Пускорегулирующее устройство для люминесцентных ламп

Включение газоразрядных ламп, в чисто которых входят всем известные люминесцентные лампы, имеет ряд особенностей. Для возникновения разряда между электродами в среде газа требуется импульс высокого напряжения между предварительно прогретыми электродами.

Во время работы ток разряда должен ограничиваться специальным балластом, функции которого выполняет дроссель – катушка с большой индуктивностью.

Пускорегулирующая аппаратура, разработанная для включения люминесцентных ламп имела множество существенных недостатков:

• низкая надежность стартера из-за наличия контактной группы;
• громоздкий тяжелый и шумный дроссель;
• мерцание ламы с частотой питающей сети;
• длительный процесс зажигания ламп;
• затрудненный пуск при низкой температуре;
• низкий КПД;
• высокий уровень электромагнитных помех.

На смену устаревшим пусковым агрегатам были разработаны электронные устройства, которые не содержат механических контактов и тяжелого и габаритного дросселя.

Малые габариты современных электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА) дали толчок дальнейшему развитию и широкому распространению малогабаритных люминесцентных ламп, которые в народе прозвали «экономками».

Кроме того, ЭПРА имеет следующие достоинства:

• отсутствуют механические контакты;
• питание производится высокочастотным напряжением, что полностью исключает мерцание;
• малые габариты и вес;
• высокий КПД за счет введения цепей коррекции мощности;
• минимум сетевых помех и практически полное отсутствие электромагнитных.

Работа лампы с электронным запуском включает несколько последовательных стадий:

1. Разогрев нитей накаливания.
2. Инициирование разряда в среде газа между электродами.
3. Поддержание горения.

Все этапы включения полностью контролируются электронной схемой ЭПРА, которая состоит из следующих элементов:

Не пропускает помехи от ЭПРА в сеть и наоборот.

Устанавливается, в основном в дорогих и мощных пускателях.

Исполняется в виде электролитического конденсатора большой емкости.

Также в состав устройства входят инверторная схема преобразования напряжения и малогабаритный дроссель.

В инверторе используются мощные высоковольтные транзисторные ключи, которые включены в мостовую схему с автогенерацией или управляются специальной микросхемой. В диагональ моста включен многообмоточный резонансный трансформатор, одна из обмоток которого включена последовательно с нитями накала и резонансным конденсатором.

Межэлектродный разряд уменьшает сопротивление рабочей среды лампы, в результате чего резонансный конденсатор оказывается закороченным и резонанс пропадает. Оставшегося значения напряжения достаточно для нормального горения. Ток разряда ограничивается дросселем, включенным последовательно с электродами.

ЭПРА ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Первоначально конструкции ЭПРА разрабатывались для замены старых дроссельно-стартерных устройств для установки в классические светильники с люминесцентными лампами. Для облегчения перехода на новую аппаратуру, ее габаритные размеры, как говорилось выше, делали схожими со старыми устройствами.

Такой подход позволял без изменения технологических линий по производству светильников устанавливать электронные пускатели.

Использование миниатюрных SMD компонентов и совершенствование схемотехники позволили создавать ЭПРА с минимальными габаритами. Такие устройства помещаются в стандартный цоколь типоразмера Е27 или даже Е14, что привело к широкому распространению энергосберегающих люминесцентных ламп обладающих большим разнообразием:

• форм;
• мощностей;
• цветов и оттенков свечения.

Основными характеристиками электронного пускателя для люминесцентных ламп является допустимая мощность светильника и количество одновременно подключаемых источников. Некоторые типы имеют режим плавного пуска. При этом после нажатия клавиши включения освещения светильник загорается через время от одной до нескольких секунд.

В подобных устройствах за счет схемотехнических решений разряд резонансного конденсатора происходит только после полного прогрева нитей накаливания. Лампы, включаемые через такой пускатель меньше изнашиваются, поэтому срок их службы возрастает.

