Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и схема включения люминесцентной лампы

Устройство и схема включения люминесцентной лампы

Люминесцентные лампы обычно используют для освещения супермаркетов, учебных аудиторий, промышленных объектов, общественных закрытых помещений и прочего. С появлением более современных видов, которые выпускаются со стандартным цоколем E27, их начали использовать и в домашних условиях.

По истечении времени они набирают всё большей популярности. Но схема включения люминесцентных ламп достаточно сложная и требует особых познаний в этой области. Обычно подключают двумя схемами, о которых мы и поговорим дальше. Но сначала следует разобраться в принципе работы и строении такого светильника.

  1. Устройство и принцип работы
  2. Подключение с помощью электромагнитного балласта
  3. Схема с размещение ЭПРА
  4. Неполадки и их решения

Принцип работы

Подается питающее напряжение. В начальный момент электрический ток не протекает, так как среда обладает высоким сопротивлением. Ток движется по спиралям, нагревает их и подается на стартер. Появляется тлеющий разряд. После нагрева контактов биметаллические пластины замыкаются. Температура на биметаллической части падает и контакт в сети размыкается. Это приводит к тому, что дроссель создает необходимый импульс в результате самоиндукции, и лампа начинает светить. Дуговой разряд поддерживается за счет термоэлектронной эмиссии, происходящей на на поверхности катода. Электроны разогреваются под действием тока, величину которого ограничивает балласт.

Свет появляется за счет того, что на лампу нанесено специальное вещество – люминофор. Он поглощает ультрафиолетовое излучение и дает свечение определенной гаммы. Цвет можно менять, нанося на колбу различные по составу люминофоры. Они могут быть из галофосфата кальция, ортофосфата кальция-цинка.

Основные преимущества лампы – экономия электроэнергии, долгий срок службы, яркое свечение. Из недостатков можно выделить невозможность прямого подключения к сети и наличие ртути внутри колбы. Лампы стоят дороже лампочек накаливания, но дешевле светодиодных источников света.

Последовательное соединение двух ламп

Копируется схема стандартного подключения с использованием электромагнитного балласта.

Вторая лампа со своим стартером подключается последовательно первой. Светильник получается дешевле. Но, возникает несколько конструктивных и эксплуатационных проблем.

  • Мощность дросселя должна соответствовать суммарной мощности ламп.
  • Стартеры должны быть однотипными, рассчитанными на пониженное напряжение.
  • При выходе из строя одной из ламп или стартеров не будет работать весь светильник.
  • Усложняется поиск неисправности.

Конструктивные проблемы решаются просто. Необходимо только подобрать из имеющихся в наличии или приобрести подходящие по характеристикам комплектующие.

Кроме удешевления конструкции, последовательное соединение имеет те же достоинства и недостатки, что и классическое ЭмПРА подключение.

Параллельное соединение

Такую схему собрать несложно. Вторая лампа подключается параллельно и имеет отдельный стартер. К одной из ламп, при таком соединении, целесообразно подсоединить фазосдвигающий конденсатор. Это позволит нивелировать один из недостатков схем ЭмПРА – мерцание. Конденсатор сдвинет фазу одной лампы, сгладит общий световой поток и сделает его приятнее для зрения.

К плюсам электромагнитных схем, параллельное соединение добавляет еще два:

  1. Экономия средств на одном дросселе.
  2. Сглаженный световой поток.

Устройство и способы зажигания

Внутренности колбы люминесцентного светильника заполняются инертным газом, содержащим пары ртути, а ее подключение к источнику напряжения осуществляется посредством штырьковых контактов, заводимых в патронные держатели.

При подаче стартового напряжения порядка 600-1000 Вольт между электродами происходит разряд, инициирующий УФ-излучение. Оно воздействует на специальное покрытие (люминофор), вследствие чего лампа светится дневным цветом. При выключении системы зажигания напряжение пропадает, и осветитель гаснет.

Для успешной работы схемы подключения люминесцентной лампы (ЛЛ) потребуется ряд дополнительных элементов, называемых пусковыми. В зависимости от комплектации и исполнения осветительного изделия, для его запуска в работу могут применяться различные виды пусковых устройств. При их выборе возможны следующие варианты:

  • Полный пусковой комплект;
  • Упрощенное включение без балласта (дросселя);
  • Подключение без стартера.

Рассмотрим каждый из этих вариантов включения более подробно.

Полная схема

Классическая схема подключения люминесцентных ламп предполагает ее включение со стартером и индуктивным дросселем. Принцип работы такой комбинации электронных компонентов можно представить следующим образом:

  • Для включения лампы питающее напряжение нужно подавать не напрямую, а через специальное запускающее устройство – стартер;
  • Перед тем, как подключить люминесцентную лампу, следует знать, что газовый промежуток сетевым напряжением 220 Вольт «пробить» невозможно, поскольку для этого потребуется более высокий потенциал;
  • Электрическая схема подключения лампы дневного света предполагает подачу напряжения сети сначала на стартер;
  • Этот элемент схемы устроен таким образом, что проходящий по нему ток в определенный момент резко прерывается;
  • Одновременно с этим вследствие подсоединения параллельно разрядному промежутку дроссельной катушки в ней индуцируется резкий всплеск напряжения (фото ниже);

  • Сформировавшееся благодаря этому эффекту напряжение имеет величину, достаточную для пробития газового промежутка, и лампа с небольшой задержкой включается;
  • Вследствие этого через него начинает течь ток, сразу же уменьшающийся при пропадании напряжения на балласте;
  • Стартер при этом отключается, поскольку тока для поддержания его горения будет недостаточно.
Читать еще:  Утепление кирпичного дома изнутри: особенности, материалы, советы

Теперь подробнее рассмотрим схему подключения лампы дневного света со стартером и с дросселем, приведенную выше.

Конденсаторы С1 и С2 позволяют снизить уровень высоковольтных помех, поэтому эти элементы обычно устанавливают на входе схемы. Помимо этого, подключенная в параллель лампе емкость С1 обеспечивает снижение амплитуды импульса зажигания, а также несколько увеличивает его длительность.

Дополнительная информация. Все это вместе позволяет увеличить сроки службы не только балласта и самой лампы, но и стартера, который встраивается в корпус (или люстру) лампы.

Второй конденсатор С2 необходим, кроме того, для снижения реактивности (увеличения cos φ).

Упрощенные схемы

Перед тем, как подключить лампу дневного света без дросселя, можно применить электронный элемент (УН), изображенный на рисунке ниже.

Из рисунка видно, что нити накала лампы замыкаются накоротко (в связи с их перегоранием, например), а напряжение на них поступает с умножителя. После выпрямления и умножения оно увеличивается практически в 2 раза, что хватает для работы ламп со сгоревшими накальными нитями.

Используемые при подключении люминесцентной лампы без дросселя кондеры С1 и С2 рассчитываются под напряжение порядка 600 Вольт. При этом С3, С4 выбираются из расчета, чтобы они смогли выдержать1000 Вольт.

Обратите внимание! Этот способ включения используется обычно с целью продления жизни старых ламп или частично неисправных устройств (с перегоревшими нитями).

Необходимо отметить, что данный прием включения допускается применять и при работе с вполне исправными и несгоревшими лампами, но поскольку в данном случае они питаются выпрямленным напряжением, возникают некоторые сложности. Они связаны с тем, что при постоянном токе спустя некоторое время имеющаяся внутри колбы масса ртути скапливается у электрода, вследствие чего яркость свечения заметно понижается.

Если вы хотите, чтобы лампа дневного света без дросселя вновь заработала, достаточно просто перевернуть колбу, поменяв местами электроды (изменив полярность тока).

Убираем стартер

Любая схема подключения люминесцентных ламп со стартером отличается небольшой задержкой по времени включения из-за необходимости разогрева биметаллических элементов пускателя.

С учетом того, что срок службы этого элемента не очень велик, само собой напрашивается решение обходиться совсем без него. Подключение лампы дневного света без стартера может быть основано на принудительном подогреве электродов путем подачи напряжения с вторичной обмотки трансформатора (смотрите рисунок ниже).

Промышленностью освоен выпуск ламповых изделий определенного типа, установка стартера в которые не предусмотрена. Обычно на таких приборах имеется дополнительное обозначение (RS), свидетельствующее о наличии быстрого старта.

Если такая лампочка устанавливается вместо изделия со стартером, у нее очень часто перегорают спирали, поскольку для их разогрева требуется большее время.

Электронный балласт

Широко распространенный в последние годы способ включения предполагает использование специального «электронного» балласта, при изготовлении которого использовалось соединение современных комплектующих в единую рабочую схему.

Этот вид формирователей высоковольтного запуска имеет следующие особенности:

  • Если дроссель для люминесцентных ламп при своей работе создает высокий уровень шумности, то электронный балласт работает практически бесшумно;
  • Уровень потребляемой им энергии также существенно снижается;
  • Одновременно с этим у ламп, оснащенных электронным модулем запуска, совсем не наблюдается эффекта мерцания;
  • И, наконец, такие системы занимают минимум места и снижают массу всего осветительного прибора.

Добавим к этому, что запуск такой лампы в работу осуществляется достаточно быстро и мягко, что сказывается на долговечности всех элементов изделия и продляет сроки их службы (и к тому же упрощается ее монтаж).

Перед тем, как подключить лампу дневного света с электронным дросселем, следует внимательно разобраться с тем, как она работает (фото ниже).

При работе схемы, обеспечивающей подключение лампы дневного света, переменное напряжение сначала поступает на диодный мостик, элементы которого установлены на входе. После этого выпрямленный сигнал подается на сглаживающий фильтр (конденсатор С2). С него он передается на генератор, выполненный на двух транзисторах.

Нагрузкой генерирующего узла является трансформатор с обмотками W1, W2, W3, причем 2 из них включены навстречу друг другу (специалисты говорят, что они включаются противофазно). Такое встречное их подключение обеспечивает поочередное срабатывание выходных ключевых элементов.

С третьей из двух обмоток, а именно – с W3 напряжение поступает непосредственно на ЛЛ.

В заключение обзора схем запуска люминесцентных ламп отметим, что разработчики лдс постоянно работают над их усовершенствованием, следствие чего на отечественном рынке встречаются самые совершенные образцы этих изделий. Потенциальному покупателю важно научиться среди всего представленного многообразия выбрать нужную для себя модель.

Схемы подключения люминесцентных ламп при помощи ЭПРА

ЭПРА это электронное пускорегулирующие устройство. По сути это сложная электронная схема которая обеспечивает и запуск и стабильную работу люминесцентных ламп (светильников).

Отмечу, что каждый производитель ЭПРА по-своему выводит контакты для подключения к ним ламп. Схема подключения люминесцентных ламп указана на корпусе или в паспорте ЭПРА Пример на фото.

Читать еще:  Как установить и зарегистрировать счетчик на воду

Для информации публикую подбор схем подключения различных ламп к ЭПРА различной маркировки.

Устройство люминесцентных ламп

Второй контакт группы направляется на второй стартер. Это тоже люминесцентные лампы, только форма другая. В таком режиме лампа накаливания едва светится. Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам.

Внутренняя часть устройства содержит печатную плату, на основе которой можно собрать всю схему.

Это не идеальное решение, а скорее выход из ситуации.

По мере износа устройства звук нарастает.

Принцип работы люминесцентного светильника Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания.

Если разряд в колбе не возник, процесс подогрева и поджига повторяется несколько раз.

За счет резкого скачка очень быстро разогреваются электроды.
схема люминесцентного светильника с 1 лампой

Советы по подключению ламп дневного света

Люминесцентные потолочные светильники используются в производственных помещениях, офисах, жилых домах. Они бывают одно-, двух- и четырехламповые, встроенные и накладные.

Конструкция 4 лампового светильника – это два двухламповых, соединенных параллельно, попарное соединение последовательное. Одна из лампочек оснащается фазосдвигающим конденсатором, предотвращающим мерцание. При необходимости дроссель можно заменить ЭПРА. Порядок соединения указан на корпусе блока.

Важно! Подвесить люстру в квартире с компактными люминесцентными лампочками сможет любой, кто имеет опыт работы со светильниками для лампочек накаливания.

Для компактных моделей не нужны ни дроссели, ни стартеры, так как они встроены в цоколь. По удобству использования они такие же, как лампочки накаливания.

Если используется дроссель, его мощность должна быть такая же, как у лампы. Для самостоятельного подключения лучше приобрести ЭПРА. Думать о том, как подключить люминесцентную лампу, будет не нужно. На корпусе имеется подробная схема соединения, что снижает вероятность ошибки. Дополнительное преимущество этого варианта – отсутствие мерцания.

Важно так же, что не нужно покупать что-то дополнительно. Все необходимые элементы включены в комплектацию поставки.

Схемы со стартером

Самыми первыми появились схемы со стартерами и дросселями. Это были (в некоторых вариантах и есть) два отдельных устройства, под каждое из которых имелось свое гнездо. Также в схеме есть два конденсатора: один включен параллельно (для стабилизации напряжения), второй находится в корпусе стартера (увеличивает длительность стартового импульса). Называется все это «хозяйство» — электромагнитным балластом. Схема люминесцентного светильника со стартером и дросселем — на фото ниже.

Схема подключения люминесцентных ламп со стартером

Вот как она работает:

  • При включении питания, ток протекает через дроссель, попадает на первую вольфрамовую спираль. Далее, через стартер попадает на вторую спираль и уходит через нулевой проводник. При этом вольфрамовые нити понемногу раскаляются, как и контакты стартера.
  • Стартер состоит из двух контактов. Один неподвижный, второй подвижный биметаллический. В нормальном состоянии они разомкнуты. При прохождении тока биметаллический контакт разогревается, что приводит к тому, что он изгибается. Согнувшись, он соединяется с неподвижным контактом.
  • Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает (в 2-3 раза). Его ограничивает только дроссель.
  • За счет резкого скачка очень быстро разогреваются электроды.
  • Биметаллическая пластина стартера остывает и разрывает контакт.
  • В момент разрыва контакта возникает резкий скачок напряжения на дросселе (самоиндукция). Этого напряжения достаточно для того, чтобы электроны пробили аргоновую среду. Происходит розжиг и постепенно лампа выходит на рабочий режим. Он наступает после того, как испарилась вся ртуть.

Рабочее напряжение в лампе ниже сетевого, на которое рассчитан стартер. Потому после розжига он не срабатывает. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует.

Эта схема называется еще электромагнитный балласт (ЭМБ), а схема работы электромагнитное пускорегулирующее устройство — ЭмПРА . Часто это устройство называют просто дросселем.

Недостатков у этой схемы подключения люминесцентной лампы достаточно:

  • пульсирующий свет, который негативно сказывается на глазах и они быстро устают;
  • шумы при пуске и работе;
  • невозможность запуска при пониженной температуре;
  • длительный старт — от момента включения проходит порядка 1-3 секунд.

Две трубки и два дроссели

В светильниках на две лампы дневного света два комплекта подключаются последовательно:

  • фазный провод подается на вход дросселя;
  • с выхода дросселя идет на один контакт лампы 1, со второго контакта уходит на стартер 1;
  • со стартера 1 идет на вторую пару контактов той же лампы 1, а свободный контакт соединяют с нулевым проводом питания (N);

Так же подключается вторая трубка: сначала дроссель, с него — на один контакт лампы 2, второй контакт этой же группы идет на второй стартер, выход стартера соединяется со второй парой контактов осветительного прибора 2 и свободный контакт соединяется с нулевым проводом ввода.

Читать еще:  Отделка стен гипсокартоном без каркаса и профиля

Схема подключения на две лампы дневного света

Та же схема подключения двухлампового светильника дневного света продемонстрирована в видео. Возможно, так будет проще разобраться с проводами.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя (с двумя стартерами)

Практически самые дорогие в этой схеме — дросселя. Можно сэкономить, и сделать двухламповый светильник с одним дросселем. Как — смотрите в видео.

Классическое подключение через электромагнитный балласт

Особенности схемы

В соответствии с этой схемой в цепь включается дроссель. Также в составе схемы обязательно присутствует стартер.

Дроссель для люминесцентных ламп

Стартер для люминесцентных ламп — Philips Ecoclick StartersS10 220-240V 4-65W

Последний представляет собой маломощный неоновый источник света. Устройство оснащено биметаллическими контактами и питается от электросети с переменными значениями тока. Дроссель, стартерные контакты и электродные нити подключаются последовательно.

Вместо стартера в схему может включаться обыкновенная кнопка от электрозвонка. В данном случае напряжение будет подаваться путем удерживания кнопки звонка в нажатом положении. Кнопку нужно отпустить после зажигания светильника.

Подключение лампы с электромагнитным балластом

Порядок действия схемы с балластом электромагнитного типа выглядит следующим образом:

  • после включения в сеть, дроссель начинает накапливать электромагнитную энергию;
  • через стартерные контакты обеспечивается поступление электричества;
  • ток устремляется по вольфрамовым нитям нагрева электродов;
  • электроды и стартер нагреваются;
  • происходит размыкание контактов стартера;
  • аккумулированная дросселем энергия высвобождается;
  • величина напряжения на электродах меняется;
  • люминесцентная лампа дает свет.

В целях повышения показателя полезного действия и уменьшения помех, возникающих в процессе включения лампы, схема комплектуется двумя конденсаторами. Один из них (меньший) размещается внутри стартера. Его главная функция заключается в погашении искр и улучшении неонового импульса.

Схема подключения одной люминесцентной лампы через стартер

Среди ключевых преимуществ схемы с балластом электромагнитного типа можно выделить:

  • надежность, проверенную временем;
  • простоту;
  • доступную стоимость.
  • Недостатков, как показывает практика, больше, чем преимуществ. Среди их числа нужно выделить:
  • внушительный вес осветительного прибора;
  • продолжительное время включения светильника (в среднем до 3 секунд);
  • низкую эффективность системы при эксплуатации на холоде;
  • сравнительно высокое потребление энергии;
  • шумную работу дросселя;
  • мерцание, негативно воздействующее на зрение.

Порядок подключения

Подсоединение лампы по рассмотренной схеме выполняется с задействованием стартеров. Далее будет рассмотрен пример установки одного светильника с включением в схему стартера модели S10. Это современное устройство имеет невозгораемый корпус и высококачественную конструкцию, что делает его лучшим в своей нише.

Главные задачи стартера сводятся к:

  • обеспечению включения лампы;
  • пробою газового промежутка. Для этого цепь разрывается после довольно длительного нагрева электродов лампы, что приводит к выбросу мощного импульса и непосредственно пробою.

Дроссель используется для выполнения таких задач:

  • ограничения величины тока в момент замыкания электродов;
  • генерации напряжения, достаточного для пробоя газов;
  • поддержания горения разряда на постоянном стабильном уровне.

В рассматриваемом примере подключается лампа на 40 Вт. При этом дроссель должен иметь аналогичную мощность. Мощность же используемого стартера равна 4-65 Вт.

Подключаем в соответствии с представленной схемой. Для этого делаем следующее.

Первый шаг

Параллельно подключаем стартер к штыревым боковым контактам на выходе люминесцентного светильника. Эти контакты представляют собой выводы нитей накаливания герметичной колбы.

Второй шаг

На оставшиеся свободными контакты подключаем дроссель.

Третий шаг

К питающим контактам подключаем конденсатор, опять-таки, параллельно. Благодаря конденсатору будет компенсироваться реактивная мощность и уменьшаться помехи в сети.

Электронный пускорегулирующий аппарат

Электронный балласт в схеме питания ЛЛ заменил устаревший электромагнитный, улучшив пуск и добавив комфорта человеку. Дело в том, что более старые пусковые устройства потребляли больше энергии, часто издавали гудение, отказывали и портили лампы. К тому же в работе присутствовало мерцание по причине низких частот напряжения. При помощи электронного пускорегулирующего аппарата от этих неприятностей удалось избавиться. Необходимо разобраться, как действует ЭПРА.

Схема ЭПРА

Сначала происходит выпрямление тока, проходящего через диодный мост и при помощи С2 (на схеме ниже) напряжение сглаживается. Обмотки трансформатора (W1, W2, W3), включенные противофазно, нагружают генератор с высокочастотным напряжением, установленный после конденсатора (С2). В параллель к ЛЛ включен конденсатор С4. При поступлении резонансного напряжения происходит пробой газовой среды. Нить накаливания в это время уже разогрета.

После того как розжиг выполнен, показания сопротивления лампы снижаются, вместе с ними падает и напряжение до уровня, достаточного для поддержки свечения. Вся работа ЭПРА по запуску занимает меньше секунды. По такой схеме работают лампы дневного света без стартера.

Конструктивные особенности, а вместе с ними и схема включения люминесцентных ламп постоянно обновляются, изменяясь в лучшую сторону в экономии электроэнергии, уменьшаясь в размерах и увеличиваясь в долговечности работы. Главное – правильная эксплуатация и умение разобраться в огромном ассортименте, предлагаемом производителем. И тогда ЛЛ еще долго не покинут рынок электротехники.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector