Схема включения ламп дневного света: Как подключить лампу дневного света

Содержание

Как подключить лампу дневного света

Лампы дневного света давно и прочно вошли в нашу жизнь, а сейчас приобретают наибольшую популярность, так как электроэнергия постоянно дорожает и использование обычных ламп накаливания становится довольно дорогим удовольствием. А энергосберегающие компактные лампы не всем могут быть по карману, да и современные люстры требуют большого их количества, что ставит под сомнение экономию средств. Именно поэтому в современных квартирах устанавливается все больше люминесцентных ламп.

Содержание

  1. Устройство люминесцентных ламп
  2. Принцип работы лампы дневного света
  3. Как подключить лампу дневного света?
  4. Как проверить лампу дневного света?

 

Устройство люминесцентных ламп

Чтобы понять, как работает лампа дневного света, следует немного изучить ее устройство. Лампа состоит из тонкой стеклянной цилиндрической колбы, которая может иметь различный диаметр и форму.

Лампы могут быть:

  • прямые;
  • кольцевые;
  • U-образные;
  • компактные (с цоколем Е14 и Е27).

 

Хоть они все отличаются по внешнему виду объединяет их одно: все они имеют внутри электроды, люминесцентное покрытие и закачанный инертный газ, в котором находятся пары ртути. Электроды представляют собой небольшие спирали, которые раскаляются на короткий промежуток времени и зажигают газ, благодаря которому люминофор, нанесенный на стенки лампы, начинает светиться. Так как спирали для розжига имеют маленький размер, то стандартное напряжение, имеющееся в домашней электросети, для них не подходит. Для этого применяют специальные приборы – дроссели, которые ограничивают силу тока до номинального значения, благодаря индуктивному сопротивлению. Также, чтобы спираль разогревалась кратковременно и не перегорела, используют еще один элемент – стартер, который после зажигания газа в трубках лампы, отключает накал электродов.

Дроссель

Стартер

Принцип работы лампы дневного света

На клеммы собранной схемы подается напряжение 220В, которое проходит через дроссель на первую спираль лампы, далее переходит на стартер, который срабатывает и пропускает ток на вторую спираль, подключенную к сетевой клемме. Наглядно это видно на схеме, представленной ниже:

Зачастую на входных клеммах устанавливают конденсатор, играющий роль сетевого фильтра. Именно его работе часть реактивной мощности, вырабатываемой дросселем, гасится, и лампа потребляет меньше электроэнергии.

Как подключить лампу дневного света?

Схема подключения люминесцентных ламп, приведенная выше, является простейшей и предназначена для розжига одной лампы. Для того, чтобы выполнить подключение двух ламп дневного света, необходимо немного изменить схему, действуя по тому же принципу последовательного соединения всех элементов, так, как показано ниже:

В данном случае используется два стартера, по одному на каждую лампу. При подключении двух ламп к одному дросселю следует учитывать его номинальную мощность, которая указана на его корпусе. Например, если он имеет мощность 40 Вт, то к нему можно подключить две одинаковые лампы, имеющие нагрузку не более 20 Вт.

Существуют также и схема подключения лампы дневного света без использования стартеров. Благодаря использованию электронных балластных устройств розжиг ламп происходит мгновенно, без характерного «моргания» со стартерными схемами управления.

Электронные балласты

Подключить лампу к таким устройствам очень просто: на их корпусе расписана детальная информация и схематически показано, какие контакты лампы необходимо соединить с соответствующими клеммами. Но чтобы было совсем понятно, как выполнить подключение лампы дневного света к электронному балласту, нужно взглянуть на простую схему:

Преимуществом данного подключения является отсутствие дополнительных элементов, необходимых для стартерных схем управления лампами. К тому же, с упрощением схемы увеличивается надежность работы светильника, так как исключаются дополнительные соединения проводов со стартерами, которые являются еще и довольно ненадежными устройствами.

Ниже приведена схема подключения к электронному балласту двух люминесцентных ламп.

Как правило, в комплекте с электронным балластным устройством уже имеются все необходимые провода для сборки схемы, поэтому нет необходимости что-то придумывать и нести дополнительные расходы для покупки недостающих элементов.

Как проверить лампу дневного света?

Если лампа перестала зажигаться, то вероятной причиной ее неисправности может быть обрыв вольфрамовой нити, которая разогревает газ, заставляя светиться люминофор. В процессе работы вольфрам постепенно испаряется, оседая на стенках лампы. При этом на краях стеклянной колбы появляется темный налет, предупреждающий о том, что скоро лампа может выйти из строя.

Как проверить целостность вольфрамовой нити? Очень просто, необходимо взять обычный тестер, которым можно измерить сопротивление проводника и прикоснуться к выводным концам лампы щупами.

Прибор показывает сопротивление 9,9 Ом, что красноречиво говорит нам, что нить цела.

Проверяя вторую пару электродов, тестер показывает полный ноль, эта сторона имеет обрыв нити и поэтому лампа не хочет зажигаться.

Обрыв спирали происходит от того, что со временем нить истончается и постепенно возрастает напряжение, проходящее через нее. Благодаря повышению напряжения выходит из строя стартер – это видно по характерному «морганию» ламп. После замены сгоревших ламп и стартеров схема должна работать без наладки.

Если включение ламп дневного света сопровождается посторонними звуками или слышен запах гари, следует немедленно обесточить светильник и проверить работоспособность всех его элементов. Имеется вероятность того, что на клеммных соединениях образовалась слабина и греется подключение проводов. Кроме этого, дроссель, если изготовлен некачественно, может иметь витковое замыкание обмоток и, как следствие, выход из строя ламп дневного света.

 

Схема включения люминесцентных ламп

Лампы дневного света с самых первых выпусков и частично до сих пор зажигаются с помощью электромагнитной пускорегулирующей аппаратуры – ЭмПРА. Классический вариант лампы выполнен в виде герметичной стеклянной трубки со штырьками на концах.

Как выглядят люминесцентные лампы

Внутри она заполнена инертным газом с парами ртути. Ее установка производится в патроны, через которые подается напряжение на электроды. Между ними создается электрический разряд, вызывающий ультрафиолетовое свечение, которое действует на слой люминофора, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной трубки. В результате появляется яркое свечение. Схема включения люминесцентных ламп (ЛЛ) обеспечивается двумя основными элементами: электромагнитным балластом L1 и лампой тлеющего разряда SF1.

Схема включения ЛЛ с электромагнитным дросселем и стартером

Схемы зажигания с ЭмПРА

Устройство с дросселем и стартером работает по следующему принципу:

  1. Подача напряжения на электроды. Ток через газовую среду лампы сначала не проходит из-за ее большого сопротивления. Он поступает через стартер (Ст) (рис. ниже), в котором образуется тлеющий разряд. При этом через спирали электродов (2) проходит ток и начинает их подогревать.
  2. Контакты стартера разогреваются, и один из них замыкается, так как он выполнен из биметалла. Ток проходит через них, и разряд прекращается.
  3. Контакты стартера перестают разогреваться, и после остывания биметаллический контакт снова размыкается. В дросселе (Д) возникает импульс напряжения за счет самоиндукции, которого достаточно для зажигания ЛЛ.
  4. Через газовую среду лампы проходит ток, после запуска лампы он уменьшается вместе с падением напряжения на дросселе. Стартер при этом остается отключенным, так как этого тока недостаточно для его запуска.

Схема включения люминесцентной лампы

Конденсаторы (С1) и (С2) в схеме предназначены для снижения уровня помех. Емкость (С1), подключенная параллельно лампе, способствует снижению амплитуды импульса напряжения и увеличению его продолжительности. В результате увеличивается срок службы стартера и ЛЛ. Конденсатор (С

2) на входе обеспечивает существенное снижение реактивной составляющей нагрузки (cos φ увеличивается с 0,6 до 0,9).

Если знать, как подключить люминесцентную лампу с перегоревшими нитями накала, ее можно использовать в схеме ЭмПРА после небольшого изменения самой схемы. Для этого спирали замыкают накоротко и последовательно к стартеру подключают конденсатор. По такой схеме источник света сможет проработать еще какое-то время.

Широко распространен способ включения с одним дросселем и двумя лампами дневного света.

Включение двух ламп дневного света с общим дросселем

2 лампы подключаются последовательно между собой и дросселем. Для каждой из них необходима установка параллельно подключенного стартера. Для этого используется по одному выводному штырьку с торцов лампы.

Для ЛЛ необходимо применять специальные выключатели, чтобы у них не залипали контакты от высокого пускового тока.

Зажигание без электромагнитного балласта

Для продления жизни сгоревших ламп дневного света можно установить одну из схем включения без дросселя и стартера. Для этого используют умножители напряжения.

Схема включения ламп дневного света без дросселя

Нити накала замыкают накоротко и подают на схему напряжение. После выпрямления оно увеличивается в 2 раза, и этого достаточно, чтобы светильник загорелся. Конденсаторы (С1), (С2) подбирают под напряжение 600 В, а (С3), (С4) – под 1000 В.

Способ подходит также для исправных ЛЛ, но они не должны работать с питанием постоянным током. Через некоторое время ртуть собирается вокруг одного из электродов, и яркость свечения падает. Чтобы ее восстановить, надо перевернуть лампу, тем самым изменив полярность.

Подключение без стартера

Применение стартера увеличивает время разогрева лампы. При этом срок его службы небольшой. Электроды можно подогревать без него, если установить для этого вторичные трансформаторные обмотки.

Схема подключения люминесцентной лампы без стартера

Там, где не используется стартер, на лампе есть обозначение быстрого старта – RS. Если установить такую лампу со стартерным запуском, у нее могут быстро перегореть спирали, так как для них предусмотрено большее время разогрева.

Электронный балласт

Электронная схема управления ЭПРА пришла на смену старым источникам дневного света для устранения присущих им недостатков. Электромагнитный балласт потребляет лишнюю энергию, часто шумит, выходит из строя и при этом портит лампу. Кроме того, светильники мерцают из-за низкой частоты напряжения питания.

ЭПРА представляет собой электронный блок, который занимает мало места. Люминесцентные светильники легко и быстро запускаются, не создавая шума и обеспечивая равномерное освещение. В схеме предусмотрено несколько способов защиты лампы, что увеличивает срок эксплуатации и делает ее работу безопасней.

ЭПРА работает следующим образом:

  1. Разогрев электродов ЛЛ. Запуск происходит быстро и мягко, что увеличивает срок службы лампы.
  2. Поджиг – генерирование импульса высокого напряжения, пробивающего газ в колбе.
  3. Горение – поддержание небольшого напряжения на электродах лампы, которого достаточно для стабильного процесса.

Схема электронного дросселя

Вначале переменное напряжение выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживается конденсатором (С2). Следом установлен полумостовой генератор высокочастотного напряжения на двух транзисторах. Нагрузкой служит тороидальный трансформатор с обмотками (W1), (W2), (W3), две из них включены противофазно. Они поочередно открывают транзисторные ключи. Третья обмотка (W3) подает резонансное напряжение на ЛЛ.

Параллельно лампе подключен конденсатор (С4). Резонансное напряжение поступает на электроды и пробивает газовую среду. К этому времени нити накала уже разогрелись. После зажигания сопротивление лампы резко падает, вызывая снижение напряжения до достаточной величины, чтобы поддерживать горение. Процесс запуска продолжается менее 1 с.

Электронные схемы имеют следующие преимущества:

  • пуск с любой заданной задержкой времени;
  • не требуется установка стартера и массивного дросселя;
  • светильник не моргает и не гудит;
  • качественная светоотдача;
  • компактность устройства.

Использование ЭПРА дает возможность установить его в цоколь лампы, которую также уменьшили до размеров лампы накаливания. Это дало начало новым энергосберегающим лампам, которые можно вворачивать в обычный стандартный патрон.

В процессе эксплуатации лампы дневного света стареют, и для них требуется увеличение рабочего напряжения. В схеме ЭмПРА напряжение зажигания тлеющего разряда у стартера уменьшается. При этом может происходить размыкание его электродов, что вызовет срабатывание стартера и отключение ЛЛ. После она снова запускается. Подобное мигание лампы приводит к ее выходу из строя вместе с дросселем. В схеме ЭПРА подобное явление не происходит, поскольку электронный балласт автоматически подстраивается под изменение параметров лампы, подбирая для нее благоприятный режим.

Ремонт лампы. Видео

Советы по ремонту люминесцентной лампы можно получить из этого видео.

Устройства ЛЛ и схемы их включения постоянно развиваются в направлении улучшения технических характеристик. Важно уметь выбирать подходящие модели и правильно их эксплуатировать.

Оцените статью:

Схема подключения ламп дневного света

Лампы дневного света уже достаточно прочно и давно вошли в жизнь большинства людей. Сейчас они становятся все более популярными, ведь постоянно дорожает электроэнергия и пользованием обычными лампами накаливания слишком дорогое удовольствие. Также известно, что компактные энергосберегающие лампы могут приобрести далеко не все, кроме того, большинство современных люстр нуждаются в большом количестве подобных ламп, из-за чего возникают сомнения в их экономичности. Именно поэтому во многих современных квартирах устанавливают люминесцентные дневного света, в чем помогает схема лампы дневного света, на которой можно увидеть принципы ее работы.

Устройство люминесцентных ламп

Для понятия принципов работы лампы дневного света необходимо изучить ее устройство. Она состоит из тонкой цилиндрической колбы из стекла, которая имеет разные формы и диаметры. Люминесцентные лампы бывают нескольких видов:

  • U-образные;
  • прямые;
  • кольцевые;
  • компактные (со специальными цоколями Е14, а также Е27).

Все они имеют разный внешний вид, однако их объединяет наличие электродов, люминесцентного покрытия и закачанного инертного газа с парами ртути внутри. Электроды являются небольшими спиралями, раскаляющимися на небольшой временной промежуток, зажигая, таким образом, газ, благодаря которому тот люминофор, который нанесен на стенки лампы светиться. Известно, что спирали для розжига небольшого размера, поэтому стандартное напряжение, которое есть в домашней электросети, не подходит для них. Поэтому, в этих целях пользуются специализированными приборами под названием дроссели, с их помощью ограничивается сила тока до нужного значения, благодаря их индуктивному сопротивлению. Кроме того, чтобы спираль сумела быстро разогреться, однако не перегореть, схема лампы дневного света показывает еще и стартер, отключающий накал электродов после того, как газ в трубках лампы зажигается.

Принципы работы ламп дневного света

Во время работы на клеммы подается напряжение 220В, проходящее через дроссель прямо на первую спираль данной лампы. Потом она переходит на стартер, срабатывающий, а также пропускающий ток на спираль, которая подключена к сетевой клемме. Это демонстрирует схема подключения ламп дневного света.

Достаточно часто на входных клеммах может устанавливаться конденсатор, который играет роль специализированного сетевого фильтра. Именно благодаря его работе, частица реактивной мощности, вырабатываемой в процессе работы дросселем, гасится. В результате получается, что лампа потребляет меньшее количество электроэнергии.

Проверка ламп дневного света

Если ваша лампа перестала зажигаться, вероятная причина данной неисправности – обрыв вольфрамовой нити, разогревающей газ и заставляющей светиться люминофор. Во время работы вольфрам со временем испаряется, начиная оседать на стенках лампы. В процессе, стеклянная колба на краях имеет темный налет, который предупреждает о возможном выходе из строя данного устройства.

Проверить целостность вольфрамовой нити очень просто, нужно взять обычный тестер, измеряющий сопротивление проводника, после чего надо прикоснуться щупами к выводным концам данной лампы. Если прибор покажет, например, сопротивление, составляющее 9.9 Ом, тогда это будет значить, что нить цела. Если же во время проверки пары электродов тестер покажет полный ноль, данная сторона имеет обрыв, поэтому включение ламп дневного света не совершиться.

Спираль может оборваться из-за того, что на протяжении времени ее использования нить истончается, поэтому постепенно возрастает напряжение, которое сквозь нее проходит. Благодаря тому, что напряжение постоянно возрастает, стартер выходит из строя, что можно увидеть по характерному «морганию» данных ламп. После того, как будут заменены сгоревшие лампы и стартеры, схема будет работать без наладок.

Если же во время включения ламп слышны посторонние звуки либо же ощутим запах гари, тогда необходимо сразу же обесточить светильник, проверив работоспособность его элементов. Может быть, что на самих клеммных соединениях появилась слабина и подключение проводов прогревается. Кроме этого, в случае некачественного изготовления дросселя, может случиться витковое замыкание обмоток, что приведет к выходу ламп из строя.

Как подключить люминесцентную лампу?

Подключение лампы дневного света является очень простым процессом, схема его предназначается для розжига только одной лампы. Чтобы подключить пару ламп дневного света, нужно слегка изменить схему, действуя при этом по единому принципу последовательного соединения элементов.

В подобном случае необходимо пользоваться парой стартеров, по одному на лампу. Во время подключения пары ламп к единому дросселю, необходимо обязательно учитывать его номинальную мощность, указанную на корпусе. К примеру, если его мощность составляет 40 Вт, тогда есть возможность подключить к нему пару одинаковых ламп, максимальная нагрузка которых равна 20 Вт.

Кроме того, бывает подключение лампы дневного света, в котором не используются стартеры. Благодаря применению специализированных электронных балластных устройств, лампа разживается мгновенно, при этом не «моргая» стартерными схемами управления.

Подключение люминесцентной лампы к электронному балласту

Подключать лампу к электронным балластам очень просто, ведь на их корпусе есть детальная информация, а также схематически показано соединение контактов лампы с соответственными клеммами. Однако, чтобы было более понятно, как же подключить лампу дневного света к данному устройству, можно просто тщательно изучить схему.

Главное преимущество данного подключения – отсутствие дополнительных элементов, которые нужны для стартерных схем, управляющих лампами. Кроме того с упрощением схемы значительно увеличивается надежность работы всего светильника, ведь исключаются дополнительные соединения со стартерами, которые достаточно ненадежные устройства.

В основном, все провода, которые нужны для сборки схемы, идут в комплекте с самим электронным балластным устройством, поэтому отпадает необходимость изобретать велосипед, что-нибудь придумывать и нести при этом дополнительные расходы на приобретение недостающих элементов. В этом видео-ролике Вы сможете Более подробно ознакомиться с принципами работы и подключения люминесцентных ламп:

Стартерная схема включения люминесцентных ламп

Пуск без стартеров

Лампы дневного света владеют рядом преимуществ по сопоставлению с лампами накаливания. К их числу относятся большой срок службы, экономичность, отменная освещаемость. Ко всем плюсам, им присущи также и недостатки.

Это ненадежность осветительных приборов, долгий процесс зажигания (в особенности при пониженных температурах) и перегорание ламп, а конкретно нити накала. Но люди умельцы находят методы решения этих заморочек, и есть несколько схем, при помощи которых, можно обходиться для пуска ламп не только лишь без стартеров, но и с обрывами в нити накала.Приведенная схема устраняет ЛДС от ряда недостатков. Она быстро и надежно зажигает лампы мощностью 20 и 40 Вт (в том числе и лампы со спаленными нитями накала).

Без стартерная схема включения ламп дневного света

C1,C2 – 0.5 mkF 400 B C3,C4 – 0.1 mkF 1000 B VD1…VD6– Любые на ток 0,1 А для ЛДС-20 и 0,2 А для ЛДС-40 и оборотное напряжение более 600 В (по последней мере для VD5, VD6).L1 – Дроссель, соответственный типу лампы. Если вы переделываете осветительный прибор промышленного производства – оставьте имеющийся. Если же вы собираете осветительный прибор с нуля, то дроссель можно поменять лампой накаливания 75…150 Вт (зависимо от мощности ЛДС).

Внимание:При зажигании лампы напряжение на выходе схемы добивается 1200 В. Будьте аккуратны при наладке схемы.Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения.

Категория:Электричество на даче

Схемы включения ламп накаливания. Управление двумя лампами, присоединенными к сети, осуществляется одним однополюсным выключателем, пятью лампами —двумя выключателями, расположенными рядом (одним выключателем включают две лампы, другим — три, тремя лампами)— с помощью люстрового переключателя для попеременного изменения числа включаемых ламп.

Рис. 1.

Схемы присоединения группы ламп накаливания к осветительной сети:а — двух ламп одним выключателем; б — пяти ламп двумя выключателями; в — с помощью люстрового переключателя; г — с двух мест двумя переключателями, соединенными перемычками; д — ламп к сети, питаемой от трехпроводной системы с изолированной нейтралью; е — ламп к сети, питаемой от четырехпроводной системы с заземленной нейтральюПри первом повороте переключателя включается одна из трех ламп, при втором остальные две, но выключается первая лампа, при третьем — выключаются все лампы, при четвертом — выключаются все лампы люстры.Для независимого управления одной или несколькими лампами с двух мест применяют схему, в которой используют два переключателя, соединенных двумя перемычками. Эту схему применяют при освещении коридоров и лестничных клеток жилых домов и предприятий, а также туннелей с двумя или несколькими выходами (рис. 1).Схемы включения люминесцентных ламп.Люминесцентные лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной (рис.

2) или бесстартерной схемам (рис. 3) зажигания.При включении ламп по стартерной схеме зажигания в качестве стартера применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя (подвижным и неподвижным) электродами. Включают люминесцентную лампу в электрическую сеть только последовательно с балластным резистором, ограничивающим рост тока в лампе и таким образом предохраняющим ее от разрушения.

В сетях переменного тока в качестве балластного резистора применяют конденсатор или катушку с большим индуктивным сопротивлением — дроссель.Зажигание люминесцентной лампы происходит следующим образом. При ее включении между электродами возникает тлеющий разряд, теплота которого нагревает подвижный биметаллический электрод. При нагреве до определенной температуры подвижный электрод стартера, изгибаясь, замыкается с неподвижным, образуя электрическую цепь, по которой проходит ток, необходимый для предварительного подогрева электродов лампы.

Рис. 2. Стартерное зажигание люминесцентной лампы: а — схема; б — общий вид стартера; 1 — дроссель; 2 — лампа; 3 — стартер

Рис. 3.

Схема бесстартерного зажигания двухлампового люминесцентного светильникаПри прохождении тока в цепи электродов лампы разряд в стартере прекращается, в результате чего подвижный электрод стартера остывает и, разгибаясь, возвращается в исходное положение, разрывая электрическую цепь лампы.При разрыве к напряжению сети добавляется ЭДС самоиндукции дросселя, и возникший в дросселе импульс повышенного напряжения вызывает дуговой разряд в лампе, зажигая ее. С возникновением дугового разряда напряжение на электродах лампы и параллельно соединенных с ними электродах стартера снижается настолько, что оказывается недостаточным для возникновения тлеющего разряда между электродами стартера.Если лампа не зажжется, на электродах стартера появится полное напряжение сети и весь процесс повторится.Для включения люминесцентных ламп применяют стартерные и бесстартерные пускорегулирующие аппараты (ПРА), которые представляют собой комплектные устройства, обеспечивающие надежное зажигание и нормальную работу ламп, а также повышение коэффициента мощности.Электричество на даче- Схемы включения источников светаКатегория:Электромонтажные работыСхемы включения ламп накаливания. Управление двумя лампами, присоединенными к сети, осуществляется одним однополюсным выключателем (рис.1, а), пятью лампами — двумя выключателями (рис.

1, б), расположенными рядом (одним выключателем включают две лампы, другим — три лампы), тремя лампами — с помощью люстрового переключателя (рис. 1, в) для попеременного изменения числа включаемых ламп.При первом повороте переключателя включается одна из трех ламп, при втором — остальные две, но выключается первая лампа, при третьем — выключаются все лампы, при четвертом — выключаются все лампы люстры. Для независимого управления одной или несколькими лампами с двух мест применяют схему (рис.

