаковой. Именно такая схема используется в растровых светильниках, которые применяются в офисах. В них установлено 4 лампы по 18 Ватт. Лампы запитаны попарно, установлено 2 дросселя.

Нередко на дросселе отечественного производства можно увидеть аббревиатуру ЭмПРА. Именно так правильно называется электромагнитный дроссель – Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат.

к содержанию ↑

Зачем нужен дроссель в схеме

В принципе, зачем нужен дроссель для ламп, мы выяснили: чтобы ограничить через них ток на рабочем уровне. Как он включается, мы тоже знаем. Осталось узнать, как и за счет чего он ограничивает ток, поэтому пора поговорить об устройстве дросселя и принципе его работы.

Дросселем в радиотехнике называют обмотку, навитую на сердечник того или иного типа. Но такой дроссель при частоте 50 Гц имеет относительно низкую индуктивность. Чтобы повысить индуктивность дросселя для люминесцентных ламп без увеличения его габаритов, применяют разомкнутый магнитопровод, оставляя между секциями пластин небольшие зазоры.

Дроссель для ЛДС – та же катушка индуктивности, но с незамкнутым магнитопроводом

Почему дроссель оказывает сопротивление току? Проходя через катушку дросселя, переменный ток намагничивает сердечник, запасая в нем магнитную энергию. Причем при одной полуволне она запасается с одним знаком, при другой – с другим. Но чтобы запасти энергию с другим знаком, нужно сначала «уничтожить» предыдущий: перемагнитить сердечник, который, конечно, “сопротивляется” и не дает это сделать быстро. Именно за счет такого постоянного перемагничивания ток ограничивается.

Вполне очевидно, что дроссель будет выполнять свои функции только в цепи переменного тока.

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки электромагнитного дросселя

Теперь поговорим о преимуществах и недостатках. К преимуществам электромагнитного дросселя можно отнести:

  1. Относительно невысокую стоимость.
  2. Простоту конструкции.
  3. Долговечность.

Недостатков у этого прибора, увы, немного больше. Это:

  1. Большие массогабаритные показатели.
  2. Мерцание лампы с удвоенной частотой питающей сети.
  3. Гудение.
  4. Низкий КПД из-за большого индуктивного сопротивления.
  5. При отрицательных напряжениях может не запустить лампу.
  6. Долгий запуск (от 1 до 3 сек.).
  7. При тяжелом пуске лампа может долго «моргать», из-за чего у нее перегорают спирали.
к содержанию ↑

Можно ли обойтись без него

Выше я писал, что дроссель – неотъемлемая часть пускорегулирующей аппаратуры, а значит, обойтись без него нельзя. Но дроссель дросселю рознь. Существуют приборы, которые ограничивают ток другим, электронным методом. Их называют ЭПРА – Электронный Пускорегулирующий Аппарат.

ЭПРА для люминесцентных ламп

Как видно из схемы, нанесенной на корпус прибора, этот может обслуживать сразу 4 ЛДС, причем для их пуска стартеры не потребуются. Оправдана ли замена ЭмПРА на ЭПРА? Безусловно, поскольку ЭПРА:

  1. Имеет небольшие массогабариты.
  2. Не гудит.
  3. Не вызывает мерцания лампы с частотой сети.
  4. Имеет высокий КПД (на 30-50% выше, чем у ЭмПРА).
  5. Запускает ЛДС практически мгновенно.

Электронный дроссель сложнее и дороже электромагнитного, но цена вполне компенсируется достоинствами.

к содержанию ↑

Типовые неисправности — замыкание, перегрев, обрыв

А теперь рассмотрим возможные неисправности электромагнитных дросселей и научимся их (дроссели) проверять. Самые распространенные неисправности ЭмПРА:

  1. Перегрев. Обычно вызывается неправильной эксплуатацией (светильник не имеет вентиляции или стоит в жарком помещении), напряжением сети выше нормального и производственным браком (межвитковое замыкание).
  2. Обрыв обмотки. Может быть вызван перегревом, механическим повреждением или просто производственным браком.
  3. Замыкание. Может быть как межвитковое, так и полное. Причины те же: брак, перегрев, механическое повреждение.

Как проверить электромагнитный дроссель

Сделать это несложно, причем никаких измерительных приборов не потребуется. Достаточно собрать простую схему прямо на коленках, подключив лампу накаливания параллельно стартеру и через дроссель запитанную от розетки:

Схема проверки дросселя

Важно! Мощность лампы для проверки должна примерно равняться мощности проверяемого дросселя (балласта).

Итак, собираем схему, включаем. В результате видим:

  1. Лампа не горит. В балласте обрыв.
  2. Горит на полную яркость. Замыкание.
  3. Моргает или горит вполнакала. Балласт, возможно, исправен.

Пусть теперь схема поработает хотя бы с полчаса. Если балласт нагрелся выше 70 градусов Цельсия, то, скорее всего, он имеет межвитковое замыкание. Такой прибор просто не запустит ЛДС, а если и запустит, то из него в скором времени пойдет дым.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Возможен еще один тип неисправности – пробой на корпус. Тут уже понадобится мультиметр, который поставлен в режим измерения максимально больших сопротивлений. Измеряем сопротивление между клеммами и корпусом дросселя, мультиметр должен показывать «бесконечность».

Вот и подошла к концу беседа об электромагнитных дросселях. Теперь ты знаешь, для чего они нужны, как устроены и даже сможешь самостоятельно проверить этот простой, но такой необходимый прибор.

Предыдущая

ЛюминесцентныеОсобенности энергосберегающих люминесцентных ламп

Следующая

ЛюминесцентныеСхема подключения и характеристики люминесцентных ламп на 18 Вт

Лампы люминесцентные – устройство и принцип работы

Люминесцентная лампа – это искусственный газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути вызывает свечение люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность стеклянной трубки лампы. Первую газоразрядную лампу изобрел немецкий ученый Генрих Гейслер в 1856 году.

Люминесцентная лампа, при одинаковой потребляемой мощности светит в несколько раз ярче, чем лампа накаливания. Срок службы люминесцентных ламп составляет до 5 лет и напрямую зависит не от времени ее свечения, а от количества включений.

Люминесцентные лампы выпускаются в двух исполнениях – линейные и компактные. Линейные имеют вид трубки с контактами на торцах. В компактных лампах, для уменьшения габаритных размеров трубка изогнута и вписана в форму цилиндра.

Линейные люминесцентные лампы

Линейные люминесцентные лампы из-за больших размеров в быту применяются редко. Они в основном используются для освещения производственных и складских помещений, залов, офисов, магазинов, общественных мест. Так как срок их службы на порядок больше, чем срок службы ламп накаливания, то существенно снижаются затраты на обслуживание.

На счет экономии электроэнергии могу сказать следующее. Я провел измерения, и оказалось, что мощность, потребляемая 38 ваттной люминесцентной лампой практически равна мощности, потребляемой 80 ваттной лампочкой накаливания. Это связано с тем, что половина мощности теряется на дросселе (электромагнитном балласте). В дополнение дроссель еще издает акустический шум частотой 50 Гц, а перед выходом из строя, лампы начинают мигать, что тоже не приносит радости.

В современных светильниках с линейными люминесцентными лампами электромагнитный балласт заменен электронным, что существенно повысило КПД светильников, исчез шум и мигание. Но главная проблема до сих пор до конца не решена. В каждой лампе находится до 70 мг ртути в жидком виде, а возможность сдать на утилизацию вышедшие из строя лампы в настоящее время во многих селениях отсутствует. Не один раз наблюдал случаи падения ламп из рук электриков при замене. Лампа разбивалась, и мелкие шарики ртути раскатывались по полу. Их как могли, собирали в пакетик и выбрасывали в урну. Иногда, понимая опасность ртути, место падения промывали водным раствором хлорного железа или хлорки.

Правительство России 3 сентября 2010 года выпустило Постановление №681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде», в котором подробно описана вся процедура обращения и утилизации отработанных ламп. Но в конечном итоге все зависит от человека, а наше общество еще не в полной мере осознает опасность для всего живого, которую несет в себе ртуть.

Схема подключения люминесцентной лампы


с электромагнитным балластом

Подключаются люминесцентные лампы с электромагнитным балластом в соответствии с ниже представленной электрической схемой.

При подаче питающего напряжения на схему, в первоначальный момент времени, полное напряжение питающей сети, пройдя через дроссель, нити накала лампы, прикладывается к выводам стартера. Стартер представляет собой неоновую лампочку с двумя контактами, на одном из которых приварена биметаллическая пластина. Напряжение ионизирует неон и через стартер начинает проходить значительный ток, который разогревает газ и биметаллическую пластину. Пластина изгибается и замыкает выводы стартера. По замкнутой цепи начинает проходить электрический ток и разогревает нити накала лампы.

Разогрев способствует возникновению в лампе свечения при более низком напряжении. Когда лампа засветила, напряжение на стартере падает до величины, неспособной ионизировать неон и стартер автоматически отключается, нити накала обесточиваются и больше не участвует в работе лампы до следующего ее включения. Стартер можно заменить обыкновенной кнопкой, например от электрического звонка. Тогда подав на лампу напряжение, достаточно нажать и удерживать кнопку до тех пор, пока она не зажжется.

Для того, чтобы лампа не вышла из строя, (при разряде в лампе, сопротивление газа в ней резко уменьшается) устанавливается дроссель, который ограничивает ток до требуемой, в зависимости от мощности лампы, величины и за счет самоиндукции обеспечивает надежный запуск лампы. Конденсатор (компенсирующий) служит для уменьшения величины cos φ (повышает КПД) и одновременно подавляет помехи, возникающие во время пуска. Внутри стартера тоже устанавливается конденсатор небольшой емкости, выполняющий функцию расширения импульса пробоя неона, подавления помех и искрогашения.

Достоинства и недостатки схемы подключения люминесцентной лампы


с электромагнитным балластом

Светильники с люминесцентными лампами, выполненные по электрической схеме с электромагнитным балластом имеют простую конструкцию, высокую надёжность и низкую стоимость. Но имеют следующие недостатки: — большое потребление электроэнергии, по мере старения дросселя возрастающий низкочастотный гул, большое время запуска, снижение яркости при температуре ниже 10°C, не гарантированный запуск при отрицательных температурах, мерцание с частотой 100 Гц (опасно при работе на оборудовании с вращающимися деталями из-за возникновения стробоскопического эффекта, при совпадении частот кажется, что деталь не вращается), мигание лампы при выработке ресурса, большие габариты и вес.

Подключение люминесцентной лампы через электронный балласт

В современных светильниках с люминесцентными лампами вместо дросселя и стартера используется электронный балласт.

Замена дросселя и стартера электронным балластом (пускорегулирующим устройством) позволила избавиться практически от всех выше перечисленных недостатков. Светильники стали намного меньше потреблять электроэнергии и исчезло мерцание света, срок службы ламп, за счет подачи стабильного питающего напряжения увеличился до 50%. У светильников с пускорегулирующим устройством исключена возможность появление акустического шума в виде низкочастотного гула и мигание ламп при неисправности электрической схемы. В дополнение появилась возможность управлять режимом пуска ламп, холодным пуском (лампа зажигается мгновенно), горячим (лампа загорается в течение 0,5-1 секунды) и плавным пуском (постепенное увеличение яркости свечения в течение заданного интервала времени). При этом цена светильников в целом увеличилась незначительно.

Как очевидно со всех точек зрения, замена светильников с электромагнитным балластом на светильники с электронным пускорегулирующим устройством вполне оправдана. Можно существенно сэкономить, если заменить только дроссель и стартер электронным пускорегулирующим устройством, а арматуру светильника оставить старую. Такая работа по силам электрику любой квалификации.

Замена люминесцентных ламп светодиодными лампами

В настоящее время на смену светильникам с линейными люминесцентными лампами появились светодиодные, которые практически не имеют перечисленных выше недостатков. Они отличаются малым потреблением электроэнергии, длительным сроком службы, и не требуют специальной утилизации. В светодиодных светильниках вместо люминесцентных линейных ламп устанавливают светодиодные. Пока такие светильники достаточно дорогие, но можно снизить стоимость замены, если старый светильник с люминесцентными лампами самостоятельно модернизировать, заменив в них люминесцентные лампы светодиодными.

В продаже есть светодиодные лампы, которые по геометрическим размерам и способу подключения полностью взаимозаменяемые с классическими люминесцентными лампами. Инструкция с примером выполнения подобной замены приведена в статье сайта «Как заменить люминесцентные линейные лампы в светильниках светодиодами».

Компактные люминесцентные лампы

Хотя современные линейные люминесцентные лампы имеют множество достоинств, однако для использования в быту они не подходят, так как имеют большие габариты и ограничивают возможности дизайна в квартире. Благодаря техническому прогрессу, появилась возможность трубки линейных ламп изгибать в любую форму и сделать электронный балласт малогабаритным. Запатентована компактная люминесцентная лапа была в 1984 году. Размер компактной лампочки стал соизмерим с лампочками накаливания, и появилась возможность заменять последние без переделки светильников. Совсем недавно компактные лампочки называли энергосберегающими лампами, но с появлением светодиодных ламп, это название стало не соответствовать действительности.