Некоторые модели дешевых пускорегулирующих аппаратов имеют низкое качество изготовления. Особенно это касается параметров электролитического конденсатора фильтра. Малая емкость приводит к заметным пульсациям света, а низкое граничное напряжение увеличивает вероятность выхода конденсатора из строя.

Очень опасны модели, в которых мощные ключевые транзисторы крепятся радиатором к металлическому корпусу устройства через пластиковую изоляцию. Через некоторое время работы пластик под действием нагрева транзистора деформируется и радиатор замыкается на корпус.

ЭПРА ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ И ПАНЕЛЕЙ

Сразу следует заметить, что пускорегулирующая аппаратура для светодиодных ламп и других LED источников света не существует! Как бы не утверждали продавцы магазина или консультанты в интернет-сервисах, это свидетельствует лишь о их некомпетентности.

Светодиодные источники света в пусковых устройствах типа ЭПРА не нуждаются. Необходим источник постоянного напряжения, а в идеальном варианте – стабилизатор тока.

Такие устройства называются драйверами. Они формируют напряжение на выходных клеммах в соответствии с подключаемым источником света и ограничивают или стабилизируют значение выходного тока в определенных пределах.

Дело в том, что светодиоды нормально функционируют только в узком диапазоне протекающего через них тока. Меньшее значение снижает яркость, а высокое вызывает резкое снижение срока службы вплоть до мгновенного перегорания излучающего диода. Светодиод, как полупроводниковый элемент, обладает ярко выраженной зависимостью величины сопротивления от температуры, поэтому ее изменение всего на несколько градусов способно вызвать критический рост тока.

Чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока?

Если выразить простыми словами, то стабилизатор напряжения имеет на выходе стабильное напряжение при том, что ток потребления подключенных устройств может меняться в широких пределах.

Иная ситуация в случае стабилизатора тока. Здесь обеспечивается стабильное значение тока при различных сопротивлениях нагрузки. При этом значение напряжения стабилизатора может изменяться в достаточно широком диапазоне.

Данная характеристика накладывает ограничение на совместимость устройств различных типов. К источнику тока нельзя подключать светодиодные светильники иной мощности, чем той, что указана в спецификации. Нельзя подключать параллельно несколько ламп. В крайнем случае возможно последовательное подключение, но это если позволяет диапазон выходных напряжений.

Драйвер (именно так именуется в настоящее время стабилизатор тока) рассчитан на выходной ток 100 мА и 12 – 24 В выходного напряжения. Можно подключать:

• светодиодную лампу 100 мА 12 В или 100 мА 24 В;
• две лампы 100 мА 12 В, соединенные последовательно;
• две лампы 50 мА 12 – 24 В, соединенные параллельно.

Схема драйвера может быть выполнена быть выполнена как на основе трансформатора, так и при помощи инвертора, что в настоящее время составляет подавляющее большинство устройств. Драйверы с изменяемым значением выходного тока используются для регулировки яркости LED светильников.

Большинство компактных ламп выпускаются со встроенными драйверами, освобождая покупателя от мук выбора. Использование отдельных драйверов необходимо только в случае использования светодиодных лент или изготовления светильников из отдельных светодиодов или матриц.

Приобретая светодиодные панели с фиксированными размерами, желательно сразу же рассчитывать на драйвер с рекомендуемыми параметрами.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Балласт для люминесцентных ламп – пускорегулирующее устройство, которое применяется с целью эффективного ограничителя тока.

Применение такого балласта особенно актуально при недостаточной электрической нагрузке и отсутствии достаточного ограничения при потреблении тока.

Принцип работы

Основной принцип действия электронного балласта люминесцентной лампы может варьироваться в зависимости от исполнения этого устройства.

Принцип работы балластного устройства в электромагнитном исполнении:

• подача напряжения сопровождается разрядом, а также последующим разогревом и замыканием биметаллических электродов;
• в процессе замыкания стартерных электродов в несколько раз возрастает рабочий ток, что обусловлено ограничением внутреннего сопротивления дроссельной катушки;
• остывание стартера вызывает размыкание биметаллических электродов;
• при размыкании цепи стартером, в индукционной катушке возникает импульс высокого напряжения и «зажигание».

Принцип работы балласта в электронном исполнении достаточно простой, но предполагает обязательное наличие пускового устройства – стартера, пускорегулирующего дросселя, а также конденсаторов. Стартер позволяет в автоматическом режиме осуществлять включение и отключать предварительного накала электродов.

Электронный балласт для люминесцентных ламп: устройство

Стандартные электронные балласты – своеобразные преобразователи напряжения, посредством которых происходит питание люминесцентных осветительных приборов. На сегодняшний день известно большое количество видов электронных балластов, но наибольшую популярность, вполне заслуженно, получили:

• Устройства, в которых осуществляется предварительный подогрев перед передачей зажигающего потенциала на катоды. Высокая частота подающегося напряжения существенно увеличивает КПД и устраняет мигание, а зажигание – нарастающее или моментальное.
• Устройства комбинированного типа, характеризующиеся участием колебательного контура при «зажигании» и резонансом до момента разряда, сопровождающегося повышением показателей напряжения и подогревом катодов.

Как правило, схема запуска в условиях комбинированного метода предполагает наличие в контуре катодной нити накала.

Виды и характеристики

В настоящее время используется несколько вариантов балласта, которые имеют определенные существенные отличия:

• энергоэффективное балластное устройство для трубчатой люминесцентной лампы, предназначенное для бесперебойной работы и получения рассеянного освещения;
• активное балластное устройство, предназначенное для максимально равного распределения напряжения вне зависимости от участка;
• балластное устройство типа «Т8-Nаvigаtоr», имеющее высокие технические характеристики и стабилизирующее работоспособность всей системы.

Компактные люминесцентные источники света с балластным устройством не имеют каких-либо отличий в плане технических характеристик от стандартных приборов.

Схемы

Схематично процесс включения стандартных осветительных приборов с электронными балластными устройствами представлен четырьмя основными фазами:

• фаза включения;
• фаза предварительного нагрева;
• фаза поджига;
• фаза горения.

Работоспособность индуктивного балластного устройства обеспечивается электромагнитной индукцией.

Схема электронного балласта для люминесцентных ламп

Подключение

Электронное балластное устройство внешним видом похоже на небольшой блок с клеммами снаружи и печатной платой внутри, от типа которой зависит количество подключаемых источников света.

Принцип самостоятельного подключения одного источника света достаточно прост и не требует особых познаний:

• подключение первого и второго коннектора на выходе балластного устройства к паре контактов на осветительном приборе;
• подключение третьего и четвертого коннектора на выходе балластного устройства к другой паре контактов на осветительном приборе;
• подача электропитания на входе.

Соединение лампы с балластным устройством

Самостоятельное подключение пары источников света осуществляется в соответствии со следующими рекомендациями:

• подсоединение дросселя на разрыв в питающей нити цепи;
• параллельное ведение стартера к электродам.

Соединение электронного балластного устройства, стартерных коннекторов и нитей накала обязательно должно быть последовательным.

Как показывает практика, очень удобным является замена традиционного стартера обычной кнопкой стандартного электрического звонка. При этом нажим на кнопку вызывает подачу напряжения к осветительному прибору.

На сегодняшний день типов ламп существует так много, что пользователи даже не знают, как они работают. Принцип работы люминесцентной лампы разберем в статье.

Советы специалистов по ремонту энергосберегающих ламп вы найдете тут.

Собираетесь купить энергосберегающие лампы, но не знаете, как выбрать ту, что прослужит долго? Эти рекомендации помогут вам сделать правильный выбор.

Как проверить электронный балласт для люминесцентных ламп?

Если в темном помещении при включении источника света отмечается едва заметное свечение накаливающих нитей, то вероятен выход из строя электронного балластного устройства, а также пробой конденсатора.

Стандартная схема всех осветительных приборов практически идентична, но может иметь существенные отличия, поэтому на первом этапе проверки нужно определиться с типом электронного балласта.

Проверка начинается с демонтажа трубки, после чего требуется закоротить выводы с нитей накаливания и подключить традиционную лампу на 220В с низкими показателями мощности. Диагностика устройства в условиях профессиональной ремонтной мастерской осуществляется посредством осциллографа, генератора частоты и других необходимых измерительных приборов.

Самостоятельная проверка предполагает не только визуальный осмотр электронной платы, но также последовательный поиск и выявление вышедших из строя деталей.

Неисправности и ремонт люминесцентных ламп

Как показывает практика, причиной неисправности электронного балластного устройства может стать выход из строя компонентов, представленных конденсаторами, диодами, резисторами, транзисторами, дросселями и трансформаторами.

Визуальное определение неисправности базируется на почернении элементов, изменении окрашивания платы и разной деформации конденсаторов. Все пришедшие в негодность элементы подлежат обязательной замене.

Чтобы произвести правильное самостоятельное выявление неисправностей посредством мультиметра, детали выпаиваются из платы, так как в противном случае наличие сопротивления в других элементах схемы часто становится причиной ложных показаний измерительного прибора.

Срок службы натриевой лампы превышает 15 тысяч часов. Натриевая лампа высокого давления – все о плюсах и минусах осветительного прибора расскажем подробно.

Разновидности ламп дневного освещения и их технические характеристики приведены в этой теме.

Где купить?

Современные механизмы, используемые для запуска люминесцентной лампы, реализуются не только розничными магазинами электроники, но также и многими компаниями, имеющими интернет-сайты.

При выборе балластного устройства нужно обязательно помнить, что показатели мощности такого прибора не должны слишком превышать мощность источника света, так как в этом случае отмечается перегрев и быстрый выход из строя лампы.

Обратное превышение также допускается, но в пределах разумного, так как такая ситуация часто становится причиной сгорания самого балластного устройства.

Стоимость

Средняя цена балластного устройства вполне доступна даже для рядового потребителя, но варьируется в зависимости от типа, а также ценовой политики производителя:

• балластное устройство для люминесцентной лампы с крепежами и патронами от производителя Feron – 220 рублей;
• аппарат пускорегулирующий электронный 2х18W – 240 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Foton – 320 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя OSRAM – 410 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Tridonic – 450 рублей;
• балластное устройство для люминесцентной лампы VS ELXc – 530 рублей.

Стоимость качественного балласта-переходника также вполне доступна, и составляет порядка 150-170 рублей.

Видео на тему

Аппараты для регулировки пуска начали появляться давно. За последнее время пускорегулирующая аппаратура была сильно изменена и усовершенствована. Не все понимают, насколько выгодна установка таких аппаратов.

Пускорегулирующая аппаратура на основе электронных элементов (ЭПРА) монтируется в приборы освещения. Светильники с таким аппаратом значительно экономят электричество, а также нет необходимости приобретать новые лампы, так как срок службы ламп значительно повышается.

Лампы с ЭПРА светят приятным качественным светом, который благотворно влияет на человека, по крайней мере, не вредит ему. Частота мерцания света таких ламп составляет около 400 Гц. При этом глаза человека меньше устают, нет головной боли.

Свойства и виды

Чаще всего, пускорегулирующая аппаратура делится на два вида:

1. Единый блок аппаратуры.
2. Отдельные части аппаратуры.

ЭПРА также можно разделить по видам, учитывая тип лампы:

• Газоразрядные.
• Галогенные.
• Светодиодные.

При рассмотрении свойств функционирования таких аппаратов, их можно разделить на:

Пускорегулирующая аппаратура по соответствию классов, то ЭПРА делятся на классы:

• Регулируемые — А 1.
• Нерегулируемые — А 2.
• С большими потерями (нерегулируемые) — А 3.

При приобретении светильника с регулирующим пусковым аппаратом необходимо следовать новейшим разработкам и рекомендациям специалистов, так как устройства постоянно обновляются, в них внедряются последние современные новшества, о которых вы можете не знать.

Достоинства

Инновационные модели таких аппаратов дают возможность включиться лампе сразу после разогревания ее электродов. Также, при работе лампы пускорегулирующий аппарат поддерживает оптимальное значение напряжения. Следовательно, расход электроэнергии меньше при применении такого устройства.

Электронные аппараты пуска и регулировки вполне заменяют подобными аналогами. Однако, это тяжелые и шумные дроссели. Они уже практически не используются в таких устройствах. О них будет рассказано ниже.

Пускорегулирующая аппаратура имеет свои особенности и преимущества:

• Снижение мерцания лампы.
• Нет сильной вспышки лампы по время неисправности стартера, поэтому срок службы лампы повышается.
• Обеспечивается освещение со стабильным потоком света.
• Пусковые электронные аппараты оснащаются регулировкой по мощности, помогающие настроить яркость света в различных помещениях.
• Экономия энергии в сравнении с обычными источниками света.
• Безопасность с экологической точки зрения, нет необходимости в специальной особой утилизации, так как не имеют в составе ртути, других вредных и ядовитых веществ.
• Повышенная надежность, устойчивость к вибрации, прочность из-за того, что конструкция не имеет горелки, нити накала, стеклянной колбы.
• Не реагирует на скачки напряжения.
• Во момент запуска не создает перегрузку электрической сети.
• Сниженный ток потребления, для обычных наружных светильников ток составляет 0,5 ампера, в сравнении с источником света на газоразрядной лампе – 2,2 ампера, а ток запуска – 4,5 ампера.
• Экономия денежных ресурсов.
• Возможность функционирования светильников при низких температурах.

Принцип действия

Работу можно разделить на следующие этапы:

• Разогрев электродов. Они запускаются очень быстро, в течение нескольких долей секунды, создается плавная подача освещения. Этот фактор дает возможность увеличить срок работы лампы до замены. Также, светильники, оснащенные такой аппаратурой, можно включать при пониженных температурах. Это не снижает их срок службы.
• Вторым этапом является розжиг. При этом создается импульс высокой разности потенциалов. Это дает возможность наполнения колбы газом.
• Горение – это заключительный этап, поддерживающий постоянное повышенное напряжение, которое нужно для функционирования лампы.

Схема пускорегулирующей аппаратуры

Чаще всего схема состоит из 2-тактного преобразователя напряжения. Конструкция бывает мостовой и полумостовой. Мостовые варианты очень редко применяются.

Сначала диодный мост выпрямляет напряжение, далее оно сглаживается емкостью до постоянного напряжения. Полумостовой инвертор делает напряжение высокочастотным. В схеме применяется трансформатор с сердечником в виде тора с тремя катушками. Основная обмотка подает изменяющееся напряжение резонанса на лампу. Остальные работают в качестве дополнительных обмоток, которые в противофазе открывают ключи на транзисторах.

В результате, перед запуском лампы, наибольший ток разогревает обе нити лампы, а напряжение на емкости включает лампу. Она светит и не изменяет частоту с самого начала. Время запуска лампы составляет не более одной секунды.

ЭПРА со светодиодами

Многие приборы освещения применяются с пускорегулятором. Рассмотрим, какие достоинства применения ЭПРА в модулях светодиодов.

Основным положительным моментом здесь является тот факт, что осуществляется защита устройства от сильных перепадов напряжения и электромагнитных помех. Другими словами, пускорегулирующая аппаратура защищает светодиодный модуль от капризов поведения питающей сети.

Кроме этого, происходит экономия расхода энергии в пределах 30%, поэтому это играет большую роль в применении ЭПРА. Электричество экономится за счет того, что теперь не нужно часто менять стартеры, которые очень часто выходят из строя, в отличие от ПРА.

Обзор моделей

Пускорегулирующая аппаратура выбирается большинством потребителей. Наиболее популярными изготовителями приборов освещения с ЭПРА стали следующие фирмы:

• Helvar – начало выпуска изделий в 1921 г. С самого начала фирма показала себя наиболее надежной в выпуске радиотехники, наладила выпуск пускорегулирующих устройств, выпуск продолжается до настоящего времени. Страна фирмы изготовителя – Финляндия.
• Tridonic – является одной из лидирующих фирм в производстве аппаратуры для освещения. Фирма в конце 70-х годов начала производство своей продукции, которая до сих пор прославляет качество австрийских товаров.
• Osram – гигантская фирма в сфере выпуска приборов освещения и комплектующих элементов к ним.

Эти именитые производители выпускают недешевую продукцию, но это оправдывается качеством. Хотя, подобные товары других фирм можно приобрести намного дешевле.

Порядок выбора

Перед покупкой пускорегулятора нужно сначала правильно выбрать производителя. Наиболее популярными являются сегодня фирмы, которые мы рассмотрели выше. Но, выбрав устройство одной из этих фирм, нет гарантии того, что выбранный аппарат не станет причиной неисправности вашего источника света, так как кроме изготовителя, нужно обращать внимание и на другие моменты.

Особое внимание необходимо обращать на такие параметры и свойства:

• Тип применяемых ламп.
• Мощность ламп.
• Условия окружающей среды (указаны в инструкции к устройству).

Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура

Простые электромагнитные пускорегуляторы (ЭМПРА) включают в себя обычное индуктивное сопротивление, состоящее из металлического сердечника, на который намотан медный провод. Применение такого вида сопротивления обуславливает к значительной потере мощности и выделению теплоты. Мощность функционирующей с пускорегулятором лампы на 26 ватт для сети обходится в 32 ватта. Это значит, что потери мощности равны 6 ваттам, это 23%.

Есть несколько методов применения:

• Со стартером.
• Без стартера.
• С ограничением температуры.

Принцип действия ЭМПРА

Схема электромагнитного пускорегулирующего аппарата со стартером считается наиболее дешевой и простой.

При включении питания напряжение по обмотке дросселя и нити накала идет к электродам стартера. Он выполнен в виде небольшой лампы с газовым разрядом. Напряжение образует тлеющий разряд, инертный газ начинает светиться и нагревать его среду. Биметаллический датчик включает контакты и в цепи образуется замкнутый контур, с помощью которого нагревается нить люминесцентной лампы. Создается термоэлектронная эмиссия. Вместе с этим нагреваются пары ртути, расположенные в колбе.

Напряжение на электродах стартера и разряд уменьшаются, температура понижается. Биметаллическая пластина размыкает цепь между электродами и ток прекращается. В дросселе образуется ЭДС самоиндукции, создающая кратковременный разряд между нитями накала.

Величина разряда может достигать нескольких тысяч вольт, которые пробивают инертный газ с парами ртути, возникает дуга, которая и является источником света.

Стартер в дальнейшей работе не принимает участие. После запуска светильника ток нуждается в ограничении, иначе перегорят элементы схемы. Эту задачу выполняет дроссель, индуктивное сопротивление которого ограничивает увеличение тока, не дает лампе выйти из строя.

Достоинства использования ЭМПРА с источником света

• Равномерный и быстрый запуск.
• Нет мерцания.
• Повышение срока работы лампы.
• Повышенный КПД.
• Улучшенная защита от удара током.
• Коэффициент мощности составляет выше 0,9.
• Главное достоинство – низкая цена.

Недостатки ЭМПРА

• Большие габариты и масса.
• Значительные потери мощности, особенно для люминесцентных ламп.
• Частота потока света составляет 100 герц, это влияет через подсознание на человека. Импульсы света образуют эффект стробоскопа, когда детали и предметы, движущиеся с частотой, совпадающей с пульсацией света, представляются для человека неподвижными. Это может негативно отразиться на повышении травматизма на производстве.
• Свет не управляется, это создает ограничение в комфортных условиях.
• Дроссели издают гул, неприятный для человека звук.

Чтобы устранить эти недостатки, для люминесцентных ламп самым действенным способом оказалось подключение ламп к току высокой частоты. Для создания такого подключения последовательно с лампой включают балласт в виде электронного устройства, которое переделывает напряжение одной частоты в другую, и обеспечивает запуск ламп. Эти устройства называются электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА).