Электронный дроссель для ламп дневного света

Электронный и электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп

Несмотря на повышение спроса на светодиодные источники света, люминесцентные лампы все еще остаются на пике популярности. Во многом это объясняется относительно небольшой стоимостью осветительного устройства и пускорегулирующего аппарата (далее ПРА), необходимого для его работы. Рассмотрим функциональное назначение и принцип работы последних.

Основные функции

Люминесцентные источники света не представляется возможным напрямую включить в электрическую сеть. На это имеются следующие причины:

  • чтобы создать стойкий разряд в лампе люминесцентного типа, необходимо предварительно разогреть ее электроды и подать на них стартовый импульс;
  • поскольку источники света газоразрядного типа обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением, для них характерно после выхода в рабочий режим возрастание силы тока. Его необходимо ограничивать, чтобы не допустить выхода источника света из строя.

Исходя из описанных выше причин, необходимо использовать ПРА.

ПРА электромагнитного типа

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя на примере типичной схемы подключения для ламп газоразрядного типа .

Типичная схема подключения

На схеме обозначены:

  • EL – лампа газоразрядного (люминесцентного) типа;
  • SF – стартер, он представляет собой устройство состоящее из колбы, наполненной инертным газом, внутри нее находятся контакты из биметалла. Параллельно к колбе установлен конденсатор;
  • LL –дроссель (электромагнитный);
  • спирали лампы (1 и 2);
  • C – конденсатор (компенсирует реактивную мощность), его емкость зависит от мощности лампы, ниже показана таблица соответствия.
Мощность газоразрядного источника (Вт) Емкость конденсатора (мкФ)
15 4,50
18 4,50
30 4,50
36 4,50
58 7,00

Встречаются устройства, в схемах которых отсутствует компенсирующий конденсатор, это недопустимо, поскольку реактивная нагрузка приводит к следующим негативным последствиям:

  • происходит увеличение потребляемой мощности, что приводит к повышенному расходу электроэнергии;
  • существенно сокращается ресурс оборудования.

Теперь перейдем непосредственно к принципу работы, приведенной выше типовой схемы. Условно ее можно разделить на следующие этапы:

  • при подключении к электросети, через цепь дроссель «LL» – спираль « 1» – стартер «SF» – спираль «2» начинает проходить ток, сила которого от 40 до 50 мА;
  • под воздействием этого процесса в колбе стартера ионизируется инертный газ, что приводит к повышению силы тока и разогреву биметаллических контактов;
  • нагревшиеся электроды в стартере замыкаются, это вызывает резкое повышение силы тока, примерно до 600 мА. Дальнейший его рост ограничивает индуктивность дросселя;
  • за счет увеличившейся силы тока в цепи происходит разогрев спиралей (1 и 2), в результате чего ими излучаются электроны, разогревается газовая смесь, что приводит к разряду ;
  • под воздействием разряда возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из люминофора. В результате он светится в видимом спектре;
  • когда источник света «зажигается», его сопротивление уменьшается, соответственно, понижается напряжение на дросселе (до 110 В);
  • контакты стартера остывают и размыкаются.

Тандемное подключение

Ниже показана схема, где две лампы люминесцентного типа включены последовательно.

Схема тандемного подключения

Принцип работы у представленной схемы не отличается от типового подключения, единственная разница — в параметрах стартеров. При двухламповом подключении применяются стартеры, у которых «пробивное» напряжение 110 В (тип S2), для однолампового – 220 В (тип S10).

Стартеры S10 и S2 на 220 и 110 В соответственно

Особенности дросселей электромагнитного типа

Говоря об особенностях электромагнитных ПРА, необходимо заметить, что единственные преимущества этих устройств – относительно невысокая цена, простая эксплуатация и несложный монтаж. Недостатков у классической схемы подключения значительно больше:

  • наличие громоздкого и «шумного» дросселя;
  • стартеры, к сожалению, не отличаются надежностью;
  • наличие эффекта стробирования (лампа мерцает с частотой 50 Гц) вызывает повышенную утомляемость у человека, что приводит к снижению его работоспособности;
  • при вышедших из строя стартерах проявляется фальстарт, то есть лампа, перед тем как «зажечься», несколько раз мигает, это снижает рабочий ресурс источника света;
  • примерно около 25% мощности расходуется на электромагнитный балласт, в результате существенно снижается КПД.

Использование электронного ПРА позволяет избавиться от большинства из перечисленных выше недостатков.

Пускорегулирующий аппарат электронного типа (ЭПРА)

Массово ЭПРА появились не так давно, около тридцати лет назад, в настоящее время они практически вытеснили электромагнитные устройства. Этому способствовали многочисленные преимущества перед классической схемой включения, назовем основные из них:

  • повышение световой отдачи ламп люминесцентного типа благодаря высокочастотному разряду;
  • отсутствие шума, характерного для низкочастотных электромагнитных дросселей;
  • снижение эффекта стробирования значительно расширило сферу применения;
  • отсутствие фальстарта увеличивает срок эксплуатации люминесцентных источников;
  • КПД может достигать 97%;
  • по сравнению с ПРА электромагнитного типа, энергопотребление снижено на 30%;
  • нет необходимости компенсировать реактивную нагрузку;
  • в некоторых моделях электронных устройств предусмотрено управление мощностью источника освещения, это производится регулировкой частоты в преобразователе напряжения.

ЭПЛА внешний вид и внутренне устройство

Стоит также отметить: благодаря отсутствию громоздкого дросселя, стало возможным уменьшить размеры электронного балласта, что позволило разместить его в цоколе. Это существенно расширяет сферу применения, делая возможным использование в осветительных приборах вместо источников, в которых используется нить накала.

ЭПРА, размещенный в цоколе

В качестве примера приведем схему простого электронного балласта, типичную для большинства недорогих устройств.

Схема типичного ЭПРА

Перечень элементов:

  • номиналы резисторов: R1 и R2 -15 Ом, R3 и R4 – 2,2 Ом, R5 – 620 кОм, R6 – 1,6 Мом;
  • используемые конденсаторы: C1 – 47 нФ 400 В, С2 – 6800 пФ 1200 В, С3 – 2200пФ, С4 – 22 нФ, С5 – 4,7 мкФ 350 В;
  • диоды: VD1-VD7 – 1N400;
  • транзисторы: Т1 и Т2 – 13003;
  • диодный симистор VS – DB3.

Завершая тему ЭПРА, необходимо заметить — их существенным недостатком является относительно высокая стоимость качественных устройств. Что касается недорогих моделей, надежность таковых оставляет желать лучшего.

Подключение без балласта

При необходимости газоразрядные источники света возможно включить в сеть питания без электромагнитного или электронного балласта. Схема такого включения показана ниже.

Бездроссельный способ подключения

Для реализации такого подключения понадобится:

  • лампа люминесцентного типа – 40 Вт и накаливания – 60 Вт (последняя будет работать как балластное сопротивление);
  • два конденсатора 0,47 мкФ 400 В (играют роль умножителя);
  • диодный мост КЦ404А или аналогичный, можно использовать четыре диода, рассчитанных под ток не менее 1 А и обратное импульсное напряжение 600 В.

Данная схема проигрывает по своим параметрам подключению при помощи электромагнитного дросселя и ЭПРА. Она приведена для ознакомления.

Назначение и подключение дросселя для ламп дневного света

В условиях постоянного роста тарифов на использование электроэнергии, значительно увеличился спрос населения на более экономичные люминесцентные лампы (лампы дневного света).

  • Принцип действия ↓
  • Виды ↓
  • Подключение лампы дневного света ↓
  • Неисправности и ремонт электромагнитного ПРА ↓
  • Ремонт ↓
  • Использование мультиметра ↓
  • Советы ↓

Существует достаточно много вариантов их внешнего вида, однако, все они внутри устроены одинаково.

Внутри стеклянной колбы, какой бы формы она ни была, имеются:

  1. Инертный газ с парами ртути.
  2. Спиральные электроды. Люминесцентное покрытие (люминофор), нанесенное на стенки колбы.

Принцип работы заключается в следующем: под действием электрического тока, спирали (электроды) раскаляются и зажигают газ, под действием которого начинает светиться люминофор.

Из-за ограниченных размеров электродов, напряжения бытовой электросети недостаточно для их розжига. Поэтому, для розжига электродов применяют специальный элемент – дроссель. Кроме того, во избежание перегрева спирали, используется еще один элемент – стартер, который после зажигания газа отключает накал электродов.

Конструктивно, дроссель (ЭмПРА) представляет собой катушку индуктивности со специальным ферромагнитным сердечником. Как правило, катушка с сердечником помещена в металлический корпус.

Принцип действия

Принцип работы лампы дневного света

В момент включения, первым начинает работу стартер. Он прогревает биметаллические электроды, в результате чего происходит их короткое замыкание. После этого, ток в цепи ограничиваясь только внутренним сопротивлением дросселя, резко возрастает (более чем в 3 раза). Электроды лампы мгновенно разогреваются, а биметаллические контакты стартера, остывая, размыкают цепь запуска.

В момент разрыва электрической цепи в ЭмПРА, благодаря эффекту самоиндукции, возникает высоковольтный импульс (800-1000 В), который обеспечивает электрический разряд в среде инертного газа.

Под действием этого разряда, начинается невидимое ультрафиолетовое свечение паров ртути, которое, воздействуя на люминофор, заставляет его светиться в видимом спектре.

При дальнейшей работе, электрический ток равномерно распределяется между дросселем и лампой, обеспечивая таки образом стабильную работу. При этом, пускорегулирующий аппарат (ПРА) не расходует энергию, а только накапливает ее и преобразовывает.

После зажигания газа, напряжение в колбе не превышает половины напряжения электросети, что недостаточно для последующего замыкания контактов стартера. Таким образом, при устойчивом свечении, стартер не участвует в рабочем процессе и его контакты остаются разомкнутыми.

Избежать этого эффекта помогает использование так называемого электронного дросселя (ЭПРА), принцип действия которого заключается в следующем:

  1. Низкочастотное напряжение бытовой электросети преобразуется в постоянное.
  2. Полученное постоянное напряжение инвертируется в высокочастотное (до 133 кГц) переменное напряжение.
  3. При подключении ЭПРА происходит резкое увеличение силы тока и напряжения до величин, достаточной для прогрева электродов и возникновения газового разряда.
  4. После начала свечения люминофора, напряжение на электродах уменьшается до величины напряжения свечения, а частота импульсов изменяется до уровня, при котором устанавливается ток номинального значения.

Использование электронного балласта позволяет обеспечить розжиг электродов мгновенно и при этом избавиться от неприятного “моргания”.

Существует несколько способов классификации ПРА, используемых в схемах подключения люминесцентных ламп.

При этом, их различают по:

  1. Принципу работы:
    • ЭмПРА (электромагнитные дроссели);
    • ЭПРА (электронные балласты);
  2. По уровню потери мощности, (уровень потери энергии дросселя может составлять от 15 до 100% мощности лампы):
    • D (обычный);
    • С (пониженный);
    • В (особо низкий);
  3. По уровню звукового шума:
    • Н (нормальный);
    • П (пониженный);
    • С (очень низкий);
    • А (особо низкий);

Подключение лампы дневного света

В общем случае, ЭмПРА к лампе дневного света подключается по последовательной электрической схеме. При этом, стартер подключается параллельно лампе, а параллельно электрической сети подключается компенсационный конденсатор, который служит для коррекции коэффициента мощности.

Электрическая схема подключения электронного балласта (ЭПРА) к люминесцентной лампе еще проще. В ней вообще отсутствуют дополнительные радиоэлементы.

Существует также большое количество электрических схем подключения ламп дневного света вообще без стартера или любых видов ПРА. Среди них особенно популярна электрическая бездроссельная схема, применение которой нисколько не изменяет технических характеристик люминесцентной лампы, но зато значительно продлевает срок ее службы.

Неисправности и ремонт электромагнитного ПРА

Чаще всего, источником неисправностей, связанных с применением ламп дневного света, является электрическая схема включения ПРА и стартера.

Мгновенно определить причину неисправности достаточно сложно, однако, существуют характерные визуальные эффекты, позволяющие выделить среди причин, вызвавших дефект, неисправный дроссель.

К таким визуальным эффектам относятся:

  1. “Огненная змейка”, вьющаяся по колбе. Ее появление свидетельствует о том, ток в лампе превышает допустимое значение, вследствие чего, электрический разряд стал нестабильным. Если при проверке вольт-амперной характеристики лампы, выявлены несоответствия заданным параметрам, то дроссель нужно менять.
  2. Потемнение колбы в зоне выходных контактов. Если потемнела колба в зоне цоколя, значит лампа скоро выйдет из строя. Основная причина этого явления – несоответствие значений пускового и рабочего тока вольт-амперной характеристике. Это чаще всего связано с неисправностью ПРА.
  3. Перегоревшие спирали. Чаще всего, спирали в лампе дневного света перегорают по причине сильной изношенности изоляции обмотки ЭмПРА.
  4. Запах гари или появление посторонних звуков. Возможно межвитковое замыкание в катушке индуктивности.
  5. Лампа не включается. Причиной также может быть неисправный ПРА, в котором произошел обрыв провода в обмотке. Правда этот вид неисправности встречается редко.
Читайте также  Диодная лампа мигает при включенном свете

Ремонт

Самостоятельный ремонт ПРА рекомендуется проводить только специалистам, имеющим определенный опыт в осуществлении слесарных и электро-монтажных работ. Кроме того, необходимо наличие измерительных приборов и знание основных правил техники безопасности.

Приступая к замене или ремонту дросселя, необходимо отключить светильник от сети электропитания. Простое отключение его с помощью выключателя не избавит его от наличия напряжения на лампе.

Только после этого можно приступить к демонтажу ПРА и установке на его место нового. При этом, необходимо внимательно следить за тем, чтобы соединить провода в том же порядке, в каком они были подключены ранее.

ВАЖНО: схемы подключения конкретных моделей нанесены на их корпусах. Там же указывают рабочее напряжение и электрическое сопротивление обмотки индуктивности.

Использование мультиметра

На определенном этапе проведения ремонтных работ, можно воспользоваться мультиметром.

С его помощью можно определить:

  1. Целостность обмотки катушки индуктивности и ее электрическое сопротивление.
  2. Наличие межвиткового замыкания.
  3. Наличие обрыва в обмотке катушки индуктивности.

Однако, ремонт обмотки катушки индуктивности – дело не простое и также требует определенных навыков. Поэтому, в случае необходимости, проведение таких работ лучше поручить специалистам.

Советы

Выбирая новый ПРА:

  1. Необходимо обратить особое внимание на бренд изготовителя. Как правило, приобретение дешевого изделия неизвестного производителя гарантирует низкое качество изготовления. Надежный ПРА должен обеспечить надежную работу в течение не менее 3-х лет.
  2. На рынке можно случайно приобрести бракованное изделие. Поэтому, если позволяет бюджет, лучше приобрести несколько штук и договориться с продавцом о последующем возврате оставшихся.
  3. Лучше посоветоваться с людьми, имеющими определенный опыт работы с люминесцентными осветительными приборами.

В настоящее время, электронные ПРА, несмотря на относительно высокую цену, приобретают все большую популярность.

Ведь их использование позволяет:

  1. Увеличить срок службы ламп дневного света за счет применения щадящих режимов запуска и дальнейшего функционирования. Кроме того, в схеме подключения отсутствует часто ломающийся стартер.
  2. Полностью избавиться от шума и “моргания” в процессе эксплуатации.
  3. Получить до 20% экономии электроэнергии.

Для чего нужны дроссели (ПРА) для люминесцетных ламп

Что такое дроссель и для чего он нужен.

Люминесцентные лампы, которые являются представителями типа газоразрядных ламп, невозможно зажечь как обычные лампы накаливания, просто подключив к ним напряжение питающей сети. Просто не произойдет ничего. Чтобы выполнить зажигание такой лампы необходима специальная схема или электронный пускорегулирующий аппарат.

В случае применения простейшей схемы для запуска тлеющего разряда в колбе газоразрядной лампы потребуется стартер и дроссель. Со стартером все понятно. Он требуется только для запуска, после чего он отключается. В работе всегда участвует дроссель. Его задача ограничивать ток, протекающий через лампы. Может показаться, что достаточно резистора. Он и меньшие размеры имеет. Теоретически, в цепи на переменном токе можно ограничивать ток резистором, конденсатором, катушкой индуктивности. Но в отличие от резистора, она обладает реактивным сопротивлением. И это делает его наиболее уместным вариантом, для его использования в качестве балластного элемента. В схеме он подключается последовательно с лампой.

Благодаря реактивному сопротивлению и выполняется защита от лавинообразного нарастания тока.

Устройство дросселя (ПРА).

Внешний вид дросселя

На фотографии представлен дроссель для люминесцентных ламп дневного света. По большому счету он является катушкой индуктивности с металлическим сердечником в корпусе (кожухе) из листового металла. Более современные изготавливаются в термоустойчивом пластиковом корпусе, имеют более низкие массо-габаритные показатели. Это промышленное название (максимально близкий перевод — ограничитель). Его сопротивление по постоянному току порядка 60 Ом. При проверке мультиметром, в случае индикации бесконечного сопротивления – дроссель неисправен, в обрыве. Если сопротивление менее 55 Ом, это также означает неисправность дросселя. В этом случае он, скорее всего, имеет межвитковое замыкание. Это случалось со старыми ПРА, когда начинает рассыпаться компаунд и происходит отслоение лака с проволоки. В простейшей схеме он выполняет функцию балласта.

Дроссель в разрезе

Сердечник дросселя обычно изготавливается из трансформаторной стали, при этом пластины, входящие в его набор, электрически не контактируют между собой. Это сделано для уменьшения вихревых токов.

Принцип работы дросселя.

Основное, что делает дроссель – это производит сдвиг фазы переменного тока в момент перехода через ноль. За счет этого поддерживается тлеющий разряд в колбе газоразрядной лампы. Для ограничения тока, проходящего через электроды лампы выбран дроссель так как он имеет реактивное сопротивление. Кроме того, любая катушка индуктивности может накапливать энергию.

Для зажигания тлеющего разряда необходим импульс электрического тока, это тоже обеспечивается дросселем.

При подаче питания на схему происходит следующее:

  1. Ток идет по схеме через каушку, электроды лампы и стартер. Он сравнительно не велик, не более 50 мА.
  2. В колбе стартера происходит ионизация газа, температура растет.
  3. Биметаллические контакты замыкаются, сила тока возрастает до 600 мА. Дальнейший ток ограничивается дросселем
  4. Этого тока вполне достаточно для разогрева электродов лампы EL
  5. В лампе EL1 начинает протекать тлеющий разряд, образуется ультрафиолетовое излучение.
  6. Люминофорное покрытие под действием образовавшегося ультрафиолета начинает испускать свет с видимой длиной волны.

Важно помнить, что параметры лампы и дросселя коррелируют. Обычно самостоятельное изготовление дросселя лишено смысла. Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры. Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации.

Классификация и разновидности дросселей.

В разных схемах дроссели могут выполнять разные функции. Допустим в схеме осветителя на люминесцентной лампе у него одни задачи, в электронике при помощи катушки можно, допустим, произвести развязку разночастотных электронных схем, или использовать в LC-фильтре. Это и определяет классификацию.

Вид дросселя зависит от его назначения в каждой конкретной схеме. Это могут быть фильтрующие, сглаживающие, сетевые, моторные, особого назначения. В любом случае, их объединяет общее свойство: высокое сопротивление по переменному току и низкое – по постоянному. Этим можно добиться снижения электромагнитных помех и наводок. В однофазных цепях катушку индуктивности можно применить в качестве ограничителя (предохранителя) от бросков напряжения. Функцию сглаживания дроссель выполняет в фильтрах выпрямителей. Обычно применяется LC-фильтр.

Схема подключения дросселя для люминесцентных ламп.

Схема подключения дросселя для люминесцентной лампы

Это простейшая схема для одного источника света. В случае использования двух ламп можно ограничится одним дросселем, но в этом случае, он должен выдерживать суммарную мощность двух ламп.

Схема подключения дросселя для двух люминесцентных ламп

В данной схеме конденсатор С1 желателен, но он не является обязательной частью схемы. Теоретически вместо стартеров можно поставить обычные кнопки без фиксации. После зажигания светильника эти кнопки необходимо отпустить.

Ремонт дросселя.

Неисправность дросселя можно установить с помощью замены стартера и/или люминесцентной лампы на заведомо исправные. Если в этом случае освещения нет, то причина в нем. Неисправность дросселя можно определить и при помощи мультиметра в режиме измерения сопротивления. Работоспособный электромагнитный дроссель имеет сопротивление около 60 Ом. Допустимое отклонение составляет около 10 процентов. Если сопротивление мало, то это указывает на межвитковое замыкание. Это случается на дросселе, который достаточно долго эксплуатируется. Причина заключается в отслоении лакокрасочной изоляции и замыкании витков. Бесконечное сопротивление указывает (либо вообще нет прозвонки) на обрыв, отсутствие контакта. Скорее всего он просто сгорел, так был скачок напряжения.

Ремонт дросселя для люминесцентной лампы заключается в разборке: снятии кожуха при его присутствии, разборке пластин сердечника и перемотке катушки. Однако, это нецелесообразный процесс в следствие его трудоемкости и низкой цены нового. Его проще заменить на заведомо исправный. При замене необходимо соблюсти мощностные параметры.

Выводы.

Хоть схема и имеет полувековую историю, она до сих пор остается актуальной. ПРА необходим для работы люминесцентной лампы. Все компоненты производятся и стоят недорого. К достоинствам этой схемы можно отнести ее простоту и доступность компонентов. Обычно дроссель является самым долгоживущим компонентом схемы.

Из минусов отмечено, что при использовании классической схемы при включении освещения несколько секунд наблюдается мерцание. Это плохо отражается на сроке полезной эксплуатации самого источника света. Т.е. Лампа проработает меньше в такое схеме, чем при использовании электронного пускателя.

В плане экономической целесообразности, при частом включении и выключении света использовать такую элементную базу не выгодно, проще приобрести электронный пускатель, хоть его покупка и обойдется дороже, но это будут одномоментные затраты.

Для чего нужен дроссель в люминесцентных лампах? (Схемы подключения)

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.

Схема подключения люминесцентной лампы

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

Читайте также  Как проверить двухцветный светодиод с двумя выводами?

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.

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

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.

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.

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.

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.

Подскажите пожалуйста. 1)Можно ли поставить лампы по 225 ватт в солярий расчитанный с завода на 54 лампы по 200 ватт, дроссель 200 ватт?
2) Что может произойти? Может будет греться и выйдет из строя дроссель или перегорит стартер

Здравствуйте! Вы уверены что там дроссель или так просто обозвали пускорегулирующую аппаратуру? Если там именно дроссель – то можно, лампы должны загореться, но возможно будут работать не на полную мощность. Но если там электронная пускорегулирующая аппаратура – лампа может не зажечься а ЭПРА сгореть.
Кто будет греться? С чего стартеру перегореть? Он по определению не связан с мощностью лампы, он стоит параллельно ей.

Подскажите пожалуйста.
Можно ЭмПРУ 200 ватт ,просто в той же схеме поменять но ЭПРУ ? При том же подключении?

Дроссель для люминесцентных ламп: зачем нужен, принцип работы

Важным условием комфортного проживания современного человека является качественное освещение. Существует несколько видов электрических источников света. Одним из экономичных источников являются люминесцентные лампы (ЛЛ). Хотя такие излучатели и проигрывают по некоторым параметрам светодиодным устройствам, тем не менее, они широко используются как на производстве, так и в быту.

Принцип работы

В классическом виде ЛЛ (люминесцентная лампа) представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность люминофором. Внутри трубки при пониженном давлении помещают инертный газ, смешанный с парами ртути. На концах изделия впаиваются электроды (катоды) из вольфрама.

В рабочем состоянии после пробоя газа высоким напряжением через лампу протекает ток, в результате воздействия которого появляется невидимое для человеческого глаза УФ излучение. Под воздействием этого излучения люминофор генерирует световой поток в видимом диапазоне, цветовые оттенки которого может меняться в зависимости от типа люминофора.

Ток при газовом разряде меняется лавинообразно и для его ограничения используется последовательно включенная нагрузка.

Примечание! Для запуска и поддержания рабочего режима ЛЛ используется специальная пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Такая аппаратура часто называется балластом.

Виды ПРА

В качестве балласта могут быть использованы как электромагнитные устройства (дроссель, стартер), так и электронные приборы (ЭПРА).

Электромагнитные ПРА существует многие годы и постепенно вытесняются новыми электронными устройствами созданными на новой элементной базе. Каждая из этих видов аппаратуры имеют свои достоинства и недостатки.

ПРА электромагнитного типа

Электрическая схема питания ЛЛ с использованием обычной ПРА приведена на рис. 1.

Стартер представляет собой устройство, предназначенное для кратковременного автоматического включения и выключения электроцепи.

Существуют различные конструкции стартеров – тлеющего разряда, тепловые, электронные, электромагнитные. Наиболее распространенными являются стартеры тлеющего разряда, в которых используются биметаллические пластины.

Такие пластины при возникновении в стартере тлеющего разряда нагреваются и замыкают цепь. После замыкания разряд прекращается, электроды остывают и размыкаются. Параметры стартера выбираются таким образом, чтобы напряжение тлеющего разряда было выше рабочего напряжения ЛЛ и ниже минимального сетевого напряжения.

Цены на стартер для люминесцентных ламп

Дроссель представляет собой обычную катушку индуктивности, намотанную на сердечник. Для предотвращения появления в сердечнике вихревых токов он собран из отдельных тонких пластин. Допустимая мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛЛ. В противном случае лампа не включится.

При кратковременном замыкании стартера через электроды ЛЛ проходит большой ток, нагревающий нити этих электродов. и вызывающий термоэлектронную эмиссию. В результате этой эмиссии около электродов образуются электронные облачка, способствующие пробою и появлению разряда.

При размыкании контактов стартера согласно явлению самоиндукции в цепи генерируется мощный импульс напряжения, величина которого пропорциональна индуктивности дросселя. Под действием этого импульса происходит пробой газа и возникает тлеющий разряд, который может перейти в дуговой. Но наличие балансного сопротивления в виде дросселя ограничивает величину протекающего через прибор тока.

Таким образом, дроссель играет двойную роль:

  1. Образуемый дросселем при размыкании стартером электрической цепи высоковольтный импульс напряжения обеспечивает пробой газа и зажигание лампы.
  2. В режиме горения ЛЛ индуктивное сопротивление дросселя обеспечивает поддержание на электродах лампы рабочего напряжения, обеспечивающего тлеющий разряд.

На рис.1 компенсирующий конденсатор С1, включенный на входе схемы питания ЛЛ, предназначен для повышения коэффициента мощности (cos φ ). Для уменьшения влияния радиопомех параллельно контактам стартера включен конденсатор небольшой емкости (С2). Этот конденсатор позволяет также изменить переходный процесс в схеме и увеличить мощность импульса напряжения.

Электронный балласт (ЭПРА) является сложным устройством со множеством электронных элементов. Блок – схема такого устройства приведена на рис. 4.

Читайте также  Как рассчитать электроемкость конденсатора?

Основное отличие ЭПРА от обычного ПРА – это наличие инвертора, который с помощью транзисторных ключей преобразует сетевое напряжение 50 Гц в напряжение с частотой в 30- 40 кГц. Благодаря этому уменьшаются размеры и габариты этого устройства. При включении схемы происходит прогрев катодов ЛЛ, образование вблизи них электронных «облаков», а на конденсаторе, включенном параллельно лампе, возникает резонансное напряжение около 600 В, которого достаточно для поджига лампы.

После включения ЛЛ напряжение на ней падает до рабочего, а ток ограничивается балансным дросселем.

Достоинства и недостатки

Сравнительные характеристики двух видов ПРА приведены в таблице.

ПРА ЭПРА
1 Простая понятная конструкция Сложная схема
2 Малая цена Относительно высокая цена
3 Большие масса и габариты Компактное устройство
4 Наличие мерцания (100 Гц) Мерцание отсутствует
5 Большое время пуска Мгновенный запуск
6 Трудности при запуске на низкой температуре Трудностей нет
7 Малый кпд и cos φ Высокий кпд
8 Не работает при низком напряжении Широкий диапазон напряжений
9 Быстро изнашиваются ЛЛ ЛЛ работают полный срок

Цены на Электронные ПРА для люминесцентных ламп

Ремонт

При выходе из строя светильника с ЛЛ, питаемого с помощью ПРА, наряду с другими элементами схемы необходимо проверить работоспособность дросселя. При этом возможны следующие неисправности:

  • перегрев;
  • обрыв обмотки;
  • замыкание (полное или межвитковое).

Для проверки дросселя надо собрать схему, приведенную на рис. 6.

При включении схемы возможны три варианта – лампа горит, лампа не горит, лампа моргает.

В первом случае, по-видимому, в дросселе имеется короткое замыкание. Во втором случае, очевидно, имеется обрыв в обмотке. В третьем случае, возможно, что дроссель цел и надо искать неисправность в другом элементе схемы. Для полной уверенности необходимо дать схеме поработать в течение 0,5 часа. Если при этом окажется, что дроссель сильно нагрелся, то это свидетельствует о замыкании между витками обмотки.

Запуск ЛЛ без дросселя

Схемы для включения ЛЛ без дросселя, как правило, представляют собой источник питания постоянного тока в виде умножителя. Одна из схем такого источника приведена на рис.7. В качестве ограничителя тока в схеме используется обыкновенная лампа накаливания.

В такой схеме напряжение на ЛЛ достигает 700 В приблизительно за 25 мс.

Сравнение дросселей для различных типов ламп

Дроссели применяются в газоразрядных лампах различного типа. В любом случае они служат для ограничения рабочего тока светильника. При этом такие дроссели не всегда взаимозаменяемы.

Так лампы Днат и ДРЛ работают в режиме дугового разряда, тогда как ЛЛ работают при тлеющем разряде. Разные режимы работы требуют разных характеристик дросселей. Кроме того, отличие состоит в том, что дроссель в качестве источника напряжения для поджига используется только в ЛЛ.

Примечание! В лампах Днат для запуска применяется специальное импульсное устройство (ИЗУ), а лампы ДРЛ запускаются непосредственно от сети 220 В.

Цены на дроссель для люминесцентных ламп

Видео – Проверка дросселя лампы дневного света

Важный элемент люминесцентных ламп – дроссель: принцип работы, как выбрать

Сегодня люминесцентные лампы – это довольно распространенная разновидность источников света. Они дают качественный спектр освещения, что и обеспечило им такую огромную распространенность в современном мире. Подходящий спектр освещения лампы дневного света создают благодаря особой конструкции, одной из главных частей которой является дроссель.

Балласты для лампы дневного света

Что собой представляет дроссель для люминесцентных ламп, а также особенности его строения вы узнаете из этой статьи.

Люминесцентные лампы и их строение

Поскольку во многих помещениях сегодня используются лампы дневного света, то важно знать, из чего они состоят. Эта информация поможет не только правильно эксплуатировать подобные осветительные установки, но и при необходимости ремонтировать их своими руками.

Обратите внимание! Лампы дневного света сегодня активно используются как для уличного, так и для внутреннего освещения.

Люминесцентные лампы в интерьере

Для освещения, реализуемого через лампы дневного света характерны следующие достоинства:

  • высокая интенсивность свечения;
  • широкий диапазон распространения света;
  • высокая надежность освещения;
  • возможность работы в разнообразном температурном режиме. В связи с этим такие лампочки можно использовать и для уличного типа освещения;
  • небольшой нагрев корпуса светильника;
  • свечение источника света характеризуется отменными техническими характеристиками;
  • излучение света осуществляется в строго определённом режиме и спектре. При этом свечение здесь максимально близко к дневному типу света;
  • высокая износостойкость. Люминесцентные лампы могут проработать без сбоя до 20 тысяч рабочих часов;
  • отличная производительность.

Лампы дневного света обладают одной особенностью – их нельзя напрямую подключать в стандартную электрическую сеть. Такая ситуация возникла по следующим причинам:

  • для создания стойкого разряда в такой лампочке необходимо предварительное разогревание электродов, а также подача на них стартового импульса;
  • наличие необходимости ограничения возрастания силы тока, которое имеет место после выхода устройства из рабочего состояния.

Поэтому в своей конструкции лампы дневного света содержат ПРА (пускорегулирующий аппарат). Он необходим для нормальной работы люминесцентной лампочки. Важным элементом ПРА любого типа (например, ЭПРА) является дроссель.

Важный элемент элкетросхемы

Дроссель является необходимой составляющей люминесцентных ламп, необходимый для бесперебойной и длительной работы. Для эффективной работы ламп дневного света нужны не только дроссели, но также стартеры и другие элементы электросхемы.

Внешний вид дросселя

Дроссель устройство представляет собой индуктивную катушку. В нее вставлен сердечник, имеющий металлическую оправу. Все это сверху сокрыто под кожухом. Вот такое строение и имеют дроссели, которые используются внутри люминесцентных ламп.
Для ламп дневного света осуществляет подбор балласта по мощности.

Обратите внимание! Дроссели, подбираемые для люминесцентных ламп, должны иметь с ними одинаковую мощность. Этот параметр обязательно нужно учитывать, чтобы лампочка работала, как надо.

Назначение дросселей с электросхеме источника света данного типа заключается в ограничении подачи тока до нужного уровня, который необходим каждому отдельному светильнику. Вот для чего в конструкции любой лампы дневного света всегда будет встречаться дроссель. Кроме этого наличие дросселей в конструкции источника света продиктовано следующими причинами:

  • дросселирующее приспособление осуществляет зажигание нити накаливания;
  • дроссели также регулируют мощность тока.

В конструкции ЭПРА или ПРА другого типа он нужен для выполнения роли балласта. Он берет на себя в электроцепи лишние ватты.
Таким образом балласт в лампах люминесцентного типа нужен для того, чтобы создавать электроимпульс, с помощью которого происходит поджиг газоразрядной лампы. Именно это устройство создает для данного источника света необходимые условия для работы.

Принцип работы балласта

На данный момент существуют два типа дросселей: электрический и электромагнитный. Оба вида имеют идентичное назначение и различаются перечнем достоинств и недостатков, а также тем, в какие ПРА они вставляются. При этом они имеют схожий принцип работы. Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя. Он имеет следующую схему подключения.

Схема подключения электромагнитного дросселя

Схема расшифровывается следующим образом:

  • EL – люминесцентная лампа;
  • SF – стартер;
  • LL – электромагнитный балласт (дроссельное устройство);
  • 1 и 2 — спирали лампы;
  • C – конденсатор.

Теперь можно рассмотреть принцип работы данного типа устройства:

  • в момент подключения к сети через LL и спираль 1 проходит, а также SF начинает проходить ток. Его сила равна 40-50 мА;
  • в колбе SF ионизируется инертный газ, в результате чего сила тока повышается и разогревается биметаллические контакты;
  • далее электроды SF замыкаются. Это приводит к повышению силы тока до 600 мА. После этого его рост ограничивает LL;
  • далее происходит разогрев обеих спиралей и в газовой смеси образуется разряд;
  • таким образом создается ультрафиолетовое излучение, попадающее на внутренний слой люминофора.

В итоге лампочка начинает светиться. В связи с этим можно заключить, что дроссели в таких устройствах имеют следующий принцип работы – осуществляют на 90 градусов сдвиг фазы перепоенного тока. В результате они поддерживают необходимый уровень тока в электросхеме.
Такой принцип работы характерен для люминесцентных светильников уличного и внутреннего типа освещения.

Разнообразие выбора

Чтобы правильно выбрать балласт для ламп дневного света, нужно знать достоинства и недостатки существующих на рынке моделей. Как уже говорилось выше, на сегодняшний день выделяют следующие виды данной продукции:

  • электромагнитный. Устройство электромагнитного типа встречается в в обычных ПРА.
  • электронный дроссель. Его также еще называют дроссель электрический. На сегодняшний день он считается более совершенным вариантом. Они используются в ЭПРА;

Рассмотрим эти виды данной продукции более детально.
Особенностью источников света, где используются электромагнитные виды дроссельных устройств, является их невысокая стоимость, а также простой монтаж и эксплуатация.

Однако их недостатки значительно превышают эти преимущества. К недостаткам электромагнитных дросселей можно отнести следующие моменты:

  • громоздкие размеры;
  • создание шума во время работы;
  • имеется эффект стробирования, что может негативным образом сказываться на качестве освещения;
  • на такой балласт уходит примерно 25% мощности.

Поэтому такие устройства часто используются для создания уличного типа освещения.

Обратите внимание! Все перечисленные выше недостатки не содержит электронный дроссель, который используется в ЭПРА.

На сегодняшний день именно ЭПРА наиболее часто используются для включения люминесцентных ламп. ЭПРА стали массово появляться примерно 30 лет назад и на сегодняшний день они уже практически полностью вытеснили электромагнитные типы балластов и ПРА. Это связано с тем, что ЭПРА имеют следующие преимущества в эксплуатации:

  • увеличенная световая отдача, которая стала возможна благодаря высокочастотному разряду;
  • минимизирован эффект стробирования. Это позволило значительно расширить сферу применения данного типа осветительных приспособлений;
  • отсутствие шума;
  • отсутствие фальстарта;
  • увеличение сроков эксплуатации;
  • энергопотребление уменьшилось примерно на 30 %;
  • КПД находиться примерно на уровне 97%;
  • отсутствует необходимость компенсировать реактивную нагрузку.

Обратите внимание! Некоторые модели ЭПРА обладают способностью управлять мощностью источника освещения. Это стало возможным благодаря регулированию частоты в преобразователе напряжения.

Как видим, по своим характеристикам ЭПРА является самым выгодным типом устройства для ламп дневного света. Поэтому именно данный тип балласта и следует выбирать для внутреннего устройства люминесцентных лампочек.

Дополнительная информация для правильного выбора

Кроме вышеописанных типов балластов, применяемых для эффективной работы ламп дневного света, они могут делиться на различные типы по таким же характеристикам, что и сами лампочки.

Обратите внимание! Если к источнику света подключить балласт, который не соответствует ему по техническим характеристикам (например, по мощности), то это приведет к поломке всей осветительной установке.

В связи с этим, выбирая дроссели для люминесцентных ламп, необходимо обращать на технические характеристики, как самих источников света, так и балластов. Эти знания понадобиться в ситуации, ремонт люминесцентного типа источника света будет осуществляться своими руками. В таком случае можно сэкономить на оплате работы профессионального ремонтника и своими руками починить такой осветительный прибор.

Заключение

Знания о том, как устроена люминесцентная лампа, и какую роль в ее работе играет балласт, помогут вам использовать эту разновидность источника света максимально долго и, при необходимости, провести замену испорченного элемента электросхемы своими руками.