Принцип работы компактной лампы не отличается от принципа работы линейной люминесцентной лампы. Так же на концах трубки имеются две нити накала, между которыми при приложении напряжения возникает дуговой разряд, излучающий ультрафиолетовые волны, под действием которых люминофор начинает светиться.

Срок службы компактной лампы

Срок службы компактных ламп по данным производителей составляет 8000 часов и существенно сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, частотой включения-выключения лампы, работой в условиях пониженной или повышенной температуры окружающей среды. Как показала практика, чаще всего компактные лампы выходят из строя по причине перегорания нитей накала. Второе место занимает отказ радиоэлементов в схеме электронного балласта.

Конструкция компактной лампы

Конструкция компактной лампы представляет собой две чашки из термостойкой пластмассы, в одной закреплена трубка, а на другой установлен цоколь. Компактные лампы, как и лампы накаливания, выпускаются с цоколями Е14, Е27 и E40, это позволяет вкручивать их в существующие светильники вместо ламп накаливания. В полости чашек находится печатная плата, на которой размещена схема пускорегулирующего устройства. Такая конструкция позволяет разобрать лампу, проверить целостность нитей накала и в случае их исправности отремонтировать электронику. Если нить накала в обрыве, то лампа подлежит утилизации.

Часть потребляемой компактной лампочкой мощности теряется и выделяется в схеме пускорегулирующего устройства в виде тепла. Так как в чашках перфорация для циркуляции воздуха для охлаждения отсутствует, то радиоэлементам приходится работать в области предельной температуры. Эти условия существенно снижают срок службы радиоэлементов, особенно высоковольтного электролитического конденсатора. Таким образом, выход из строя радиоэлементов является одной из причин перегорания нитей накала лампы.

Выше приведена типовая электрическая схема пускорегулирующего устройства. Качественное пускорегулирующее устройство должно зажигать лампу спустя 0,5-1 секунду после ее включения, то есть, когда нити накала уже разогрелись. Такой режим включения существенно продлевает срок службы нитей накала и как следствие, самой лампы.

Цветовая температура компактной лампы

В продаже представлены компактные люминесцентные лампы цветовых температур 2700°K, 3300°K, 4200°K, 5100°K, 6400°K. Чем выше число, тем белее излучаемый свет. Лампа с цветовой температурой 2700°K излучает свет, как лампа накаливания, 4200°K светит теплым белым цветом, а 6400°K холодным белым. Восприятие человеком света зависит от времени суток. В дневное время лучше воспринимается белый свет, а в вечернее и ночное – с желтым оттенком, как светит лампа накаливания. Этот факт надо учитывать при выборе компактной лампы.

В настоящее время компактные лампы, еще не успев вытеснить из эксплуатации лампы накаливания, уже морально устарели. На смену им пришли светодиодные лампы, многократно превосходящие по техническим характеристикам люминесцентные лампы.


Эдуард 20.12.2013

Здравствуйте, Александр Николаевич.
Можно ли восстановить работоспособность энергосберегающей лампы в домашних условиях. Внешне целая, включалась только месяц. Лампа «КОСМОС» Е27 4000К. Заранее спасибо.

Александр

Доброго вечера, Эдуард!
Вскройте лампочку, лезвием плоской отвертки можно разъединить части корпуса. Если что-то сгорело (запах гари чувствуется сразу после вскрытия), то в утиль.
Если вздулся электролитический конденсатор (цилиндрической формы, большой на длинных выводах), то замена его вполне может восстановить работоспособность лампочки.
Если внешне все хорошо, то можно прозвонить мультиметром накальные обмотки, их две, провода от них накручены на четырех граненых штырька. Сопротивление должно быть несколько Ом. Если, обрыв в утиль.
Если ничего не обнаружили, то тоже в утиль, так как в данном случае ремонт экономически нецелесообразен.

Дроссель для люминесцентных ламп

Лампы дневного света отличаются от обычных ламп накаливания и не могут работать при простом подключении к сети. Для того чтобы осуществить запуск, используется дроссель для люминесцентных ламп, входящий в схему электромагнитного пускорегулирующего устройства. Дроссели постепенно выходят из употребления, поскольку им на смену пришла электронная пускорегулирующая аппаратура – более надежная и совершенная. Но до полного отказа от них еще далеко, поэтому для обеспечения нормальной работы ламп следует знать устройство и принцип действия этих дросселей.

Общее устройство люминесцентных ламп

Работу дросселя необходимо рассматривать только в совокупности с общей схемой люминесцентной лампы.

Наибольшее распространение в системах освещения получили устройства линейного типа, изготовленные в цилиндрической форме. Конструкция представляет собой герметичную стеклянную колбу, внутрь которой вместо воздуха закачан аргон или другой инертный газ. В некоторых случаях используются газовые смеси. Внутреннее давление примерно в 250 раз ниже атмосферного, поэтому, когда лампа разбивается, этот процесс сопровождается хлопком. Кроме газа, в колбу помещается определенная порция ртути, находящейся в газообразном виде из-за сильного разрежения.

Торцы трубок заканчиваются стеклянными ножками с электродами, впаянными внутрь. Они устанавливаются попарно с каждой стороны. Каждая пара соединена вольфрамовой спиралью, покрытой специальным составом, включающим в себя оксиды бария, стронция и кальция, а также тугоплавкую циркониевую присадку. После разогрева данного химического состава, начинается разгон свободных электронов, попадающих в свободное пространство из своей кристаллической решетки. За счет этого происходит термоэлектронная эмиссия, без которой невозможна работа люминесцентных ламп.

Снаружи концы трубок оборудованы цоколями для контактных штырьков, используемых при подключении лампы, вставленной в светильник. Стеклянная поверхность лампы изнутри покрыта слоем люминофора, состоящего из галофосфатов кальция или ортофосфатов цинка-кальция. При попадании на него ультрафиолетового излучения, невидимого обычным зрением, начинается испускание видимого светового потока. Химический состав люминофора оказывает влияние на цветовую температуру, цветопередачу и спектр различных люминесцентных ламп.

Преимущества светильников с люминофором

Благодаря своим конструктивным особенностям, лампы дневного света обладают многими положительными качествами, что дает возможность применять их в различных областях.

Среди плюсов, в первую очередь можно отметить следующие:

  • Испускание светового потока с высокой интенсивностью.
  • Свечение может производиться в широком диапазоне.
  • Освещение такими лампами отличается повышенной надежностью.
  • Широкий температурный диапазон рабочих режимов, благодаря которому люминесцентные светильники могут использоваться в уличном освещении.
  • Во время работы корпус светильника нагревается незначительно.
  • Строго определенный спектр и режим излучения, при котором свечение считается наиболее приближенным к естественному дневному освещению.
  • Высокие эксплуатационные характеристики и устойчивость к износу. В среднем, такие лампы способны нормально функционировать в течение 18-20 тыс. часов.

Главная особенность люминесцентных ламп заключается в невозможности их прямого подключения к обычной электрической сети. Это связано со следующими причинами:

  • Схема предполагает создание устойчивого разряда лишь после предварительного разогрева электродов. На них должен поступить стартовый импульс.
  • Необходимость в ограничении возрастающей силы тока после выхода светильника из рабочего режима.

Для преодоления имеющихся ограничений в конструкцию люминесцентных ламп включена пускорегулирующая аппаратура, обеспечивающая их нормальную работу. К важнейшим компонентам данной схемы относится дроссель для люминесцентной лампы, без которого светильники не будут функционировать.

Роль дросселя в схемах пускорегулирующих устройств

Основная задача дросселя для люминесцентных ламп заключается в образовании импульса, способного пробить среду, наполненную газом. Кроме того, он должен поддерживать установленное значение тока и напряжения на контактах и во всей схеме работающего светильника. Принцип действия этого устройства связан с работой катушки индуктивности, извлекающей энергию из сети и превращающей ее в магнитное поле.

Точно такая же катушка входит в устройство дросселя. При замыкании контактов происходит постепенный рост тока на катушке, а после размыкания он на короткое время многократно возрастает, а потом начинает плавно снижаться. Дроссель-трансформатор, применяемый в люминесцентных светильниках, по своей сути является такой же катушкой, внутри которой установлен ферромагнитный сердечник. Он подходит лишь для электрических цепей, где применяется электромагнитная пускорегулирующая аппаратура.

Теперь рассмотрим не только, для чего нужен дроссель, но и как он работает.

При подаче напряжения ток вначале попадает на дроссель-трансформатор, затем он поступает к первой паре электродов лампы, далее – на стартер и на вторую пару электродов, после чего возвращается в сеть. Этого тока недостаточно для того чтобы зажечь лампу, однако, он способен разогреть электроды стартера и создать тлеющий разряд. Он обладает напряжением, более низким чем в сети, но превышающим это значение у работающего светильника.

После разогрева в стартере биметаллического электрода, происходит его замыкание со вторым электродом, после чего в схеме происходит стремительный скачок тока и электроды в торцах лампы начинают разогреваться. Одновременно, под действием самоиндукции, в дросселе размыкается цепь, что приводит к скачку напряжения. К нему прибавляется входное напряжение, и в совокупности они создают условия, необходимые для запуска лампы.

К этому времени электроды разогреваются до температуры, обеспечивающей начало эмиссии, а в самом дросселе образуется высоковольтный импульс. Тлеющий разряд вначале появляется в аргоне, а после перехода ртути в состояние пара он продолжается уже в ртутных парах, после чего схема начинает стабильно работать в обычном режиме. Напряжение на дросселе падает и соответственно уменьшается в самой лампе. Таким образом, обеспечивается защита от возникновения повторного разряда.

Непосредственное включение света происходит при совпадении фаз напряжения и импульса дросселя. Чаще всего они не совпадают по времени, поэтому стартер срабатывает насколько раз перед входом лампы в рабочий режим. В этот момент она начинает мигать, а в стартере возникают радиопомехи, подавляемые конденсатором, установленным в общем корпусе.

Таким образом, кроме зажигания люминесцентной лампы, дроссель-трансформатор ограничивает возрастающий ток до предела, после которого осветительный прибор может выйти из строя.

Классификация и разновидности дросселей

Схема люминесцентных ламп включает в себя дроссель, выполняющий ограничивающую функцию и поэтому относящийся к балласту или дополнительной нагрузке. Поскольку в этом устройстве имеют место определенные потери мощности, то все они разделяются на категории в соответствии с уровнем этих потерь. Обычный уровень соответствует классу D, пониженный – классу С, особо низкий – классу В.

Одним из физических свойств дросселя в люминесцентных лампах, является сдвиг по фазам, образующийся между током и напряжением. Отставание тока от напряжения составляет величину, обозначаемую как cos φ. С ростом этого значения приборы становятся более экономичными и эффективными.

К основным типам дросселей можно отнести следующие:

  • Электромагнитные устройства, представляющие собой трансформатор, соединяемые с лампой в последовательную цепь и работающие совместно со стартером. Они отличаются простой конструкцией и низкой ценой. Серьезными недостатками в работе считаются мерцание и шум при пуске и эксплуатации, длительное включение, необходимость использования конденсатора, снижающего потери мощности.
  • Электронный дроссель, не требующий стартера. Эти устройства включаются намного быстрее, с ними лампа работает ровно, без миганий и шума. Обладают компактными размерами и небольшим весом.

Люминесцентные лампы могут эксплуатироваться в разных электрических сетях. Соответственно и дроссели разделяются на однофазные, применяемые в бытовых сетях на 220 вольт, и трехфазные, устанавливаемые в светильники, освещающие промышленные предприятия, улицы и другие подобные объекты.

Дроссели могут устанавливаться в разных местах и также условно делятся на две части. Приборы открытого типа встраиваются внутрь корпуса светильника, который защищает их от всех внешних воздействий. Закрытые дроссели помещаются в герметичный влагозащищенный короб. Они используются для установки на улицах и могут выдерживать любые погодные условия.

Преимущества электронных дросселей

По сравнению с электромагнитными устройствами, электронные дроссели считаются более совершенными и эффективными. Они используются в электронной пускорегулирующей аппаратуре, обеспечивающей включение люминесцентных ламп. Массовое применение эти приборы получили сравнительно недавно и уже практически полностью заменили собой старый балласт.

Популярность и широкое применение этих изделий объясняются многими преимуществами, выявленными в процессе эксплуатации:

  • Разряд высокой частоты обеспечивает повышенную световую отдачу.
  • Эффект стробирования сведен до минимума, что значительно расширило сферу использования люминесцентных светильников.
  • Отсутствие фальстартов и посторонних шумов, которыми страдает дроссель-трансформатор.
  • Увеличенный срок службы и КПД, достигающий 97%.
  • Снижение энергопотребления примерно на 30%.
  • Возможность регулировки частоты, позволяет изменять мощность светильников до нужных параметров.

Дроссель для люминесцентных ламп: 36вт, электронный, устройство, назначение

До настоящего времени дроссель для ламп был незаменимым узлом люминесцентного светильника (ЛЛ), выпущенная английской компанией General Electric в 1934 году. Она создала первые трубки с горячим катодом, в которых использовался положительный разряд в колонке в ртутной атмосфере низкого давления, для генерации коротковолнового УФ-излучения. Последнее стимулировало флуоресцентное порошковое покрытие на внутренней поверхности разрядной трубки. Хотя в той конструкции еще отсутствовали многие современные функции, но именно General Electric стал первопроходцем на рынке флуоресцентных ламп.

Дроссель для лампочек

Популярность люминесцентных ламп подтверждается тем фактом, что она и сегодня вырабатывает больше количества света на планете, чем любой другой источник. Пик производства был достигнут к 1970-му году. По современным оценкам, сегодня на их долю приходится около 80% мирового искусственного освещения.

Люминесцентное освещение

Люминесцентный вид освещения предлагает низкую стоимость системы, очень большой срок службы. Он полностью диммируемый и простой в использовании, и, кроме того, достигает высокой световой отдачи. Большая площадь трубки хорошо подходит для эффективного и безбликового освещения больших пространств.

Флуоресцентная лампа использует электричество, чтобы ртутный газ смог излучать ультрафиолетовый (УФ) свет. Когда этот свет, который невидим невооруженным глазом, взаимодействует с покрытием порошка люминофора внутри трубки, он начинает светиться и излучать яркий свет. Для того чтобы контролировать пропускаемое электричество, используют дроссель или в западной терминологии — дроссель балласт или механизм управления. Он представляет собой небольшое устройство, подключенное к электрической цепи источника света, которое ограничивает количество тока, проходящего через него.

Дроссель для лампочек

Поскольку напряжение в бытовой сети имеет более высокое значение, чем необходимо для работы светильника, дроссель первоначально дает источнику скачок напряжения для запуска, а затем только поддерживает минимальное количество для безопасной работы.

Процесс, который происходит внутри флуоресцентного света, вовлекает молекулы ртутного газа, нагреваемые электричеством. Без дросселя, контролирующего этот процесс, на лампу поступало бы много тока, который вывел бы ее из строя.

Флуоресцентные лампы используют два вида балластов:

  1. Магнитные, которые устарели и сегодня уже не используются в новых моделях ламп. Работа их построена на принципах электромагнетизма, когда электрический ток проходит через провод, он генерирует вокруг себя магнитную силу. Балласт содержит катушку из медной проволоки. Магнитное поле, создаваемое проводом, задерживает большую часть тока. Это количество может колебаться в зависимости от толщины и длины медной проволоки.
  2. Электронный дроссель для люминесцентных ламп использует более сложные схемы и компоненты, может с большей точностью контролировать ток, проходящий через люминесцентные лампы. По сравнению со своими магнитными аналогами они меньше, легче, эффективнее и, благодаря подаче энергии на гораздо более высокой частоте, практически не вызывают мерцание или жужжание.

Важно! Магнитные балласты не могут функционировать без помощи стартера. Этот небольшой цилиндрический элемент расположен позади светильника и заполнен газом, который при нагревании позволяет зажечь свет.

Характеристики

Базовые функции балластов: обеспечивает процесс подогрева катодов для старта процесса электронной эмиссии, создает напряжение стартового разряда и последующее ограничение рабочего тока. В режиме переменного тока, он обеспечивает сдвиг фаз (cos f) между I и U, называемым коэффициент мощности. Эта величина обозначается в паспорте и маркировки балласта. Активная мощность рассчитывается по соотношению: P = U х I х cosf, очевидно, что низкий cos f дает рост использования реактивной энергии.

Маркировка балласта

В связи, с чем балласты группируются по уровню мощности:

  • С— низкий показатель;
  • В— супернизкий;
  • D — средняя возможность поглощения.

Классификация и по уровню шума:

  • С — очень низкий шумовой эффект;
  • А — особо низкий показатель;
  • П — пониженный шум;
  • Н — норма.

Технические характеристики балласта должны соответствовать показателям мощности лампы, иначе она работать не будет.

Люминесцентные ламы требуют установку дросселей различной мощности:

  • Вт до 15.0 Вт — небольшие настольные светильники;
  • 16.0 Вт до 36.0 Вт — потолочные и настенные бытовые осветительные устройства;
  • 37.0 Вт до 80.0 Вт — мощные промышленные осветительные системы с несколькими единичными точками света.

На территории России выпуск люминесцентных ламп и комплектующих производятся достаточно большими партиями — от миллиона ламп в год. Производство организовано на предприятиях: «ЛИСМА-ВНИИС» им. Лодыгина, «Фотон», Саранский завод точных приборов, компании «СЭПО-ЗЭМ». Среди западных производителей популярностью пользуются греческая компания Schwabe Hellas и финская Helvar. Считается, что балласты и стартеры лучше приобретать известных марок, таких как Navigator или Luxe.

Как работает

Первоначально, подается переменное напряжение, которое пройдя через дроссель, попадает на лампу. Так как мощность передается через балласт, который является индуктором, он ограничивает ток и препятствует возникновению короткого замыкания в лампе. Далее ток проходит через нити накаливания и нагревает их, а также присутствующие в трубке газы.

Работа люминесцентных ламп

Разрядная трубка заполнена газообразным аргоном и имеет внутри фосфорное покрытие, а также содержит небольшое количество ртути. Затем ток поступает на стартер, внутри которого есть биметаллическая полоса, расширяемая при нагревании и замыкающая цепи, минуя лампу и создавая короткое замыкание. Когда цепь замкнута, напряжение падает до нуля. После того биметаллическая полоса остынет, она возвращается в исходное положение, открывая цепь. Так как в балласте имеется индуктор и собственное магнитное поле.

Во время размыкания цепи, магнитное поле разрушается и это создается «индуктивный удар с всплеском высокого напряжения, проходящего через нить накала, создавая дугу, для возбуждения фотонов в газовой среде аргона. Их эмиссия вызывает излучение ультрафиолетового света, который, проходя через фосфорное покрытие лампы, преобразуется в видимый свет.

Назначение дросселя

Принципиальные схемы электронных балластов разные. Но все они поддерживают фактическую типовую структурную схему:

  1. Сначала подключается последовательный резистор. Он подключен для ограничения тока перегрузки и короткого замыкания. В некоторых электронных балластах вместо последовательного резистора используется предохранитель. Этот резистор имеет очень низкое значение до 22 Ом.
  2. Затем подключается схема фильтра электромагнитных помех, который состоит из одного последовательного индуктора и одного параллельного конденсатора.
  3. Затем используется выпрямительная схема для преобразования переменного тока в постоянный. Схема мостового выпрямителя состоит из четырех PN диодов.
  4. Конденсатор подключен параллельно для фильтрации постоянного тока, поступающего из выпрямительной цепи.

Применяется инверторная схема с использованием двух транзисторов. Эти транзисторы создают высокочастотный переменный ток и повышающий трансформатор. С частотой в электронном балласте от 20.0 кГц до 8.00 кГц. Как правило, транзистор создает прямоугольный токовый сигнал. Повышающий трансформатор повышает уровень напряжения до 1000.0 В. В начальный момент и после того, как лампочка накаливания загорается, напряжение на ней снижается до 230 В. Таким образом главное назначение дросселя в люминесцентной лампе — сдерживать ток при работе осветительного прибора.

Конструкция

Конструктивно он выполнен из индуктивной катушки, намотанной на ферримагнитный сердечник, имеющего сходство с трансформатором, но с одной обмоткой из медного эмаль-провода.

Типовая структура дросселя:

  • Проволока с изолированным покрытием;
  • сердечник ферритовой конструкции, обеспечивающий индуктивность;
  • компаунд для заливки — негорючее вещество, для дополнительного обеспечения межвитковой изоляции;
  • корпус из термоустойчивых полимеров для размещения функциональных узлов.

Катушка

Дроссель в схеме ЛЛ должен выполнить скачок, чтобы возникло ЭДС самоиндукции катушки по правилу Ленца. Чтобы увеличить эти свойства, провод накручивают на сердечник, тем самым увеличивая электромагнитный поток.

Таким образом, по устройству балласт — это обыкновенная катушка, работающая по типу электротрансформатора.

Катушка дросселя

Обратите внимание! Перед применением нужно их точно рассчитать, чтобы обеспечить работоспособность ламп. Особенно в момент старта свечения, когда потребуется разряд достаточно высокого напряжения, чтобы пробить газовую среду.

После чего балласт, примет на себя функции гасящего устройства. Поскольку для того чтобы ЛЛ светилась, больших параметров тока не требуется, в связи с чем этот класс светильников обладает повышенной экономичностью.

Сердечник для балласта

Индуктивность дросселя люминесцентных ламп обеспечивается сердечником, поэтому он выполняется из пластин с ферромагнитными свойствами, изолированные друг от друга, чтобы препятствовать токам Фуко, создающим недопустимые помехи в работе. Он служит мощным функциональным барьером, как при снижении входного напряжения, так и при его подъеме.

Сердечник

Конструкция относится к низкочастотным схемам. Переменный ток в бытовых электросетях имеет большой диапазон колебаний: от 1.0 до миллиарда Гц и выше и группируется по таким градациям:

  1. Звуковые низкие частоты с диапазоном от 20.1 Гц до 20.1 кГц.
  2. Ультразвуковые от 20.1 кГц до 100.1 кГц.
  3. Сверхвысокие свыше 100.1 кГц.

Дополнительная информация. Сердечник присутствует только у низкочастотных дросселей, в высокочастотных вариантах сердечники не устанавливаются. Для намотки медного провода, применяют пластиковые каркасы или обыкновенные резисторы. В этом случае трансформатор выполнен в форме секционной, многослойной намотки.

Как подобрать

В паспортной документации для дросселя указывается, какие типы, и конфигурации ламп предназначены для работы с ним. Для правильного выбора нужно обратить внимание на следующие данные:

  1. Контрольный список параметров выбора дросселя ЛЛ.
  2. Тип запуска — мгновенный или запрограммированный.
  3. Обычный балластный коэффициент (от 0,77 до 1,1) является значением по умолчанию для большинства ламп.
  4. Входное напряжение — 120/230/380В.
  5. Минимальная начальная температура от −17С до 20С.
  6. Схема — параллель это норма. Это позволяет другим лампам оставаться зажженными, даже если одна лампа в приборе гаснет.
  7. Контроль анти-стратификации — нежелательные яркие и тусклые области, которые могут образовывать структуру стоячей волны по всей длине лампы. Полоски более вероятны, когда лампа работает при низких температурах.
  8. Оценка звука: балласт с рейтингом «А» будет тихо гудеть; балласт с рейтингом «D» вызовет ярко выраженный шум.
  9. Гарантия производителя.

Как подключить дроссель

Установка люминесцентного дросселя не сложная, но, как и всегда, при работе с электрическими цепями, лучше доверить ее квалифицированному специалисту, если у пользователя не соответствующей группы допуска по электробезопасности.

Алгоритм установки дросселя на ЛЛ:

  1. При установке люминесцентного осветительного прибора сначала отключают питание от сети.
  2. Снимают пластину рассеивателя, закрывающую лампу и удаляют саму лампу.
  3. При получении доступа к дросселю снимают с него крышку и отсоединяют все провода. Перед этим рекомендуется удостовериться, что питание прибора не выполняется, используя тестер напряжения.
  4. После приобретения необходимого балласта выполняют зачистку проводов для подсоединяют по указанной схеме.
  5. Включают электропитание только тогда, когда все вышеперечисленные шаги были выполнены в обратном порядке ибалласт будет полностью установлен.

Обратите внимание! Согласно европейским нормам старые дросселя утилизируют, поскольку они содержат токсины, вредные для окружающей среды.

Как заменить

В последнее время очень часто такая операция вызвана необходимостью замены магнитных дросселей на электронные. Этот процесс довольно прост и понятен, но также должен выполнятся специалистами электриками.
Процесс замены балласта с магнитного на электронный:

  1. Отключают питание на прибор.
  2. Открывают светильник, снимают колбу и балластный кожух.
  3. С помощью кусачек обрезают силовые (коричневые) и нейтральные (синие) провода, идущие в прибор.
  4. Закрывают провода проволочными гайками.
  5. Кусачками, отрезают провода и снимают магнитный балласт.
  6. Присоединяют электронный балласт в место, где был магнитный.
  7. Подключают провода питания и нейтрали к соответствующим балластным проводам.
  8. Закрепляют провода проволочными гайками.
  9. Возвращают колбу лампы и дроссельный кожух обратно.
  10. Включают питание на лампу.