1, г), в которой используют два переключателя, соединенных двумя перемычками.Эту схему применяют при освещении коридоров и лестничных клеток жилых домов и предприятий, а также туннелей с двумя или несколькими выходами. Схема питания сети, питаемой от четырехпроводной системы с заземленной нейтралью ламп от трехпроводной и четырехпроводной сети показана на рис. 1, д, е.

Рис.

1. Схемы присоединения группы ламп накаливания к осветительной сети: а — двух ламп одним выключателем, 6 — пяти ламп двумя выключателями, в — с помощью люстрового переключателя, г — с двух мест двумя переключателями, соединенными перемычками, д — ламп к сети, питаемой от трехпроводной системы с изолированной нейтралью, е — лампСхемы включения люминесцентных ламп. Люминесцентные лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной или бесстартерной схемам зажигания.При включении ламп по стартерной схеме зажигания (рис.

2, а) в качестве стартера (рис.2, б) применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя (подвижным и неподвижным) электродами. Включают люминесцентную лампу в электрическую сеть только последовательно с балластным резистором, ограничивающим рост тока в лампе и таким образом предохраняющим ее от разрушения. В сетях переменного тока в качестве балластного резистора применяют конденсатор или катушку с большим индуктивным сопротивлением — дроссель.

Рис. 2.

Стартерное зажигание люминесцентной лампы: а — схема, б — общий вид стартера; 1 — дроссель, 2 — лампа, 3 — стартерЗажигание люминесцентной лампы происходит следующим образом. При включении лампы между электродами возникает тлеющий разряд, теплота которого нагревает подвижный биметаллический электрод.При нагреве до определенной температуры подвижный электрод стартера, изгибаясь, замыкается с неподвижным, образуя электрическую цепь, по которой проходит ток, необходимый для предварительного подогрева электродов лампы. Подогреваясь, электроды начинают испускать электроны.

При прохождении тока в цепи электродов лампы разряд в стартере прекращается, в результате чего подвижный электрод стартера остывает и, разгибаясь, возвращается в исходное положение, разрывая электрическую цепь лампы.При разрыве к напряжению сети добавляется эдс самоиндукции дросселя и возникший в дросселе импульс повышенного напряжения вызывает дуговой разряд в лампе, зажигая ее. С возникновением дугового разряда напряжение на электродах лампы и параллельно соединенных с ними электродах стартера снижается настолько, что оказывается недостаточным для возникновения тлеющего разряда между электродами стартера. Если лампа не зажжется, на электродах стартера появится полное напряжение сети и весь процесс повторится.

Рис. 3. Схема бесстартерного зажигания двухлампового люминесцентного светильника:ООДр — основная обмотка дросселя, ДОДр — дополнительная обмотка дросселя, С — конденсатор, НТр — нахальный трансформатор, Л — люминесцентная лампаДля включения люминесцентных ламп применяют стартерные и бесстартерные пускорегулирующие аппараты ПРА, которые представляют собой комплектные устройства, обеспечивающие надежное зажигание и нормальную работу ламп, а также повышение коэффициента мощности.

Схема включения бесстартерных ПРА двухлампового люминесцентного светильника показана на рис. 3.Схемы включения ламп ДРЛ. Двухэлектродные лампы включают в электрическую сеть переменного тока напряжением 220 В через поджигающее устройство, с помощью которого (импульсом высокого напряжения) зажигается лампа (рис.

4).Для защиты выпря-напряжения служит конденсатор С1.Конденсатор СЗ необходим для устранения помех радиоприему, создаваемых поджигающим устройством при зажигании лампы. Четырехэлектродная лампа в отличие от приведенной выше схемы включения двухэлектродной лампы включается в сеть по упрощенной схеме, в которой отсутствует поджигающее устройство. Зажигание четырехэлектродной лампы происходит от питающей сети напряжением 220 В.В схеме включения в сеть четырехэлектродной лампы имеются дроссель и конденсатор, которые выполняют те же функции, что и в схеме включения двухэлектродной лампы ДРЛ.

Рис.4. Схема включения двух-электродной лампы ДРЛ: ООДр — основная обмотка дросселя, ДОДр — дополнительная обмотка дросселя, С1 — конденсатор защиты выпрямителя, С2 – зарядный конденсатор, СЗ — помехоподавляющий конденсатор, СВ – селеновый выпрямитель, R — зарядный резистор, Л — двухэлектродная лампа ДРЛ. Р – разрядникПоджигающее устройство состоит из разрядника Р, селенового выпрямителя (диода) СВ, зарядного резистора R и конденсаторов С1 и С2.

Основная обмотка дросселя в схеме служит для предотвращения резкого возрастания тока в лампе, а также стабилизации ее режима горения.Электромонтажные работы- Схемы включения электрических источников светаЛюминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой источник света, создаваемый электрическим разрядом в среде паров ртути и инертного газа. При этом возникает невидимое ультрафиолетовое свечение, действующее на слой люминофора, нанесенный изнутри на стеклянную колбу. Типовая схема включения люминесцентной лампы представляет собой пускорегулирующее устройство с электромагнитным балластом (ЭмПРА).

Устройство и описание ЛЛ

Колба большинства ламп всегда имела цилиндрическую форму, но сейчас она может быть в виде сложной фигуры. На торцах в нее вмонтированы электроды, конструктивно похожие на некоторые спирали ламп накаливания, изготовленные из вольфрама. Они подпаяны к расположенным снаружи штырькам, на которые подается напряжение.

Газовая электропроводная среда внутри ЛЛ имеет отрицательное сопротивление. Оно проявляется в снижении напряжения между противоположными электродами при росте тока, который необходимо ограничивать.

Схема включения люминесцентной лампы содержит балластник (дроссель), основное назначение которого – создание большого импульса напряжения для ее зажигания. Кроме него в ЭмПРА входит стартер – лампа тлеющего разряда с размещенными внутри нее двумя электродами в среде инертного газа. Один из них изготовлен из биметаллической пластины.В исходном состоянии электроды разомкнуты.

Принцип работы ЛЛ

Стартерная схема включения люминесцентных ламп работает следующим образом.

На схему подается напряжение, но сначала через ЛЛ ток не идет из-за большого сопротивления среды. По спиралям катодов ток проходит и разогревает их. Кроме того, он поступает также на стартер, для которого подаваемого напряжения достаточно, чтобы внутри возник тлеющий разряд.При разогреве контактов пускателя от проходящего тока биметаллическая пластина замыкается.

После этого проводником становится металл, и разряд прекращается.Биметаллический электрод остывает и размыкает контакт. При этом дроссель выдает импульс высокого напряжения из-за самоиндукции, и ЛЛ зажигается.Через лампу идет ток, который затем в 2 раза уменьшается, поскольку напряжение на дросселе падает. Его недостаточно для повторного запуска стартера, контакты которого остаются разомкнутыми при горении ЛЛ.

Схема включения двух ламп люминесцентных, установленных в одном светильнике, предусматривает использование для них одного общего дросселя. Они подключаются последовательно, но на каждой лампе установлено по одному параллельному стартеру.

Недостатком светильника является отключение второй лампы, если одна из них вышла из строя.

Важно! С люминесцентными лампами необходимо использовать специальные выключатели. У бюджетных устройств стартовые токи большие, и контакты могут залипать.

Бездроссельное включение люминесцентных ламп: схемы

Несмотря на дешевизну, электромагнитные балласты имеют недостатки. Они и явились причиной создания электронных схем зажигания (ЭПРА).

Как запускается ЛЛ с ЭПРА

Бездроссельное включение люминесцентных ламп производится через электронный блок, в котором формируется последовательное изменение напряжения при их зажигании.

Достоинства электронной схемы запуска:

    возможность пуска с любой временной задержкой;не нужны массивный электромагнитный дроссель и стартер;отсутствие гудения и моргания ламп;высокая светоотдача;легкость и компактность устройства;больший срок эксплуатации.

Современные электронные балласты обладают компактными размерами и низким потреблением энергии. Их называют драйверами, помещая в цоколь малогабаритной лампы. Бездроссельное включение люминесцентных ламп позволяет использовать обычные стандартные патроны.

Система ЭПРА преобразует сетевое переменное напряжение 220 Вв высокочастотное. Сначала разогреваются электроды ЛЛ, а затем подается высокое напряжение.

При высокой частоте повышается КПД и полностью исключается мерцание. Схема включения люминесцентной лампыможет обеспечивать холодный запускили с плавным увеличением яркости. В первом случае срок эксплуатации электродов существенно сокращается.

Повышенное напряжение в электронной схеме создается через колебательный контур, приводящий к резонансу и зажиганию лампы. Запуск совершается намного легче, чем в классической схеме с электромагнитным дросселем. Затем также снижается напряжение до необходимого значения удерживания разряда.

Выпрямление напряжения осуществляется диодным мостом,после чего оно сглаживается параллельно подключенным конденсатором С1. После подключения к сети сразу заряжается конденсатор С4и пробивается динистор.Запускается полумостовой генератор на трансформаторе TR1и транзисторах Т1и Т2. При достижении частоты 45-50 кГц создается резонанс c помощью последовательного контура С2, С3, L1, подключенного к электродам, и лампа зажигается.

В этой схеме также есть дроссель, но с очень малыми габаритами, позволяющими поместить его в цоколь лампы.ЭПРА имеет автоматическую подстройку под ЛЛ по мере изменения характеристик. Через некоторое время для изношенной лампы требуется повышение напряжения для зажигания. В схеме ЭмПРА она просто не запустится, а электронный балласт подстраивается под изменение характеристик и тем самым позволяет эксплуатировать устройство в благоприятных режимах.Преимущества современных ЭПРА следующие:плавное включение;экономичность работы;сохранение электродов;исключение мерцания;работоспособность при низкой температуре;компактность;долговечность.Недостатками являются более высокая стоимость и сложная схема зажигания.

Применение умножителей напряжения

Способ дает возможность включать ЛЛ без электромагнитного балласта, но применяется преимущественно для продления жизни лампам.

Схема включения сгоревших люминесцентных ламп позволяет им проработать еще некоторое время, если мощность не превышает 20-40 Вт. При этом нити накала могут быть как целыми, так и перегоревшими. В обоих случаях выводы каждой нити накала нужно закоротить.

После выпрямления напряжение удваивается, и лампа загорается моментально.Конденсаторы С1, С2выбираются под рабочее напряжение 600 В. Их недостаток заключается в больших габаритах.

Конденсаторы С3, С4устанавливают слюдяные на 1000 В.ЛЛ не предназначена для питания постоянным током.Со временем ртуть скапливается около одного из электродов, и свечение ослабевает. Для его восстановления изменяют полярность, перевернув лампу. Можно установить переключатель, чтобы ее не снимать.

Бесстартерная схема включения люминесцентных ламп

Схема со стартером требует долгого разогрева лампы. Кроме того, его иногда приходится менять. В связи с этим существует другая схема с подогревом электродов через вторичные обмотки трансформатора, который также выполняет функцию балласта.

Когда производится включение люминесцентных ламп без стартера, на них должно быть обозначение RS (быстрый старт). Светильник со стартерным запуском здесь не подойдет, поскольку его электроды дольше разогреваются, и спирали быстро перегорят.

Как включить сгоревшую лампу?

Если спирали вышли из строя, ЛЛ можно зажечь без умножителя напряжения, используя обычную схему ЭмПРА.

Схема включения перегоревшей люминесцентной лампы незначительно изменяется по сравнению с обычной. Для этого к стартеру последовательно подключают конденсатор, а штырьки электродов замыкают накоротко. После такой небольшой переделки лампа проработает еще какое-то время.

Заключение

Конструкция и схема включения люминесцентной лампы постоянно совершенствуется в сторону экономичности, уменьшения размеров и повышения срока службы. Важно правильно ее эксплуатировать, разбираться во всем многообразии выпускаемых типов и знать эффективные способы подключения.

Источники:

  • elektrica.info
  • gardenweb.ru
  • gardenweb.ru
  • fb.ru

Схема подключения люминесцентной лампы


Люминисце́нтный светильник был изобретен в 1930-е годы, как источник света, получил известность и распространение с конца 1950-х.

Его преимущества неоспоримы:

  • Долговечность.
  • Ремонтопригодност.
  • Экономичность.
  • Теплый, холодный и цветной оттенок свечения.

Длительный срок службы обеспечивает правильно спроектированное разработчиками устройство пуска и регулировки работы.

Люминисцентный светильник промышленного производства

ЛДС (ла́мпа дневного света) намного экономичнее, чем привычная лампочка накаливания, впрочем, аналогичное по мощности светодиодное устройство превосходит по этому показателю люминесцентное.

С течением времени светильник перестает запускаться, мигает, «гудит», одним словом, не выходит в нормальный режим. Нахождение и работа в помещении становятся опасными для зрения человека.

Для исправления ситуации пробуют включить заведомо исправную ЛДС.

Если простая замена не дала положительных результатов, человек, не знающий как устроен люминесце́нтный светильник, заходит в тупик: «Что делать дальше?» Какие запчасти покупать рассмотрим в статье.

Кратко об особенностях работы лампы

ЛДС относится к газоразрядным источникам света низкого внутреннего давления.

Принцип работы заключается в следующем: герметичный стеклянный корпус устройства заполнен инертным газом и парами ртути, давление которых невелико. Внутренние стенки колбы, покрыты люминофором. Под воздействием электрического разряда, возникающего между электродами, ртутный состав газа начинает светиться, генерируя невидимое глазу ультрафиолетовое излучение. Оно, оказывая действие на люминофор, вызывает свечение в видимом диапазоне. Меняя активный состав люминофора, получают холодный или теплый белый и цветной свет.

Принцип работы ЛДС

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Бактерицидные приборы устроены также как ЛДС, но внутренняя поверхность колбы, изготовленной из кварцевого песка, люминофором не покрыта. Ультрафиолет беспрепятственно излучается в окружающее пространство.

к содержанию ↑

Подключение с применением электромагнитного балласта или ЭПРА

Особенности строения  не позволяют подключить ЛДС непосредственно в сеть 220 В – работа от такого уровня напряжения невозможна. Для запуска требуется напряжение не ниже 600В.

С помощью электронных схем необходимо последовательно друг за другом обеспечить нужные режимы работы, каждый из которых требует определенного уровня напряжений.

Режимы работы:

  • розжиг;
  • свечение.

Запуск заключается в подаче импульсов высокого напряжения (до 1 кВ) на электроды, в результате чего между ними возникает разряд.

Отдельные виды пускорегулирующей аппаратуры, перед тем как произвести пуск, нагревают спираль электродов. Накаливание помогает легче запустить разряд, нить при этом меньше перегревается и дольше служит.

После того как светильник загорелся, питание производится переменным напряжением, включается энергосберегающий режим.

Подключение с применением ЭПРАсхема подключения

В устройствах, выпускаемых промышленностью, используются два вида пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

  • электромагнитный пускорегулирующий аппарат ЭмПРА;
  • электронный пускорегулирующий аппарат – ЭПРА.

Схемы предусматривают различное подключение, оно представлено ниже.

Схема с ЭмПРА

Подключение с применением ЭмПРА

В состав электрической схемы светильника с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА) входят элементы:

  • дроссель;
  • стартер;
  • компенсирующий конденсатор;
  • люминесцентная лампа.
схема включения

В момент подачи питания через цепь: дроссель – электроды ЛДС, на контактах стартера появляется напряжения.

Биметаллические контакты стартера, находящиеся в газовой среде, нагреваясь, замыкаются. Из-за этого в цепи светильника создается замкнутый контур: контакт 220 В – дроссель – электроды стартера – электроды лампы – контакт 220 В.

Нити электродов, разогреваясь, испускают электроны, которые создают тлеющий разряд. Часть тока начинает течь по цепи: 220В – дроссель – 1-й электрод – 2-й электрод – 220 В. Ток в стартере падает, биметаллические контакты размыкаются. По законам физики в этот момент возникает ЭДС самоиндукции на контактах дросселя, что приводит к возникновению высоковольтного импульса на электродах. Происходит пробой газовой среды, возникает электрическая дуга между противоположными электродами. ЛДС начинает светиться ровным светом.

В дальнейшем подсоединенный в линию дроссель обеспечивает низкий уровень силы тока, протекающего через электроды.

Дроссель, подключенный в цепь переменного тока, работает как индуктивное сопротивление, снижая до 30 % коэффициент полезного действия светильника.

Внимание! С целью уменьшения потерь энергии в схему включают компенсирующий конденсатор, без него светильник будет работать, но электропотребление увеличится.

Схема с ЭПРА

Внимание! В рознице ЭПРА часто встречаются под наименованием электронный балласт. Название драйвер продавцы применяют для обозначения блоков питания для светодиодных лент.

Внешний вид и устройство ЭПРА

Внешний вид и устройство электронного балласта, предназначенного для включения двух ламп, мощностью 36 ватт каждая.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Запрещено включать ЭПРА без нагрузки в виде люминесцентных ламп. Если устройство предназначено для подключения двух ЛДС, нельзя использовать его в схеме с одной.

В схемах с ЭПРА физические процессы остаются прежними. В некоторых моделях предусмотрено предварительное нагревание электродов, что увеличивает срок службы лампы.

Вид ЭПРА

На рисунке показан внешний вид ЭПРА для различных по мощности устройств.

Размеры позволяют разместить ЭПРА даже в цоколе Е27.

ЭПРА в цоколе энергосберегающей лампы

Компактные ЭСЛ – один из видов люминесцентных могут иметь цоколь g23.

Настольная лампа с цоколем G23

 

Функциональная схема ЭПРА

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема ЭПРА.

к содержанию ↑

Схема для последовательного подключения двух ламп

Существуют светильники, конструктивно предусматривающие подключение двух ламп.

В случае замены деталей сборка осуществляется по схемам, различным для ЭмПРА и ЭПРА.

Внимание! Принципиальные схемы ПРА рассчитаны на работу с определенной мощностью нагрузки. Этот показатель всегда имеется в паспортах изделий. Если подсоединить лампы большего номинала, дроссель или балласт могут перегореть.

Схема включения двух ламп с одним дросселем

Если на корпусе прибора есть надпись 2Х18 – балласт предназначен для подключения двух ламп мощностью по 18 ватт каждая. 1Х36 – такой дроссель или балласт способен включать одну ЛДС мощностью 36 Вт.

В случаях, когда используется дроссель, лампы должны подключаться последовательно.

Запускать их свечение будут два стартера. Подсоединение этих деталей осуществляется параллельно с ЛДС.

к содержанию ↑

Подключение без стартера

Схема ЭПРА в своем составе стартера не имеет изначально.

Кнопка вместо стартера

Однако и в схемах с дросселем можно обойтись без него. Собрать рабочую схему поможет включенный последовательно подпружиненный выключатель – проще говоря, кнопка. Кратковременное включение и отпускание кнопки обеспечит соединение похожее по действию на стартерный пуск.

Важно! Включаться такой безстартерный вариант будет, только при целых нитях накаливания.

Бездроссельный вариант, в котором также отсутствует стартер, может быть осуществлен разными способами. Один из них показан ниже.

Схема без стартера

На схеме представлен двухполупериодный диодный умножитель напряжения.

Электроды закорачиваются, к ним подключается однопроводная линия. Напряжение будет около 600 В, чего достаточно, чтобы между ними в газовой среде протекал постоянный ток.

Собранный по таким схемам бесстартерный блок питания способен заставлять светиться даже устройства с перегоревшими спиралями электродов.

к содержанию ↑

Видео – Схема подключения люминесцентных ламп

Предыдущая

ЛюминесцентныеЧто делать если разбилась люминесцентная лампа

Следующая

ЛюминесцентныеОсобенности и отличия люминесцентных ламп от светодиодных

Схема подключения и принципы работы люминесцентных ламп.

Среди всех источников искусственного света самыми распространенными сегодня являются люминесцентные лампы. Благодаря тому что они в 5-7 раз экономичнее ламп накаливания и гораздо дешевле самых сверхэффективных на сегодня- светодиодных.

Люминесцентные лампы сегодня можно встретить на каждом шагу. Они используются преимущественно для освещения в магазинах, супермаркетах, учебных заведениях, общественных зданиях, а после появления компактных вариантов, подходящих под обычные патроны E27 и E14 домашних светильников и люстр, люминесцентные лампы стали широко применяться для освещения в многоквартирных квартирах и частных домах.

Принцип работы.

Люминесцентная лампа — это газоразрядный источник света, внутри стрелянной трубы протекает электрический разряд между двумя спиралями (катодом и анодом), расположенными  с обоих сторон. Пары ртути под воздействием электрического разряда излучают невидимое для наших глаз ультрафиолетовое излучение, которое затем преобразовывается в видимый свет при помощи нанесенного по внутренней поверхности лампы люминофора, состоящего из смеси фосфора с другими элементами.

Схема подключения с применением электромагнитный балласта или  ЭмПРА.

ЭмПРА — это сокращенная аббревиатура- Электромагнитный Пускорегулирующий Аппарат. Часто называемый, как дроссель. Его мощность должна соответствовать общей мощности подключаемым к нему лампам.
Это довольно старая (активно применяемая еще в советское время) простая стартерная схема подключения к электросети  люминесцентной лампы дневного света.

Стартер — это миниатюрная лампочка с неоновым наполнением с  двумя биметаллическими электродами внутри, которые разомкнуты в нормальном положении.

Принцип работы: при включении электропитания в стартере возникает разряд и замыкаются накоротко биметаллические электроды, после чего ток в цепи электродов и стартера ограничивается только внутренним сопротивлением дросселя, в результате чего возрастает почти в три раза больше  рабочий ток в лампе и моментально разогреваются  электроды люминесцентной лампы. Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В этот момент разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и зажигается лампа. После этого напряжение на ней будет равняться половине от сетевого, которого будет недостаточно  для повторного замыкания электродов стартера.
Если лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты всегда будут разомкнуты.

Часто встречается последовательная схема включения  2 ламп, для работы в которой применяются стартеры на 127 Вольт,  но они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт!

 

Недостатки  схемы ПРА:

  1. По сравнению со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электроэнергии.
  2. Долгий запуск  не менее 1 до 3  секунд (зависимость от износа лампы).
  3. Звук от гудения пластин дросселя, возрастающий со временем.
  4. Стробоскопический эффект мерцания лампы, что негативно влияет на зрение, при чем  детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети-  кажутся неподвижными.
  5. Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. Например, зимой в неотапливаемом гараже.

Схема подключения с применением электронного балласта или ЭПРА.

Электронный Пускорегулирующий Аппарат (сокращенно-  ЭПРА) в отличии от электромагнитного-  подает на лампы  напряжение не сетевой частоты, а высокочастотное от 25 до 133 кГц. А это полностью исключает возможность появления заметного для глаз мигания ламп. В ЭПРА используется автогенераторная схема, включающая трансформатор и выходной каскад на транзисторах.

Схемы подключений бывают разные, как правило они наносятся сверху на блоке и не вызывают трудности в подключении. Давайте рассмотрим пример.


Слева, L – фаза и N- ноль от электропитания. Один провод общий на контакты с левой стороны и два — раздельные.
Справа, 4 контакта. По два на каждую нить накала. Только соблюдайте схему подключения на каждую лампу с обоих сторон.

Преимущества схем с ЭПРА:

  • Увеличение срока службы люминесцентных ламп, благодаря специальному режиму работы и запуска.
  • По сравнению с ПРА до 20% экономия электроэнергии.
  • Отсутствие в процессе работы шума и мерцания.
  • Отсутствует в схеме  стартер, который часто ломается.
  • Специальные модели выпускаются с возможностью диммирования  или регулирования яркости свечения.

Как Вы уже поняли у ЭПРА  много преимуществ,  именно поэтому Мы только и рекомендуем их использовать.
Дополнительно прочитайте по этом теме нашу статью  ”Характеристики люминесцентных ламп и светильников”.

Как подключить лампу дневного света?

Ремонт квартиры

Люминесцентные лампы достаточно часто стали применяться в быту, и на данный момент обладают высокой популярностью, поскольку тарифы на электроэнергию с каждым разом растут выше и выше, и в связи с этим применение стандартных ламп накаливания превращается в достаточно недешевое решение. А покупка энергосберегающих ламп требует большого стартового вложения денежных средств, да и ультрамодные люстры диктуют применение большого числа данных изделий, что практически лишает данный процесс экономической целесообразности. В связи с этим в своих жилищах люди часто подключают люминесцентные лампы.

 

 

Конструкция лампы дневного света

Для того чтобы разобраться, как функционирует люминесцентная лампа, необходимо хотя бы поверхностно изучить ее конструкцию. В состав лампы входит тончайшая цилиндрическая колба из стекла, которая обладает разным диаметром и формой.

Разновидности ламп:

  • прямые;
  • кольцевые;
  • U-образные;
  • компактные (с цоколем Е14 и Е27).

Несмотря на то, что все они различаются по своему облику, в них всех есть внутри люминесцентное покрытие, электроды и заполнено это все инертным газом, в котором присутствует ртуть в парообразном состоянии. Электроды внешне похожи на маленькие спирали, которые приобретают высокую температуру на несколько секунд и поджигают газ. С помощью данного газа люминофор (которым обработана колба лампы), начинает светиться. Поскольку спирали для розжига обладают небольшими габаритами, то обычное напряжение, из квартирной электросети для них непригодно. Для этого используют специализированные изделия – дроссели, которые позволяют регулировать силу тока до нужного значения, с помощью индуктивного сопротивления. Кроме этого, чтобы спираль загоралась лишь на миг и не перегорела раньше срока, применяют еще один прибор – стартер, который позволяет после поджигания газа в колбе лампы, выключить накал электродов.

 

Как работают люминесцентные лампы?

На контакты нашей конструкции подается электрический ток 220 вольт, который идет через дроссель на стартовую нить лампы. Затем ток поступает на стартер, который включается и доставляет напряжение на следующую нить, подсоединенную к сетевому контакту.

Довольно часто на входных контактах ставят «емкость», которая выполняет функции сетевого фильтра. Благодаря ей часть большой мощности, поставляемой дросселем, гасится, и лампа «съедает» меньше энергии.

 

Как подключить люминесцентную лампу?

Схема подключения ламп дневного света, которую вы видели выше, относится к элементарной и справедлива для подключения одной лампы. Для организации работы двух люминесцентных ламп, нужно слегка модифицировать схему, следуя тому же правилу последовательного подключения всех приборов.
В нашем варианте применяется пара стартеров, по одному на каждую лампу. При подсоединении двух ламп к единственному дросселю необходимо брать в расчет его заявленную мощность, которая написана на его кожухе. К примеру, если он обладает мощность 60 Вт, то к нему, возможно подключить две идентичные лампы, обладающие нагрузкой не выше 30 Вт.

Кроме этого есть схема подключения люминесцентной лампы без применения стартеров. С помощью установки электронных балластных изделий «поджиг» ламп производится моментально, без свойственного «мерцания» со стартерным вариантом электроуправления.

Подсоединить лампу к подобным изделиям достаточно несложно: на их кожухе нанесен полный порядок действий при установке, какие клеммы лампы нужно подключить к соответствующим контактам. Однако чтобы стало абсолютно ясно, как сделать подсоединение люминесцентной лампы к электронному балласту, надо рассмотреть несложную схемку:

К достоинству подобного электроуправления относится отсутствие вспомогательных узлов, требуемых для стартерного варианта подключения ламп. Кроме этого, с адаптацией проекта повышается надежность функционирования осветительного изделия, поскольку убираются вспомогательные подключения кабелей со стартерами, которые как показывает практика, являются еще и достаточно ненадежными приборами.
Кроме этого есть проект подсоединения двух ламп дневного света к электронному балласту.

Обычно, в наборе с электронным балластным устройством уже есть все требуемые кабеля для установки, в связи с этим нет надобности, что-то выдумывать и производить лишние траты на приобретение отсутствующих элементов.

 

Как проверить лампу дневного света?

В случае если лампа перестала гореть, то, скорее всего, произошел разрыв вольфрамовой нити, с помощью которой подогревается газ, тем самым провоцируя свечение люминофора. В течении своей жизни вольфрам потихоньку испаряется, накапливаясь на внутренней поверхности лампы. Вместе с этим на концах колбы из стекла образуется темный слой, говорящий о том, что в ближайшее время лампа перегорит.

Как узнать, работоспособна ли вольфрамовая нить? Для этого, нужно взять стандартный тестер, с помощь которого возможно замерить сопротивление проводника и дотронуться его клеймами до выводных контактов лампы.

Если мультиметр отражает сопротивление примерно 10 Ом, то это лучше всех слов сигнализирует нам, о том, что нить работоспособна.

Если же прибор показывает абсолютный 0, то эта лампа обладает обрывом спирали, вследствие чего не загорается.

Разрыв нити случается из-за того, что с течением времени спираль становится тоньше и потихоньку нарастает напряжение, идущее по ней. В связи с увеличением напряжения в первую очередь ломается стартер – это заметно по свойственному «мерцанию» ламп. После смены вышедших из строя ламп и стартеров конструкция обязана функционировать как часы.

Если при включении люминесцентных ламп слышны не характерные шумы или чувствуется смрад гари, необходимо срочно отключить осветительный прибор и изучить дееспособность всех его узлов. Есть вариант того, что контактные зоны ослабли, и происходит нагревание подсоединенных кабелей. Помимо того, если низкокачественно произведен дроссель, возможно замыкание обмоток с последующей поломкой люминесцентных ламп.

 

 

 

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Start it Up — Как работают люминесцентные лампы

В классической конструкции люминесцентных ламп, которая по большей части пришла на второй план, использовался специальный механизм включения стартера для зажигания лампы. Вы можете увидеть, как эта система работает, на схеме ниже.

При первом включении лампы путь наименьшего сопротивления проходит через цепь байпаса и через выключатель стартера . В этой цепи ток проходит через электроды на обоих концах трубки. Эти электроды представляют собой простые нити , как в лампе накаливания.Когда ток проходит через байпасную цепь, электричество нагревает нити. Это отрывает электроны от поверхности металла, отправляя их в газовую трубку, ионизируя газ.

В то же время электрический ток вызывает интересную последовательность событий в выключателе стартера. Обычный выключатель стартера представляет собой небольшую газоразрядную лампу, содержащую неон или другой газ. Колба имеет два электрода, расположенных рядом друг с другом. Когда электричество первоначально пропускается через байпасную цепь, электрическая дуга (по сути, поток заряженных частиц) прыгает между этими электродами, чтобы установить соединение.Эта дуга зажигает лампочку так же, как большая дуга зажигает люминесцентную лампу.

Один из электродов представляет собой биметаллическую полосу , которая изгибается при нагревании. Небольшое количество тепла от зажженной лампы сгибает биметаллическую полосу, так что она входит в контакт с другим электродом. Поскольку два электрода соприкасаются друг с другом, току больше не нужно прыгать по дуге. Следовательно, через газ не протекают заряженные частицы, и свет гаснет. Без тепла от света биметаллическая полоса охлаждается, отклоняясь от другого электрода.Это размыкает цепь.

К тому времени, когда это произойдет, нити уже ионизировали газ в люминесцентной лампе, создав электропроводящую среду. Для возникновения электрической дуги трубке просто требуется скачок напряжения на электродах. Этот толчок обеспечивается балластом лампы, специальным трансформатором, включенным в цепь.

Когда ток протекает через байпасную цепь, он создает магнитное поле в части балласта.Это магнитное поле поддерживается протекающим током. При размыкании переключателя стартера ток кратковременно отключается от балласта. Магнитное поле схлопывается, что вызывает внезапный скачок тока — балласт высвобождает накопленную энергию.

Этот выброс тока помогает создать начальное напряжение, необходимое для образования электрической дуги в газе. Вместо того, чтобы проходить через байпасную цепь и перепрыгивать через зазор в выключателе стартера, электрический ток течет через трубку.Свободные электроны сталкиваются с атомами, выбивая другие электроны, что создает ионы. В результате получается плазма , газ, состоящий в основном из ионов и свободных электронов, все свободно движущихся. Это создает путь для электрического тока.

Удар летящих электронов сохраняет две нити в тепле, поэтому они продолжают испускать новые электроны в плазму. Пока есть переменный ток и нити не изношены, ток будет продолжать течь через трубку.

Проблема с такой лампой в том, что она загорается через несколько секунд.В наши дни большинство люминесцентных ламп рассчитаны на то, чтобы загораться почти мгновенно. В следующем разделе мы увидим, как работают эти современные конструкции.

Как подключить люминесцентную лампу в гараже | Руководства по дому

После того, как люминесцентная лампа была повешена в гараже, следующим шагом является подключение проводки. Обычно вы вешаете лампу в том месте, где был установлен существующий свет, и используете существующую коммутируемую цепь для питания осветительной арматуры. Как вариант, электрик устанавливает потолочную коробку и протягивает провода к выключателю.Независимо от того, подключаете ли вы люминесцентную лампу с одной лампой или люминесцентную лампу с несколькими лампами, определенные цветные провода в приборе подключаются к черному и белому проводам электрической цепи. Для подключения подвесного люминесцентного светильника требуется несколько источников электропитания, несколько ручных инструментов и возможность работать на лестнице.

Подключение электрического шкафа

Выключите прерыватель цепи освещения. Если прерыватель не маркирован или не может быть идентифицирован, попросите электрика идентифицировать и выключить прерыватель.Работайте с стремянки, чтобы получить доступ к электрической коробке. Проверьте между оголенными концами черного и белого проводов в коробке, чтобы убедиться, что цепь отключена, с помощью электрического тестера.

С помощью универсального ножа снимите 4 дюйма внешней изоляции с одного конца 2-проводного ромекса калибра 14. Для этого уложите провод ровно и сделайте 4-дюймовый надрез по средней линии детали на одном конце, а затем загните наружную изоляцию. Отрежьте лишнее, чтобы обнажить черный и белый провода.

Зачистите 1 дюйм изоляции на концах черного и белого проводов с помощью приспособлений для зачистки проводов. Вставьте концы проводов в открытый порт на 1/2-дюймовом пластиковом разъеме romex. Вытягивайте их до тех пор, пока внешняя изоляция не войдет в разъем надежно.

Сожмите рукой внутренний конец разъема. Вставьте концы проводов и внутренний конец разъема в порт 1/2 дюйма на пластиковой электрической пластине. Защелкните соединитель на пластине.

Подключите оголенные концы белого и черного проводов romex к соответствующим белым и черным проводам в электрической дуге с помощью проволочных гаек. Для этого держите оголенные концы проводов одного цвета рядом друг с другом. Убедитесь, что концы ровные, а затем накрутите гайку вручную. Закрепите каждое соединение несколькими витками изоленты в местах, где провода входят в гайки, и вокруг основания гаек.

Приложите электрическую пластину к лицевой стороне распределительной коробки и совместите отверстия для винтов с резьбовыми отверстиями на внешних краях коробки.Прикрепите пластину к коробке, заворачивая один из прилагаемых винтов на каждом креплении с помощью отвертки.

Подключение осветительной арматуры

Снимите люминесцентные лампы с осветительной арматуры. В зависимости от приспособления поверните лампу так, чтобы контактные выступы на каждом конце выдвинулись из пазов в основании держателей на каждом конце. Как вариант, прижмите лампу к внутренней пружине и опустите ее из держателей.

Поверните и снимите барашковые гайки, которыми крышка крепится к тросам и балласту в приспособлении.Опустите пластину вручную, чтобы снять ее. Отложите крышку в сторону.

Удалите одну из электрических заглушек с верхней стороны приспособления, используя отвертку и плоскогубцы. Для этого прижмите кончик отвертки к внешнему краю пули и постучите по рукоятке одной рукой, чтобы освободить край пули. Захватите свободный край плоскогубцами. Поверните, чтобы удалить слизь.

Удерживайте установленную часть romex, подключенную к электрической коробке, вертикально рядом с осветительной арматурой.Отрежьте все лишнее, что ниже нижнего края приспособления, кусачками. Положите конец romex на верхнюю часть приспособления и снимите 4 дюйма внешней изоляции на конце, как и раньше. Снимите 1 дюйм черно-белой изоляции с этих проводов, как и раньше.

Установите 1/2-дюймовый разъем romex на конец провода источника, как и раньше. Сожмите внутренний конец разъема и пропустите провода через порт на приспособлении, где была удалена заглушка.Защелкните разъем на приспособлении.

Снимите прилагаемые гайки с черного и белого проводов на осветительной арматуре. Соедините оголенные концы черного и белого проводов romex с соответствующими черными и белыми проводами крепления, используя проволочные гайки. Оберните каждое соединение изолентой, как и раньше.

Прижмите оба соединения проводов к верхней внутренней поверхности светильника. Установите крышку на приспособление и поверните барашковые гайки, чтобы удерживать ее на месте.Переустановите сохраненные люминесцентные лампы в светильник.

Справочная информация

Советы

  • Подключение проводов может отличаться в зависимости от производителя люминесцентного светильника. См. Инструкции по установке или схему подключения на внутренней стороне крышки для приспособления.

Предупреждения

  • Никогда не пытайтесь выполнять какие-либо электрические работы, если вы не уверены, что цепь отключена или неактивна.

Writer Bio

Уильям Мачин начал работать в строительстве в возрасте 15 лет, еще учась в средней школе.За 35 лет он приобрел опыт на всех этапах жилищного строительства, модернизации и реконструкции. Его хобби — лошади, мотоциклы, шоссейные гонки и спортивная рыбалка. Он изучал архитектуру в колледже Тафта.

% PDF-1.4 % 192 0 объект > эндобдж xref 192 53 0000000016 00000 н. 0000002699 00000 н. 0000002784 00000 н. 0000003005 00000 н. 0000003136 00000 п. 0000003348 00000 п. 0000003896 00000 н. 0000004036 00000 н. 0000004746 00000 н. 0000005303 00000 н. 0000006183 00000 п. 0000006566 00000 н. 0000006832 00000 н. 0000007109 00000 н. 0000007377 00000 н. 0000007480 00000 н. 0000009767 00000 н. 0000010089 00000 п. 0000010475 00000 п. 0000010669 00000 п. 0000010955 00000 п. 0000011917 00000 п. 0000012053 00000 п. 0000012949 00000 п. 0000013086 00000 п. 0000013372 00000 п. 0000014332 00000 п. 0000015184 00000 п. 0000015911 00000 п. 0000016487 00000 п. 0000017041 00000 п. 0000022367 00000 п. 0000022833 00000 п. 0000023206 00000 п. 0000023539 00000 п. 0000024150 00000 п. 0000024917 00000 п. 0000035401 00000 п. 0000044977 00000 п. 0000048236 00000 п. 0000048503 00000 п. 0000048714 00000 п. 0000063675 00000 п. 0000066574 00000 п. 0000066851 00000 п. 0000067065 00000 п. 0000094287 00000 п. 0000097645 00000 п. 0000097918 00000 п. 0000098128 00000 п. 0000098415 00000 п. 0000100788 00000 н. 0000001356 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 244 0 объект > поток x ڬ UmLU @ W> ZB RFřʺ [Rc [AE ֕ eh) P i1, c «.ozhAlWwk8uiN0f? у / o 9T43k1 \ SO6I (F0; b = ‘@ U : \ Kh: vU & ն +] — LeUvδ {T (϶LX $ 2 = UN, × h4; l ט cJ & 4z, Q 꿞 — 5J1

Как работает конденсатор в люминесцентной лампе?

Основы конденсатора

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

Основы работы с люминесцентными лампами

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

Балласт

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

Не в фазе

Однако катушка имеет свою стоимость. Электричество имеет два измерения: напряжение и силу тока, также известные как ток. Напряжение — это мера того, насколько сильно подается электричество, а сила тока — это мера того, сколько электричества проходит по цепи. В эффективной цепи переменного тока напряжение и ток находятся в фазе — они увеличиваются и уменьшаются вместе. Однако, когда напряжение достигает балласта, балласт сначала сопротивляется увеличению тока.Это приводит к отставанию тока от напряжения, что делает схему неэффективной. Конденсатор нужен для того, чтобы сделать схему более эффективной, вернув их в фазу.

Устранение проблемы

При повышении напряжения конденсатор немного его поглощает. Это означает, что есть небольшая задержка до того, как напряжение пройдет через цепь, возвращая ее обратно в фазу с силой тока. Когда напряжение снова падает, конденсатор возвращает немного накопленного напряжения.Это создает небольшую задержку перед падением напряжения, снова синхронизируя его с силой тока. Роль балласта не гламурная, но важная. Если он не рассчитан точно, схема может потерять много энергии.

Как работают люминесцентные лампы

Как работают люминесцентные лампы
Elliott Sound Products Как работают люминесцентные лампы

© 2007 Род Эллиотт (ESP)


Лампы и индекс энергии
Основной указатель

Содержание
1 Введение

Статья «Традиционные люминесцентные ламповые лампы и их альтернативы» рассматривает работу люминесцентных ламп в довольно простых терминах, но здесь мы рассмотрим лампы и их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннюю часть. выработки.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережение / запаздывание»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о способе подключения фитингов.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и современные люминесцентные лампы (особенно компактные люминесцентные лампы или КЛЛ) используют электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать возникновение внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который был основой производства люминесцентных ламп на протяжении многих лет.

Обратите внимание, что показанные здесь формы сигналов представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений.При необходимости смоделированные формы сигналов корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста … симулятор не может представить нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими напряжениями удара и другими характеристиками, которые представляет люминесцентная лампа. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно) пытаться уловить все напряжения и токи, которые существуют в цепях реальных люминесцентных ламп.

Хотя принятый подход действительно вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, а конечный результат находится в пределах любого традиционного производственного допуска для балластов, ламп и других компонентов.


2 Индуктивный балласт

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он все еще работает, световой поток несколько ниже, чем должен быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются.

Сама лампа имеет следующие характеристики …

901
Диаметр трубки 11,3 мм (нестандартный)
Длина 533 мм (21 дюйм)
Сопротивление нити (холодная) 12.8 Ом
Сопротивление накала (горячее) 23 Ом
Балластное сопротивление 105 Ом
Балластная индуктивность 2,11 H
Стартер 2,11 H
Стартер 1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр равен 8 x 1/8 дюйма, что составляет 1 дюйм (25.4 мм). Ранние трубки были T12 (1½ дюйма или 38 мм в диаметре), но они были уменьшены в размере до T8, когда были введены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. Стандартная 4-футовая трубка (1200 мм) раньше рассчитывалась на 40 Вт, но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между выводами и другой фитинг надгробной плиты. Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. разработан для более ранних ламп.

В случае моего тестового образца диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому ее складывают, чтобы уменьшить общую длину.Упоминается сопротивление нити, потому что оно будет упомянуто позже в этой статье. Схема представлена ​​ниже и является стандартной во всех отношениях.


Рисунок 1 — Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности — это балласт, и на самом деле это гораздо более важный компонент, чем он может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама люминесцентная лампа имеет на каждом конце нагреватель, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон).Стенка трубки покрыта люминофором, который излучает видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку с (обычно) неоновым газом внутри. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом пускателе, но не настолько, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться, пока она не замыкает контакты. Затем дуга в неоновом стартере гаснет, и сеть подключается через балласт и нити на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или накала), биметаллическая полоса охлаждается, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через катушку индуктивности вызывает возврат напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке.Если дуга не запускается с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не начнется. Вот почему стандартные люминесцентные лампы при включении несколько раз мигают. Нити — это нагреватели, которые действуют как катоды (эмиттеры электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и для получения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры нити накала. Обе нити действуют как катоды и аноды поочередно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

Плазма имеет интересную характеристику … отрицательное сопротивление! Как только начинается дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления и меньшее напряжение появляется на трубке. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательный импеданс для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для генерации всплеска обратного напряжения, чтобы повторно зажигать дугу при каждом изменении полярности.


Рисунок 2 — Рабочие осциллограммы

На Рисунке 2 вы можете видеть, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Эффект можно увидеть сразу после каждого скачка напряжения. По мере увеличения тока напряжение падает (для этой трубки минимум составлял ± 126 В). Пик в точке пересечения нуля формы волны тока генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода подключенной сети.На рисунке 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют пикам, приложенным к лампе, и происходят около пика напряжения, где ток прерывается, когда проходит через ноль.


Рисунок 3 — Напряжение и ток в балласте

Форма волны напряжения на балласте по существу представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на лампе. Для работы на 120 В напряжение явно меньше, но лампе все еще нужно где-то между 300-400 В, чтобы зажигать (или повторно зажигать) дугу, поэтому балласт должен иметь возможность компенсировать разницу с помощью обратного импульса на каждом нуле -пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или пускорегулирующего устройства, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают с напряжением 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.


3 Системные потери

В системе несколько потерь, причем балласт является одним из основных факторов.Балласт, использованный в моих тестах, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому расходуется почти 7 Вт. Потери на самом деле выше, потому что стальные листы очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования стали более высокого качества и более тонких листов. Оба значительно увеличат стоимость.

Каждая нить накала имеет горячее сопротивление 23 Ом, и при работающей лампе на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что во время работы конец нити накала, идущий к стартеру, отключается (за исключением очень маленькой емкости на стартере).Измеренное напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить накала рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только в этих компонентах люминесцентная лампа расходует 10 Вт подаваемой мощности в виде тепла (7 Вт для балласта, 3 Вт для нити накала).

Хотя балластные отходы могут быть уменьшены с помощью более качественного блока, потеря накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь их заменяют светодиоды в новых моделях.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп, и это вызвано преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает запаздывающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и индуктор) фактически возвращает некоторую мощность источнику питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должен быть. Это становится очень дорогостоящим, когда очень много нагрузок имеют низкий коэффициент мощности.


Рисунок 4 — Напряжение Vs. Текущие, нескорректированные и исправленные

На рисунке 4 вы можете видеть, что нескорректированная форма волны тока имеет видимые искажения около точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичный ток также значительно выше, чем указано в номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разные значения мощности и ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а при добавлении C2 он падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240 В это означает, что …

Без компенсации Общая мощность = 38 Вт
ВА = 61,4 Коэффициент мощности = 0,62
Компенсированный Общая мощность = 38 Вт
ВА =.9 Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать, используя фазовую задержку или разделив фактическую мощность на ВА (Вольт * Ампер). Что касается фазового угла, ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — 0,53 в данном случае. Цифры разные, потому что форма волны тока не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, так что форма сигнала скомпенсированного тока имеет плоскую вершину (что-то вроде ограничения усилителя).Хотя это вносит гармоники в сеть, их влияние далеко не так плохо, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала в чисто индуктивную цепь (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеальный вариант.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла (CosΦ) является сокращением, и можно использовать только , когда оба напряжение и ток являются синусоидальными волнами.Он вообще не работает для сильно искаженных сигналов, например, генерируемых электронными нагрузками, и будет давать неверные ответ для индуктивных нагрузок, которые включают искажения (например, люминесцентные лампы). Вы получите , всегда получите правильный ответ, если разделите реальную мощность на ВА.

Также доступны пускорегулирующие аппараты с «быстрым пуском» и пускорегулирующие устройства без стартера. Они выходят за рамки данной статьи, которая предназначена для описания основных принципов, а не для подробного описания всех имеющихся балластов люминесцентного освещения.


4 электронных балласта

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем типичный магнитный балласт, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (в изготовлении, но не обязательно для покупки вами), чем люминесцентные лампы с обычным балластом. В частности, теперь все компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) используют электронный балласт, который обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов, потому что все электронные компоненты просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы электронный балласт необходим.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере, частично. Поскольку они намного легче, есть реальная и определенная экономия на транспортных расходах, но магнитные балласты могут быть такими же эффективными, как электронная версия, а может быть, даже больше. Как бы то ни было, переход к электронным балластам сейчас не остановить, и по мере того, как цена снизится, их использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Типичная (более или менее) принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ, показана ниже. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но, как правило, будут использовать обновленные компоненты. В то время как электроника в КЛЛ может прослужить всего 15000 часов, фиксированный электронный балласт, как ожидается, прослужит 100000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы).На самом деле электронный балласт должен быть в состоянии прослужить столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому срок службы 40 лет не так глуп, как может показаться.


Рисунок 5 — Схема электронного балласта [2]

Схема на Рисунке 5 представляет собой немного упрощенную версию схемы, показанной в листе данных Infineon. Он полностью скорректирован по коэффициенту мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным режимом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если не обнаружено, смещение постоянного тока приведет к отказу коммутирующих устройств, что сделает балласт бесполезным (маловероятно, что кто-то отремонтирует их, когда они выйдут из строя).

Электронный балласт действительно имеет ряд преимуществ перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью погаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, а просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому улучшается световая отдача.

До тех пор, пока все эти электронные балласты не будут скорректированы по коэффициенту мощности, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах не требуется, чтобы приборы малой мощности (обычно менее 75 Вт) имели коррекцию коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Поскольку освещение используется в каждом доме, проблема неисправленного коэффициента мощности выйдет из-под контроля, если что-то не будет сделано.

В отличие от магнитного балласта (индуктора), коэффициент мощности электронного балласта нельзя скорректировать простым добавлением конденсатора. Как видно на диаграмме выше (хотя это может быть не сразу очевидно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый полевой МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается на протяжении каждого полупериода. Таким образом, среднеквадратичный ток, потребляемый из сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока является приблизительно синусоидальной.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить возвращение импульсов высокоскоростного переключения в сеть, необходима обширная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) используется несколько более простая схема, так как схемы предназначены для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не будет продолжаться (или, по крайней мере, будет введена переработка, чтобы восстановить как можно больше).Достаточно типичный инвертор CFL показан ниже …


Рисунок 6 — Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типичный», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специализированные микросхемы драйверов MOSFET, но большинство дешевых (потребительских) CFL будут использовать вариант вышеупомянутого. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно представляет собой плавкий резистор, и он используется в первую очередь в качестве предохранителя. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будет выбрано таким образом, чтобы выжить в течение указанного срока службы лампы, поэтому лучшие методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким номиналом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется DIAC — двунаправленным устройством, которое имеет резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку его характеристики очень похожи на характеристики устройства с отрицательным импедансом, его часто используют в диммерах, люминесцентных балластах и ​​даже в стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы перейти к руководству по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены так, как показано. Некоторым компонентам требуются очень специфические характеристики, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего неправильного, им просто не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.


5 Коэффициент мощности Коэффициент мощности

не совсем понятен большинству энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что он мало востребован в общих электронных схемах. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которым следует знать лучше. Когда создаются несинусоидальные формы волны тока, даже многие инженеры делают двойное замечание, потому что они не могут быть использованы для работы с электронными нагрузками.Я рассмотрю здесь оба случая, а также намереваюсь показать методы пассивной и активной коррекции коэффициента мощности. Хотя пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекает своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогостоящим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но однажды спроектированный использует относительно дешевые компоненты.

Самый простой случай — индуктивная нагрузка. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, он проявляет себя как резистивная нагрузка и имеет отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо применить поправку, чтобы вернуть коэффициент мощности как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки равен , всегда единиц — это идеально. Каждый вольт и каждый ампер используются для выработки тепла.Распространенными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Не все нагрузки резистивные, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (но упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для того, чтобы справиться с переходными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных используемых электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (для половинной мощности), а формы сигналов напряжения, тока и мощности выглядят следующим образом …


Рисунок 7 — Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, когда резистивная и индуктивная составляющие равны, наблюдается сдвиг фазы на 45 °, при этом ток отстает от напряжения (запаздывающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение — 240 В, резистивная часть нагрузки — 120 Ом, индуктивное реактивное сопротивление — также 120 Ом, мощность — 240 Вт.Нам следует, чтобы потреблял 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), но вместо этого потреблял 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью расходуется впустую. Что ж, это не совсем так — его возвращают в сеть. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то оно просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень мало реальных нагрузок являются емкостными, поэтому в схему добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45 ° коэффициент мощности равен 0.707, и мы получаем 1,42 А от сети вместо 1 А. Чтобы восстановить ток так, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в схему конденсатор. Конденсатор фактически противоположен катушке индуктивности и (сам по себе) будет создавать ведущий коэффициент мощности — ток будет предшествовать напряжению. Добавив в схему конденсатор нужного номинала, коэффициент мощности можно восстановить до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого из сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальны, но даже 10 мкФ уменьшат фазовый сдвиг запаздывания до 14.2 °, и это увеличивает коэффициент мощности до 0,96 — обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно, достаточно легко понять, но то, что повторное прохождение большего тока через конденсатор уменьшит сетевой ток, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. В противном случае наша энергосистема оказалась бы в крайне тяжелом положении.


Рисунок 8 — Люминесцентный свет при нормальной работе

На несколько упрощенной диаграмме выше показаны кривые напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение состоит в том, что симуляторы не включают в себя нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но на основной принцип (и результирующие формы сигналов) это существенно не влияет. Как видите, форма сигнала тока слегка искажена, и это влияет на форму сигнала после применения компенсации. Фактически, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Однако после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (что дает коэффициент мощности 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) составляет 29,8 Вт, а резистивный компонент балласта (R1) рассеивает 7,8 Вт — это теряется в виде тепла. Все потраченное впустую тепло снижает общую эффективность, но это неизбежно, поскольку реальные компоненты имеют реальные потери.

Ситуация становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рисунке 9 показаны эквивалентная схема и осциллограммы — ток протекает только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и передаваемая в нагрузку, намного меньше.


Рисунок 9 — Осциллограммы мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки является синусоидальным (или близок к нему), простое добавление конденсатора не принесет ничего полезного. Пики тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного для пропускания только частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохо. Если вам интересно, куда пропала разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, она теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно настолько мал, насколько вы можете использовать для определения номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также снова будет больше, а также с более высокими потерями. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.


Рисунок 10 — Пассивная коррекция коэффициента мощности

За счет добавления катушки индуктивности и конденсатора, как показано на рисунке, коэффициент мощности значительно улучшается.Форма волны тока все еще не очень хорошая, но намного лучше, чем схема без коррекции вообще. Среднеквадратичный ток снижен с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь составляет 0,88, что намного более достойно. Как показано на рисунке 9, электроника считается практически без потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет скорее о PFC, чем о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) — это относительно большой компонент, и по этой причине он будет сравнительно дорогим.Чтобы снизить стоимость и вес, электронная схема коррекции коэффициента мощности является лучшим предложением, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более прохладную электронику.


Рисунок 11 — Схема активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на Рисунке 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора все, что нужно, — конденсатор 220 нФ (C2).Выходной сигнал представляет собой пульсирующий постоянный ток и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В для источника питания 240 В RMS). Затем он передается на очень умный повышающий преобразователь режима переключения — L2, Q1 и D5. Это увеличивает любое мгновенное напряжение на его входе до пикового напряжения — в этом случае моделируемый преобразователь стабилизируется на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно используется).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, который пропорционален форме волны входящего переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен для обеспечения быстрой зарядки крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает подзарядку крышки. Это позволяет упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулирование не обязательно должно быть прекрасным, что опять же в некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что индуктор повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить IC контроллера, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рисунке 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог получить форму тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.


Рисунок 12 — Формы сигналов активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, форма сигнала тока довольно искажена, но измеренные характеристики симулятора впечатляют, несмотря на его относительную простоту.При 60 Вт в нагрузке (балласт и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61 Вт (потери в диодах, как и раньше), а при сетевом токе 266 мА он потребляет 64 ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем схема пассивной коррекции коэффициента мощности, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема коррекции коэффициента мощности превосходит пассивную схему как с точки зрения общей эффективности, так и коэффициента мощности. Катушки индуктивности имеют небольшие размеры (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной цепи PFC.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, из-за того, что повышающий преобразователь имеет более высокое выходное напряжение, чем желаемое. Мне очень не хотелось тратить много времени на попытки подобрать уровни мощности, а моя упрощенная версия не регулируется. Успешно запустить симуляцию для импульсного преобразователя было непросто, а симуляция требует много времени из-за высокочастотного переключения.

Сейчас довольно стандартно, что искажение формы волны обозначается как THD (полное гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делайте из этого то, что хотите.


6 Температура

Для правильной работы всех ртутных люминесцентных ламп очень важна температура. Есть относительно узкая полоса над и под которой уменьшается дуга, что приводит к более низкому, чем ожидалось, светоотдаче. Когда трубка холодная, в ней остается меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной силы, потому что не хватает молекул ртути для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая ток разряда. Для большинства компактных ламп (а также, вероятно, большинства стандартных люминесцентных ламп) температура трубки должна быть около 40 ° C для максимальной светоотдачи. При 0 ° C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не столь сильны, но слишком горячая лампа все равно будет сильно разряжена.


Рисунок 13 — Светоотдача в зависимости отТемпература

Когда температура приближается к -38,83 ° C, световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, при понижении температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0 ° C лампе для зажигания потребуется примерно на 40% больше напряжения по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 0 ° C (или ниже) — это нормальная температура окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить, и она будет иметь низкую мощность, пока лампа не нагреется немного. .В таком климате трубка должна быть закрыта, чтобы защитить ее от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

901% 901% .Температура окружающей среды
* Примечание — закрытый светильник обеспечивает повышение температуры на + 10 ° C по сравнению с окружающей средой.

Как и все материалы по этой теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но в небольшом примечании предполагается, что указанные температуры находятся в состоянии теплового равновесия. Для стабилизации может потребоваться некоторое время, поэтому исходная светоотдача при первом включении лампы будет одинаковой для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие отклонения, если размер корпуса больше или меньше (неустановленных) значений, используемых в таблице.


Ссылки
  1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, учебный модуль для студентов — Цзинхай Чжоу, Политехнический институт Вирджинии и государственный университет
  2. ICB1FL02G Интеллектуальная ИС управления балластом для балластов люминесцентных ламп, техническое описание, версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
  3. Работа люминесцентных систем при низких температурах (Sylvania)


Лампы и индекс энергии
Основной индекс
Относительная светоотдача (RLO) [3]
Окружающая температура Открытое приспособление Закрытое приспособление *
-10 ° C
0 ° C 50% 80%
10 ° C 80% 100%
25 ° C 100% Выход 98%
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2007. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторские права © июнь 2007.

Как устранить неполадки с освещением — электрические 101

Поместите наконечник детектора напряжения Fluke® рядом с каждым концом каждой лампочки в приспособлении с включенным питанием. Если тестер загорелся, вероятно, балласт исправен. Тестер Fluke® отлично справляется с этим балластным тестом.

В доме или офисе, когда не горит один свет, обычно необходимо заменить лампочку.Иногда это не работает. Если лампочка, замененная заведомо исправной, по-прежнему не работает, проверьте список возможных причин в порядке вероятности.

  • Плохой балласт (только люминесцентные лампы)
  • Неисправный или сработавший розетка GFCI или автоматический выключатель
  • Неисправный выключатель света
  • Ослабленный электрический контакт, неплотное соединение с выключателем, осветительной арматурой или розеткой внутри электрического шкафа
  • Плохая осветительная арматура

Устранение неполадок с люминесцентными лампами

Устранение неполадок с люминесцентными лампами может быть очень сложным, потому что, в отличие от КЛЛ, они имеют отдельный балласт.Если люминесцентные лампы не загораются, это может быть неисправная лампа или балласт. Если в другом приспособлении есть заведомо исправные трубки того же диаметра, установите их в приспособление, которое не загорается. Если он по-прежнему не загорается, то, скорее всего, неисправен балласт или нет питания на приборе. Менее вероятно, что в приспособлении может быть неплотное соединение проводов.

Если трубка затемнена с одного конца, вероятно, трубка неисправна. Примеры см. На рисунке ниже. Если у вас плохая трубка в светильниках с более чем одной трубкой, замените их все.Если один плохой, другой обычно вот-вот потерпит неудачу. С некоторыми старыми балластами одна неисправная трубка может привести к тому, что исправная не загорится.

Устранение неисправностей люминесцентных ламп с помощью балласта быстрого запуска

Если в приборе есть балласт для быстрого запуска с двумя лампами, и одна лампа неисправна, другая лампа не загорится. В любом случае, если одна из них выходит из строя, желательно заменить обе трубки.

Плохая люминесцентная лампа с обгоревшим концом

Устранение неисправностей осветительной арматуры

Если в осветительной арматуре есть переключатель, он мог выйти из строя.Иногда язычок внутри гнезда мог погнуться или сгореть. Если он сгорел, вы увидите повреждения. Если вам кажется, что язычок погнулся, отключите питание от розетки. Используя плоскогубцы, немного вытяните язычок.

Поиск и устранение неисправностей выключателя света

Если свет не работает, и он был заменен заведомо исправной лампой, проверьте, не сработали ли какие-либо автоматические выключатели или розетки GFCI (свет в ванной может быть на стороне нагрузки GFCI .

Лучший способ проверить однополюсный выключатель света — выключить выключатель, снять крышку выключателя и поместить наконечник детектора напряжения рядом с каждой из двух линейных клемм выключателя. Тестер должен показывать напряжение на одной из этих двух клемм, указывая на наличие напряжения на переключателе.

Если тестер показывает наличие напряжения на одной из клемм, включите переключатель, чтобы проверить, присутствует ли напряжение на другой клемме. Если напряжение присутствует на другом выводе, переключатель исправен.Если на другом выводе нет напряжения, вероятно, переключатель неисправен.

Если датчик напряжения не может добраться до клемм, пока переключатель все еще находится в электрической коробке, проверьте переключатель с помощью прибора для проверки целостности цепи. Выключите питание переключателя, отсоедините одну линейную клемму, проверьте целостность цепи при включении переключателя.

Устранение неполадок, связанных с отсутствием питания розеток или освещения

Люминесцентные лампы — как работает люминесцентная лампа и ее применение

Что такое люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы — это лампы, в которых свет возникает в результате потока свободных электронов и ионов внутри газа.Типичная люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, покрытой люминофором и содержащей пару электродов на каждом конце. Он заполнен инертным газом, обычно аргоном, который действует как проводник, а также состоит из жидкой ртути.

Люминесцентная лампа

Как работает люминесцентная лампа?

Когда электричество подводится к трубке через электроды, ток проходит через газовый проводник в форме свободных электронов и ионов и испаряет ртуть. Когда электроны сталкиваются с газообразными атомами ртути, они испускают свободные электроны, которые перескакивают на более высокие уровни, а когда они возвращаются на исходный уровень, испускаются фотоны света.Эта излучаемая световая энергия находится в форме ультрафиолетового света, невидимого для человека. Когда этот свет попадает на люминофор, нанесенный на трубку, он возбуждает электроны люминофора на более высокий уровень, и когда эти электроны возвращаются к своему исходному уровню, излучаются фотоны, и эта световая энергия теперь находится в форме видимого света.


Запуск люминесцентной лампы

В люминесцентных лампах ток течет по газообразному проводнику, а не по твердотельному проводнику, где электроны просто текут от отрицательного конца к положительному.Для прохождения заряда через газ должно быть много свободных электронов и ионов. Обычно в газе очень мало свободных электронов и ионов. По этой причине необходим специальный пусковой механизм, чтобы ввести в газ больше свободных электронов.

Два пусковых механизма для люминесцентной лампы

1. Одним из методов является использование стартера и магнитного балласта для подачи переменного тока к лампе. Выключатель стартера требуется для предварительного нагрева лампы, так что требуется значительно меньшее количество напряжения для запуска образования электронов на электродах лампы.Балласт используется для ограничения силы тока, протекающего через лампу. Без выключателя стартера и балласта большое количество тока будет протекать непосредственно к лампе, что уменьшит сопротивление лампы и, в конечном итоге, нагреет лампу и разрушит ее.

Люминесцентная лампа с магнитным балластом и выключателем стартера

Используемый выключатель стартера представляет собой обычную колбу, состоящую из двух электродов, так что между ними образуется электрическая дуга, когда через колбу протекает ток. В качестве балласта используется магнитный балласт, который состоит из катушки трансформатора.Когда через катушку проходит переменный ток, создается магнитное поле. По мере увеличения тока магнитное поле увеличивается, и это в конечном итоге препятствует прохождению тока. Таким образом ограничивается переменный ток.

Первоначально для каждого полупериода сигнала переменного тока ток течет через балласт (катушку), создавая вокруг него магнитное поле. Этот ток, проходя через нити трубки, медленно нагревает их, вызывая образование свободных электронов. Когда ток проходит через нить накала к электродам колбы (используется в качестве выключателя стартера), между двумя электродами колбы образуется электрическая дуга.Поскольку один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, он изгибается при нагревании, и в конечном итоге дуга полностью гаснет, а поскольку через пускатель не течет ток, он действует как размыкающий выключатель. Это вызывает коллапс магнитного поля на катушке, и в результате возникает высокое напряжение, которое обеспечивает необходимое срабатывание для нагрева лампы, чтобы произвести необходимое количество свободных электронов через инертный газ, и в конечном итоге лампа загорится.

6 причин, по которым магнитный балласт не считается удобным?

  • Потребляемая мощность довольно высокая, порядка 55 Вт.
  • Они большие и тяжелые
  • Они вызывают мерцание при работе на более низких частотах
  • Долго не служат.
  • Потери от 13 до 15 Вт.

2. Использование электронного балласта для запуска люминесцентных ламп

Электронные балласты, в отличие от магнитного балласта, подают переменный ток в лампу после увеличения частоты сети примерно с 50 Гц до 20 кГц.

Электронный балласт для запуска люминесцентной лампы

Типичная схема электронного балласта состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, состоящего из мостов и конденсаторов, которые преобразуют сигнал переменного тока в постоянный и фильтруют пульсации переменного тока для выработки постоянного тока.Это постоянное напряжение затем преобразуется в высокочастотное прямоугольное напряжение переменного тока с помощью набора переключателей. Это напряжение приводит в действие резонансный контур LC-резервуара, чтобы произвести отфильтрованный синусоидальный сигнал переменного тока, который подается на лампу. Когда ток проходит через лампу с высокой частотой, он действует как резистор, образуя параллельную RC-цепь с цепью резервуара. Первоначально частота переключения переключателей снижается с помощью схемы управления, что приводит к предварительному нагреву лампы, что приводит к увеличению напряжения на лампе.В конце концов, когда напряжение на лампе достаточно увеличивается, она загорается и начинает светиться. Имеется устройство для измерения тока, которое может определять величину тока, протекающего через лампу, и соответственно регулировать частоту переключения.

6 причин, по которым предпочтение отдается электронным пускорегулирующим аппаратам. Больше

  • Они имеют низкое энергопотребление, менее 40 Вт
  • Потери незначительны
  • Мерцание устранено
  • Они легче и больше подходят для разных мест
  • Они служат дольше

Типичное применение люминесцентной лампы — автоматическое переключение света

Вот полезная домашняя схема для вас.Эта автоматическая система освещения может быть установлена ​​в вашем доме для освещения помещения с помощью КЛЛ или люминесцентных ламп. Лампа автоматически включается около 18:00 и гаснет утром. Таким образом, эта схема без выключателя очень полезна для освещения помещений в доме, даже если заключенных нет дома. Обычно автоматические огни на основе LDR мерцают при изменении интенсивности света на рассвете или в сумерках. Поэтому КЛЛ нельзя использовать в таких схемах. В автоматических осветительных приборах с симисторным управлением возможна только лампа накаливания, поскольку мерцание может повредить цепь внутри КЛЛ.Эта схема преодолевает все подобные недостатки и мгновенно включается / выключается при изменении заданного уровня освещенности.

Как это работает?

IC1 (NE555) — это популярная микросхема таймера, которая используется в схеме в качестве триггера Шмитта для получения бистабильного действия. Действия установки и сброса IC используются для включения / выключения лампы. Внутри микросхемы два компаратора. Компаратор верхнего порога срабатывает при 2/3 В постоянного тока, а компаратор нижнего порога срабатывает при 1/3 В постоянного тока. Входы этих двух компараторов связаны вместе и соединены на стыке LDR и VR1.Таким образом, напряжение, подаваемое LDR на входы, зависит от интенсивности света.

LDR — это разновидность переменного резистора, сопротивление которого меняется в зависимости от интенсивности падающего на него света. В темноте LDR предлагает очень высокое сопротивление, достигающее 10 Мегаом, но оно уменьшается до 100 Ом или меньше при ярком свете. Таким образом, LDR — идеальный датчик света для автоматических систем освещения.

В дневное время LDR имеет меньшее сопротивление, и через него течет ток к пороговому (Pin6) и триггерному (pin2) входам IC.В результате напряжение на пороговом входе превышает 2/3 Vcc, что сбрасывает внутренний триггер, и выход остается низким. В то же время триггерный вход получает более 1/3 В постоянного тока. Оба условия поддерживают низкий уровень выходного сигнала IC1 в дневное время. Транзистор драйвера реле подключен к выходу IC1, так что реле остается обесточенным в дневное время.

Схема автоматического переключения света

На заходе солнца сопротивление LDR увеличивается, и количество тока, протекающего через него, прекращается.В результате этого напряжение на входе компаратора пороговых значений (вывод 6) падает ниже 2/3 В постоянного тока, а напряжение на входе компаратора триггера (вывод 2) — менее 1/3 В постоянного тока. Оба эти условия приводят к тому, что выходной сигнал компараторов становится высоким, что устанавливает триггер. Это изменяет выход IC1 на высокий уровень и запускает T1. Светодиод указывает на высокий выход IC1. Когда T1 проводит, реле активируется и замыкает цепь лампы через общий (Comm) и NO (нормально разомкнутый) контакты реле.Это состояние продолжается до утра, и IC сбрасывается, когда LDR снова подвергается воздействию света.

Конденсатор C3 добавлен к базе T1 для чистого переключения реле. Диод D3 защищает Т1 от обратного ЭДС при выключении Т1.

Как настроить?

Соберите схему на общей печатной плате и поместите в противоударный корпус. Коробка адаптера вставного типа — хороший выбор для размещения трансформатора и цепи. Разместите блок в местах, где в дневное время доступен солнечный свет, предпочтительно вне дома.Перед подключением реле проверьте выход с помощью светодиодного индикатора. Отрегулируйте VR1, чтобы светодиод загорелся при определенном уровне освещенности, например, в 18:00. Если все в порядке, подключите реле и соединения переменного тока. Фаза и нейтраль могут быть отведены от первичной обмотки трансформатора. Возьмите фазный и нейтральный провода и подключите к патрону. Вы можете использовать любое количество ламп в зависимости от номинального тока контактов реле. Свет от лампы не должен попадать на LDR, поэтому установите лампу соответствующим образом.

Осторожно : На контактах реле 230 В во время зарядки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *