Обзор схем подключения люминесцентных ламп

Устройство и принцип работы

Работа осуществляется благодаря пуско-регулирующему устройству, состоящему из индуктивного дросселя.

Схема устройства лампы ДРЛ

Состоит такое устройство из трёх основных компонентов:

• Цоколь – является основанием и подключается к сети.
• Кварцевая горелка – центральный механизм прибора.
• Стеклянная колба – основная защитная оболочка из стекла.

Принцип работы такого устройства очень простой, к лампе подходит напряжение от сети. Ток, доходит к промежутку между одной и второй пар электродов, которые размещены на разных концах лампы. Благодаря небольшому расстоянию, газы легко ионизуются. После ионизации в промежутках между дополнительными электродами, ток поступает на основные, после чего лампа начинает светиться.

Максимально лампа разгорается примерно через семь-десять минут. Это обусловлено тем, что ртуть, которая излучает свет при зажигании, находится сгустком или налётом на стенках колбы и ей необходимо время разогреться. Период полного включения увеличивается спустя некоторое время при эксплуатации.

Классифицируют дрл ламы по форме цоколя, мощности, принципу установки. Очень часто их изготовляют с разного материала, что также может являться классификацией устройств. Существуют разновидности с добавкой особых паров в конструкцию, например, такие как натриевые лампы, металлогалогенные и ксеноновые.

Существует разновидность с дополнительным излучением красного спектра света. Они называются дуговыми ртутно-вольфрамовыми. Их внешний вид абсолютно не отличается от стандартного устройства дрл 250, но в своей конструкции они имеют специальную накаливающуюся спираль, которая и добавляет красный спектр к световому потоку.

Устройство люминесцентных ламп

Схема подключения обычной люминесцентной лампы значительно отличается от аналогичной схемы приборов накаливания. Они состоят из основных компонентов:

• плата управления, регулирующая поступление тока;
• электроды;
• стеклянная трубка или колба, покрытая люминофором.

Внутри колбы находится смесь паров ртути и инертных газов, и электроды. Входное напряжение вызывает движение частиц, порождая ультрафиолетовое излучение. Однако оно невидимо человеческому глазу. В видимый свет его переводит люминофор, которым покрывается внутренняя поверхность колбы. Изменение состава люминофора меняет оттенок и цветовую температуру освещения.

Устройство люминесцентных осветительных приборов.

Процессами управляют стартер и пускорегулирующий аппарат, стабилизирующие напряжение и обеспечивающие равномерное свечение без пульсаций и мерцаний.

Принцип работы люминесцентного светильника

Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.

Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).

Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.

Для чего нужен дроссель

Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:

• формирование напряжения запуска;
• ограничение тока через электроды.

Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.

Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.

В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.

Отличия дросселя от ЭПРА

Дроссельная схема включения люминесцентных источников освещения отличается простотой и высокой надежностью. Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска.

В то же время схема имеет существенные недостатки, которые заставили искать новые решения включения ламп:

• длительное время запуска, которое увеличивается по мере износа лампы или снижения напряжения питания;
• большие искажения формы напряжения питающей сети (cosф
• мерцание свечения с удвоенной частотой питающей сети из-за малой инерционности светимости газового разряда;
• большие массо-габаритные характеристики;
• низкочастотный гул из-за вибрации пластин магнитной системы дросселя;
• низкая надежность запуска при отрицательных температурах.

Проверка дросселя ламп дневного света затрудняется тем, что приборы для определения короткозамкнутых витков распространены мало, а при помощи стандартных приборов можно только констатировать факт наличия или отсутствия обрыва.

Для устранения указанных недостатков разработаны схемы электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА). Работа электронных схем основана на другом принципе формирования высокого напряжения запуска и поддержания горения.

Высоковольтный импульс генерируется электронными компонентами, а для поддержки разряда используется высокочастотное напряжение (25-100 кГц). Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах:

• с предварительным подогревом электродов;
• с холодным запуском.

В первом режиме на электроды подается низкое напряжения в течение 0.5-1 секунды для первоначального нагрева. По истечении времени подается высоковольтный импульс, из-за которого происходит зажигание разряда между электродами. Данный режим технически реализуется сложнее, но увеличивает срок службы ламп.

Режим холодного запуска отличается тем, что напряжение запуска подается на непрогретые электроды, вызывая быстрое включение. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами (с перегоревшими нитями накала).

Схемы с электронным дросселем имеют такие преимущества:

полное отсутствие мерцания;
широкий температурный диапазон использования;
малые искажения формы напряжения сети;
отсутствие акустических шумов;
увеличение срока службы источников освещения;
малые габариты и вес, возможность миниатюрного исполнения;
возможность диммирования — изменения яркости путем управления скважности импульсов питания электродов.

Как устроена и работает ЛДС

Конструктивно прибор представляет собой герметичную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором, а в торцы ее впаяны электроды. При подаче напряжения на электроды, между ними возникает тлеющий разряд, создающий невидимое ультрафиолетовое излучение. Это излучение воздействует на люминофор, заставляя его светиться.

Схема люминесцентной лампы

Все это ЛДС, работающие на одном принципе.

Для нормальной работы люминесцентного светильника необходимо выполнить два условия:

1. Обеспечить начальный пробой межэлектродного промежутка (запуск).
2. Стабилизировать ток через лампочку, чтобы тлеющий разряд не перешел в дуговой (работа).

Пуск лампы

В обычных условиях питающего напряжения недостаточно для электрического пробоя межэлектродного промежутка, поэтому пуск ЛДС возможет только с помощью дополнительных мер – разогрева электродов для начала термоэлектронной эмиссии или повышения напряжения питания до значений, достаточных для создания разряда.

До недавнего времени преимущественно использовался первый метод, для чего электроды делались (и делаются) в виде спиралей, наподобие тех, что стоят в обычных лампочках накаливания. В момент включения на спирали при помощи автоматических устройств (стартеров) подается напряжение, электроды разогреваются, обеспечивая зажигание светильника. После пуска системы стартер отключается и в процессе дальнейшей работы не участвует.

Стартеры для пуска ЛДС на различные напряжения

Позже начали появляться схемотехнические решения, не разогревающие электроды, а подающие на них повышенное напряжение. После пробоя межэлектродного промежутка напряжение автоматически снижается до номинального, и светильник переходит в рабочий режим. Для того чтобы ЛДС можно было использовать с любыми типами пусковых устройств, все они и по сей день выполняются с электродами в виде спиралей накаливания, имеющих по два вывода.

Поддержание рабочего режима

Если ЛДС напрямую включить в розетку, то начавшийся после поджига тлеющий разряд тут же перейдет в дуговой, поскольку ионизированный межэлектродный промежуток имеет очень малое сопротивление. Чтобы избежать этой ситуации, ток через прибор ограничивается специальными устройствами – балластами. Разделяются балласты на два типа:

1. Электромагнитные (дроссельные).
2. Электронные.

Работа электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА) основана на принципе электромагнитной индукции, а сами они представляют собой дроссели – катушки, намотанные на незамкнутом железном сердечнике. Такая конструкция обладает индуктивным сопротивлением переменному току, которое тем больше, чем выше индуктивность катушки. Дроссели различаются по мощности и рабочему напряжению, которые должны равняться мощности и напряжению используемой лампы.

Электромагнитные дроссели (балласты) для ЛДС мощностью 58 (вверху) и 18 Вт.

Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) выполняют ту же функцию, что и электромагнитные, но ограничивают ток при помощи электронной схемы:

Электронное пускорегулирующее устройство для люминесцентной лампы

Подключение ЭПРА

  Как сделать монтаж водяного теплого пола своими руками: пошагавшая инструкция монтажа на все виды покрытий (20+ Фото & Видео) +Отзывы

Подсоединение ЭПРА (электронного пускового механизма)

Дроссели являются довольно шумными устройствами. Поэтому их последние годы подключают в систему люминесцентного освещения нечасто, заменяя их ЭПРА, цифровыми или аналоговыми.

В стартере подобные устройства уже не нуждаются. По сути, электронные пусковые устройства – это небольшие электронные платы. Они сами способны регулировать уровень напряжения и обеспечивают ровный свет, без мерцания. Плюс они более безопасны и менее пожароопасны в эксплуатации и имеют больший срок службы.

Вариантов реализации ЭПРА может быть немало, но основных способов запуска два:

• источники предварительно разогревают; это помогает увеличить КПД прибора и снизить его мерцание
• с использованием колебательного контура; нить накала в этом случае является его частью; при прохождении разряда параметры контура меняются, в результате напряжение падает до требуемого уровня

Избавиться от надоедливого гудения и моргания можно, заменив старый дроссель на современный электронный пускорегулирующий механизм. Для этого следует:

back to menu

  Печь на отработке: виды, устройство, чертежи, инструкция по изготовлению своими руками (Фото & Видео) +Отзывы

Использование ламп для тепличного выращивания растений

ПЛЮСЫ:

• Первым значительным плюсом таких устройств является существенная экономия электроэнергии. Источники света последнего поколения, работающие по этому принципу, тратят ее в 4-5 раз меньше, чем обычные лампы накаливания.
• Кроме высокой светоотдачи, положительным моментом является длительный срок службы. Он может составлять 12-25 тыс. часов. Подобные устройства часто используют для контрастного освещения помещений большой площади (офисов, торговых центров, школ) или уличного освещения. Используют их на транспорте, в уличных фонарях, туннелях.

МИНУСЫ:

• Необходимость подключения дополнительных устройств (стартеров и дросселей)
• Доминирование в спектре желтого света и искажение цветопередачи освещаемых предметов
• Значительные габариты колбы, из-за чего становится сложно равномерно перераспределить поток света
• На силу света в таких источниках способна влиять температура окружающей среды
• Разогрев лампы происходит не сразу; полную яркость она набирает спустя некоторое время, иногда оно может длится 10-15 минут
• значительная пульсация света, что может сказаться отрицательно на зрении
• Наличие, пусть в минимальных количествах ртути, опасной для здоровья человека, растений и животных

Последними разработками ученых стали компактные люминесцентные источники освещения, внешне схожие с обычными лампами накаливания. Они снабжены стандартным патроном, и их можно легко вкрутить в любую люстру или торшер. Никакой модернизации при этом не требуется.

Вся пускорегулирующая аппаратура (ПРА) в них расположена в самом патроне или выносится отдельно в небольшие блоки. Подобные устройства часто называют энергосберегающими.

Сравнение параметров разных источников освещения

Но все же последние годы пользователи предпочитают подключать вместо люминесцентных ламп современные светодиодные. Принцип работы этих устройств существенно отличается. Люминесцентные колбы заполняются газом и парами ртути, и световое излучение образуется за счет разогревания вольфрамовой спирали. В светодиодных устройствах излучателем света является группа диодов или единичный светодиод. Именно он преобразует ток в световые лучи при протекании его через полупроводник.

Подобные устройства не только более прочны и менее опасны (повреждение люминесцентных же грозит попаданием в организм человека ртути). КПД светодиодных источников освещения гораздо больше, поэтому они более экономичны. Схема подключения люминесцентной или светодиодной лампы в обеих случаях максимально проста – достаточно лишь вкрутить ее патрон в цоколь.

Подробно о способах подключения люминесцентных ламп смотрите на следующем видео:

Дроссели и их назначение при использовании люминесцентных ламп

Дроссель — деталь, служащая для регулировки силы тока. Эта деталь разделяет или ограничивает электросигналы различной частоты и устраняет пульсацию постоянного тока.

Для чего и зачем нужен в устройствах дневного света

Люминесцентные лампы (дневного света) как один из видов разрядных ламп, невозможно подключить для освещения таким же образом, как и обычную нагревательную электролампу. Для их подключения необходимо использовать дополнительный пускорегулирующий аппарат.

Дроссель включается методом последовательного соединения с лампой дневного света и предназначается для ограничения тока, который протекает через ее электроды. Это устройство характеризуется наличием реактивного сопротивления, а также отсутствием излишнего тепловыделения. Дроссель может ограничить ток и организовать предотвращение его лавинообразного нарастания при включении в сеть.

Дроссель — неотъемлемая составная часть любой стартерной системы включения. Помимо этого, он способен исполнять следующие дополнительные функции:

• создание безопасного тока для конкретной лампы, при котором возможно обеспечение разогрева ее электродов при разжигании;
• образование импульса повышенного напряжения, способствующего возникновению разряда в колбе лампы;
• обеспечение стабилизации электрического разряда;
• способствование бесперебойной работы лампы при отклонениях напряжения в электрической сети.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками рассматриваемой детали являются коэффициент потери мощности и индуктивность. Для обозначения этого коэффициента на устройстве указываются параметры тока, мощности и емкости конденсатора.

Индуктивностью называется индуктивное сопротивление, которое представляет возможным регулировать мощность электричества, поступающего на ламповые контакты.

Виды

Дроссели делятся на те же виды, что и подключаемые к ним лампы. Если подключить лампу к дросселю, который не соответствует ее характеристикам, то это, вероятнее всего, приведет к поломке какого-либо из элементов, используемых в системе подключения. Существуют следующие виды дросселей, подразделяемых в зависимости от мощности:

• дроссель мощностью в 9 Вт — для энергосберегающих ламп;
• 11 Вт — для миниатюрных светильников;
• 15 Вт — для настольных светильников;
• 18 Вт — для офисных ламп;
• 36 Вт — для малых люминесцентных ламп;
• 58 Вт — для потолочных светильников;
• 65 Вт — для многоламповых потолочных светильников;
• 80 Вт — для большых люминесцентных ламп.

Устройство

Типичная схема подключения дросселя газоразрядного типа представлена на рисунке ниже.

Условные обозначения:

• EL — лампа;
• SF — стартер;
• LL — дроссель;
• 1, 2 — спирали лампы;
• C — конденсатор.

Отчего может греться

Дроссели чаще всего изготавливают из двух металлических материалов — алюминия и меди. Алюминиевые устройства обладают одним существенным недостатком — сильным нагреванием. В свою очередь, медные греются меньше из-за меньшего сопротивления в электрической цепи, и поэтому они являются гораздо более долговечными.

При использовании ламп дневного света дроссель должен постоянно поддерживать свою рабочую температуру. Для снижения температуры достаточно использовать простой компьютерный кулер. Однако, существует возможность выбрать и другой путь, заключающийся в покупке более дорогой системы охлаждения, например, водяной.

Помимо самой работы дросселя, он также способен перегреваться из-за короткозамкнутых витков. При такой проблеме помочь может только полная замена устройства. При замене рекомендуется выбрать детали из меди, основываясь на том, что они менее подвержены перегреву.

Практика показывает, что дроссели являются весьма долговечными устройствами при правильной их эксплуатации. А также нельзя не отметить тот факт, что дроссель способен погашать броски напряжения, даже очень сильные. Поэтому, если вы правильно подберете дроссель к своей люминесцентной лампе, то эта лампа может прослужить вам годами, и даже десятилетиями.

15,00

Схема запуска

Когда подключение лампочки произведено, необходимо убедиться в ее правильности и в исправности пускорегулирующих аппаратов. Для проведения тестов нужно иметь мультиметр, при помощи которого можно проверить катодные тела накала.

Разрешенный уровень сопротивления не превышает 10 Ом. Если мультиметр указал сопротивление как бесконечное, то не нужно торопиться выбрасывать лампу. Это устройство еще сохраняет работоспособность, но применять его необходимо в системе холодного запуска. Теперь можно пробовать запустить светильник.

Внимание! В обычных условиях провода стартера разомкнуты, а его конденсатор не позволяет постоянному току проходить. Проще говоря, мультиметр должен показывать достаточно высокое сопротивление, которое может быть больше 100 Ом

В заключении нужно отметить, что схема люминесцентной лампы достаточно тяжелая, которая не под силу обычному человеку. Но существует множество вариантов, благодаря которым работа значительно упрощается

Важно помнить о том, что детей нельзя допускать к этому виду деятельности. При монтаже светильника нужно обесточить все помещение. https://www.youtube.com/embed/PPN2VXjBMbQ

3 Варианты установки нового светодиода в старый прибор освещения

Чтобы светодиодный источник света заработал в стандартном аппарате, достаточно только подать напряжение к контактам питания, поэтому многие решают воспользоваться таким вариантом. Обычно для этого выполняются стандартные действия:

1. 1. Удалить стартер (пускорегулирующий аппарат).
2. 2. Замкнуть балласт накоротко или полностью извлечь его после замыкания.
3. 3. Отключить конденсатор, если он имеется.

Стандартная схема установки светодиодного источника включает в себя эти действия на начальном этапе. На практике сложности могут возникнуть только из-за индивидуальных особенностей того или иного светильника. Его следует аккуратно разобрать и удалить электронный модуль ПРА, потому что он просто не требуется для корректной работы с новыми типом светодиодных лампочек.

Процесс монтажа светодиодной лампы вместо люминесцентной

Специалисты выделяют несколько вариантов замены:

1. 1. Покупка нового светодиодного прибора и всего, что нужно для замены. В продаже встречаются изделия, подходящие под стандартные размеры – это линейные светодиодные лампочки с контактами G13 и длиной 60, 90 и 120 см.
2. 2. Замена источников света с изменением схемы установки.

В первом случае никаких сложностей не возникает. Достаточно только поменять саму люстру или просто подобрать светодиод, идентичный по габаритам и способам подключения обычному люминесцентному источнику света. Некоторые модели могут устанавливаться сразу без дополнительных манипуляций. Однако в этом случае интенсивность освещение и экономичность немного падает, поэтому лучше его ПРА убирать полностью. Вместе с этим рекомендуется закоротить электромагнитный дроссель и снять конденсатор в сетевой коробке.

Для качественной замены и продления срока службы осветительного прибора лучше внести изменения в схему. Так как она упрощается, то такая задача под силу даже не слишком опытным электрикам. В домашних условиях вполне можно провести такие манипуляции. Все действия выполняются в следующем порядке:

1. 1. Отсоединяем крепежи на корпусе светильника.
2. 2. Снимаем внутреннюю электропроводку.
3. 3. Питающие контакты электроприбора подсоединяем напрямую к сетевой колодке.
4. 4. ЭПРА, ПРА, стартеры, конденсаторы и другие ненужные элементы удаляются.
5. 5. Устанавливаем новый светодиодный элемент.

Если осветительный прибор состоял из нескольких лампочек, то новые подключаются параллельно друг другу. При подаче напряжения на питающие контакты, они начнут светиться.

На корпусе обычно имеется клемма заземления, которую нужно оставить. Дополнительные элементы обычно не нужны, потому что у светодиодных лампочек имеются собственные встроенные фильтры для стабилизации источников напряжения. Вне зависимости от выбранного способа (с простой заменой или с изменением схемы подключения) установка самих лампочек не вызывает сложностей:

1. 1. Убедитесь, что она подходит по размеру и у неё правильные разъёмы.
2. 2. Вставьте лампочку в колодку прибора.
3. 3. Проверните осветительную трубку на 90о до лёгкого щелчка.
4. 4. Подключите заземляющий проводок к клемме на корпусе, если есть такая возможность.

После этого можно попробовать включить светильник. Если всё сделано правильно, то он должен сразу загореться ярким и равномерным светом без миганий.

Оптимальный вариант для замены – это светодиодные трубки типа Т8 с разъёмами G13. Они наиболее близко подходят по техническим характеристикам и не вызывают сложностей в процессе установки. В основном все модели подбираются для эксплуатации от электросети 50 Гц и с напряжением 220 В. В этом случае нет никаких особых требований к исходному ПРА.

Если же предполагается эксплуатация светодиодных лампочек в сети AC 110В, тогда приборы освещения должны оснащаться ЭмПРА

Особое внимание следует проявить в том случае, если ламп используется несколько. При возникновении трудностей можно проконсультироваться со специалистом, так как эксплуатация некачественных электроприборов не допускается

После установки важно убедиться, что все элементы закреплены надёжно. Светодиодные трубки распространяют свет вокруг себя во всех направлениях, поэтому не так важно сохранять правильное положение

Однако от этого зависит фиксация лампы в патроне, так что следует учитывать особенности цоколя. Если внимательно учитывать характеристики и следовать инструкциям, то проблем при замене одной лампочки на другую не возникает. Светильник сможет прослужить ещё очень долго.