Правильно установленные и функционирующие электрические осветительные балласты должны долго проработать, обеспечивая безопасный, хорошо регулируемый ток для ламп освещения без раздражающего мерцания и гудения.

Схема дневного освещения

Дроссель, хоть и выполняет сегодня важную роль в установке ЛЛ, но уже не является незаменимым, его место занял электронный пускорегулирующий аппарат ЭПРА (электронный балласт). Собственникам помещений,планирующим устанавливать такое освещение нужно учитывать, что 1 июля 2018 года в России запрещено применение трубчатых ЛЛ, а также ртутных ламп, а с начала 2020 года будут запрещены люминесцентные и натриевые светильники.

что это такое и схемы подключения

На чтение 6 мин. Просмотров 92 Опубликовано Обновлено

Электронный балласт выступает своеобразным пусковым механизмом, обеспечивающим стабильную работу люминесцентной лампы. Применение данного устройства актуально при недостаточной электрической нагрузке или при отсутствии ограничения в потреблении тока.

Условия для подключения, запуска и горения люминесцентной лампы

Парный электронный балласт люминесцентных ламп

Люминесцентная лампочка представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом с добавлением незначительного количества ртути. На трубке присутствуют электроды, подающие напряжение определенной величины. Формируемое электрическое поле провоцирует появление разряда и, как следствие, тока.

Продуцируемое голубоватое свечение практически неощутимо для человека, поскольку относится к невидимому цветовому диапазону. Издаваемое ультрафиолетовое излучение попадает на покрытие лампы, содержащее соединения фосфора. В результате формируются лучи, находящиеся в видимой части спектра.

При включении люминесцентной лампы наблюдается лавинообразное увеличение тока, что провоцирует снижение сопротивления. Поэтому присоединить такого потребителя напрямую к сети невозможно. Для эффективной и длительной работы лампочки необходимо предупредить перегрев электродов. Для этого используется балластник или дроссель. Он продуцирует дополнительную нагрузку, когда ее не хватает в сети, что ограничивает величину тока.

Основные характеристики балластов

Принцип работы люминесцентной лампы

ПРА – пускорегулирующие аппараты – бывают двух типов: электронные и электромагнитные.

Электромагнитные устройства

Агрегат работает благодаря индуктивному сопротивлению дросселя. Его встраивают в схему последовательно лампе.

Для включения осветительного прибора также необходим стартер. Это небольшое устройство, напоминающее лампу, из категории газоразрядных. Внутри него находятся электроды из биметалла.

Стартер подключают к прибору параллельным способом.

При наличии электромагнитного балласта люминесцентная лампа работает по следующей схеме:

  1. При поступлении напряжения в стартере появляется разряд. В результате происходит разогрев электродов, вследствие чего они замыкаются.
  2. Рабочий ток увеличивается в несколько раз. Этот процесс ограничивает только внутреннее сопротивление дросселя.
  3. На фоне роста показателей тока разогреваются электроды лампы.
  4. При остывании стартера происходит размыкание цепи.
  5. Происходящие процессы приводят к появлению относительно высокого напряжения. В результате происходит «зажигание» источника внутри колбы.

Когда осветительный прибор перейдет в обычный режим работы, его напряжение будет существенно ниже сетевого, чего недостаточно для активации стартера. Поэтому он находится в разомкнутом виде и не влияет на функционирование лампы.

При наличии электромагнитных модулей на включение осветительных приборов уходит относительно много времени. В процессе эксплуатации это время постоянно увеличивается, что является существенным недостатком изделий. Такие источники света мигают в процессе работы, поэтому их не рекомендуется использовать в жилых помещениях. Также они довольно шумны и потребляют много электроэнергии.

Электронные агрегаты

Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) являются своеобразными преобразователями напряжения. В схеме устройств отсутствует стартер. Чтобы понять, что такое ЭПРА для светодиодного или люминесцентного светильника, необходимо разобрать принцип его работы.

Магнитный балласт для компактных ламп (ПРА)

Перед подачей на катоды лампы зажигающего потенциала они подвергаются нагреву. При этом высокая частота напряжения, которое поступает к устройству, увеличивает его КПД и предупреждает мерцание. Также в процесс зажигания может быть задействован колебательная цепь. Она входит в резонанс до того момента, пока в колбе лампы отсутствует разряд. Это приводит к увеличению напряжения и к росту тока, что провоцирует разогрев катодов.

Балласты для компактных ламп

Сравнительно недавно на рынке появились люминесцентные лампы, адаптированные под стандартные плафоны. Это позволяет использовать их в качестве осветительных приборов в помещениях любого назначения без замены светильников.

Балласт компактных ламп размещается внутри патрона. Поэтому их ремонт теоретически возможен, но на практике не осуществляется.

Преимущества и недостатки электронного балласта

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)

Электронный пускорегулирующий аппарат имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • Запуск лампы с электрическим балластом происходит очень быстро – на протяжении 1 секунды после включения.
  • ЭПРА генерирует частоту 38-50 кГц. Поэтому лампы с электронным балластом лишены таких негативных моментов, как мерцание и искажение изображения.
  • Срок службы приборов с электронным ПРА увеличивается в два раза.
  • При выходе из строя люминесцентное устройство с ЭПРА сразу перестает генерировать переменное напряжение. Это существенно увеличивает безопасность изделия.
  • Применение ЭПРА для светодиодных светильников делает невозможным их холодный запуск, что предотвращает эрозию катодов.
  • Подобные устройства работают бесшумно. Поэтому их разрешается использовать в помещениях, где люди находятся длительное время.

Преимуществом электронного балласта для люминесцентных ламп называют простую схему его подключения. Также подобное устройство относится к категории энергоэффективных. При этом его КПД составляет 95%, что является довольно хорошим показателем.

Электронные балласты для ламп дневного света стоят дороже своих электромагнитных аналогов. Также их недостатком называют большую вероятность выхода из строя при скачках напряжения.

Рекомендации специалистов по выбору

При приобретении балластника обращают внимание на мощность модуля. Она должна соответствовать аналогичному показателю осветительного устройства. В противном случае прибор не сможет нормально функционировать.

При покупке балласта нельзя ориентироваться только на его стоимость. Электромагнитные приборы стоят дешевле, но они менее эффективны. Высокая стоимость электронных устройств нивелируется их отличными характеристиками.

Подбор балласта по производителю

ЭПРА с пластиковым корпусом

При покупке дросселя следует ориентироваться на репутацию фирмы, которая его выпускает. Изделие китайского производства не всегда сможет оправдать ожидания пользователей. Специалисты рекомендуют покупать приборы от брендов, продукция которых проверена временем и подтверждена положительными отзывами клиентов.

Качественные балласты имеют крепкий корпус, изготовленный из пластика, устойчивого к деформациям и действию критических температур. Им присвоена степень защиты IP2. Это означает, что в прибор не могут проникнуть посторонние предметы, размер которых больше 12,5 мм.

Признаком хорошего балласта в лампе называют ее плавный запуск. Между включением прибора и появлением освещения всегда присутствует небольшая пауза. При ее отсутствии схема дросселя упрощена, что снижает срок эксплуатации лампы.

Популярные электромагнитные балласты

У пользователей большой популярностью пользуются электромагнитные дроссели, изготовленные фирмой E.Next. Производитель поставляет высококачественную продукцию, которая соответствует международным стандартам. На свои изделия компания предоставляет гарантию и обеспечивает сервисную поддержку.

Не меньшим спросом пользуется продукция известного европейского производителя электрооборудования Philips. Такие изделия позиционируются как энергоэффективные и надежные. При их использовании удается правильно регулировать нагрузку, что положительно сказывается на работе ламп.

Лучшие устройства электронного типа

Дроссель фирмы Osram

Дроссели электронного типа относятся к современным изделиям с оптимальными функциями. Подобную продукцию выпускает немецкая компания Osram. Стоимость балластов от данной фирмы выше китайских аналогов, но ниже в сравнении с изделиями Philips и Vossloh-Schwabe.

Модули Horos относятся к категории бюджетных. Несмотря на невысокую стоимость, они имеют оптимальное КПД, характеризуются низким энергопотреблением. При этом балласты этой фирмы повышают качество работы осветительных устройств и устраняют задержку при включении. При их использовании можно полностью забыть о мерцании осветительных приборов.

Популярность на рынке имеет продукция молодой, но перспективной компании Feron. Она предоставляет покупателям изделия европейского качества по доступным ценам. Балласты Feron предохраняют лампы от перепадов напряжения, устраняют мерцание и экономят электроэнергию. Производимое приборами освещение мягкое и равномерное.

Дроссель для люминесцентных ламп применение в самоделках. Особенности проверки дросселей и стартеров для люминесцентных ламп

В условиях повышения цен на энергоресурсы, увеличения тарифов на электроэнергию, для населения актуальным стал вопрос экономии электричества в домах и квартирах. Разработаны различные технологии, позволяющие использовать более экономичные электроприборы, чем те, которые производились еще несколько десятилетий назад. При организации освещения помещений уже достаточно давно применяются люминесцентные источники света, или лампы дневного света (ЛДС). Они, обеспечивая такую же освещенность, как и обычные лампочки накаливания, потребляют в 5-7 раз меньше электроэнергии, чем их предшественники. Несмотря на то, что появились еще более экономичные светодиодные источники, цена их настолько высока, что в настоящее время использование светильников с ЛДС остается наиболее рациональным решением.

В процессе эксплуатации светильников всегда возможны поломки, отказы в работе некоторых элементов. Для ремонта необходимо знать, как можно проверить лампы дневного света тестером. Для этого нужно представлять, как устроены и как работают такие источники света.

Устройство

Принцип работы ламп дневного света основан на свечении люминофоров в ультрафиолетовом свете.

Сам прибор представляет собой герметичную колбу из тонкого прочного стекла, на поверхность которой внутри нанесен люминофорный состав. Внутри колбы также находится небольшое количество ртути, которая и образует свечение под действием разогретых вольфрамовых спиралей по концам колбы. Перегорание спиралей можно проверить тестером.

В светильниках лампа подключается последовательно с дросселем, представляющим собой катушку индуктивности.

Параллельно лампе подключается стартер. Он представляет собой заключенные в пластмассовый или алюминиевый корпус компактную газоразрядную лампу с биметаллическим контактом и компенсационный конденсатор, который служит для выравнивания тока на лампе стартера.

Принцип работы

Когда электрическая цепь светильника подключается к источнику тока, как правило, это электрическая сеть переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, величины силы тока не хватает, чтобы разогреть спирали в колбе лампы. И вот в этот самый момент газоразрядная лампа под действием тока в цепи включается и разогревает биметаллический контакт, который физически замыкает цепь светильника. Ток увеличивается в несколько раз, спирали в колбе разогреваются до температуры испарения ртути. Чем выше температура, тем выше проводимость паров в колбе.

Величина тока на участке цепи светильника, на котором установлен стартер, падает вдвое и газоразрядная лампа гаснет. Биметаллический контакт остывает, выключается и с этого момента ток течет только внутри колбы и через дроссель. В исправном светильнике стартер больше не участвует в процессе до того момента, пока не нужно будет еще раз разогревать спирали лампы после ее отключения.

Дроссель обеспечивает регулировку тока в цепи, не допуская перегрева спиралей в колбе и их перегорания.

В подавляющем большинстве случаев в конструкциях светильников используется несколько ламп. Их количество четно и они подключаются последовательно по две. Соответственно, стартеры (а их тоже будет два или более – по количеству ламп), тоже подключаются последовательно. В этом случае стартеры должны быть на напряжение 127 В, иначе они не сработают.

Проверка стартера

Проверка светильников с ЛДС заключается в контроле целостности вольфрамовых спиралей, расположенных непосредственно в колбах ламп, а также в контроле работоспособности дросселей и стартеров.


После вскрытия корпуса светильника, лампы надо проверить на наличие почернений у концов колб. Если почернения есть, то в схеме светильника, скорее всего, имеется какая-то неисправность, и, если ее не устранить, то лампы отработают очень недолго.

При отсутствии «признаков жизни» в светильнике следует проверить в первую очередь стартер. Он выходит из строя чаще всего, так как его элементы работают механически в условиях многократно изменяющейся температуры. Разобрав корпус стартера, необходимо осмотреть конденсатор и лампу:

  • конденсатор не должен быть вздутым или взорвавшимся, что может быть следствием наличия скачков большого напряжения в сети;
  • лампа не должна быть сильно почерневшей;
  • далее конденсатор можно проверить с помощью универсального тестера – мультиметра.

Чтобы проверить ЛДС, мультиметр переводится в режим омметра с наибольшим возможным пределом измерения сопротивления. При проведении измерений между выводами конденсатора сопротивление должно быть бесконечным. Если при измерении будет зафиксировано сопротивление менее 2 МОм, то, скорее всего конденсатор имеет недопустимый ток утечки. Но эти признаки, указывающие на неисправность, могут и не выявиться. Очень часто в домашних условиях проверить стартер можно только, установив его в заведомо исправный светильник.

В любом случае, если выяснится, что причиной отказа в работе светильника является стартер, его необходимо заменить.

Целостность спиралей-электродов

Лампы «перегорают» гораздо реже, хотя проверить их проще, чем стартер. Делают это обычным тестером с контрольной лампой или мультиметром, настроенным на измерение сопротивлений. Довольно легко проверить целостность спиралей. Для проверки тестер или мультиметр подключается к паре выводов на отдельном конце колбы.


Если спирали целые, то контрольная лампа тестера должна светиться, а мультиметр должен показывать небольшое сопротивление (около 10 Ом). Если тестер «молчит», а сопротивление мультиметра бесконечно, имеет место обрыв спирали. При обрыве даже одной спирали из двух, лампа, очевидно, работать не будет. В этом случае необходима ее замена.

Проверка дросселя

Следующим шагом будет проверка дросселя. Он во всей этой конструкции самый стойкий элемент, и выходит из строя гораздо реже остальных. Тем не менее важно знать, как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром.


Неисправность его может заключаться в обрыве или перегорании обмотки, нарушении изоляции между витками провода. В обоих случаях неисправность можно выявить, подключив к выводам дросселя мультиметр, настроенный на измерение сопротивления. Если сопротивление между выводами дросселя будет бесконечно, значит, имеет место обрыв или перегорание обмотки. Перегорание обычно предвещается неприятным запахом, исходящим от детали, особенно во время работы. Если сопротивление ничтожно мало, то, скорее всего, нарушена изоляция провода, и произошло межвитковое замыкание в обмотке, или замыкание обмотки на сердечник.

Совершенно очевидно, что все приемы проверки, описанные выше, справедливы только при использовании в светильниках, так называемых электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА). В настоящее время появляются электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), исключающие наличие в схеме стартеров. Устанавливаются такие аппараты и в компактные ртутные лампы дневного света. Пока они достаточно дороги и ремонту своими силами не подлежат, поэтому использование ЭмПРА еще оправдано.

Ознакомившись с принципом работы ламп дневного света, вы заметите, что дроссель для люминесцентных ламп – это незаменимая деталь, выход которой из строя не позволит полноценно пользоваться прибором. Чтобы устройство радовало стабильно качественной работой, следует обязательно проводить проверку посредством специального прибора – мультиметра. А при наличии признаков поломки – быстро ремонтируем.

Особенности конструкции источников светового потока

Любая лампа дневного света, внутри которой содержатся люминесцентные частицы, лучше всего подходят для глаз. Мягкое свечение светового потока обеспечивается за счет специально подобранного состава газа, находящегося внутри. Таким образом, в зависимости от потребностей покупателя он может подобрать следующее устройство:

  • с генерированием желтоватого тона;
  • с генерированием холодноватого белого тона;
  • с генерированием теплого белого тона.

Но чтобы люминесцентная лампа работала безопасно, устройство предполагает наличие специального элемента, который называется дросселем. Для чего нужен дроссель? Внешне он напоминает катушку индуктивности, внутри которой расположен сердечник из ферримагнитного сплава. При работе лампы дроссели позволяют стабилизировать генерируемое свечение. Другими словами, дроссель для ламп дает возможность избавиться от эффекта мерцания. Соответственно, если исправность дросселя нарушена, это приведет к пульсированию освещения, восстановить которое можно только покупкой новой детали.

Обратите внимание! Перед тем как приобрести светильники для лампы дневного света настоятельно рекомендуем уточнить у продавца наличие гарантийного срока на продукцию. Если она имеется, при обнаружении заводских дефектов будет проведена замена. В противном случае восстановление придется вести самостоятельно (если позволяет состояние).

С какими неисправностями можно столкнуться на практике?

В люминесцентных лампах нередко приходится менять ряд деталей, поскольку условия, в которых они работают, очень жесткие. Чтобы определить, почему настольная лампа находится в неисправном состоянии, следует сначала проверить дроссель и стартер. Практика показывает, что именно эти детали чаще всего ломаются в лампах.


В стартере нередко ломаются конденсаторы, которые подключаются к источнику света в параллельном порядке. Если они сгорели, придется подобрать подходящие элементы согласно инструкции от производителя. В этом также может помочь схема подключения, поскольку здесь всегда указывается наименование конденсатора. Всегда проверяйте максимальное напряжение, которое выдерживает элемент. Каждый случай оценивается индивидуально ввиду отсутствия универсальных решений.

Решив проверить лампу, следует сразу прозвонить стартеры, поскольку дроссель ломается очень редко. С его помощью поддерживается оптимальный электронный балласт для люминесцентных ламп. Практика показывает, что наиболее частой причиной поломки является обрыв обмотки. Дело в том, что со временем витки обмотки загораются, так как не могут полноценно справляться с электричеством, которое проходит по ним. Проверка дросселя в таком случае будет довольно простой, поскольку деталь генерирует характерный запах, когда горит.

Лампа дневного света также нередко ломается в результате перегорания вольфрамовой нити. Убедиться в наличии проблемы достаточно легко – нужно проверить лампочку тестером. Также разрешается прозвонить лампочку мультиметром. Чтобы узнать, как прозвонить деталь, достаточно воспользоваться инструкцией к прибору.

Как проводится проверка?

Перед тем как проверить стартер, необходимо приобрести специальный прибор, который называется мультиметром. Зачем это делать? В домашних условиях позволяет легко определить причины выхода ЛДС из строя, проверить, в каком месте она не работает, а также просто провести детальный анализ состояния элементов.

Обратите внимание! В некоторых моделях присутствует звуковая прозвонка. Эта функция позволяет проверить минимальный уровень сопротивления подключенного устройства.

Как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром? Все достаточно просто.

  1. Дросселирующее устройство срабатывает с помощью подключенных двух проводов, которые проходят к нему. Для дальнейшего выполнения работ их надо отключить. Ни в коем случае не делайте это на работающем приборе, иначе вас гарантированно ударит током.
  2. Подсоединяем провода к цоколю контрольной лампочки.
  3. Аккуратно отложив полученную конструкцию, ЛДС надо подключить к электрической сети.



Если прибор исправный, галогеновая лампа сможет загореться в полную силу. Если она загорелась, но при этом не генерирует нужную силу света, значит, дело в дросселе. Всегда помните – перед тем как отремонтировать электрическое устройство, следует выключать его из электросети. Особенностью принципа работы лампы дневного света является то, что она все равно передает напряжение по всем элементам, даже если выключатель переведен в неактивный режим.

С какими поломками можно столкнуться на практике?

Конструкция лампы ДРЛ предусматривает выход из строя большого количества деталей. Поэтому сразу же определить причину поломки и способ ремонта лампы дневного света практически нереально. С другой стороны, досконально зная то, как работает дневное освещение, вы можете с большой вероятностью правильно найти причину всех проблем. Практика показывает, что именно дроссель чаще всего вызывает ряд дополнительных проблем. Есть ряд признаков, на которые следует опираться при определении их неисправности.

  1. Эффект «огненной змейки». Система освещения в таком случае передает слишком высокую величину тока, в результате чего разряд становится нестабильным. Если тестер ламп показал несоответствие рекомендованных параметров, придется поменять дроссель. В некоторых ситуациях требуется и новая ртутная лампа, так как старая уже не загорается с достаточной силой.
  2. Колба становится темной недалеко от выходного контакта. При обнаружении этого дефекта придется приобретать новую лампу. Причиной тому является сломанный пускатель либо неправильная работа катушки индуктивности.
  3. Перегорание спирали. Катушка индуктивности страдает от плохого качества изоляции. В некоторых случаях потеря индуктивности вызвана механическим влиянием. Рекомендуется поменять.
  4. Посторонние звуки и запахи. В катушке появляется замыкание между витками. Перед тем как проверить лампочку, следует внимательно ознакомиться с маркировкой катушки, чтобы приобрести на рынке новую.
  5. Лампа не может включиться. Система освещения не загорится потому, что ПРА вышел из строя, так как внутри оборвался провод в обмотке. С другой стороны, эта проблема появляется довольно редко.

Перед тем как проверить электронный балласт, рекомендуется взять с собой другой прибор освещения, находящийся в 100% рабочем состоянии. После этого проверяется как сама дуговая лампа, так и работа других компонентов. Старый стартер люминесцентной лампы можно без проблем подсоединить к другому устройству. Если в результате оно начнет так же плохо функционировать, вы наверняка будете знать причину. О том, как подключить каждый элемент, следует ознакомиться в схеме. В некоторых моделях указывается оптимальный уровень рабочего напряжения и электрического сопротивления обмотки. Как результат, вы сможете сопоставить имеющуюся информацией с той, которую выдает мультиметр при анализе.

Что нужно делать для правильного выбора долговечной лампы?



Выбирая оптимальную модель между стартерными системами освещения, важно придерживаться советов ниже.

  1. Обратите внимание на наименование бренда-производителя. Практика показывает, что дешевая модель ЛДС является результатом низкого качества производства. Продукция с высоким качеством сборки будет работать как минимум три года, не требуя от владельца замены комплектующих.
  2. На отечественном рынке всегда есть повышенная вероятность покупки бракованной продукции. Обязательно обратите внимание на наличие гарантийного срока. При обнаружении проблем с лампой ЛДС вы сможете вернуть ее обратно, получив свои деньги.
  3. Посоветуйтесь со специалистом, имеющим большой опыт работы с подобной продукцией. Благодаря этому вы сможете максимально четко подобрать неоновую систему освещения, точно зная, что она справится с поставленными задачами.
  4. лампочки. Перед тем как проверить люминесцентную лампу, обязательно сообщите об этом продавцу. Некоторые недобросовестные магазины продают экземпляры с уже нерабочей лампой, не желая проверять ее¸ аргументируя это «потерей заводского вида упаковки». Смело избегайте таких точек продаж.
  5. Убедитесь в отсутствии эффекта мерцания цвета. Днем его практически незаметно – увидеть это можно вечером. Поняв, что свет не рассеивается равномерно, откажитесь от приобретения экземпляра, так как в нем вышел из строя стартер для ламп дневного света. «Выбить» от магазина безвозмездную замену элемента весьма проблематично, так как на практике сложно доказать, что изделие работало в нормальных температурных и влажностных условиях.


Выводы

Если ваш день начался с того, что люминесцентная лампа перестала полноценно работать, придется проводить ремонт. При самостоятельном восстановлении работоспособности всегда соблюдайте технику безопасности. Никогда не работайте без наличия полного набора инструментов и оборудования, которое может потребоваться для замены вышедших из строя деталей. При проверке сначала обратите внимание на состояние дросселя и стартера, поскольку эти компоненты подвержены наибольшему риску выхода из строя. Включайте прибор в розетку только в том случае, когда это действительно необходимо – при неактивном положении выключателя по прибору все равно будет проходить ток.

Благодаря своим техническим характеристикам, люминесцентные лампы (ЛЛ) успешно заменяют лампы накаливания. Выпускается очень много их видов. Маркировка люминесцентных ламп отличается разнообразием. Наилучшими характеристиками обладают модели с разными оттенками белого свечения (ТБ, Б, Е, ХБ и Д). Когда делается расшифровка, вначале стоит обозначение типа лампы Л, а затем характеристика цвета. Они экономичней в плане светоотдачи, и их световые потоки меньше пульсируют. В маркировке последовательно указываются основные параметры лампы: мощность, диаметр трубки, цвет.

Светильники с люминесцентными лампами

Расшифровка импортных изделий отличается от отечественных. Каждая фирма делает ее по-своему. Поэтому их характеристики и схемы следует тщательно изучать перед применением.

Принцип работы

У люминесцентной лампы (ЛЛ), в отличие от лампы накаливания, более сложная конструкция. Она представляет собой стеклянный баллон, заполненный инертным газом и ртутными парами. С двух сторон в нем расположены электроды в виде подогреваемых спиралей. При подаче на них напряжения в парах ртути происходит электрический разряд, от действия которого возникает невидимое ультрафиолетовое излучение. Оно действует на слой люминофора, нанесенный изнутри ровным слоем на стекло, образующий видимое излучение. В зависимости от его состава меняются цветовые оттенки ламп.

Часто светильник перестает работать по разным причинам и возникает вопрос: как проверить люминесцентную лампу? ЛЛ запускаются с помощью пускорегулирующей аппаратуры. Она может быть электромагнитной и электронной.

Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура

Главным элементом ЭмПРА (электромагнитной пускорегулирующей аппаратуры) является балластное сопротивление (дроссель) в виде катушки с железным сердечником, подключенной последовательно к лампе. Дроссель обеспечивает стабильность разряда и ограничивает ток светильника, когда это необходимо.


Схема люминесцентной лампы с ЭмПРА

При включении балластное сопротивление ограничивает стартовый ток, пока разогреваются электроды (катоды), а затем создает повышенное напряжение для зажигания лампы. Такое решение является простым и надежным. К нему предъявляются следующие требования:

  • минимум потерь мощности;
  • температура нагрева не должна превышать 60 0 С;
  • минимальные масса и габариты;
  • отсутствие гудения.

Следующим важным элементом для запуска ЛЛ является стартер тлеющего разряда.


Стартер тлеющего разряда

Его назначение следующее: замыкание электрической цепи лампы при запуске, после чего часть напряжения падает на балластнике, а другая – идет на нагрев катодов; размыкание контактов, шунтирующих лампу при разогреве электродов. В результате возникает импульс высокого напряжения, приложенного к лампе, который ее зажигает.

После того как подается питание на лампу, в стартере появляется разряд, нагревающий биметаллические контакты. Они замыкаются, вызывая увеличение тока в лампе и разогрев катодов. Затем происходит остывание контактов стартера, и снова происходит их размыкание. При этом в цепи создается высоковольтный импульс от явления самоиндукции в дросселе, приводящий к зажиганию лампы.

Как проверить дроссель

Исправность дросселя проверяется на целостность обмотки катушки:

  • отключить стартер и замкнуть накоротко его патрон;
  • снять ЛЛ и замкнуть накоротко патроны с обеих сторон;
  • замерить сопротивление дросселя, подсоединив омметр к электродам лампы.

Дроссели исправны, если при их работе нет перегрева и гудения.


Как проверить дроссель электромагнитный

Как проверить стартер

Электроды стартера в отключенном состоянии разомкнуты, и проверить их исправность невозможно. Стартер заменяют на резервный с той же мощностью.

Неисправные детали, не подлежащие ремонту, следует сразу выбрасывать, чтобы после не было путаницы.

Проверить работоспособность стартера можно, подключив его последовательно с лампой накаливания в розетку 220 В. Он выходит из строя при износе биметаллической пластины или лампы тлеющего разряда. Он не исправен, когда ЛЛ при запуске мигает и не загорается, а повторные пуски не приносят результатов. Это свидетельствует о том, что не хватает напряжения для ее запуска.

Проверка емкости конденсатора

Чтобы измерить емкость конденсаторов мультиметром , их ножки выпаиваются – у каждого по одной. Замена неисправного производится на аналогичный по емкости, напряжению и допускам. Величина допуска имеет большое значение. Его обозначение часто можно увидеть на корпусе детали.

Проверка неисправности лампы

Запуск качественных светильников происходит при напряжении сети, составляющем 90 % от номинального. Их неисправности бывают следующими:

  1. Если лампа не зажигается, ее следует сменить на заведомо исправную. Если и она не работает, надо искать обрыв, менять дроссель и проверять всю пускорегулирующую аппаратуру. Наиболее распространенными причинами могут быть отсутствие контакта в патроне, обрыв в питающих проводах, нарушение герметичности. Держатели со временем изнашиваются, и происходит нарушение контактов. Для восстановления их следует подогнуть или заменить. ЛЛ может не загореться при температуре среды менее -5 0 С, а также при скачках напряжения сети более 7 %. Прозвонка электрической цепи производится последовательным прикладыванием щупов с обеих сторон каждого участка провода между соединениями.
  2. Перегорела спираль. Катоды проверяются тестером или пробником с миниатюрной лампой накаливания на наличие сопротивления. Прибор устанавливают в диапазон минимального сопротивления и подсоединяют к штырькам. Перегоревшая спираль не покажет сопротивления.
  3. Потемнение концов трубки. Это означает, что лампа отработала свой срок.
  4. Лампа не зажигается и светится на концах. Если замена стартера не помогает, значит, не исправен конденсатор.
  5. Лампа мигает и не зажигается, а свечение наблюдается только с одной стороны. Перевернуть трубку и попытаться запустить снова. Если она не зажглась, устанавливают новый светильник или ищут неисправности в проводке и держателях.
  6. Свечение лампы изменилось. Причиной может быть изменение свойств люминофора.
  7. Гудение светильника из-за дребезжания пластин балласта. В таком случае дроссель меняют на новый.
  8. Балластники перегреваются из-за нарушения изоляции между пластинами. В таких случаях делают их замену.
  9. Срабатывает защита при запуске светильника. Пробит компенсирующий конденсатор на входе, или произошло короткое замыкание в цепи питания.
  10. Резко уменьшается световой поток лампы. Причиной может быть пропускание тока только в одном направлении. Светильник следует заменить.
  11. Лампы не зажигаются, а на их концах происходит оранжевое свечение. Это является сигналом, что внутрь попал воздух.
  12. Зажигание происходит нормально, а затем лампа темнеет с концов и гаснет. Следует заменить дроссель, не обеспечивающий требуемый режим работы.
  13. ЛЛ периодически зажигается и гаснет. Причина может быть в стартере или лампе.
  14. Лампа быстро чернеет на концах и у нее перегорают спирали. Срок службы ЛЛ сокращает нестабильность напряжения питания и неисправности в балластном сопротивлении. При плохой работе сети целесообразно применять лампы накаливания.

Почему перегорают лампочки

Неисправности в электронном балласте

В современных ЛЛ больше применяется электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА). Для ее проверки берется такое же заведомо исправное устройство с аналогичными параметрами и подключается с соблюдением схемы к проверяемой лампе. Если светильник нормально заработал, то причина неисправности в блоке.

Не стоит спешить выбрасывать старый блок. Вполне возможно, что всего лишь перегорел предохранитель (рисунок ниже – цифра 1). Он заменяется на аналогичный, с одинаковым диаметром, плавкой проволочки или вставки.

При исправном предохранителе мультиметром проверяются все резисторы, конденсаторы и прочие детали в схеме.


Когда нити накала еле светятся, это связано чаще всего с пробоем конденсатора между ними (цифра 2 на рисунке). Его меняют на аналогичный, но с рабочим напряжением около 2 кВ. На дешевых балластах часто выходят из строя конденсаторы всего на 250-400 В.

Могут выйти из строя транзисторы (цифра 3 на рисунке) из-за скачков напряжения. При работе сварочного аппарата или другой мощной нагрузке ЛЛ лучше выключать. Замену легко найти по аналогу, обозначение которого находится по таблицам или взять отработанный балластник.

Расшифровка первых букв иностранных производителей носит рекламный характер, что создает трудности в определении взаимозаменяемости ламп.


Балластник энергосберегающей лампы

После замены каждой радиодетали проверяется работоспособность электронного балласта путем последовательного включения с лампой накаливания мощностью 40 Вт.

Без нагрузки импульсное устройство ЭПРА быстро выходит из строя. Поэтому в схемах с электронным балластом особое внимание следует уделять отсутствию нарушений контактов.

Поэтому перед включением ЛЛ надо обеспечить надежность контактов электрической цепи.

Импульсный блок питания отработанной энергосберегающей лампы вполне может подойти даже для большой ЛЛ. Нужно снять пластиковый цоколь и правильно подключить контакты колбы к нитям накала трубки.

При установке ЭПРА от другой лампы мощность блоков питания должна быть близкой по величине.

Не всегда удается найти для замены блока питания такое же устройство к встроенным потолочным светильникам на 4 лампы.


Потолочный светильник на 4 лампы

Провода нового ЭПРА нужно соединять с патронами ЛЛ по его схеме. Схему контактных соединений придется переделать. Сначала она собирается на скрутке с обычной изоляцией. При этом на один из концов следует предварительно надеть кусок термоусадочного провода – кембрика. После того как все лампы начнут загораться, изоляция убирается, провода протравливаются паяльной кислотой с последующей пайкой. При аккуратном и точном выполнении ничего сложного в такой работе нет.

Особенно электронный балласт боится, когда путают фазу и ноль.

Некоторые измерения флуоресцентной 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 очень 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 продолжается.

Чтобы провести 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 по две клеммы с каждой стороны, чтобы обеспечить циркуляцию тока 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.

Лампа

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 расположены 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 вскоре после этого расслабляются. 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 УФ-излучения. 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. В 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 фонарь. 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 нормальном 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 на частоте 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 далеко.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. и 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. мертвый короткий.

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 участки). 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.


Удивительная 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 велико 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 фонарь. Теперь в цепи протекает небольшой ток, который нагревает стартер.Это часто можно наблюдать, поскольку стартер обычно светится слабым синим светом. свет.


Стартер светится при разогреве (нажмите для увеличения).

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, который 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) , равное 0,23, что соответствует углу φ 77 °. При сетевом напряжении 236 В полная полная мощность составляет 139 ВА. и полная 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 это также 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 вероятно, 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 наносить удар.


Высоковольтный ударный импульс (–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 пульсирует 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.

Поразительное резюме 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 различные шаги. На нулевом шаге (лампа не горит) нет напряжения. Когда SW1 замкнут (первый шаг), стартер ионизируется и начать нагреваться.Примерно через полсекунды происходит короткое замыкание стартера (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) создание 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 разные.


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 В ) с помощью мультиметра и умножьте их все 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 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 следующим 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).

ПРА прочие

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 обязательный. 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. освещение.


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.


Люминесцентная лампа — обзор

7.6.3 Сравнение с люминесцентными трубками

В случае светодиодных «ламповых» ламп и люминесцентных ламп T8 (или T5) уравнение сложнее, но улучшается.В начале 2013 года поступали сообщения о лампах> 100 лм / Вт (светодиодные лампы Green Ray, например, www.greenrayled.com), однако замена лампы по-прежнему не рекомендуется, поскольку светильники разработаны с учетом флуоресцентных ламп и не являются оптимальными. для светодиодных (направленных). Хотя светодиодные чипы достигли эффективности> 200 лм / Вт, эти диоды еще не производятся серийно, а светодиодная лампа будет иметь все компоненты, упомянутые в предыдущих разделах, и « неэффективность » этих компонентов снизит общую эффективность светильника. (в данном случае светильник — светодиодная трубка).Светодиодные лампы улучшаются [19], и ожидается, что в ближайшие два года или около того, их замена станет возможной. Сегодня есть много предприятий, которые решили провести модернизацию светодиодных трубок и довольны результатами. При использовании современных светодиодных трубок оптимистическая экономия составляет 20%, а при довольно большой разнице в ценах окупаемость более длительная, чем приемлемая (если отсутствуют привлекательные местные стимулы). Кроме того, срок службы люминесцентных ламп хорошего качества может достигать 30 000 часов.

Хотя замена ламп всегда будет предпочтительнее для предприятий, которые ограничены в средствах, лучший способ замены люминесцентных трифонов (прямоугольных встраиваемых люминесцентных светильников) на светодиоды — это замена целого светильника на светодиодный. Это в основном связано с тем, что призматические линзы и параболические светильники оптимально разработаны для люминесцентных ламп и формируют световую диаграмму светильника в соответствии со световой диаграммой от ламп, которая является всенаправленной. Светодиоды однонаправлены (как объяснялось в предыдущих разделах), и поэтому эти люминесцентные светильники плохо работают со светодиодами.Замена светодиодных светильников 2 фута x 4 фута (60 см x 120 см) или 2 фута x 2 фута (60 см x 60 см), которые подходят к потолочной плитке, имеют отличные характеристики (100 лм / Вт от Cree, например [20]), эстетичны, имеют индекс цветопередачи 92 (который отлично подходит для замены в розничной торговле), легко управляемы (с регулировкой яркости и датчиком) и превосходят по характеристикам типичный флуоресцентный излучатель. Дополнительную экономию часто можно получить, используя элементы управления, встроенные в светодиодные светильники, которые сложнее для люминесцентных ламп.Экономическое уравнение остается немного сложным для проектов чистой модернизации, если кто-то желает изменить приспособление, но для новых или реконструируемых проектов окупаемость может быть <3 лет по сравнению с эквивалентным приспособлением T8.

Одна из основных экологических причин, по которым некоторые потребители могут отказаться от люминесцентных ламп (КЛЛ или лампы), заключается в том, что эти лампы содержат ртуть, и, хотя переработка и приветствуется, она, к сожалению, не так распространена, как хотелось бы. Вместо этого использование светодиодов устраняет эту проблему.

Еще один побочный комментарий о лампах: применение, в котором замена светодиодов T8 оказалась чрезвычайно успешной, — это холодильники (в продуктовых магазинах) и холодильных складских помещениях, где из-за низких температур достигается значительная экономия. Проникновение светодиодных «палочек для холодильников», как их еще называют, в США почти 100%. Если вы войдете в Walmart, Target, Walgreens, Whole Foods и многие другие крупные сети, вы увидите только светодиоды в их холодильниках. В Великобритании Tesco также оснастила все свои холодильники светодиодами.

Хотя это не является основной темой данной главы, я хотел бы вкратце остановиться на заменах галогенидов металлов, поскольку они становятся все более распространенными. Уличные фонари, прожекторы и настенные светильники, в которых используются металлогалогенные лампы, получают хорошую конкуренцию со стороны светодиодных светильников. В этом случае заменой редко (если вообще когда-либо) является светодиодная лампа, так как мощность, необходимая для светодиодных ламп, высока (> 30 Вт для прожекторов и> 100 Вт для уличных фонарей), а радиатор должен быть хорошо спроектирован и должен получить достаточную циркуляцию воздуха, это светодиодный светильник.Есть несколько светодиодных светильников, которые могут поместиться в существующий MH (металлогалогенный) светильник (например, голова кобры), но только некоторые из них хорошо спроектированы. Как правило, экономия составляет 50%. Несколько городов по всему миру проводят большие испытания светодиодного уличного освещения, чтобы определить, какие типы являются оптимальными, включая Лондон, Лос-Анджелес, Сан-Диего, Роли, Нью-Йорк и несколько крупных городов Китая. Самые большие проблемы возникают в местах с очень высокими температурами, например, в регионе Персидского залива на Ближнем Востоке или в Аризоне и Неваде в США.В этих регионах ночные температуры могут оставаться довольно высокими, и поэтому износ светодиодных светильников, вероятно, будет более быстрым, поэтому необходимо выбирать соответствующие светильники. Абу-Даби в ОАЭ (Объединенные Арабские Эмираты) планирует заменить свои традиционные уличные фонари на светодиодные и туннельные светильники после 18-месячного тестирования, которое дало очень удовлетворительные результаты.

Основной момент, который следует понять из этой главы, заключается в том, что существует множество модернизированных светодиодов и приспособлений, которые являются отличной заменой для существующих галогенных ламп / ламп накаливания, а также других технологий, но, как указано в ссылке [19] и ранее в этом документе. глава, покупатель, будьте осторожны! Убедитесь, что для светильника доступны данные LM-79, а также данные о сроке службы, если возможно, этикетка с фактами освещения или рейтинг Energy Star (если нет, то еще один хороший вариант — Design Lights Consortium).

Электронные и электромагнитные блоки питания балластов для люминесцентных ламп, балласты, электронные балласты, электронные балласты, электромагнитные балласты, блок пусковых люминесцентных ламп, электронный балласт, источник питания, ламповый свет, дроссель для ламп, контактор для ламп

Электронный и электромагнитный источник питания (ПРА) для пусковых люминесцентных ламп

Электронные балласты

Электронный балласт, или балласт, предназначен для перезапуска цепей люминесцентных ламп.Этот метод обеспечивает более высокую надежность и долговечность ламп. Также при использовании электронного балласта при пуске электросхемы часто не возникает гула и мерцания. Еще одним преимуществом использования ЭПРА является их относительно небольшой вес и габариты.

Схема подключения ЭПРА

Дроссели электромагнитные

ПРА электромагнитные для люминесцентных ламп предназначены для подключения ламп с использованием стартера.Стартер работает только в момент подачи питания на систему зажигания лампы, а после того, как он замкнул цепь и загорелась лампа, напряжение, подаваемое на стартер, снижается. Эта схема подключения менее надежна по сравнению с использованием электронных балластов для ламп, поскольку стартерные двигатели не имеют достаточно длительного срока службы и их необходимо часто менять. А без исправного стартера в этой схеме невозможно зажигание лампы. Также частое включение / выключение ламп создает большую нагрузку на нить накала, что сокращает срок службы ламп.Другими недостатками использования электромагнитных балластов являются: возможное мерцание ламп, относительно долгая работа, более высокое потребление энергии по сравнению с электронным балластом, возможное грохот дроссельной заслонки.

Схема подключения электромагнитного индуктора

Как работает люминесцентная лампа? — Проекты DIY Электроэлектроника

Как работает люминесцентная лампа?



Что такое люминесцентная лампа (лампа накаливания)?
Люминесцентная лампа — газоразрядная лампа.Поскольку в лампе используется флуоресцентная энергия, она называется люминесцентной лампой.
В продаже имеется мощностью 10, 20, 40 и 80 Вт. Их широко используют в домашнем и уличном освещении.

Важные аксессуары, необходимые для люминесцентной лампы:

(1) Стартер:
Стартер выполняет две функции. Их

  • Для завершения схемы первоначально для предварительного нагрева электродов.
  • Когда на дросселе возникает высокое напряжение, стартер размыкает цепь.

В ламповых лампах используются два типа стартеров. А именно
[1] Пускатель накаливания
[2] Пускатель тепловой

(2) Дроссель:

  • Это катушка индуктивности с сердечником.
  • Он будет подключен последовательно с трубкой.
  • Дроссель действует как балласт в рабочем состоянии и обеспечивает импульс напряжения для запуска.
  • Дроссель выполняет две функции. Это
    (а) Для обеспечения очень высокого напряжения (во много раз превышающего напряжение питания) для запуска процесса ионизации в лампе.
    (б) Для ограничения тока в цепи при открытии трубки.

(3) Конденсатор (конденсатор):

  • Конденсатор встроен в люминесцентную лампу для улучшения коэффициента мощности.
  • Он также снижает радиопомехи.

Люминесцентная лампа — Конструкция:

  • Трубка содержит органический газ с небольшим количеством ртути под низким давлением.
  • Тонкий слой флуоресцентного материала в силовой форме покрыт внутренней стороной трубки.
  • Различные флуоресцентные материалы (например, люминофор) дают свет разного цвета.
Принцип работы люминесцентной лампы:

  • Пускатель накаливания — это устройство, работающее от напряжения.
  • Состоит из двух биметаллических электродов, заключенных в стеклянную колбу.
    Один электрод является неподвижным, а другой подвижным и имеет U-образную форму.
    Стеклянная колба заполнена смесью гелия и водорода при низком давлении.
  • В нормальном состоянии (то есть при отключенном питании) клеммы стартера разомкнуты (как показано на рисунке).
  • При включении источника питания фаза питания достигает стартера через дроссель и трубчатый элемент.
  • На стартере накаливания появляется приложенное напряжение.
    Начнется тлеющий разряд между двумя электродами.
    Вырабатываемое тепло изгибает биметаллическую полосу. Следовательно, он входит в контакт с неподвижным электродом и, таким образом, замыкает переключатель.
  • Цепь замыкается дросселем , трубчатым электродом (A), пускателем и трубчатым электродом (B) .
  • Теперь, когда накоротко накоротко свечение между электродами стартера, биметаллическая полоса остывает и контакты размыкаются.
  • Из-за этого внезапного размыкания контактов (размыкания цепи) в дросселе индуцируется высокое напряжение (около 1000 В).
    ПРИМЕЧАНИЕ. Свойство индуктора противодействовать резкому изменению тока.
  • На электродах трубки появляется самоиндуцированное напряжение 1000 В.
  • Это вызывает разряд в трубке. Вырабатывается тепло.
    Этого тепла достаточно для испарения ртути, и разность потенциалов между трубками падает примерно на 110 В.
    Этого напряжения недостаточно для перезапуска стартера накаливания.
  • Таким образом, люминесцентная лампа используется для преобразования ультрафиолетового света в видимое излучение.
Вы также можете прочитать:

Как люминесцентная лампа работает от источника постоянного тока?
Лампа дневного света (люминесцентная лампа) Советы по поиску и устранению неисправностей
Как контролировать скорость шунтирующих двигателей постоянного тока?

Спасибо, что прочитали статью о том, как работает люминесцентная лампа… Пожалуйста, оставьте свои комментарии ниже …. Пожалуйста, поставьте нам лайк в Facebook ….

Уголок вопросов: Роль Дросселя — Индус

Почему дроссель требуется в ламповом свете, а не в КЛЛ?

RAM POOJAN CHAURASIA

Sultanpur, Уттар-Прадеш

Как обычные люминесцентные лампы (обычно длиной 4 фута), так и компактные люминесцентные лампы — КЛЛ (намного меньшие как по длине, так и по диаметру трубки), используемые в осветительных приборах, представляют собой ртутные газоразрядные лампы низкого давления.

Эти лампы генерируют свет в процессе флуоресценции (преобразование невидимого ультрафиолета, УФ в видимый свет) за счет электрического разряда — прохождения электричества через газо-паровую среду вдоль колонны трубки.

Когда электрический разряд может ударить по столбику трубки, образуется много невидимого УФ-излучения с длиной волны в основном 254 нм. Это УФ-излучение, попадая на белое покрытие внутри трубки из флуоресцентного материала — люминофоров, преобразуется в видимый свет с длинами волн в диапазоне 400-700 нм в процессе флуоресценции.

Электрическое сопротивление разрядного столба трубки увеличивается с увеличением размеров и уменьшается с уменьшением размеров лампы.

Для обычной люминесцентной лампы в качестве балласта используется дроссель, который, по сути, является трансформатором утечки (состоящим из обмоток большой катушки), который на мгновение производит индуктивный удар в виде высокого напряжения (приблизительно 1000 вольт), так что может возникнуть электрический разряд. по столбику трубки. Таким образом, в обычной люминесцентной лампе дроссель запускает процесс электрического разряда.

После возникновения разряда его можно поддерживать за счет падения электрического сопротивления столба. Но компактные люминесцентные лампы меньшего размера и гораздо меньшее электрическое сопротивление не требуют таких громоздких дросселей. Вместо этого разряд в КЛЛ инициируется очень компактными электронными схемами, встроенными в держатель КЛЛ. Обычно эти электронные балласты представляют собой небольшие схемы генераторов, генерирующих высокие частоты (приблизительно 10 килогерц), способствующие быстрому запуску лампы без мерцания, поскольку электрический разряд возникает быстрее на таких высоких частотах.

Р. ДЖАГАННАТАН

Группа люминесценции

CECRI

Караикуди, Тамил Наду

Люминесцентный свет: как это работает? Требуется пускорегулирующий аппарат

Когда есть электричество, первое электрическое устройство приходит нам в голову — это свет. Электрическое освещение используют все, будь то небольшой дом или гигантский завод. На протяжении веков мы используем электрическое освещение. Хамфри Дэви продемонстрировал первую электрическую лампу в 1809. Затем Thomas Edition запатентовал лампу накаливания с углеродной нитью в 1879. Ртутная лампа, которая является основой Люминесцентных ламп была впервые представлена ​​на фотографии в 1901 Питером Купером Хьюиттом. Но официально патент на люминесцентную лампу получил Эдмунд Гермер в 1926 . С тех пор в люминесцентных лампах реализовано так много усовершенствований, и сегодня мы используем оптимизированное устройство, которое намного лучше осветляет темноту, потребляя сравнительно меньше энергии.Мы рассмотрим здесь весь флуоресцентный свет .



Я сделаю это очень простым для вашего понимания. Чтобы знать это с самого начала, вам нужно знать: «Что означает слово Флуоресцентный »? И прежде чем прибегнуть к слову флуоресцентный, я коротко остановлюсь на люминесценции , накаливании .

Что такое люминесценция?

Холодные (не нагретые) тела, излучающие свет, называются люминесцентными.Некоторые кристаллы или камни люминесцентные. Свет исходит из этих материалов, возможно, из-за некоторых химических реакций или субатомных движений, происходящих внутри этих материалов. В некоторых навигационных и авиационных приборах, а также на циферблате и стрелках часов эти люминесцентные материалы имеют покрытие, которое также можно увидеть в темноте. Свет исходит из светлячков — это тоже пример свечения.

Что такое накаливание?

Слово Incandescence происходит от латинского глагола incandescent, , что означает Glow White.

Когда горячее тело светится под воздействием температуры, это называется накаливанием. Лампа накаливания существует до тех пор, пока тело не станет горячим, и свет уменьшается с понижением температуры тела.

Лампы накаливания

были изобретены раньше, чем люминесцентные лампы, и они светятся, когда нить накаливания нагревается за счет протекания через нее сильного тока.

Люминесцентные лампы

созданы для преодоления недостатков ламп накаливания, которые составляют

  • Лампа накаливания создает высокую температуру.
  • Потребляет больше энергии. Используя люминесцентные лампы, мы можем экономить электроэнергию.
  • Мы не можем генерировать свет разных цветов в декоративных целях.
  • Срок службы лампы накаливания меньше.

Что такое флуоресценция?

Флуоресценция не имеет такого света, как люминесценция. Кроме того, он не светится от тепла. Такие материалы поглощают излучение других людей, а затем повторно излучают его.

Флуоресцентный свет имеет более длинную волну, чем свет, который он поглощает.Следовательно, он имеет меньшую энергию, чем поглощенное излучение. Обычно флуоресцентный материал поглощает УФ-излучение и затем светится.

Люминесцентная лампа также работает по этому принципу. Трубка для пара низкого давления имеет флуоресцентный материал, покрытый внутренней стенкой стеклянной трубки, который излучает свет один раз после поглощения УФ-света, образующегося в результате химической реакции, когда через нее протекает ток. Ниже мы обсудим, как это работает… !!


  1. Имеет герметичную стеклянную трубку .Трубка заполнена инертным газом (обычно аргоном) при очень низком давлении.
  2. Крошечное количество капли ртути находится внутри стеклянной трубки.
  3. Внутренняя стенка стеклянной трубки покрыта порошком люминофора , который представляет собой флуоресцентный материал белого цвета, поэтому трубка нам кажется белой.
  4. На каждом конце трубки расположены две нити из вольфрама, которые действуют как электроды. Один как положительный электрод или анод, а другой как отрицательный электрод или катод.
  5. Балласт для регулирования мощности на электродах.
  6. А Стартер.

Принцип работы люминесцентной лампы довольно сложен, но не труден для понимания, и мне это показалось очень интересным. Для вашего удобства я сначала опишу основной свет и как он работает ..! Затем мы перейдем к балласту и стартеру и обсудим использование этих двух устройств в цепи люминесцентных ламп.Не забудьте прочитать о Использование стартера , включение флуоресцентного света — это самый сложный и интересный процесс.

Итак, стеклянная трубка флуоресцентного света имеет по два электрода на каждом конце. Один действует как анод, а другой действует как катод, когда лампа подключена к источнику переменного тока. Один держит положительный заряд, а другой отрицательный. Таким образом, между двумя электродами трубки, заполненной инертным газом (в целом аргоном) при очень низком давлении, возникает разность электрических потенциалов.Эта разность потенциалов и очень низкое давление вызывают разрушение молекулы газа и высвобождение свободных электронов, которые могут переносить ток. Этот процесс называется ионизацией . Как мы знаем, инертный газ имеет максимальное количество электронов во внешней валентной зоне; в ионизированном состоянии он может быть хорошим проводником.

До этого мы обсуждали простой электронный процесс разряда газовой трубки, при котором заряд перетекает от одного электрода к другому. Но этот поток тока не тот свет, который мы получаем от люминесцентной лампы.Внутри трубки происходит еще несколько процессов, и все вместе они генерируют свет.

Затем роль Меркурия происходит внутри люминесцентной лампы. Два электрода трубки нагреваются по мере протекания через нее тока. Небольшое количество ртути, присутствующее в стеклянной трубке, переходит из жидкого в парообразное из-за более высокой температуры и заряда внутри трубки. Когда ионы инертного газа перемещаются внутри трубки от одного электрода к другому, некоторые из них сталкиваются с газообразным атомом ртути.Это столкновение производит некоторую энергию, и эти энергии высвобождаются и становятся ультрафиолетовыми лучами излучения. Частота УФ-излучения очень высока, а длина волны настолько мала, что не может быть видна человеческим глазом.

До сих пор мы знали, что ультрафиолетовый свет генерируется внутри люминесцентной лампы. Но ультрафиолетовый свет бесполезен, поскольку он невидим, он не может дать нам нужный нам свет. Здесь изображено покрытие Phosphor на внутренней стенке стеклянной трубки. Люминофор — это флуоресцентный материал.Таким образом, он поглощает излучение, а затем повторно излучает его с большей длиной волны, чем исходное излучение. Таким образом, покрытие Phosphor поглощает ультрафиолетовый свет и излучает последний свет, который мы видим, исходящий от люминесцентной лампы. После всех этих последовательных процессов мы получаем яркий, чистый и прохладный свет от люминесцентных ламп.

Также проверьте:

Мы знали, как светится свет. Но мы не можем игнорировать роль стартера и балласта, которая присутствует и связана с люминесцентным светом.Без стартера люминесцентная лампа не включится или даже запустится случайно, она будет мерцать или не обеспечивать непрерывный поток света. Без балласта также не загорится свет, поскольку он обеспечивает более высокое напряжение для запуска света. Балласт также контролирует ток через трубку, чтобы защитить ее от короткого замыкания.

И стартер, и балласт, и два электрода соединены последовательно. См. Схемы для пояснения.

Потребность стартера в люминесцентном свете

Мы знаем, что газ — плохой проводник электричества.Но высокое напряжение в газе может ионизировать газ, и он начнет проводить. И величина напряжения, при котором газ будет ионизироваться, зависит от температуры этого газа. Более холодный газ имеет более высокое сопротивление и требует сравнительно большего напряжения на нем для ионизации. Но создание более высокого напряжения может быть трудным и довольно опасным. Поэтому, не прибегая к более высокому напряжению, предпочтительно предварительно нагреть газ внутри люминесцентной лампы перед его ионизацией. Кроме того, расстояние между двумя электродами люминесцентной лампы велико, поэтому трудно ионизировать холодный газ внутри нее, даже если мы подаем на него более высокое напряжение.Таким образом, газ внутри трубки необходимо предварительно подогреть.

Как работает Strater?

Стартер действует как таймерный переключатель цепи. Это также небольшая трубка мощностью 1 ватт, внутри которой находится газ неон или аргон, а внутри трубки есть металлическая полоса, которая может расширяться и переворачиваться, когда она подвергается воздействию тепла. Короче говоря, это выключатель, который замыкается, когда нагревается, и размыкается, когда холодно.

Металлический откидной переключатель открывается , или он не соединяет тракт.Но когда мы включаем флуоресцентный свет, на стеклянной трубке ( трубка люминесцентного света и трубка стартера ) возникает разность потенциалов. Но расстояние между двумя электродами флуоресцентного света намного больше, чем расстояние между двумя выводами статера. Таким образом, газ внутри статера немедленно нагревается разностью потенциалов на нем, и из-за этого тепла металлическая полоса расширяется и касается другого конца, или закрывает путь.В результате ток течет через стартер, а не через трубку люминесцентной лампы.

См. Рисунок ниже.

Первоначально, когда питание подается в эту цепь, ток не будет течь через трубку. Ток будет пропущен через стартер, так как он сразу нагреется, и металлическая полоса сработает.

Когда выключатель стартера замкнут, ток будет проходить через него, а также через два электрода лампы. Поскольку эти два электрода сделаны из вольфрама, он будет быстро нагреваться и передавать свою температуру молекулам газа вокруг него.Таким образом, температура газа в трубке люминесцентной лампы () повысится до .

При протекании тока через клеммы пускателя не будет разницы потенциалов, так как он закорочен. Падение потенциала вызовет падение температуры в течение 1-2 секунд. И как только температура исчезнет, ​​металлическая полоска снова откинется назад и отключит ток.

Когда стартер отключается, балласт сразу же выдает высокое напряжение.Поскольку в балласте есть трансформатор, и когда внезапно прекращается ток, магнитное поле трансформатора разрушается, и возникает высокое индуктивное напряжение. Это напряжение ионизирует газ внутри трубки люминесцентной лампы, которая уже нагрета. И тогда ток начинает течь от одного электрода к другому внутри трубки.

Если два электрода не смогли получить достаточное напряжение от балласта при выключении стартера, то газ внутри трубки не будет ионизирован, или лампа не запустится.И если Лампа не запустилась, стартер снова испытывает разность потенциалов на своем выводе, и он снова нагревается. Металлическая полоса снова перевернется, чтобы закрыть путь. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока газ внутри трубки лампы не станет достаточно нагретым для ионизации.

Газ внутри трубки ионизировался. Выключатель стартера остается разомкнутым.

Как только газ внутри трубки ионизируется под действием высокого напряжения от балласта при выключении стартера, весь ток начинает течь через стеклянную трубку люминесцентной лампы.Таким образом, стартер больше не испытает никакой разницы потенциалов. И стартер останется открытым.

Посмотрите этот анимационный видеоролик, чтобы прояснить свою концепцию.



Потребность в балласте

  1. 1 Балласт играет очень важную роль в запуске лампы и защите ее от сильного тока. Когда металлическая полоса стартера переворачивается или когда выключатель стартера выключается, балласт обеспечивает высокое напряжение через электроды люминесцентной лампы.
  2. Когда газ внутри трубки люминесцентного света получил ионизированный ток, начал течь через трубку от одного конца к другому. На этот раз ограничение балласта, ток через него. Если он не ограничивает ток, путь закорочится, и через трубку начнет протекать большой ток. Что либо расплавит вольфрамовые катушки, либо взорвет стеклянную трубку.

Как работает балласт?

Внутри балласта находится повышающий трансформатор, обеспечивающий высокое напряжение при запуске лампы.И внутри него есть реактор или дроссель, который ограничивает ток, протекающий через него.

Магнитный балласт имеет трансформатор для регулирования мощности. Катушка трансформатора работает как индуктор. Когда ток течет через индуктор, создается магнитное поле. А магнитное поле всегда препятствует изменению тока. Таким образом ограничивается рост тока в цепи.

Флуоресцентный свет, который мы используем сейчас, намного усовершенствован, чем было обнаружено. Он разработан для повышения эффективности при меньшем потреблении энергии.Размер тоже уплотнен. CFL , который мы используем в настоящее время, также является люминесцентной лампой, в которой используется спиральная стеклянная трубка и компактный балласт для электроники.

Использование стартера также не рекомендуется . Современные люминесцентные лампы используют технологию импульсного запуска для запуска лампы, и компоненты этого импульсного запуска встроены в сам балласт. Называется она быстрой пусковой лампой . Здесь балласт направляется по каналам и настраивает ток на электроды непрерывно, чтобы нагреть их.

Используется компактный балласт для электроники, в котором не используются магнитные или индукционные методы для ограничения тока. Для той же работы в нем используются полупроводники. Где Магнитный балласт использовал трансформатор для управления электроэнергией.

  • Это на дешевле остальных светильников. Балласт довольно дорогой, но его хватает надолго. Мы должны заменить стеклянную трубку светильника, что примерно на 60% дешевле, чем у других светильников.
  • Свет от люминесцентной лампы не выделяет тепла в такой степени, как лампа накаливания.
  • Срок службы этой лампы дольше, чем у других ламп. Работает около 9000 часов. После длительного периода, когда ртуть внутри него полностью растворяется с другим газом, он начинает мерцать и прекращается. Иногда вольфрамовая нить также перегорает из-за более высокого тока.
  • У нас можно получить люминесцентные лампы разных цветов . Для бытового использования доступны светильники двух цветов. теплый белый и холодный белый . Но для украшения у нас могут быть лампы красного, зеленого, розового, желтого цвета и т. Д.
  • Излучает рассеянный свет. Он не создает четких теней объектов.
  • Стоимость установки выше . Изначально нам понадобятся подставка, балласт, стартер и лампочка, вместе они стоят в три раза дороже других фонарей.
  • Он мерцает при запуске, что может немного раздражать. и если мы будем смотреть на мерцающую трубку, это может вызвать напряжение, головную боль и боль в глазах.
  • Сильно мерцает в конце жизненного цикла, когда в трубке не остается достаточного количества ртути.

Спасибо, что посетили наш сайт. Надеюсь, эта информация будет вам полезна. Свяжитесь с нами в Facebook, Twitter, Google+ и Youtube

Как работает конденсатор в люминесцентной лампе?

Основы работы с конденсатором

Конденсатор — это старый термин для обозначения конденсатора, устройства, которое функционирует как очень маленькая батарея внутри цепи. По сути, конденсатор состоит из двух металлических листов, разделенных тонким изолирующим листом, который называется диэлектриком.Когда на конденсатор подается напряжение, в металлических листах накапливается небольшое количество электричества. Когда напряжение понижается, конденсатор разряжает накопленную электроэнергию. Конденсаторы являются одними из самых полезных электронных компонентов и используются во всем, от компьютерной памяти до зажигания автомобилей.

Основы работы с флуоресцентными лампами

Прежде чем вы сможете понять, как работают конденсаторы в люминесцентных лампах, вам необходимо кое-что узнать о самих лампах.Люминесцентную лампу сложно контролировать. Он имеет электроды на обоих концах и работает, пропуская ток через газ между этими электродами. Когда лампа впервые включается, газ устойчив к электричеству. Однако как только электричество начинает течь, сопротивление быстро падает, благодаря чему ток течет все быстрее и быстрее. Если бы ничего не было сделано, чтобы контролировать скорость тока, через него протекало бы столько электричества, что оно слишком сильно нагрело бы газ и привело бы к взрыву лампочки.

Балласт

Балласт контролирует ток, протекающий через клапан, а конденсатор делает балласт более эффективным. Самый простой балласт — это моток проволоки. Когда электричество течет в катушку, она создает магнитное поле. Это поле сопротивляется потоку электричества, не позволяя ему строить. Электроэнергия, питающая люминесцентную лампу, — это переменный или переменный ток. Это означает, что он меняет направление много раз в секунду. Когда электричество меняет направление, движущееся магнитное поле в катушке замедляет его.Когда электричество начинает накапливаться, оно уже снова меняет направление. Катушка всегда находится на шаг впереди, предотвращая чрезмерное накопление электрического тока.

Не в фазе

Однако у катушки есть стоимость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *