Содержание

Подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера: схемы

Люминесцентные трубчатые лампы долгое время были популярны в освещении помещений любой площади. Они долго работают и не перегорают, а значит их нужно значительно реже обслуживать. Основная проблема — это не перегорание самой лампочки (выгорание спирали и люминофора), а выход из строя пускорегулирующей аппаратуры. В этой статье мы расскажем, как выполнить подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера, а также запитать от низковольтного источника постоянного тока.

Классическая схема включения люминесцентных ламп

Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:

Люминесцентная лампа — это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов).

Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.

Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:

Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.

В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.

Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.

Питание от 220В без дросселя и стартера

Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.

Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ. Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели.

Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.

Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.

На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:

Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.

Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:

Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.

На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:

Питание ламп от 12В

Но любители самоделок часто задаются вопросом «Как зажечь люминесцентную лампу от низкого напряжения?», мы нашли один из вариантов ответа на этот вопрос. Для подключения люминесцентной трубки к низковольтному источнику постоянного тока, например, аккумулятору на 12В, нужно собрать повышающий преобразователь. Простейшим вариантом является схема автогенераторного преобразователя на 1 транзисторе. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.

Такую схему можно использовать для подключения люминесцентных ламп к бортовой сети автомобиля. Для её работы также не нужен дроссель и стартер. Более того она будет работать даже если её спирали перегорели. Возможно вам понравится одна из вариаций рассмотренной схемы.

Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам. Это не идеальное решение, а скорее выход из ситуации. Светильник с такой схемой подключения не следует использовать в качестве основного освещения рабочих мест, но допустимо для освещения помещений, где человек не приводит много времени — коридоры, кладовые и прочее.

Наверняка вы не знаете:

Схема включения люминесцентных ламп » Полезные самоделки ✔тысячи самоделок для всей семьи

Данная схема включения люминесцентных ламп не имеет ни громоздкого дросселя, ни ненадёжного пускателя, обеспечивая бесшумную работу ламп, включение ламп без задержки и их работу без неприятного мигания, характерного для ламп питание которых осуществляется с помощью дроссельных схем с пускателем. Применение подобной «бездроссельной» схемы позволяет не только существенно увеличить срок службы новых люминесцентных ламп, но и, как говорилось, использовать лампы с оборванной (перегоревшей) нитью накала.


Принципиальная схема сетевого питания ламп дневного света с перегоревшими нитями накала дана на рис. 1, а в таблице приведены сведения об элементах схемы, параметры которых определяет мощность используемой лампы.

Элементы схемы сетевого питания ламп дневного света с перегоревшими нитями накала:

Мощность лампы, Вт С1 и С2, мкФ С3 и С4, пФ VD1…VD4 R1, Ом

30 4 3300 Д226Б 60
40 10 6800 Д226Б 60
80 20 6800 Д205 30
100 20 6800 Д231 30

Диоды VD1 и VD2 с конденсаторами С1 и С2 составляют двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения, причём ёмкости конденсаторов С1 и С2 определяют значение напряжения, поступающего на электроды лампы HL1 (чем больше ёмкость, тем выше напряжение). В момент включения питания импульс напряжения на вы-ходе этого выпрямителя достигает 600 В.

Диоды VD3 и VD4 в сочетании с конденсаторами С3 и С4 дополнительно повышают напряжение зажигания на электродах лампы HL1 примерно до 900 В. (Кроме того, конденсаторы С3 и С4 гасят радиопомехи, возникающие при ионизационном разряде внутри лампы). Столь высокое напряжение и обеспечивает надёжность зажигания лампы независимо от наличия нитей накала.

После зажигания лампы сопротивление её уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на электродах лампы и обеспечивает нормальную её работу при напряжении около 220 В (рабочее напряжение определяется номиналом резистора R1).


Рис.1. Принципиальная схема питания лампа дневного света с перегоревшими нитями накала.

Устройство сохраняет работоспособность даже при отсутствии диодов VD3 и VD4, а так же конденсаторов С3 и С4, но при этом снижается надёжность зажигания лампы.

В схеме используются следующие радиодетали. Конденсаторы С1 и С2 — бумажные или металлобумажные типа МБГ, КБГ, КБЛП, МБГО или МБГП на напряжение 600 В; конденсаторы С3 и С4 типа КСГ, КСО, СГМ или СГО (со слюдяным диэлектриком) на рабочее напряжение не меньше 600 В. Резистор R1 проволочный, мощность которого соответствует мощности применяемой лампы. Подойдут резисторы типа ПЭ, ПЭВ, ПЭВР. Диоды Д205 и Д231 для ламп мощностью 80 и 100 Вт устанавливают на радиаторах (для теплоотвода).

Как видите, данная схема включения люминесцентных ламп не имеет ни громоздкого дросселя, ни ненадёжного пускателя, обеспечивая бесшумную работу ламп, включение ламп без задержки и их работу без неприятного мигания, характерного для ламп питание которых осуществляется с помощью дроссельных схем с пускателем. Применение подобной «бездроссельной» схемы позволяет не только существенно увеличить срок службы новых люминесцентных ламп, но и, как говорилось, использовать лампы с оборванной (перегоревшей) нитью накала.

Как работает люминесцентная лампа схема.

Как устроены и работают пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп. Кроме того, ему присуща целая масса недостатков

Экономные люминесцентные лампы способны работать только с электронными балластами. Предназначены данные устройства для выпрямления тока. Информации про электронный балласт (схема, ремонт и подключение) имеется очень много. Однако в первую очередь важно изучить устройство прибора.

Модели диодного типа

Модели диодного типа на сегодняшний день считаются бюджетными. В данном случае трансформаторы используются лишь понижающего типа. Некоторые производители транзисторы устанавливают открытого типа. За счет этого процесс понижения частоты в цепи происходит не очень резко. Для стабилизации выходного напряжения применяются два конденсатора. Если рассматривать современные модели балластов, то там имеются динисторы операционного типа. Ранее их заменяли обычными преобразователями.

Это всего лишь теория электронных претендентов. Из истории: с учетом преимуществ высокочастотных лучников появились новые функции. Высокая частота спонтанного напряжения позволяет значительно уменьшить вес и размеры дросселей. С развитием электроники и миниатюризации в качестве основы для электронного предварительного отбора также появились соответствующие частотные монстры.

Люминесцентные лампы T8

Электронный аксессуар включает в себя дроссель, устройство для включения питания и устройство для компенсации неисправности. Он работает на частоте около 30 кГц. На периферии адаптера напряжение сети сначала направляется диодным мостом и сглаживается электролитическим конденсатором. Благодаря высокоскоростному переключению передатчика и импульсу тока, проходящему через энкодер, предусилитель является источником электромагнитных помех. Эта схема фильтрует как низкочастотные гармонические токи, так и высокочастотные помехи и обеспечивает достаточный уровень защиты от помех от сети.

Двухконтактные модели

Данного типа схема электронного балласта для отличается от прочих моделей тем, что в ней используется регулятор. Таким образом, пользователь способен настраивать параметр выходного напряжения. Трансформаторы используются в устройствах самые различные. Если рассматривать распространенные модели, то там установлены понижающие аналоги. Однако однофазовые конфигурации не уступают им по параметрам.

Преимущества фильтра с этой конструкцией — простота и надежность, сопровождаемые необычайно прочной конструкцией: она сопротивляется высокочастотным переходным процессам с более высоким напряжением, чем напряжение в сети. В этой концепции на консоль был добавлен новый блок. Это предварительно назначенный преобразователь, который требует потока тока в синусоидальном предусилителе и обеспечивает очень низкий гармонический компонент.

Преимущества подключения к электронному аксессуару с классическим подключением. Непосредственный старт без мигания Большая усталость Улучшение более низкой потери жизни Увеличенный срок службы от 000 часов до 000 часов Удаление стробоскопического эффекта Возможность уменьшения. Компактные люминесцентные лампы имеют несколько преимуществ перед обычными лампами. Прежде всего, это значительно ниже потребление и значительно более длительный срок службы. К недостаткам относится более продолжительный запуск, особенно для более дорогих типов, невозможность использования контроллера освещения и, что не менее важно, цена.

Всего конденсаторов в цепи у моделей предусмотрено два. Также двухконтактные схемы электронных балластов включают в себя дроссель, который устанавливается за выходными каналами. Транзисторы для моделей подходят лишь емкостные. На рынке они представлены как постоянного, так и переменного типа. Предохранители в устройствах используются редко. Однако если в цепи установлен тиристор для выпрямления тока, то без него не обойтись.

Использование понижающих трансформаторов

Люминесцентная лампа может быть получена на рынке, как правило, в следующих цветах. Теплый белый нейтральный отбеленный. . Наиболее распространенным является «теплый белый» оттенок, который ближе всего к классической лампочке и является самым приятным для людей. Компактная люминесцентная лампа использует вакуумную трубку, а также классическую люминесцентную лампу, а принцип преобразования электрической энергии в свет тот же. Труба имеет на своих концах два электрода, обычно покрытых стержнем. Катод генерирует около 900 градусов по Цельсию при высокой температуре, ряд электронов, которые ускоряются напряжением между электродами и осаждаются атомами аргона и ртути.


Схема балласта «Эпра» 18 Вт

Данная схема электронного балласта для люминесцентной лампы включает в себя а также две пары конденсаторов. Транзистор для модели предусмотрен лишь один. Отрицательное сопротивление он максимум способен выдерживать на уровне 33 Ом. Для устройств данного типа это считается нормальным. Также схема электронного балласта 18 Вт включает в себя дроссель, который расположен над трансформатором. Динистор для преобразования тока применяется модульного типа. Понижение тактовой частоты происходит при помощи тетрода. Находится данный элемент возле дросселя.

Балласт «Эпра» 2х18 Вт

Указанный электронный балласт 2х18 (схема показана ниже) состоит из выходных триодов, а также понижающего трансформатора. Если говорить про транзистор, то он в данном случае предусмотрен открытого типа. Всего конденсаторов в цепи имеется два. Еще у схемы электронных балластов «Эпра» 18 Вт есть дроссель, который располагается под трансформатором.

Конденсаторы при этом стандартно устанавливаются возле каналов. Процесс преобразования осуществляется через понижение тактовой частоты устройства. Стабильность напряжения в данном случае обеспечивается благодаря качественному динистору. Всего каналов у модели имеется два.


Схема балласта «Эпра» 4х18 Вт

Этот электронный балласт 4х18 (схема показана ниже) включает в себя конденсаторы инвертирующего типа. Емкость их составляет ровно 5 пФ. В данном случае параметр отрицательного сопротивления в электронных балластах доходит до 40 Ом. Также важно упомянуть о том, что дроссель в представленной конфигурации расположен под динистором. Транзистор у этой модели имеется один. Трансформатор для выпрямления тока применяется понижающего типа. Перегрузки он способен от сети выдерживать большие. Однако предохранитель в цепи все-таки установлен.


Балласт Navigator

Электронный балласт Navigator (схема показана ниже) включает в себя однопереходный транзистор. Также отличие этой модели кроется в наличии специального регулятора. С его помощью пользователь сможет настраивать параметр выходного напряжения. Если говорить про трансформатор, то он в цепи предусмотрен понижающего типа. Расположен он возле дросселя и фиксируется на пластине. Резистор для этой модели подобран емкостного типа.

В данном случае конденсаторов имеется два. Первый из них расположен возле трансформатора. Предельная емкость его равняется 5 пФ. Второй конденсатор в цепи располагается под транзистором. Емкость его равняется целых 7 пФ, а отрицательное сопротивление максимум он может выдерживать на уровне 40 Ом. Предохранитель в данных электронных балластах не используется.


Схема электронного балласта на транзисторах EN13003A

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с транзисторами EN13003A является на сегодняшний день довольно сильно распространенной. Выпускаются модели, как правило, без регуляторов и относятся к классу бюджетных приборов. Однако прослужить устройства способны долго, и предохранители у них имеются. Если говорить про трансформаторы, то они подходят только понижающего типа.

Устанавливается транзистор в цепи возле дросселя. Система защиты у таких моделей в основном используется стандартная. Контакты приборов защищены динисторами. Также схема электронного балласта на 13003 включает в себя конденсаторы, которые часто устанавливаются с емкостью около 5 пФ.

Использование понижающих трансформаторов

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с понижающими трансформаторами часто включает в себя регуляторы напряжения. В данном случае транзисторы используются, как правило, открытого типа. Многими специалистами они ценятся за высокую проводимость тока. Однако для нормальной работы устройства очень важен качественный динистор.

Для понижающих трансформаторов часто используют операционные аналоги. В первую очередь они ценятся за свою компактность, а для электронных балластов это является существенным преимуществом. Дополнительно они отличаются пониженной чувствительностью, и небольшие сбои в сети для них нестрашны.

Применение векторных транзисторов

Векторные транзисторы в электронных балластах применяются очень редко. Однако в современных моделях они все-таки встречаются. Если говорить про характеристики компонентов, то важно отметить, что отрицательное сопротивление они способы держать на уровне 40 Ом. Однако с перегрузками они справляются довольно плохо. В данном случае большую роль играет параметр выходного напряжения.

Если говорить про транзисторы, то для указанных трансформаторов они подходят больше ортогонального типа. Стоят они на рынке довольно дорого, однако расход электроэнергии у моделей крайне низок. В данном случае модели с векторными трансформаторами по компактности значительно проигрывают конкурентам с понижающими конфигурациями.


Схема с интегральным котроллером

Электронный балласт для люминесцентных ламп с интегральным контроллером довольно прост. В данном случае трансформаторы применяются понижающего типа. Непосредственно конденсаторов в системе имеется два. Для понижения предельной частоты у модели имеется динистор. Транзистор используется в электронном балласте операционного типа. Отрицательное сопротивление он способен выдерживать не менее 40 Ом. Выходные триоды в моделях данного типа практически никогда не используются. Однако предохранители устанавливаются, и при сбоях в сети они помогают сильно.

Применение низкочастотных триггеров

Триггер на электронный балласт для люминесцентных ламп устанавливается в том случае, когда отрицательное сопротивление в цепи превышает 60 Ом. Нагрузку с трансформатора он снимает очень хорошо. Предохранители при этом устанавливаются очень редко. Трансформаторы для моделей этого типа используются лишь векторные. В данном случае понижающие аналоги неспособны справляться с резкими скачками предельной тактовой частоты.

Непосредственно динисторы в моделях устанавливаются возле дросселей. По компактности электронные балласты довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от используемых компонентов устройства. Если говорить про модели с регуляторами, то места они требуют очень много. Также они способны работать в электронных балластах только на два конденсатора.

Модели без регуляторов очень компактны, однако транзисторы для них могут использоваться лишь ортогонального типа. Отличаются они хорошей проводимостью. Однако следует учитывать, что данные электронные балласты на рынке покупателю обойдутся недешево.

Модели между собой отличаются по номинальному напряжению, сопротивлению и перегрузке. Современные устройства способны работать в экономном режиме. Подключение балластов осуществляется через контроллеры. Как правило, они применяются электродного типа. Также схема подключения модели предполагает применение переходника.

Стандартная схема устройства

Схемы электронных балластов включают в себя набор трансиверов. Контакты у моделей применяются коммутируемого типа. Обычное устройство состоит из до 25 пФ. Регуляторы в устройствах могут применяться операционного либо проводникового типа. Стабилизаторы в балластах устанавливаются через обкладку. Для поддержания рабочей частоты в устройстве имеется тетрод. Дроссель в данном случае крепится через выпрямитель.


Устройства низкого КПД

Балласт электронный (схема 2х36) низкого КПД подходит для ламп на 20 Вт. Стандартная схема включает в себя набор расширительных трансиверов. Пороговое напряжение у них составляет 200 В. Тиристор в устройствах данного типа используется на обкладке. С перегрузками борется компаратор. У многих моделей используется преобразователь, который работает при частоте 35 Гц. С целью повышения напряжения применяется тетрод. Дополнительно используются переходники для подключения балластов.

Устройства высокого КПД

Электронный балласт (схема подключения показана ниже) имеет один транзистор с выходом на обкладку. Пороговое напряжение элемента равняется 230 В. Для перегрузок используется компаратор, который работает на низких частотах. Данные устройства хорошо подходят для ламп мощностью до 25 Вт. Стабилизаторы довольно часто применяются с переменными транзисторами.

Во многих схемах используются преобразователи, и рабочая частота у них равняется 40 Гц. Однако она может повышаться при возрастании перегрузок. Также стоит отметить, что у балластов используются динисторы для выпрямления напряжения. Регуляторы часто устанавливаются за трансиверами. Операционные налоги выдают частоту не более 30 Гц.


Устройство на 15 Вт

Балласт электронный (схема 2х36) для ламп на 15 Вт собирается с интегральными трансиверами. Тиристоры в данном случае крепятся через дроссель. Также стоит отметить, что есть модификации на открытых переходниках. Они выделяются высокой проводимостью, но работают при низкой частоте. Конденсаторы используются только с компараторами. при работе доходит до 200 В. Изоляторы используются только в начале цепи. Стабилизаторы применятся с переменным регулятором. Проводимость элемента составляет не менее 5 мк.

Модель на 20 Вт

Электрическая схема электронного балласта для ламп на 20 Вт подразумевает применение расширительного трансивера. Транзисторы стандартно используются разной емкости. В начале цепи они устанавливаются на 3 пФ. У многих моделей показатель проводимости доходит до 70 мк. При этом коэффициент чувствительности сильно не снижается. Конденсаторы в цепи используются с открытым регулятором. Понижение рабочей частоты осуществляется через компаратор. При этом выпрямление тока происходит благодаря работе преобразователя.

Если рассматривать схемы на фазовых трансиверах, то там имеется четыре конденсатора. Емкость у них стартует от 40 пФ. Рабочая частота балласта поддерживается на уровне 50 Гц. Триоды для этого используются на операционных регуляторах. Для понижения коэффициента чувствительности можно встретить различные фильтры. Выпрямители довольно часто используются на подкладках и устанавливаются за дросселем. Проводимость балласта в первую очередь зависит от порогового напряжения. Также учитывается тип регулятора.


Схема балласта на 36 Вт

Балласт электронный (схема 2х36) для ламп на 36 Вт имеет расширительный трансивер. Подключение устройства происходит через переходник. Если говорить про показатели балластов, то номинальное напряжение равняется 200 Вт. Изоляторы для устройств подходят низкой проводимости.

Также схема электронного балласта 36W включает в себя конденсаторы емкостью от 4 пФ. Тиристоры довольно часто устанавливаются за фильтрами. Для управления рабочей частотой имеются регуляторы. У многих моделей используется два выпрямителя. Рабочая частота у балластов данного типа максимум равняется 55 Гц. При этом перегрузка может сильно возрастать.

Балласт Т8

Электронный балласт Т8 (схема показана ниже) имеет два транзистора с низкой проводимостью. У моделей используются только контактные тиристоры. Конденсаторы в начале цепи имеются большой емкости. Также стоит отметить, что балласты производятся на контакторных стабилизаторах. У многих моделей поддерживается Коэффициент тепловых потерь составляет около 65 %. Компаратор устанавливается с частотой 30 Гц и проводимостью 4 мк. Триод для него подбирается с обкладкой и изолятором. Включение устройства осуществляется через переходник.


Использование транзисторов MJE13003A

Балласт электронный (схема 2х36) с транзисторами MJE13003A включает в себя только один преобразователь, который находится за дросселем. У моделей используется контактор переменного типа. Рабочая частота у балластов составляет 40 Гц. При этом пороговое напряжение при перегрузках равняется 230 В. Триод в устройствах применяется полюсного типа. У многих моделей имеется три выпрямителя с проводимостью от 5 мк. Недостатком устройства с транзитами MJE13003A можно считать высокие тепловые потери.

Использование транзисторов N13003A

Балласты с данными транзисторами ценятся за хорошую проводимость. У них малый коэффициент тепловых потерь. Стандартная схема устройства включает проводной преобразователь. Дроссель в данном случае используется с обкладкой. У многих моделей низкая проводимость, но рабочая частота равняется 30 Гц. Компараторы для модификаций подбираются на волновом конденсаторе. Регуляторы подходят только операционного типа. Всего в устройстве имеется два реле, а контакторы устанавливаются за дросселем.

Использование транзисторов КТ8170А1

Балласт на транзисторе КТ8170А1 состоит из двух трансиверов. У моделей имеется три фильтра для импульсных помех. За включение трансивера отвечает выпрямитель, который работает при частоте 45 Гц. У моделей используются преобразователи только переменного типа. Они работают при пороговом напряжении 200 В. Данные устройства замечательно подходят для ламп на 15 Вт. Триоды в контроллерах используются выходного типа. Показатель перегрузки может меняться, и это в первую очередь связано с пропускной способностью реле. Также надо помнить о емкости конденсаторов. Если рассматривать проводные модели, то вышеуказанный параметр у элементов не должен превышать 70 пФ.

Использование транзисторов КТ872А

Принципиальная схема электронного балласта на транзисторах КТ872А предполагает использование только переменных преобразователей. Пропускная способность составляет около 5 мк, но рабочая частота может меняться. Трансивер для балласта подбирается с расширителем. У многих моделей используется несколько конденсаторов разной емкости. В начале цепи применяются элементы с обкладками. Также стоит отметить, что триод разрешается устанавливать перед дросселем. Проводимость в таком случае составит 6 мк, а рабочая частота не будет выше 20 Гц. При напряжении 200 В перегрузка у балласта составит около 2 А. Для решения проблем с пониженной чувствительностью используются стабилизаторы на расширителях.


Применение однополюсных динисторов

Электронный балласт (2х36 схема) с однополюсными динисторами способен работать при перегрузке свыше 4 А. Недостатком таких устройств является высокий коэффициент тепловых потерь. Схема модификации включает в себя два трансивера низкой проводимости. У моделей рабочая частота составляет около 40 Гц. Кондукторы крепятся за дросселем, а реле устанавливается только с фильтром. Также стоит отметить, что у балластов имеется проводниковый транзистор.

Конденсатор используется низкой и высокой емкости. В начале цепи применяются элементы на 4 пФ. Показатель сопротивления на этом участке составляет около 50 Ом. Также надо обратить внимание на то, что изоляторы используются только с фильтрами. Пороговое напряжение у балластов при включении равняется примерно 230 В. Таким образом, модели можно использовать для ламп разной мощности.

Схема с двухполюсным динистором

Двухполюсные динисторы в первую очередь обеспечивают высокую проводимость у элементов. Электронный балласт (2х36 схема) производится с компонентами на коммутаторах. При этом регуляторы используются операционного типа. Стандартная схема устройства включает в себя не только тиристор, но и набор конденсаторов. Трансивер при этом используется емкостного типа, и у него высокая проводимость. Рабочая частота элемента составляет 55 Гц.

Основной проблемой устройств является низкая чувствительность при больших перегрузках. Также стоит отметить, что триоды способны работать только при повышенной частоте. Таким образом, лампы часто мигают, а вызвано это перегревом конденсаторов. Чтобы решить эту проблему, на балласты устанавливаются фильтры. Однако они не всегда способны справиться с перегрузками. В данном случае стоит учитывать амплитуду скачков в сети.

Лампа люминесцентная без стартера. Принцип работы и схема подключения люминесцентной лампы. Кратко об особенностях работы лампы

Лампы дневного света (ЛДС) широко применяются для освещения как больших площадей общественных помещений, так и в качестве бытовых источников света. Популярность люминесцентных ламп обусловлена в большей мере их экономическими характеристиками. По сравнению с лампами накаливания у данного типа ламп высокий КПД, повышенная светоотдача и более долгий срок службы. Однако функциональным недостатком ламп дневного света является необходимость наличия пускового стартера или специального пускорегулирующего устройства (ПРА). Соответственно задача пуска лампы при выходе из строя стартера или при его отсутствии является насущной и актуальной.

Принципиальное отличие ЛДС от лампы накаливания в том, что преобразование электроэнергии в свет происходит благодаря протеканию тока через пары ртути, смешанные с инертным газом в колбе. Ток начинает протекать после пробоя газа высоким напряжением, приложенным к электродам лампы.

  1. Дроссель.
  2. Колба лампы.
  3. Люминесцентный слой.
  4. Контакты стартера.
  5. Электроды стартера.
  6. Корпус стартера.
  7. Биметаллическая пластина.
  8. Нити накала лампы.
  9. Ультрафиолетовое излучение.
  10. Ток разряда.

Образующееся ультрафиолетовое излучение лежит в невидимой для человеческого глаза части спектра. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Меняя состав этого слоя можно получать разные световые оттенки.
Перед непосредственным запуском ЛДС электроды на её концах разогреваются прохождением через них тока или же за счёт энергии тлеющего разряда.
Высокое напряжения пробоя обеспечивает ПРА, который может быть собран по известной традиционной схеме или же иметь более сложную конструкцию.

Принцип действия стартера

На рис. 1 представлено типовое подключение ЛДС со стартером S и дросселем L. К1, К2 – электроды лампы; С1 – косинусный конденсатор, С2 – фильтрующий конденсатор. Обязательным элементом таких схем является дроссель (катушка индуктивности) и стартер (прерыватель). В качестве последнего зачастую используется неоновая лампа с биметаллическими пластинами. Для улучшения низкого коэффициента мощности из-за наличия индуктивности дросселя применяют входной конденсатор (С1 на рис. 1).

Рис. 1 Функциональная схема подключения ЛДС

Фазы запуска ЛДС следующие:
1) Разогрев электродов лампы. В этой фазе ток течёт по цепи «Сеть – L – К1 – S – К2 – Сеть». В этом режиме стартер начинает хаотично замыкаться / размыкаться.
2) В момент разрыва цепи стартером S энергия магнитного поля, накопленная в дросселе L, в виде высокого напряжения прикладывается к электродам лампы. Происходит электрический пробой газа внутри лампа.
3) В режиме пробоя сопротивление лампы ниже, чем сопротивление ветви стартера. Поэтому ток течёт по контуру «Сеть – L – К1 – К2 – Сеть». В этой фазе дроссель L выполняет роль реактивного токоограничивающего сопротивления.
Недостатки традиционной схемы пуска ЛДС: звуковой шум, мерцание с частотой 100 Гц, увеличенное время пуска, низкий КПД.

Принцип действия ЭПРА

Электронные ПРА (ЭПРА) используют потенциал современной силовой электроники и являются более сложными, но и более функциональными схемами. Такие устройства позволяют контролировать три фазы запуска и регулировать световой поток. В результате повышается срок службы лампы. Также, из-за питания лампы током более высокой частоты (20÷100 кГц) отсутствует видимое мерцание. Упрощённая схема одной из популярных топологий ЭПРА приведена на рис. 2.

Рис. 2 Упрощённая принципиальная схема ЭПРА
На рис. 2 D1-D4 – выпрямитель сетевого напряжения, С – фильтрующий конденсатор, Т1-Т4 – транзисторный мостовой инвертор с трансформатором Tr. Опционально в ЭПРА могут присутствовать входной фильтр, схема коррекции коэффициента мощности, дополнительные резонансные дроссели и конденсаторы.
Полная принципиальная схема одного из типовых современных ЭПРА приведена на рис 3.

Рис. 3 Схема ЭПРА BIGLUZ
В схеме (рис. 3) присутствуют основные выше названные элементы: мостовой диодный выпрямитель, фильтрующий конденсатор в звене постоянного тока (С4), инвертор в виде двух транзисторов с обвязкой (Q1, R5, R1) и (Q2, R2, R3), дроссель L1, трансформатор с тремя выводами TR1, схема запуска и резонансный контур лампы. Две обмотки трансформатора служат для включения транзисторов, третья обмотка входит в состав резонансного контура ЛДС.

Способы пуска ЛДС без специализированного ПРА

При выходе из строя лампы дневного света возможны две причины:
1) . В таком случае достаточно заменить стартер. Эту же операцию следует провести при появлении мерцания лампы. В таком случае при визуальном осмотре на колбе ЛДС нет характерных затемнений.
2) . Возможно, перегорела одна из нитей электродов. При визуальном осмотре могут быть заметны потемнения на концах колбы. Здесь можно применить известные схемы запуска для продолжения эксплуатации лампы даже с перегоревшими нитями электродов.
Для экстренного запуска лампу дневного света можно подключить без стартера по схеме, приведенной ниже (рис. 4). Здесь роль стартера выполняет пользователь. Контакт S1 замыкается на весь период работы лампы. Кнопка S2 замыкается на 1-2 секунды для зажигания лампы. При размыкании S2 напряжение на ней в момент зажигания будет значительно больше сетевого! Поэтому при работе с такой схемой следует проявлять повышенную осторожность.

Рис. 4 Принципиальная схема запуска ЛДС без стартера
Если требуется быстро зажечь ЛДС со сгоревшими нитями накала, то необходимо собрать схему (рис. 5).

Рис. 5 Принципиальная схема подключения ЛДС со сгоревшей нитью накала
Для дросселя 7-11 Вт и лампы 20 Вт номинал С1 – 1 мкФ с напряжением 630 В. Конденсаторы с меньшим номиналом использовать не стоит.
Автоматические схемы запуска ЛДС без дросселя предполагают использование в качестве ограничителя тока обыкновенной лампы накаливания. Такие схемы, как правило, являются умножителями и питают ЛДС постоянным током, что вызывает ускоренный износ одного из электродов. Однако подчеркнём, что такие схемы позволяют некоторое время запускать даже ЛДС со сгоревшими нитями электродов. Типовая схема подключения люминесцентной лампы без дросселя приведена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема подключения ЛДС без дросселя

Рис. 7 Напряжение на ЛДС подключенной по схеме (рис. 6) до момента пуска
Как видим на рис. 7 напряжение на лампе в момент пуска доходит до уровня 700 В примерно за 25 мс. Вместо лампы накаливания HL1 можно использовать дроссель. Конденсаторы в схеме рис. 6 следует выбирать в пределах 1÷20 мкФ с напряжением не меньше 1000В. Диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение 1000В и ток от 0,5 до 10 А в зависимости от мощности лампы. Для лампы мощностью 40 Вт будет достаточно диодов, рассчитанных на ток 1.
Ещё один вариант схемы запуска показан на рис 8.

Рис. 8 Принципиальная схема умножителя с двумя диодами
Параметры конденсаторов и диодов в схеме на рис. 8 аналогичны схеме на рис. 6.
Один из вариантов использования низковольтного источника питания приведен на рис. 9. На основе такой схемы (рис. 9) можно собрать беспроводную лампу дневного света на аккумуляторе.

Рис. 9 Принципиальная схема подключения ЛДС от низковольтного источника питания
Для вышеприведенной схемы необходимо намотать трансформатор с тремя обмотками на одном сердечнике (кольце). Как правило, первой наматывают первичную обмотку, затем главную вторичную (на схеме обозначена, как III). Для транзистора необходимо предусмотреть охлаждение.

Заключение

При выходе из строя стартера лампы дневного света можно применить экстренный «ручной» запуск или простые схемы питания постоянным током. При использовании схем на основе умножителей напряжения есть возможность запускать лампу без дросселя, используя лампу накаливания. Работая на постоянном токе, отсутствует мерцание и шум ЛДС, однако уменьшается срок службы.
В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением.

Недавно посмотрел на целую коробку сгоревших энергосберегающих ламп, в основном с хорошей электроникой, но перегоревшими нитями накала люминисцентной лампы, и подумал – надо куда-то всё это добро применить. Как известно, ЛДС со сгоревшими нитями накала надо питать выпрямленным током сети с использованием бесстартерного устройства запуска. При этом нити накала лампы шунтируют перемычкой и на который подают высокое напряжение для включения лампы. Происходит мгновенное холодное зажигание лампы, резким повышением напряжения на ней, при пуске без предварительного подогрева электродов.

И хотя зажигание с холодными электродами является для более тяжелым режимом, чем включение обычным образом, этот метод позволяет ещё долгое время использовать люминисцентную лампу для освещения. Как известно, зажигание лампы с холодными электродами требует повышенного напряжения до 400…600 В. Реализуется это простым выпрямителем, напряжение выхода которого будет почти в два раза выше входного сетевого 220В. В качестве балласта устанавливается обычная маломощная лампочка накаливания, и хотя использование лампы вместо дросселя снижает экономичность такого светильника, если использовать лампы накаливания на напряжение 127 В и её включить в цепь постоянного тока последовательно с лампой, то будем иметь достаточную яркость.


Диоды любые выпрямительные, на напряжение от 400В и ток 1А, можно и советские коричневые КЦ-шки. Конденсаторы так-же с рабочим напряжением не менее 400В.


Данное устройство работает как удвоитель напряжения, выходное напряжение которого приложено к катоду — аноду ЛДС. После зажигания лампы устройство переходит в режим двуполупе-риодного выпрямления с активной нагрузкой и напряжение одинаково распределено между лампами EL1 и EL2, что справедливо для ЛДС мощностью 30 — 80 Вт, имеющих рабочее напряжение в среднем около 100 В. При таком включении схемы, световой поток лампы накаливания будет составлять примерно четверть от потока ЛДС.


Для люминисцентной лампоы мощностью 40 Вт необходима лампа накаливания 60 Вт, 127 В. Ее световой поток составит 20 % от потока ЛДС. А для ЛДС мощностью 30 Вт можно применить две лампы накаливания на 127 В по 25 Вт каждая, включив их параллельно. Световой поток этих двух ламп накаливания — около 17 % светового потока ЛДС. Такое увеличение светового потока лампы накаливания в комбинированном светильнике объясняется тем, что они работают при напряжении, близком к номинальному, когда их световой поток приближается к 100 %. В то же время, при напряжении на лампе накаливания около 50 % от номинального, их световой поток составляет всего лишь 6,5 %, а потребляемая мощность — 34 % от номинальной.


Схема включения люминесцентных ламп гораздо сложнее, нежели у ламп накаливания.
Их зажигание требует присутствия особых пусковых приборов, а от качества исполнения этих приборов зависит срок эксплуатации лампы.

Чтоб понять, как работают системы запуска, нужно до этого ознакомиться с устройством самого осветительного устройства.

Люминесцентная лампа представляет из себя газоразрядный источник света, световой поток которого формируется в главном за счёт свечения нанесённого на внутреннюю поверхность колбы слоя люминофора.

При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора. При всем этом происходит преобразование частот невидимого уф-излучения (185 и 253,7 нм) в излучение видимого света.
Ети лампы обладают низким потреблением электроэнергии и пользуются большой популярностью, особенно в производственных помещениях.

Схемы

При подключении люминесцентных ламп используется особая пуско-регулирующая техника – ПРА. Различают 2 вида ПРА: электронная – ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитная – ЭМПРА (стартер и дроссель).

Схема подключения с применением электромагнитный балласта или ЭмПРА (дросель и стартер) Более распространённая схема подключения люминесцентной лампы – с использованием ЭМПРА. Это стартерная схема включения.



Принцип работы: при подключении электропитания в стартере появляется разряд и
замыкаются накоротко биметаллические электроды, после этого ток в цепи электродов и стартера ограничивается лишь внутренним сопротивлением дросселя, в следствии чего же возрастает практически втрое больше рабочий ток в лампе и мгновенно нагреваются электроды люминесцентной лампы.
Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В то же время разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и загорается лампа. После чего напряжение на ней станет равняться половине от сетевого, которого станет недостаточно для повторного замыкания электродов стартера.
Когда лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты будут и останутся разомкнуты.

Основные недостатки

  • В сравнении со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электричества.
  • Долгий пуск не менее 1 до 3 секунд (зависимость от износа лампы)
  • Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. К примеру, зимой в неотапливаемом гараже.
  • Стробоскопический результат мигания лампы, что плохо оказывает влияние на зрение, при чем детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети- кажутся неподвижными.
  • Звук от гудения пластинок дросселя, растущий со временем.

Схема включения с двумя лампами но одним дросселем . Следует заметить что индуктивность дросселя должна быть достаточной по мощности етих двух ламп.
Следует заметить что в последовательной схеме включения двох ламп применяются стартеры на 127 Вольт, они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт

Ета схема где, как видите, нет ни стартера ни дроселя, можна применить если у ламп перегорели нити накала. В таком случае зажечь ЛДС можно при помощи повышающего трансформатора Т1 и конденсатора С1 который ограничит ток протекающий через лампу от сети 220вольт.

Ета схема подойдет все для тех же ламп у которых перегорели нити накала, но сдесь уже ненада повышающего трансформатора что явно упрощает конструкцию устройства

А вот такая схема с применением диодного выпрямительного моста устраняет ее мерцание лампы с частотой сети, которое снановится очень заметным при ее старении.

или сложнее

Если в вашем светильнике вышел с строя стартер или мигает постоянно лампа (вместе с стартером если присмотрется под корпус стартера) и под рукой нечем заменить, зажечь лампу можна и без него — достаточно на 1-2 сек. закоротить контакты стартера или поставить кнопку S2 (осторожно опасное напряжение)

тот же случай но уже для лампы с перегоревшей нитей накала

Схема подключения с применением электронного балласта или ЭПРА

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

Ну конечно насчет «вечной лампы » это громко сказано, но вот «оживить» люминесцентную лампу с перегоревшими нитями накала вполне возможно. ..

В общем-то все, наверное, уже поняли что речь у нас пойдет не о обычной лампочке накаливания а о газоразрядных (как их еще называли раньше «лампа дневного света»), которая выглядит вот так:

Принцип работы такой лампы: за счет высоковольтного разряда внутри лампы начинает светиться газ (обычно аргон с примесью паров ртути). Для того чтобы зажечь такую лампу требуется довольно высокое напряжение, которое получают за счет специального преобразователя (балласта) находящегося внутри корпуса.

полезные ссылки для общего развития : самостоятельный ремонт энергосберегающих ламп , лампы энергосберегающие- преимущества и недостатки

Стандартные используемые люминесцентные лампы не лишены недостатков: во время их работы прослушивается гудение дросселя, в системе питания имеется стартер, который ненадежен в работе, и самое главное — лампа имеет нить накала, которая может перегореть, из-за чего лампу приходится заменять новой.

Но есть и альтернативный вариант: газ в лампе можно зажечь даже и при оборванных нитях накала- для этого достаточно просто увеличить напряжение на выводах.
Причем при таком варианте использования есть еще и свои преимущества: лампа зажигается практически мгновенно, отсутствует гудение при работе, не нужен стартер.

Чтобы зажечь люминесцентную лампу с оборванными нитями накала (кстати и не обязательно с оборванными…) нам потребуется небольшая схема:

Конденсаторы С1, С4 должны быть бумажными, с рабочим напряжением в 1,5 раза больше питающего напряжения. Конденсаторы С2, СЗ желательно чтобы были слюдяными. Резистор R1 обязательно проволочный, по мощности лампы, указанной в таблице

Мощноcть

лампы, Вт

С1 -С4

мкФ

С2 — СЗ

пФ

Д1 -Д4

Ом

3300

Д226Б

6800

Д226Б

6800

Д205

6800

Д231

Диоды Д2, ДЗ и конденсаторы С1, С4 представляют двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения. Величины емкостейС1, С4 определяют рабочее напряжение лампы Л1 (чем больше емкость, тем больше напряжение на электродах лампы Л1). В момент включения напряжение в точках а и б достигает 600 В, которое прикладывается к электродам лампы Л1. В момент зажигания лампы Л1 напряжение в точках а и б уменьшается и обеспечивает нормальную работы лампы Л1, рассчитанной на напряжение 220 В.

Применение диодов Д1, Д4 и конденсаторов С2, СЗ повышает напряжение до 900 В, что обеспечивает надежное зажигание лампы в момент включения. Конденсаторы С2, СЗ одновременно способствуют подавлению радиопомех.
Лампа Л1 может работать без Д1, Д4, С2, С3, но при этом надежность включения уменьшается.

Данные элементов схемы в зависимости от мощности люминесцентных ламп приведены в таблице.

При выборе современного способа освещения помещения, необходимо знать, как подключить лампу дневного света самостоятельно.

Большая площадь поверхности свечения способствует получению ровного и рассеянного освещения.

Поэтому именно такой вариант стал в последние годы очень популярным и востребованным.

Лампы люминесцентные относятся к газоразрядным источникам освещения, характеризующимся образованием ультрафиолетового излучения под воздействием электрического разряда в ртутных парах с последующим преобразованием в высокую видимую светоотдачу.

Появление света обусловлено наличием на внутренней поверхности лампы особого вещества под названием люминофор, поглощающего УФ-излучение. Изменение состава люминофора позволяет менять оттеночную гамму свечения. Люминофор может быть представлен галофосфатами кальция и ортофосфатами кальция-цинка.

Принцип работы люминесцентной лампочки

Поддержка дугового разряда происходит посредством термоэлектронной эмиссии электронов на поверхности катодов, которые разогреваются при пропускании тока, ограничивающегося балластом.

Недостаток ламп дневного света представлен отсутствием возможности выполнить прямое подключение к электрической сети, что обусловлено физической природой лампового свечения.

Значительная часть светильников, предназначенных для установки ламп дневного света, имеет встроенные механизмы свечения или дроссели.

Подключение лампы дневного света

Чтобы грамотно осуществить самостоятельное подключение, необходимо правильно выбрать лампу дневного света.

Такая продукция маркируется трёх-цифровым кодом, содержащим всю информацию о качестве света или индекса цветопередачи и температуры цвета.

Первой цифрой маркировки обозначается уровень цветовой передачи, и чем выше являются эти показатели, тем более достоверную цветопередачу удаётся получить в процессе освещения.

Обозначение температуры свечения лампы представлено цифровыми показатели второго и третьего порядка.

Наибольшее распространение получило экономичное и высокоэффективное подключение на основе электромагнитного балласта, дополненного неоновым стартером, а также схемой со стандартным балластом электронного типа.

Схемы подключения лампы дневного света со стартером

Самостоятельно подключить лампу накаливания достаточно просто, что обусловлено наличием в комплекте всех необходимых элементов и схемы стандартной сборки.

Две трубки и два дросселя

Технология и особенности самостоятельного последовательного подключения таким способом следующие:

  • подача фазного провода на балластный вход;
  • подключение дроссельного выхода на первую контактную группу лампы;
  • подсоединение второй контактной группы на первый стартер;
  • подключение с первого стартера на вторую ламповую контактную группу;
  • соединение свободного контакта с проводом на ноль.

Аналогичным способом производится подключение второй трубки. С балласта идёт подключение на первый ламповый контакт, после чего второй контакт с этой группы переходит на второй стартер. Затем осуществляется соединение стартерного выхода со второй ламповой парой контактов и соединение свободной контактной группы с нулевым вводным проводом.

Такой способ подключения, по мнению специалистов, является оптимальным при наличии пары источников освещения и пары соединительных комплектов.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Самостоятельное подключение от одного дросселя – менее распространённый, но совершенно несложный вариант. Такое двухламповое последовательное подключение отличается экономичностью и требует приобретения индукционного дросселя, а также пары стартеров:

  • к лампам посредством параллельного подсоединения присоединяется стартер на штыревой выход с торцов;
  • последовательное присоединение свободных контактов к электрической сети при помощи дросселя;
  • присоединение конденсаторов параллельно к контактной группе осветительного устройства.

Две лампы и один дроссель

Стандартные выключатели, относящиеся к категории бюджетных моделей, часто характеризуются залипанием контактов в результате повышения стартовых токов, поэтому целесообразно применять специальные высококачественные варианты контактных коммутационных аппаратов.

Как подключить лампу дневного света без дросселя?

Рассмотрим, как происходит подключение люминесцентных ламп дневного света. Простейшая схема бездроссельного подключения применяется даже на сгоревших трубках ламп дневного света и отличается отсутствием использования нити накаливания.

В этом случае питание трубки осветительного прибора обусловлено наличием повышенного постоянного напряжения посредством диодного моста.

Схема включения лампы без дросселя

Такая схема характеризуется присутствием токопроводящего провода или широкой полоски фольгированной бумаги, одной стороной присоединенной к выводу электродов лампы. Для фиксации на концах колбы применяются металлические хомутики, аналогичного с лампой диаметра.

Электронный балласт

Принцип функционирования осветительного прибора с электронным балластом заключается в прохождении электрического тока через выпрямитель, с последующим поступлением в буферную зону конденсатора.

В электронном балласте, наряду с классическими пусковыми регулирующими устройствами, осуществление старта и стабилизации происходит посредством дросселя. Питание зависит от высокочастотного тока.

Электронный балласт

Естественное усложнение схемы сопровождается целым рядом преимуществ по сравнению с низкочастотным вариантом:

  • повышение показателей эффективности;
  • устранение эффекта мерцания;
  • снижение веса и габаритов;
  • отсутствие шумности в процессе работы;
  • повышение надежности;
  • продолжительный эксплуатационный срок.

В любом случае следует учитывать тот факт, что электронные балласты относятся к категории импульсных устройств, поэтому их включение без достаточной нагрузки является основной причиной выхода из строя.

Проверка работоспособности энергосберегающей лампы

Несложное тестирование позволяет своевременно выявить поломку и правильно определить основную причину неисправности, а иногда и выполнить самостоятельно наиболее простые ремонтные работы:

  • Демонтаж рассеивателя и внимательный осмотр люминесцентной трубки с целью обнаружения участков выраженного почернения. Очень быстрое почернение концов колбы свидетельствует о перегорании спирали.
  • Проверка нитей накала на предмет отсутствия разрывов при помощи стандартного мультиметра. При отсутствии повреждений нитей – показатели сопротивления могут варьироваться в пределах 9,5-9,2Om.

Если проверка лампы не показала сбоев в работе, то отсутствие функционирование может быть обусловлено поломкой дополнительных элементов, включая электронный балласт и контактную группу, которая достаточно часто подвергается окислению и нуждается в зачистке.

Проверка работоспособности дросселя осуществляется отключением стартера и замыканием на патрон. После этого нужно накоротко замкнуть патроны лампы и замерить дроссельное сопротивление. Если заменой стартера не удаётся получить желаемый результат, то основная неисправность, как правило, кроется в конденсаторе.

Что вызывает опасность в энергосберегающей лампе?

Ставшие относительно недавно очень популярными и модными различные энергосберегающие осветительные приборы, по мнению некоторых ученых, способны нанести достаточно серьезный вред не только окружающей среде, но и здоровью человека:
  • отравление ртутьсодержащими парами;
  • поражения кожных покровов с образованием выраженной аллергической реакции;
  • повышение риска развития злокачественных опухолей.

Мерцающие лампы часто становятся причиной бессонницы, хронической усталости, снижения иммунитета и развития невротических состояний.

Важно знать, что из разбитой колбы люминесцентной лампы высвобождается ртуть, поэтому эксплуатация и дальнейшая утилизация должны осуществляться с соблюдением всех правил и мер предосторожности.

Значительное сокращение срока службы лампы люминесцентной, как правило, бывает спровоцировано нестабильностью напряжения или неисправностями балластного сопротивления, поэтому при недостаточно качественной работе электросети предполагается использование обычных ламп накаливания.

Видео на тему

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы. Принцип работы люминесцентных ламп

Экономные люминесцентные лампы способны работать только с электронными балластами. Предназначены данные устройства для выпрямления тока. Информации про электронный балласт (схема, ремонт и подключение) имеется очень много. Однако в первую очередь важно изучить устройство прибора.

Стандартная модель включает в себя трансформатор, динистор и транзистор. Довольно часто для защиты системы устанавливается предохранитель. Для подключения ламп предусмотрены специальные каналы. Также в устройстве имеются выходы, на которые подается электроэнергия.

Принцип работы

Принцип работы электронного балласта построен на преобразовании тока. Весь процесс начинается после подачи электроэнергии на канал. Далее в работу вступает дроссель. На этом этапе предельная частота устройства значительно снижается. При этом отрицательное сопротивление в цепи, наоборот, возрастает. Далее ток проходит через динистор и попадает на транзистор. В результате осуществляется преобразование тока. В конечном счете через трансформатор проходит напряжение нужного диапазона для люминесцентной лампы.

Модели диодного типа

Модели диодного типа на сегодняшний день считаются бюджетными. В данном случае трансформаторы используются лишь понижающего типа. Некоторые производители транзисторы устанавливают открытого типа. За счет этого процесс понижения частоты в цепи происходит не очень резко. Для стабилизации выходного напряжения применяются два конденсатора. Если рассматривать современные модели балластов, то там имеются динисторы операционного типа. Ранее их заменяли обычными преобразователями.

Двухконтактные модели

Данного типа схема электронного балласта для люминесцентной лампы отличается от прочих моделей тем, что в ней используется регулятор. Таким образом, пользователь способен настраивать параметр выходного напряжения. Трансформаторы используются в устройствах самые различные. Если рассматривать распространенные модели, то там установлены понижающие аналоги. Однако однофазовые конфигурации не уступают им по параметрам.

Всего конденсаторов в цепи у моделей предусмотрено два. Также двухконтактные схемы электронных балластов энергосберегающих ламп включают в себя дроссель, который устанавливается за выходными каналами. Транзисторы для моделей подходят лишь емкостные. На рынке они представлены как постоянного, так и переменного типа. Предохранители в устройствах используются редко. Однако если в цепи установлен тиристор для выпрямления тока, то без него не обойтись.

Данная схема электронного балласта для люминесцентной лампы включает в себя понижающий трансформатор, а также две пары конденсаторов. Транзистор для модели предусмотрен лишь один. Отрицательное сопротивление он максимум способен выдерживать на уровне 33 Ом. Для устройств данного типа это считается нормальным. Также схема электронного балласта 18 Вт включает в себя дроссель, который расположен над трансформатором. Динистор для преобразования тока применяется модульного типа. Понижение тактовой частоты происходит при помощи тетрода. Находится данный элемент возле дросселя.

Балласт «Эпра» 2х18 Вт

Указанный электронный балласт 2х18 (схема показана ниже) состоит из выходных триодов, а также понижающего трансформатора. Если говорить про транзистор, то он в данном случае предусмотрен открытого типа. Всего конденсаторов в цепи имеется два. Еще у схемы электронных балластов «Эпра» 18 Вт есть дроссель, который располагается под трансформатором.

Конденсаторы при этом стандартно устанавливаются возле каналов. Процесс преобразования осуществляется через понижение тактовой частоты устройства. Стабильность напряжения в данном случае обеспечивается благодаря качественному динистору. Всего каналов у модели имеется два.

Схема балласта «Эпра» 4х18 Вт

Этот электронный балласт 4х18 (схема показана ниже) включает в себя конденсаторы инвертирующего типа. Емкость их составляет ровно 5 пФ. В данном случае параметр отрицательного сопротивления в электронных балластах доходит до 40 Ом. Также важно упомянуть о том, что дроссель в представленной конфигурации расположен под динистором. Транзистор у этой модели имеется один. Трансформатор для выпрямления тока применяется понижающего типа. Перегрузки он способен от сети выдерживать большие. Однако предохранитель в цепи все-таки установлен.

Балласт Navigator

Электронный балласт Navigator (схема показана ниже) включает в себя однопереходный транзистор. Также отличие этой модели кроется в наличии специального регулятора. С его помощью пользователь сможет настраивать параметр выходного напряжения. Если говорить про трансформатор, то он в цепи предусмотрен понижающего типа. Расположен он возле дросселя и фиксируется на пластине. Резистор для этой модели подобран емкостного типа.

В данном случае конденсаторов имеется два. Первый из них расположен возле трансформатора. Предельная емкость его равняется 5 пФ. Второй конденсатор в цепи располагается под транзистором. Емкость его равняется целых 7 пФ, а отрицательное сопротивление максимум он может выдерживать на уровне 40 Ом. Предохранитель в данных электронных балластах не используется.

Схема электронного балласта на транзисторах EN13003A

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с транзисторами EN13003A является на сегодняшний день довольно сильно распространенной. Выпускаются модели, как правило, без регуляторов и относятся к классу бюджетных приборов. Однако прослужить устройства способны долго, и предохранители у них имеются. Если говорить про трансформаторы, то они подходят только понижающего типа.

Устанавливается транзистор в цепи возле дросселя. Система защиты у таких моделей в основном используется стандартная. Контакты приборов защищены динисторами. Также схема электронного балласта на 13003 включает в себя конденсаторы, которые часто устанавливаются с емкостью около 5 пФ.

Использование понижающих трансформаторов

Схема электронного балласта для люминесцентной лампы с понижающими трансформаторами часто включает в себя регуляторы напряжения. В данном случае транзисторы используются, как правило, открытого типа. Многими специалистами они ценятся за высокую проводимость тока. Однако для нормальной работы устройства очень важен качественный динистор.

Для понижающих трансформаторов часто используют операционные аналоги. В первую очередь они ценятся за свою компактность, а для электронных балластов это является существенным преимуществом. Дополнительно они отличаются пониженной чувствительностью, и небольшие сбои в сети для них нестрашны.

Применение векторных транзисторов

Векторные транзисторы в электронных балластах применяются очень редко. Однако в современных моделях они все-таки встречаются. Если говорить про характеристики компонентов, то важно отметить, что отрицательное сопротивление они способы держать на уровне 40 Ом. Однако с перегрузками они справляются довольно плохо. В данном случае большую роль играет параметр выходного напряжения.

Если говорить про транзисторы, то для указанных трансформаторов они подходят больше ортогонального типа. Стоят они на рынке довольно дорого, однако расход электроэнергии у моделей крайне низок. В данном случае модели с векторными трансформаторами по компактности значительно проигрывают конкурентам с понижающими конфигурациями.

Схема с интегральным котроллером

Электронный балласт для люминесцентных ламп с интегральным контроллером довольно прост. В данном случае трансформаторы применяются понижающего типа. Непосредственно конденсаторов в системе имеется два. Для понижения предельной частоты у модели имеется динистор. Транзистор используется в электронном балласте операционного типа. Отрицательное сопротивление он способен выдерживать не менее 40 Ом. Выходные триоды в моделях данного типа практически никогда не используются. Однако предохранители устанавливаются, и при сбоях в сети они помогают сильно.

Применение низкочастотных триггеров

Триггер на электронный балласт для люминесцентных ламп устанавливается в том случае, когда отрицательное сопротивление в цепи превышает 60 Ом. Нагрузку с трансформатора он снимает очень хорошо. Предохранители при этом устанавливаются очень редко. Трансформаторы для моделей этого типа используются лишь векторные. В данном случае понижающие аналоги неспособны справляться с резкими скачками предельной тактовой частоты.

Непосредственно динисторы в моделях устанавливаются возле дросселей. По компактности электронные балласты довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от используемых компонентов устройства. Если говорить про модели с регуляторами, то места они требуют очень много. Также они способны работать в электронных балластах только на два конденсатора.

Модели без регуляторов очень компактны, однако транзисторы для них могут использоваться лишь ортогонального типа. Отличаются они хорошей проводимостью. Однако следует учитывать, что данные электронные балласты на рынке покупателю обойдутся недешево.

Ремонт люминесцентных ламп: схема запуска, неисправности

В статье рассмотрим ремонт люминесцентных ламп. Несмотря на то, что такой тип лам служит долго, они все-таки выходят из строя. Чтобы понять возможные причины поломки, нужно понимать принцип их действия.

Люминесцентная лампа представляет собой колбу, заполненную инертным газом с добавлением паров ртути. По краям лампы в колбу впаяны по паре электродов, к которым подключены спирали из вольфрама. Нити спиралей люминесцентной лампы похожи на те, что применяются в лампах накаливания. Отличие в том, что поверхность вольфрама покрыта пленкой из щелочных металлов. Это связано с назначением спиралей: их задача – не светить, а выделять в окружающее пространство свободные электроды. Так же работают катоды электронных ламп при разогреве.

Работа лампы разделяется на два этапа: запуск и свечение. При запуске стартер подключает спирали электродов, расположенных по краям лампы, к питающей сети последовательно с дросселем. Нити разогреваются, из них в окружающее пространство выделяются свободные электроны.

Затем стартер размыкает свои контакты и между электродами по краям лампы за счет ЭДС самоиндукции дросселя формируется импульс высокого напряжения. Электроны приходят в движение. Ток через газовый промежуток лампы при работе ограничивается индуктивным сопротивлением дросселя.

На своем пути электроны встречают молекулы инертного газа и ионизируют их. В результате молекулы теряют свободные электроны и становятся положительными зарядами – ионами. Так в лампе поддерживается количество носителей электрического тока.

При встрече с атомами ртути электроны не ионизируют их, а отдают энергию электронам, входящим в его состав. Электроны возбуждаются, переходя на более высокую орбиту. Но это состояние неустойчиво и длится непродолжительное время. Электроны, возвращаясь на свое место, отдают в окружающее пространство энергию в виде ультрафиолетового излучения.

Принцип работы люминесцентной лампы

Колба лампы изнутри покрыта люминофором – веществом, способным светиться под воздействием ультрафиолета. Так энергия ультрафиолетового излучения преобразуется в видимый свет, оттенок которого зависит от типа применяемого люминофора.

Ремонт люминесцентных ламп: основные неисправности

Нарушить герметичность лампы можно, только разбив ее. Утечка газов из ее внутренней полости невозможна. Причинами, в результате которых лампы выходят из строя, следующие:

  • перегорание нитей накала;
  • нарушение покрытия нитей накала;
  • обеднение люминофора.

При нарушении свойств люминофорного покрытия лампы изменяется цвет ее свечения или уменьшается его яркость. Восстановить такую лампу невозможно.

При осыпании или выгорании покрытия электродов при запуске выделяется меньшее количество свободных электронов. Лампа не зажигается, при этом видно, что разогрев нитей происходит: по краям лампы наблюдается красноватое свечение, возникающее при замыкании контактов стартера.

Самая частая причина выхода из строя лампы – перегорание нитей накала. Происходит оно по тем же причинам, что и в лампах накаливания. Дополнительно этому способствует осыпание или испарение слоя, покрывающего вольфрам. Металл с обнажившихся участков испаряется, толщина нити уменьшается. При очередном запуске нить рвется. Если перегорел один из двух электродов, лампа уже не запустится, так как прервется цепь запуска через стартер.

Схема для запуска неисправной люминесцентной лампы

Лампу с оборванными нитями накала можно заставить поработать еще. Для этого принципиально изменяется схема ее запуска: стартер и дроссель больше не помогут.

Схема для запуска перегоревшей люминесцентной лампы

Электронные компоненты в схеме для разных мощностей лампы выбираются из таблицы

Номинальная мощность, ВтКонденсаторы С1,С2Конденсаторы С3, С4Диоды Д1-Д4
304 мкФ х 350 В3300 пФД226 Б
4010 мкФ х 350 В6800 пФД226 Б
8020 мкФ х 350 В6800 пФД 205

Конденсаторы С1 и С2 – бумажные, металлобумажные или им подобные, С3 и С4 – слюдяные, но выдерживать они должны рабочее напряжение не ниже 350 В, как и предыдущие. Указанные в таблице выпрямительные диоды устарели, вместо них можно использовать современные модели, выдерживающие прямой ток не менее 0,5 А и обратное напряжение – 400 – 600 В.

Схема представляет собой двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения. Рассмотрим принцип ее работы, разделив его на три этапа.

  1. В ходе положительной полуволны питающего напряжения (полярность указана на рисунке) через диод Д2 заряжается конденсатор С2. Заряд происходит до амплитудного значения напряжения питания, то есть, примерно до 300 В.

    Заряд конденсатора С1

  2. Полярность напряжения на входе схемы изменяется с приходом отрицательной полуволны. Конденсатор С2 сохраняет свой заряд, в то время, как конденсатор С1 начинает заряжаться через диод Д1.

    Заряд конденсатора С2

  3. К колбе лампы через диоды Д3 и Д4 приложено суммарное напряжение конденсаторов С1 и С2, соединенных последовательно. Как только величина напряжения становится достаточной, газовый промежуток лампы пробивается. Конденсаторы, разряжаясь, создают в лампе ток, достаточный для образования некоторого количества ионов и возникновения свечения.
Разряд конденсаторов на лампу

Процесс повторяется с частотой питающей сети. Конденсаторы С3 и С4 предназначены для защиты от помех.

Подробнее про конденсаторы читайте статьи: «Виды и параметры конденсаторов» и «Соединения конденсаторов: параллельное, последовательное«.

Нетрудно заметить, что работает лампа на постоянном токе (направление указано на последнем рисунке красной стрелкой). Поэтому пары ртути постепенно смещаются в сторону одного из электродов, из-за чего лампа светится неравномерно. Чтобы скомпенсировать этот недостаток, электроды лампы меняют местами, переворачивая ее в светильнике. Второй недостаток — частота пульсаций света лампы увеличивается в два раза.

Поэтому метод запуска перегоревших люминесцентных ламп рекомендуется выполнять в познавательных целях, либо для использования их в помещениях, в которых требования к качеству освещения невысоки и свет в них включается редко и на короткое время.

Оцените качество статьи:

Люминесцентная лампа и принцип работы люминесцентной лампы

Что такое люминесцентная лампа?

Люминесцентная лампа представляет собой легкую ртутную лампу, использующую флуоресценцию для получения видимого света. Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые излучают ультрафиолетовое излучение в процессе разряда, а ультрафиолетовое излучение заставляет люминофорное покрытие внутренней стенки лампы излучать видимый свет. Люминесцентная лампа преобразует электрическую энергию в полезную световую энергию гораздо эффективнее, чем лампы накаливания.Нормальная светосила люминесцентных осветительных приборов составляет от 50 до 100 люмен на ватт, что в несколько раз выше, чем у ламп накаливания с эквивалентной светоотдачей.

Как работает люминесцентная лампа?

Прежде чем перейти к принципу работы люминесцентной лампы, мы сначала покажем схему люминесцентной лампы, другими словами, схему лампового освещения.
Здесь мы подключаем один пускорегулирующий аппарат и один выключатель, а питание осуществляется последовательно, как показано на рисунке. Затем подключаем люминесцентную лампу и стартер через нее.

  • При включении питания полное напряжение поступает на лампу, а также на стартер через балласт. Но в этот момент никакого разряда, т. е. светового потока от лампы, не происходит.
  • При этом полном напряжении сначала в пускателе устанавливается тлеющий разряд. Это связано с тем, что зазор между электродами неоновой лампы стартера намного меньше, чем у люминесцентной лампы.
  • Затем газ внутри стартера ионизируется благодаря этому полному напряжению и нагревает биметаллическую пластину.Это приводит к изгибу биметаллической полосы для соединения с неподвижным контактом. Теперь ток начинает течь через стартер. Хотя потенциал ионизации неона больше, чем у аргона, но все же из-за малого межэлектродного зазора в неоновой лампе возникает высокий градиент напряжения, и, следовательно, тлеющий разряд зажигается первым в стартере.
  • Как только ток начинает течь через контактные контакты неоновой лампы стартера, напряжение на неоновой лампе падает, так как ток вызывает падение напряжения на катушке индуктивности (балласте).При пониженном или отсутствующем напряжении на неоновой лампе стартера газовый разряд прекращается и, следовательно, биметаллическая полоска охлаждается и отрывается от неподвижного контакта. В момент размыкания контактов в неоновой лампе стартера ток прерывается, и, следовательно, в этот момент на индуктор (балласт) попадает большой скачок напряжения.
  • Это импульсное напряжение высокой величины проходит через электроды люминесцентной лампы (трубки) и попадает в пеннинговую смесь (смесь газообразного аргона и паров ртути).
  • Процесс газового разряда начинается и продолжается, и, следовательно, ток снова получает путь для протекания через саму трубку люминесцентной лампы (трубку). При выпуске пеннинговой газовой смеси сопротивление газа меньше сопротивления стартера.
  • Разряд атомов ртути производит ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофорное порошковое покрытие, излучая видимый свет.
  • Стартер отключается во время горения люминесцентной лампы (лампового освещения), потому что в этом состоянии через стартер не проходит ток.

Физика за люминесцентной лампой

Когда на электроды подается достаточно высокое напряжение, создается сильное электрическое поле. Небольшое количество тока через нити накала электродов нагревает катушку накала. Поскольку нить покрыта оксидом, образуется достаточное количество электронов, и они устремляются от отрицательного электрода или катода к положительному электроду или аноду из-за этого сильного электрического поля. При движении свободных электронов устанавливается разрядный процесс.

Основной процесс разряда всегда состоит из трех этапов:

  1. Свободные электроны образуются на электродах и ускоряются приложенным электрическим полем.
  2. Кинетическая энергия свободных электронов преобразуется в энергию возбуждения атомов газа.
  3. Энергия возбуждения атомов газа преобразуется в излучение.

В процессе разряда при низком давлении паров ртути образуется одиночная спектральная линия 253,7 нм.Для генерации ультраволнового излучения с длиной волны 253,7 нм температуру колбы поддерживают в пределах от 105 до 115 o F.
Отношение длины к диаметру трубки должно быть таким, чтобы на обоих концах происходили фиксированные потери мощности. Место, где происходит эта потеря мощности или свечение электродов, называется областью падения катода и анода. Эта потеря мощности очень мала.
Опять же, катоды должны быть покрыты оксидом. Горячий катод обеспечивает изобилие свободных электронов. Под горячими катодами подразумеваются те электроды, которые нагреваются циркулирующим током, и этот циркулирующий ток обеспечивается дросселем или механизмом управления.Немногие лампы также имеют холодный катод. Холодные катоды имеют большую эффективную площадь, и для получения ионов к ним прикладывается более высокое напряжение, например 11 кВ. Газ начинает выделяться из-за приложения высокого напряжения. Но при 100-200 В свечение катода отделяется от катода, это называется катодным падением. Это обеспечивает большой запас ионов, которые ускоряются к аноду, образуя при ударе вторичные электроны, которые в конечном итоге производят больше ионов. Но катодное падение в разряде с горячим катодом только при 10 В.

История и изобретение люминесцентной лампы

  • В 1852 году сэр Джордж Стоукс открыл преобразование ультрафиолетового излучения в видимое излучение.
  • С этого времени и до 1920 года были проведены различные эксперименты по разработке электрических разрядов низкого и высокого давления в парах ртути и натрия. Но все эти разработанные схемы были неэффективны для преобразования ультраволнового луча в видимый луч. Это было потому, что; электроды не могли излучать достаточное количество электронов, чтобы установить явление дугового разряда. Снова многие электроны столкнулись с атомами газа, и это было упруго. Таким образом, возбуждение не создавало спектральную линию для использования. Но очень мало работы было сделано по люминесцентным лампам.
  • Но в 1920-х годах произошел крупный прорыв. Обнаружен факт, что смесь паров ртути и инертного газа при низком давлении на 60% эффективнее преобразует подводимую электрическую мощность в одну спектральную линию на 253,7 нм. Ультрафиолетовые лучи
    преобразуются в лучи видимого света за счет использования соответствующего флуоресцентного материала внутри лампы.С этого времени люминесцентные лампы стали внедряться в повседневную жизнь людей.
  • Позже, доктор У. Л. Энфилд в 1934 году получил отчет от доктора А. Х. Кромптона об использовании люминесцентной лампы с покрытием. Сразу же в Enfield была создана исследовательская группа, которая приступила к созданию коммерческой люминесцентной лампы. В 1935 году их группа создала прототип зеленой люминесцентной лампы с КПД около 60%.
  • Спустя два с половиной года на рынке появились люминесцентные лампы белого и шести других цветов.Различные смеси люминофорного порошка используются для получения различных цветов люминесцентных ламп. Были представлены первые лампы мощностью 15, 20 и 30 Вт длиной 18 дюймов, 25 дюймов и 36 дюймов.
  • Вскоре после 40 Вт T12, 4-футовая лампа была представлена ​​и широко использовалась в офисном, школьном, промышленном освещении. Ранние лампы давали свет несколько желтоватый до 3500К. Позже лампы дневного света 6500K были разработаны таким образом, чтобы они излучали свет, имитирующий средний свет северного неба на пасмурном небе.
  • Как правило, в 1940 году на рынке были доступны 4-футовые лампы диаметром 1,5 дюйма и мощностью 40 Вт. Но постепенно дизайн был изменен в сторону более эффективного использования. В дуге изменена разрядная часть ламп. Но аргон по-прежнему используется, хотя давление несколько меньше прежнего. Пары ртути поддерживаются при том же давлении, что и в предыдущем случае. Для этой лампы требуется 425 мА при падении напряжения от 100 до 105 В.

Как работают люминесцентные лампы

Основное средство преобразования электрической энергии в энергию излучения в люминесцентной лампе основано на неупругом рассеянии электронов, когда падающий электрон сталкивается с атомом газа.

Если (падающий) свободный электрон обладает достаточной кинетической энергией, он передает энергию внешнему электрону атома, заставляя этот электрон временно перейти на более высокий энергетический уровень. Столкновение «неупругое», потому что происходит потеря кинетической энергии.

Это более высокое энергетическое состояние нестабильно, и атом будет излучать ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома вернется на более низкий, более стабильный энергетический уровень.

Большинство фотонов, испускаемых атомами ртути, имеют длины волн в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, преимущественно с длиной волны 253.7 и 185 нанометров (нм). Они не видны человеческому глазу, поэтому их необходимо преобразовать в видимый свет. Это делается с помощью флуоресценции.

Ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах внутреннего флуоресцентного покрытия лампы, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем падение с испусканием следующего фотона. Фотон, испускаемый в результате этого второго взаимодействия, имеет меньшую энергию, чем фотон, вызвавший его.

Химические вещества, входящие в состав люминофора, подобраны таким образом, чтобы эти испускаемые фотоны находились на длинах волн, видимых человеческому глазу.Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и испущенным фотоном видимого света идет на нагрев люминофорного покрытия .

Когда свет включается, электрическая энергия нагревает катод настолько, что он испускает электроны (термоэлектронная эмиссия). Эти электроны сталкиваются с атомами инертных газов внутри колбы, окружающей нить накала, ионизируют их, образуя плазму в процессе ударной ионизации. В результате лавинной ионизации проводимость ионизированного газа быстро возрастает, что позволяет пропускать более высокие токи через люминесцентную лампу.

Заполняющий газ помогает определить рабочие электрические характеристики лампы, но сам не излучает свет. Заполняющий газ эффективно увеличивает расстояние, которое электроны проходят через трубку, что дает электрону больше шансов взаимодействовать с атомом ртути.

Атомы аргона, возбужденные до метастабильного состояния ударом электрона, могут сообщать эту энергию нейтральному атому ртути и ионизировать его, что описывается как эффект Пеннинга .

Преимущество заключается в снижении пробивного и рабочего напряжения люминесцентной лампы по сравнению с другими возможными газами-наполнителями, такими как криптон.

Как работают люминесцентные лампы

Как работают люминесцентные лампы
Эллиот Саунд Продактс Как работают люминесцентные лампы 

© 2007 Род Эллиотт (ESP)


Основной индекс Лампы и индекс энергопотребления
Содержимое
1 Введение

Статья «Традиционные люминесцентные лампы и их альтернативы» довольно просто рассматривает работу люминесцентных ламп, но здесь мы рассмотрим сами лампы, их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннее устройство. работы.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережающий/запаздывающий»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о том, как подключаются фитинги.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и в современных люминесцентных лампах (особенно в компактных люминесцентных лампах или КЛЛ) используются электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать зажигание 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 в течение многих лет был основой производства люминесцентных ламп.

Обратите внимание, что показанные здесь осциллограммы представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений. При необходимости смоделированные сигналы корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста… симулятор не может представлять нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими ударными напряжениями и другими характеристиками, присущими люминесцентной лампе. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно опасно) попытаться зафиксировать все напряжения и токи, которые существуют в реальных цепях люминесцентных ламп.

Несмотря на то, что выбранный подход вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, и конечный результат находится в пределах любых традиционных производственных допусков 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, светоотдача несколько ниже, чем должна быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются вообще.

Сама лампа имеет следующие характеристики…

Диаметр трубки 11,3 мм (нестандартный)
Длина 533 мм (21″)
Сопротивление нити (холодная) 2 2 2 2 2 2 28 Ом
Устойчивость к нити (горячее) 23 Ом 23 Ом
Ом 905 Ом
Балластная индуктивность 2,11 H
Стартер Обычный Neon
Стартовый конденсатор 1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр равен 8 x 1/8 дюйма, что равно 1 дюйму (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (диаметром 1½ дюйма или 38 мм), но их размер был уменьшен до T8, когда были представлены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между контактами и другое крепление надгробия.  Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. предназначен для более ранних ламп.

В случае с моим тестовым образцом диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому она складывается для уменьшения общей длины.Сопротивление нити упоминается, потому что оно будет упоминаться далее в этой статье. Схема показана ниже и традиционна во всех отношениях.


Рис. 1. Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности является балластом и на самом деле является гораздо более важным компонентом, чем 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 трубка люминесцентной лампы имеет нагреватель на каждом конце, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон). Стенка трубки покрыта люминофором, излучающим 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, внутри которой находится (обычно) неон. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом стартере, но недостаточно, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться до замыкания контактов. Затем дуга в неоновом пускателе останавливается, и сеть подключается через балласт и нити накала на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или свечения), биметаллическая пластина остывает, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через индуктор вызывает «обратный ход» напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке. Если дуга не загорится с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не загорится. Вот почему стандартные люминесцентные лампы мигают несколько раз при включении. Нити накала представляют собой нагреватели, которые действуют как катоды (излучатели 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, чтобы поддерживать нити накала при приемлемой рабочей температуре. Обе нити действуют как катоды и аноды попеременно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

У плазмы есть интересная характеристика… отрицательное сопротивление! Как только возникает дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления, и на трубке появляется меньшее напряжение. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательное сопротивление для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для создания всплеска обратного напряжения для повторного зажигания дуги при каждом изменении полярности.


Рисунок 2. Рабочие сигналы

На рис. 2 видно, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Вы можете увидеть эффект сразу после каждого скачка напряжения. С ростом тока напряжение падает (для этой лампы минимальное значение составляло ±126 В). Всплеск в точке пересечения нуля формы волны тока создается балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода приложенной сети.На рис. 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют выбросам, подаваемым на лампу, и происходят вблизи пика напряжения, где ток прерывается при переходе через ноль.


Рис. 3. Напряжение и ток через балласт

Форма сигнала напряжения на балласте представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на трубе. Для работы на 120 В напряжение, очевидно, меньше, но лампе по-прежнему требуется где-то между 300-400 В для зажигания (или повторного зажигания) дуги, поэтому балласт должен быть в состоянии компенсировать разницу с импульсом обратного хода при каждом нуле. — пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или балласта, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают при напряжении 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 есть несколько потерь, одна из главных причин которых — балласт.Балласт, использованный для моих тестов, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому теряется почти 7 Вт. На самом деле потери выше, потому что стальные пластины очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования более качественной стали и более тонких пластин. И то, и другое значительно увеличит стоимость.

Каждая нить имеет сопротивление в горячем состоянии 23 Ом, и при работе лампы на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что при работе конец нити накала, идущий к пускателю, отсоединен (за исключением очень маленькой емкости на пускателе).Измеряемое напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только на эти компоненты люминесцентная лампа теряет 10 Вт приложенной мощности в виде тепла (7 Вт на балласт, 3 Вт на нити накала).

В то время как расход балласта можно уменьшить с помощью более качественной лампы, потери 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 в новых моделях их заменяют светодиодами.

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


Рис. 4. Зависимость напряжения от напряжения. Текущий, неисправленный и исправленный

На рис. 4 видно, что нескорректированная форма кривой тока имеет видимое искажение вблизи точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичное значение тока также значительно выше, чем указано в номинальной мощности. Реактивные нагрузки имеют разную мощность и номинальные значения ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

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

некомпенсирован Total Power = 38W
Va = 61.4 Va = 61.4 Коэффициент мощности = 0,62
Компенсировано Общая мощность = 38 Вт
Va = 38.9 Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать, используя фазовую задержку или путем деления фактической мощности на ВА (Вольты * Амперы). Для фазового угла ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — в этом случае 0,53. Цифры разные, потому что текущая форма волны не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, поэтому скомпенсированная форма волны тока приобретает плоскую вершину (что-то вроде ограничения усилителя).Несмотря на то, что это приводит к появлению гармоник в сети, их влияние далеко не так сильно, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала к чисто индуктивной цепи (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеал.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла ( CosΦ ) является сокращением, и можно использовать только , когда оба напряжение и ток — синусоиды.Он вообще не работает для сильно искаженных сигналов, таких как сигналы, создаваемые электронными нагрузками, и дает неправильный результат. ответ для индуктивных нагрузок, которые включают искажение (например, люминесцентные лампы). Вы всегда получите правильный ответ, если поделите реальную мощность на ВА.

Доступны также балласты для быстрого пуска и безстартерные балласты. Они выходят за рамки данной статьи, целью которой является описание основных принципов, а не подробное описание каждого доступного балласта люминесцентного освещения.


4 Электронные балласты

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем обычные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (изготовить, но не обязательно покупать), чем люминесцентные лампы, использующие обычный балласт. В частности, в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) сейчас используется электронный балласт, который обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов из-за того, что все электронные детали просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы обязателен электронный балласт.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере частично. Поскольку они намного легче, существует реальная и определенная экономия транспортных расходов, но магнитные балласты можно сделать такими же эффективными, как электронные версии, а может быть, даже более эффективными. Как бы то ни было, переход на электронные балласты сейчас не остановить, и по мере снижения цены использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Ниже показана (более или менее) типичная принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но обычно будут использовать модернизированные компоненты. В то время как электроника в CFL может работать только 15 000 часов, ожидается, что фиксированный электронный балласт прослужит, возможно, 100 000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы). На самом деле электронный балласт должен работать столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому 40-летний срок службы не так глуп, как может показаться.


Рис. 5. Схема электронного балласта [2]

Схема на рис. 5 представляет собой несколько упрощенную версию схемы, показанной в техническом описании Infineon. Он полностью корректирует коэффициент мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным видом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если его не обнаружить, смещение постоянного тока приведет к выходу из строя коммутационных устройств, что сделает балласт бесполезным (крайне маловероятно, что кто-то будет чинить их, когда они сломаются).

Электронный балласт имеет некоторые преимущества перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью гаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно повторно ударять, он 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 для маломощных (обычно менее 75 Вт) приборов не требуется коррекция коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Так как освещение используется в каждом домашнем хозяйстве, проблемы с нескорректированным коэффициентом мощности выйдут из-под контроля, если что-то не сделать.

В отличие от магнитного (индуктивного) балласта, в электронном балласте нельзя скорректировать коэффициент мощности, просто добавив конденсатор. Как видно на приведенной выше диаграмме (хотя это может быть не сразу заметно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется только очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый MOSFET работает как повышающий преобразователь и переключается через каждый полупериод. Таким образом, среднеквадратический ток, потребляемый от сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока приблизительно синусоидальна.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить попадание высокоскоростных коммутационных импульсов обратно в сеть, необходима тщательная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

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


Рис. 6. Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типично», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специальные микросхемы драйверов MOSFET, но в большинстве дешевых (бытовых) компактных люминесцентных ламп будет использоваться вариант вышеперечисленного. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно является плавким резистором, и он используется в первую очередь как предохранитель. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будут выбраны так, чтобы выдерживать назначенный срок службы лампы, поэтому лучшие методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким рейтингом (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 ДИАК — двунаправленным устройством, имеющим резкий переход из непроводящего в проводящее состояние.Поскольку он имеет характеристики, очень похожие на устройство с отрицательным импедансом, он часто используется в диммерах, флуоресцентных балластах и ​​даже стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы просмотреть руководство по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть выполнены так, как показано на рисунке. Некоторые компоненты требуют очень специфических номиналов, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего изначально неправильного, просто им 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 очень хорошо понимается большинством энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что в общих схемах электроники он мало используется. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которые должны знать лучше. Когда создаются несинусоидальные токовые формы, даже многие инженеры делают двойной вывод, потому что они могут быть непривычны для работы с электронными нагрузками. Здесь я рассмотрю оба случая, а также намерен показать как пассивные, так и активные методы коррекции коэффициента мощности. В то время как пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекателен своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но после его разработки используются относительно дешевые компоненты.

В простейшем случае нагрузка является индуктивной. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, они проявляются как резистивная нагрузка и имеют 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 коррекцию, чтобы вернуть коэффициент мощности как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки всегда единица — идеально. Каждый вольт и каждый ампер используется для выработки тепла.Типичными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Однако не все нагрузки являются резистивными, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для обработки переходных нагрузок. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (при половинной мощности), а осциллограммы напряжения, тока и мощности выглядят так…


Рис. 7. Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, при равенстве резистивной и индуктивной составляющих возникает фазовый сдвиг на 45°, при этом ток отстает от напряжения (отстающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение 240В, резистивная часть нагрузки 120Ом, реактивное сопротивление индуктивности также 120Ом, мощность 240Вт.Мы, , должны потреблять 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), но вместо этого потреблять 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью теряется. Ну, это не совсем так — он возвращается в сеть питания. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то это просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень немногие реальные нагрузки являются емкостными, поэтому в цепь добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45° коэффициент мощности равен 0.707, а от сети потребляем 1,42А вместо 1А. Чтобы восстановить ток, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в цепь конденсатор. Конденсатор фактически является противоположностью индуктора и (сам по себе) создает опережающий коэффициент мощности — ток возникает раньше напряжения. Добавив в цепь конденсатор нужного номинала, можно восстановить коэффициент мощности до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого от сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальна, но даже 10 мкФ уменьшит фазовый сдвиг до 14.2°, и это повышает коэффициент мощности до 0,96, что 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 потребление большего тока через конденсатор уменьшит ток сети, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. Если бы это было не так, наша энергосистема была бы в ужасном состоянии.


Рис. 8. Люминесцентная лампа при нормальной работе

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

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (коэффициент мощности равен 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) 29,8Вт, а резистивная составляющая балласта (R1) рассеивает 7,8Вт — это тратится в виде тепла. Все потери тепла снижают общую эффективность, но это неизбежно, потому что реальные компоненты имеют реальные потери.

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


Рис. 9. Кривые 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 имеет синусоидальную форму (или близок к ней), простое добавление конденсатора ничего полезного не даст. Всплески тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного только для пропуска 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 плохой. Если вам интересно, куда исчезла разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, которая 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 такой же маленький, как вы можете использовать для номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также будет иметь более высокие потери. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.


Рис. 10. Пассивная коррекция коэффициента мощности

При добавлении катушки индуктивности и конденсатора, как показано, коэффициент мощности существенно повышается.Форма волны тока по-прежнему не очень хороша, но намного лучше, чем схема без коррекции вообще. Среднеквадратичное значение тока снижено с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь равен 0,88, что гораздо более респектабельно. Как и на рисунке 9, считается, что электроника практически не имеет потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет о PFC, а не о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) является относительно большим компонентом, и поэтому будет сравнительно дорогой. Для снижения стоимости и веса электронная схема PFC является лучшим предложением, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более холодную электронику.


Рис. 11. Цепь активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на рис. 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 достаточно конденсатора 220 нФ (C2).Выход представляет собой пульсирующий постоянный ток и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В при среднеквадратичном напряжении питания 240 В). Затем он переходит к очень умному импульсному повышающему преобразователю — L2, Q1 и D5. Это повышает любое мгновенное напряжение, присутствующее на его входе, до пикового напряжения — в этом случае смоделированный преобразователь стабилизировался на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно).

Время включения и выключения тщательно контролируется, чтобы поддерживать ток, пропорциональный входной форме волны переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен, чтобы обеспечить быструю зарядку крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает дополнительную зарядку крышки. Это позволяет несколько упростить схему управления.

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


Рис. 12. Кривые активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, текущая форма волны довольно искажена, но измеренная производительность симулятора весьма впечатляет, несмотря на его относительную простоту.При нагрузке 60Вт (ЭПРА и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61Вт (потери на диодах прежние), а при токе сети 266мА потребляет 64ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем пассивная схема PFC, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема PFC превосходит пассивную схему как с точки зрения общего КПД, так и с точки зрения коэффициента мощности. Катушки индуктивности малы (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной схеме ККМ.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, потому что выходное напряжение повышающего преобразователя выше желаемого. Я очень не хотел тратить много времени, пытаясь сопоставить уровни мощности, и моя упрощенная версия не имеет правил. Обеспечить успешную симуляцию импульсного преобразователя оказалось сложной задачей, а симуляции занимают много времени из-за высокой частоты переключения.

В настоящее время довольно стандартно, что искажение формы сигнала указывается как THD (общее гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делай из этого что хочешь.


6   Температура

Одной вещью, которая имеет решающее значение для правильной работы всех ртутных дуговых люминесцентных ламп, является температура. Существует относительно узкая полоса выше и ниже, где дуга уменьшается, что приводит к более низкому, чем ожидалось, световому потоку. Когда трубка холодная, в ней меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной мощности, потому что молекул ртути недостаточно для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая разрядный ток. Для большинства компактных ламп (и, возможно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) трубка должна иметь температуру около 40°C для максимальной светоотдачи. При 0°C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не так критичны, но лампа, которая слишком сильно нагревается, все равно будет значительно падать.


Рис. 13. Световой поток в сравнении сТемпература

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

Во многих частях мира 0°C (или меньше) является нормальной температурой окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить, и она будет иметь низкую мощность, пока трубка немного не нагреется . В таких климатических условиях трубка должна быть закрыта для защиты от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

9
Относительный светильник (RLO) [3]
Temp Открытый прибор Закрытый крепеж *
-10 ° C 25% 50%
0 ° C 50% 50% 80%
10 ° C 80% 100%
100%
25 ° C 100% 98%
Световой выход VS .Температура окружающей среды
*   Примечание. В закрытом светильнике температура выше температуры окружающей среды на +10 °C.

Как и все материалы по 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 небольшое примечание предполагает, что указанные температуры находятся в тепловом равновесии. Это может занять некоторое время, чтобы стабилизироваться, поэтому первоначальный световой поток при первом включении лампы будет одинаковым для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие различия, если корпус больше или меньше, чем (неуказанные) значения, используемые в таблице.


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


Основной индекс Указатель ламп и энергии
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 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 в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторское право © июнь 2007 г.

3. Как работают люминесцентные лампы?

3.4. Физические характеристики ламп

Принцип работы

Люминесцентная лампа излучает свет от столкновений в горячем газ («плазма») свободно ускоренного электроны с атомами – обычно ртуть – в какие электроны поднимаются на более высокие энергетические уровни, а затем отступать, излучая две линии УФ-излучения (254 нм и 185 нм). таким образом создаваемое УФ-излучение затем преобразуется в видимый свет от УФ возбуждение флуоресцентного покрытия на стеклянной оболочке лампа. Химический состав этого покрытия подобран так, чтобы излучать в желаемом спектре.

Строительство

Трубка люминесцентной лампы заполнена газом с низким содержанием давление паров ртути и инертные газы в сумме давление около 0.3% атмосферное давление. В самая распространенная конструкция, пара излучателей накала, один на каждом конце трубки, нагревается током и используется для испускают электроны, которые возбудить благородные газы и газообразную ртуть ударной ионизацией. Эта ионизация может иметь место только в неповрежденных лампочках.Таким образом, неблагоприятные последствия для здоровья от этого процесса ионизации невозможны. Кроме того, лампы часто оснащены двумя оболочки, тем самым резко уменьшая количество УФ-излучения излучаемый.

Электрические аспекты эксплуатации

Для запуска лампы и поддерживать токи на адекватном уровне для постоянного освещения эмиссия. В частности, схема подает высокое напряжение на запускает лампу и регулирует ток, протекающий через трубку. Возможен ряд различных конструкций. в В простейшем случае используется только резистор, что относительно энергоэффективность неэффективна. Для работы от переменный ток (AC) сетевому напряжению, использование индуктивного балласта является обычным явлением и было известен отказом до окончания срока службы лампы, вызывающим мерцание лампы.Различные схемы, разработанные для начать и запустить выставка люминесцентных ламп различные свойства, т.е. эмиссия акустического шума (гула), срок службы (лампы и балласта), энергоэффективность и мерцание интенсивности света. Сегодня в основном улучшенная схема используется, особенно с компактными люминесцентными лампами, где схемотехника не может быть заменена перед люминесцентными лампами.Это уменьшило количество технических сбоев, вызывающих эффекты, как перечисленные выше.

ЭДС

Часть электромагнитный спектр который включает в себя статические поля и поля до 300 ГГц, это то, что здесь упоминается как электромагнитные поля (ЭМП). Литература о том, какие виды и какие силы ЭМП которые излучаются КЛЛ является редким. Тем не менее, существует несколько видов ЭМП, обнаруженных в вблизи этих ламп. Как и другие устройства, которые зависят на электричество для своих функций они излучают электрические и магнитные поля в низкочастотный диапазон (т. частота распределения 50 Гц и, возможно, также гармоники из них, т.е.грамм. 150 Гц, 250 Гц и т. д. в Европе). Кроме того, КЛЛ, в отличие от лампы накаливания, также излучают в высокочастотном диапазоне ЭМП (30-60 кГц). Эти частоты отличаются между разными типами ламп.

Мерцание

Все лампы будут изменять свою силу света в два раза больше, чем в сети. (линейной) частоты, так как мощность, подаваемая на лампу, достигает пика дважды за цикл при 100 Гц или 120 Гц.Для лампы накаливания это мерцание уменьшается по сравнению с люминесцентными лампами за счет тепла емкость нити. Если модуляция света интенсивность достаточна для восприятия человеческим глазом, то это определяется как мерцание. Модуляции на частоте 120 Гц не видно, в большинстве случаев даже не на частоте 50 Гц (Seitz et al.2006). Флюоресцентные лампы в том числе КЛЛ, которые используют Поэтому высокочастотные (кГц) электронные балласты называются «без мерцания».

Однако как лампы накаливания (Чау-Шинг и Девани, 2004), так и Флуоресцентные источники света без мерцания (Хазова и О’Хаган 2008) производят едва заметное остаточное мерцание.Дефектный лампы или схемы могут в некоторых случаях привести к мерцанию при более низких частоты либо только в части лампы или во время пускового цикла продолжительностью несколько минут.

Световое излучение, УФ-излучение и синий свет

Имеются характерные различия между спектрами, излучаемыми люминесцентными лампами и лампы накаливания, потому что разных принципов работы.Лампы накаливания настроены на свою цветовую температуру специальными покрытиями стекло и часто продаются либо по атрибуту «теплый», либо «холодный» или, точнее, по их цветовой температуре для профессиональное освещение (фотостудии, магазины одежды и др. ). В случае с люминесцентными лампами спектральное излучение зависит от люминофорного покрытия. Таким образом, люминесцентные лампы могут быть обогащены синим светом (длина волны 400-500 нм), чтобы лучше имитируют дневной свет по сравнению с лампами накаливания. Как и люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы излучают больше синего цвета. светлее, чем лампы накаливания.Есть на международном уровне признанные пределы воздействия радиации (200-3000 нм) испускаемых лампами и светильниками, предназначенными для защиты от фотобиологической опасности (Международный электротехнический Комиссия 2006 г.). Эти пределы также включают излучение от КЛЛ.

УФ-содержание испускаемого спектра зависит как от люминофор и стеклянный колпак люминесцентной лампы.УФ эмиссия лампы накаливания это ограничивается температурой нити и впитывание стекла. Немного КЛЛ с одной оболочкой излучают УФ-В и следы УФ-С излучения на длине волны 254 нм, что не так для ламп накаливания (Хазова и О’Хаган, 2008 г.).Экспериментальный данные показывают, что КЛЛ производят больше излучение UVA, чем вольфрамовая лампа. Кроме того, количество УФ-излучение, производимое одноконвертных КЛЛ, с того же расстояния в 20 см, было примерно в десять раз выше, чем при облучении вольфрамовой лампой (Мозли и Фергюсон, 2008 г. ).

Как это работает, описание схемы, преимущества и недостатки

Мы все были свидетелями эпохи, когда лампочки были заменены более качественной альтернативой, известной как компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). КЛЛ работает энергоэффективным способом. В этом посте мы обсудим, что такое компактные люминесцентные лампы, как они работают, объяснение схемы по фазам, преимущества и недостатки

Что такое компактная люминесцентная лампа (КЛЛ)

Он также известен как компактный люминесцентный свет, энергосберегающий свет и компактная люминесцентная лампа.

КЛЛ изначально были разработаны для замены ламп накаливания с точки зрения их компактности, а также энергоэффективности. Базовая конструкция КЛЛ состоит из трубки, изогнутой/закрученной по спирали, чтобы поместиться в пространство лампы накаливания, и компактного электронного балласта в основании лампы.

Как работает компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) – Принцип работы

В КЛЛ используется вакуумная трубка, принцип работы которой аналогичен полосовым лампам (обычно называемым ламповым). Трубка имеет два электрода на обоих концах, обработанных барием. Катод имеет температуру около 900º C и генерирует пучок электронов, который дополнительно ускоряется за счет разности потенциалов между электродами.

Эти ускоренные электроны ударяются об атомы ртути и аргона, что в свою очередь приводит к возникновению низкотемпературной плазмы. Этот процесс инициирует излучение Меркурия в ультрафиолетовой форме. На внутренней поверхности трубки находится «люминофор», функция которого заключается в преобразовании ультрафиолетового света в видимый свет.

Эта трубка питается от источника переменного тока, что облегчает изменение функций анода и катода. КЛЛ также состоит из преобразователя с переключаемым режимом. Он работает на очень высокой частоте и служит заменой балласта (дросселя) и стартера.

Описание схемы CFL

Печатная плата CFL довольно компактна и помещается в основание держателя. Несмотря на компактность, он эффективно выполняет требования дросселя. Схема КЛЛ поясняется в следующих параграфах.

Основные компоненты печатной платы CFL

Плата CFL содержит следующие основные компоненты:

  • Мостовой выпрямитель, состоящий из диода 1N-4007
  • Подавитель для подавления помех
  • Конденсатор фильтра
  • 4 точка

Поэтапная схема Объяснение CFL

Работу CFL можно разделить на две широкие фазы: –

  • Начальная фаза
  • Нормальная фаза
Начальная фаза

Стартовый сегмент, С2, D1 и R6.Компоненты D3, R3, D2 и R1 работают как схема защиты, а остальные — как схема нормальной работы. Вы должны помнить следующую терминологию:

  • D означает диод
  • R означает резистор
  • C означает конденсатор, а
  • Q означает транзистор

C диак, импульс напряжения на базу транзистора Q2, который приводит к тому, что он достигает своего порогового значения, и он начинает работать. Как только начинается работа, диод D1 блокирует всю секцию. Конденсатор C2 также разряжается (после полной зарядки) каждый раз, когда работает транзистор Q2.

Следовательно, после его первого запуска не хватает энергии для повторного открытия Диака. Далее транзисторы возбуждаются с помощью трансформатора ТР1. При повышении напряжения от резонансного контура (L1, TR1, C3 и C6) лампа загорается, как только резонансное напряжение задается конденсатором C3 (который питает нити накала). В этот момент напряжение C3 превышает 600В.

Нормальная фаза

Сразу после ионизации газа, присутствующего в вакуумной трубке, выполняется практическое закорачивание конденсатора C3.Это приводит к понижению напряжения. После этого C6 начинает управлять чейнджером. Этот преобразователь генерирует очень маленькое напряжение, но его достаточно, чтобы лампа работала во включенном состоянии.

В нормальных условиях работы, если транзистор находится в ОТКРЫТОМ состоянии, ток, подаваемый на TR1, продолжает увеличиваться до тех пор, пока сердечник трансформатора не насыщается, и, таким образом, подача на базу падает, что приводит к закрытию транзистора.

Сразу после этого процесса второй транзистор возбуждается обратной обмоткой TR1 и так процесс продолжается.

Преимущества компактной люминесцентной лампы (КЛЛ)

Преимущества компактных люминесцентных ламп: –

  • Энергоэффективность
  • Срок службы больше (почти в пять-пятнадцать раз) по сравнению со старыми лампами накаливания.
  • Обладает меньшей мощностью (почти 80 процентов) по сравнению со старыми лампами накаливания.
  • Низкая стоимость жизненного цикла. Несмотря на то, что она имеет более высокую закупочную цену, чем лампа накаливания, она может сэкономить более чем в пять раз по сравнению с закупочной ценой затрат на электроэнергию в течение срока службы лампы.

Недостатки компактной люминесцентной лампы (КЛЛ)

  • Требуется больше времени для запуска
  • Первоначальная стоимость покупки высока.
  • Не бывает темных оттенков.
  • Как и все другие люминесцентные лампы, КЛЛ содержат ртуть, что усложняет их утилизацию.
 Прочтите, как повторно использовать поврежденные КЛЛ : как легко повторно использовать/ремонтировать поврежденные КЛЛ - пошаговый метод 

Схема люминесцентной лампы.

Контекст 1

… люминесцентные лампы крупнее, их цвет иногда может быть более холодным и менее приятным, чем теплый цвет лампы накаливания, а их вытянутая форма может давать неоптимальную схему освещения. 7 Хотя многие из этих проблем были решены с помощью новых моделей, генерация высших гармоник балластом в люминесцентных лампах изучена лишь частично и поэтому требует дальнейшего изучения. Лампы с чрезмерными высшими гармоническими искажениями демонстрируют пониженную мощность света, дополнительное мерцание лампы и проблемы совместимости с другими устройствами, подключенными к электрической сети или работающими поблизости.Кроме того, возможность неблагоприятного воздействия на здание зависит от размера нагрузки, создаваемой лампами, генерирующими гармоники, в процентах от общей нагрузки здания. Несмотря на то, что системы электроснабжения предназначены для обеспечения потребителей чистыми и стабильными синусоидальными напряжениями, уровни гармонических искажений формы напряжения и тока в энергосистемах неуклонно возрастают из-за непрерывно растущего спроса на электроэнергию. 7 Гармонические искажения влияют на чувствительное оборудование, подключенное к сетям электропитания, и особенно проблематичны для компактных люминесцентных ламп.Недавние испытания показывают, что гармонические искажения, вызванные энергосистемами, усугубляются генерацией более высоких гармоник люминесцентными лампами. Далее мы рассмотрим высшие гармоники, генерируемые в этих лампах. Эти гармоники в значительной степени зависят от типа используемого балласта — электромагнитного или электронного — и напрямую влияют на светоотдачу лампы. 7,9 Температура также влияет на светоотдачу лампы, особенно на время достижения светового равновесия. Краткая аналогия между люминесцентными лампами и акустическими приборами иллюстрирует, как высшие гармоники синусоидального входного напряжения могут генерировать дополнительные высшие гармоники в лампах. Типичные частотные спектры кларнета и люминесцентной лампы показаны на рис. 1 и 2. На рис. 1 зависимость ͑ от интенсивности основного звука ͒ для кларнета представлена ​​в зависимости от соответствующих гармоник; 10 первая и 25-я гармоники соответствуют 148,5 Гц ( D 3 нота ͒ и 3712,5 Гц соответственно. На рис. и 50-я гармоники соответствуют 60 Гц и 3000 Гц соответственно.Несмотря на заметные различия в частотных спектрах, люминесцентные лампы и кларнеты имеют некоторые родственные физические характеристики. Например, балласт люминесцентной лампы и трость кларнета предназначены для запуска, контроля и уменьшения генерации гармоник в соответствующих устройствах. Они также разработаны как механизмы связи для правильного согласования импеданса. Когда к обычной звуковой трубе добавляется простой колокольчик, генерация более высоких частот в звуковом спектре значительно сокращается.Добавление раструба сжимает резонансные пики ближе друг к другу и обеспечивает более эффективное воспроизведение звука на более высоких частотах. Аналогия с задачей максимально эффективной передачи электрической энергии от источника к люминесцентной лампе очевидна, и правильное согласование импедансов имеет огромное практическое значение. Соответственно, тот факт, что рис. 2 содержит большее количество высших гармоник, чем рис. 1, свидетельствует о том, что усовершенствование балластов имеет первостепенное значение. Кроме того, нелинейные явления в лампе и кларнете также влияют на возникновение и затухание колебаний, амплитуду устойчивого состояния и содержание гармоник в соответствующих устройствах.Из-за своей относительной простоты кларнет изучен более подробно, чем любой другой деревянный духовой инструмент. 10 Кларнет — это, по сути, инструмент с цилиндрическим отверстием и одной тростью (см. рис. 3). Тон кларнета, как и люминесцентных ламп, богат гармониками. Трость кларнета генерирует звук в широком диапазоне частот. Эта генерация сложных колебаний в воздушном столбе осуществляется за счет вихрей, образующихся по ходу движения воздуха в устройстве. Для люминесцентных ламп электрический ток аналогичен потоку воздуха, а балласт — язычку, который аналогичным образом порождает широкий спектр нелинейных колебаний. В целом, эти нелинейности и множественные резонансы в устройстве резко меняют выходной сигнал. Канал кларнета, хотя и почти цилиндрический на большей части своей длины, значительно отличается формой мундштука и расширяющимся раструбом у его основания. Неравномерность потока воздуха через раструб оказывает значительное влияние на частотный спектр, особенно на низкие ноты, и, конечно же, изменения формы вблизи язычка влияют на относительную частоту всех нот и гармоник.Точно так же длина и форма трубки, а также конструкция электродов оказывают сильное влияние на частотный спектр люминесцентных ламп (см. рис. 4). Поведение балласта в различных условиях с более высокими гармониками напряжения влияет на гармоники, создаваемые в лампе, особенно в диапазоне высоких частот, и, следовательно, на характеристики лампы. 7,8 Одним из наиболее важных аспектов язычков и балластов является то, что они нелинейны, и почти для всех нелинейных систем амплитуда n-й гармоники зависит от амплитуды основной гармоники. Таким образом, увеличение громкости связано с усилением гармонического развития. В случае люминесцентных ламп гармонические искажения постоянно измерялись вплоть до 50-й гармоники. 7 Другим важным сходством между язычком и балластом являются аналогичные соотношения между давлением P и акустическим потоком U (P ϭ ZU ) и напряжением V в зависимости от тока I (V ϭ ZI ), где Z представляет собой импеданс язычка относительно отверстие кларнета и полное сопротивление балласта к трубке люминесцентной лампы.В обоих случаях импеданс может существенно зависеть от амплитуды и частоты работы. Когда частота приближается к резонансной частоте, поведение устройства становится более сложным, поскольку могут генерироваться более высокие гармоники. Наличие верхнего и нижнего порогов давления и напряжения, за пределами которых геркон и балласт неэффективны, представляет собой еще одну важную особенность, общую для этих двух устройств. Мы рассмотрели некоторые важные сходства между люминесцентными лампами и кларнетами. Хотя в инженерно-технических работах представлен обширный сравнительный анализ различных люминесцентных ламп в различных условиях, эти статьи не касаются фундаментальной физики высших гармоник, генерируемых самими лампами. Кроме того, в литературе редко встречаются обсуждения этих ламп на уровне введения в физику. Проблема гармоник впервые возникла в 1980-х годах, когда крупные коммунальные компании потребовали, чтобы электронные балласты имели общее гармоническое искажение менее 20% от основной гармоники, чтобы претендовать на программу скидок коммунального предприятия.Однако уровни гармонических искажений формы волны напряжения и тока в энергосистемах неуклонно возрастают в связи с ростом спроса на электроэнергию в последние годы. Ток должен регулироваться балластом, чтобы обеспечить необходимое количество энергии, необходимое для создания дуги в лампе. Результаты большинства испытаний показали, что электрические характеристики люминесцентных ламп в этих условиях во многом зависят от типа используемого балласта — электромагнитного или электронного. 7–9 Проведенная в этой статье аналогия между акустикой и электричеством предназначена для того, чтобы пролить некоторый свет на проблемы высших гармоник, генерируемых люминесцентными лампами, и предположить, что дальнейшее изучение этого явления необходимо для сведения к минимуму потенциального …

Люминесцентный свет Электронные схемы

3-ходовой диммирующий балласт CFL — 3-ходовая система диммирования, широко применяемая в США с обычными лампами накаливания, состоит из лампочки с модифицированным винтовым цоколем Эдисона, которое позволяет выполнить 3 соединения со специальным патроном лампы, который также имеет 3 соединения.__

Инвертор люминесцентной лампы мощностью 40 Вт. Этот инвертор люминесцентной лампы мощностью 40 Вт позволяет использовать люминесцентные лампы мощностью 40 Вт от любого источника 12 В, способного выдавать 3 А. __ Дизайн Аарона Торта

Компактный люминесцентный балласт мощностью 42 Вт. CFL-2 представляет собой электронный балласт для питания компактной люминесцентной лампы мощностью 42 Вт от сети переменного тока напряжением 120 или 230 вольт. Схема была разработана с использованием микросхемы драйвера балласта IR2156. Основными характеристиками схемы являются программируемая частота, время предварительного нагрева, порог перегрузки по току и мертвое время.__

Модулятор интенсивности люминесцентной лампы мощностью 5 Вт. Схема была разработана для экспериментов с использованием небольших люминесцентных ламп в качестве источника модулированного света с широкой диаграммой направленности. Схема попадает на фонарик узкими импульсами в 1 мкс с частотой 10 кГц. Каждый импульс испускает около 10 Вт видимого света. Лампа. . . Схема Дэйва Джонсона PE — июнь 2000 г.

Драйвер люминесцентной лампы мощностью 8 Вт. Ниже приведена схема простого драйвера люминесцентной лампы на основе двух транзисторов.В схеме используется емкостная балластировка для привода трубки. С помощью схемы можно эффективно управлять стандартной люминесцентной лампой мощностью 8 Вт. Два __ Дизайн Radio LocMan

3-ходовой диммирующий балласт КЛЛ — 3-ходовая система диммирования, широко применяемая в США с обычными лампами накаливания, состоит из лампочки с модифицированным винтовым цоколем Эдисона, которое позволяет выполнить 3 соединения со специальным патроном лампы, который также имеет 3 связи. __

Балласт, который можно диммировать от домашнего диммера с отсечкой фазы.- В настоящее время разработана система на основе IR2156, в которой балласт может работать с минимальным мерцанием в значительной части диапазона регулировки диммера, а светоотдача может регулироваться в этом диапазоне от максимальной мощности примерно до 10%. __

Адресный балласт DALI для диммирования. Разработан цифровой балласт для диммирования с цифровой адресацией. Он соответствует стандарту DALI, требует очень мало деталей и работает с очень низким энергопотреблением. Приложения включают в себя управление зданием или студийное освещение, где желательно управлять отдельными лампами или группами ламп для экономии энергии, выполнения обслуживания ламп или создания превосходного качества света.Проект включает цифровой диммирующий балласт, код микроконтроллера и платформу для управления балластом с помощью ПК. __ Разработано Сесилией Контенти и Томом Рибаричем, инженером по применению, International Rectifier, Lighting Group

Избегайте ловушек при диммировании и отключении CCFL-подсветки для ЖК-дисплеев —  14. 03.96  EDN Техническая статья. Обеспечение высокоэффективной подсветки для ЖК-дисплеев стало проще, чем раньше, благодаря микросхемам, специально разработанным для этой цели, но некоторым элементам схемы дизайн по-прежнему требует ухода.Затемнение и выключение — два из них. __ Circuit Design Джима Уильямса, самого уважаемого участника EDN, скончался в июне 2011 года после инсульта. Ему было 63.

Балласт, который можно диммировать от домашнего диммера с отсечкой фазы. — В настоящее время разработана система на основе IR2156, в которой балласт может работать с минимальным мерцанием в значительной части диапазона регулировки диммера, а светоотдача может регулироваться в этом диапазоне от максимальной мощности примерно до 10%. __

Black Light с питанием от 6-вольтовой батареи. Эта схема представляет собой простую ультрафиолетовую лампу, которая может питаться от 6-вольтовой батареи или источника питания, способного подавать 1 или более ампер.Принципиальная схема Детали C1 Моноконденсатор 0,0047 мкФ C2 Дисковый конденсатор 0,1 мкФ D1, D2 1N4007 Диод FTB __ Дизайн Aaron Cake

Балласт CFL для лампы Sprial мощностью 26 Вт, входное напряжение 220 В переменного тока. Эталонный проект IRPLCFL5E представляет собой электронный балласт для питания компактных люминесцентных ламп мощностью 26 Вт от источника переменного тока 220 В. Схема обеспечивает все необходимые функции для предварительного прогрева, зажигания и работы лампы во включенном состоянии, а также включает в себя фильтр электромагнитных помех и ступень выпрямления. Схема построена на микросхеме управления балластом IR2520D.__

Балласт КЛЛ для управления светодиодами —  26 04/07  EDN-Design Ideas Балласт КЛЛ может управлять цепочкой из 64 светодиодов__ Схемотехника Кристиана Рауша, Унтерхахинг, Германия

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). Часть 1. Компактные люминесцентные лампы имеют некоторые преимущества по сравнению с классическими лампочками. Это меньшее энергопотребление (до 80%) и гораздо больший срок службы (от 5 до 15 раз). Недостатки: более длительный запуск, в основном у более дорогих типов, __ Дизайн Radio LocMan

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). Часть 2 — Неисправности Распространенная неисправность — пробой конденсатора C3. Это возможно в основном у дешевых ламп, где используются более дешевые компоненты на меньшее напряжение. Если трубка не загорится вовремя, есть риск выхода из строя транзисторов Q1 и Q2 и далее __ Дизайн Radio LocMan

Драйвер компактной люминесцентной лампы. Работает от источника постоянного тока 12 В и может управлять четырьмя КЛЛ мощностью 9 Вт при полной яркости. Используйте его как часть солнечной электростанции или в любом месте, где вам требуется хорошее освещение без сетевого питания.___ Силиконовый чип

Преобразователь

управляет люминесцентными лампами — 31.03.94 EDN-Design Ideas За последние несколько месяцев несколько разработчиков опубликовали схемы для источников питания люминесцентных ламп с холодным катодом (CCFT), и теперь также доступна специализированная ИС источника питания. . Тем не менее, значительное количество приложений CCFT__ Circuit Design by Steven C Hageman, Calex Manufacturing Co, Concord, CA

Цифровой диммирующий балласт DALI для входного напряжения 32 Вт/T8 110 В. Эта эталонная конструкция представляет собой высокоэффективный цифровой диммирующий электронный балласт с высоким коэффициентом мощности, разработанный для быстрого включения люминесцентных ламп.В конструкции предусмотрена активная схема коррекции коэффициента мощности для универсального входа напряжения, а также схема управления балластом с использованием IR21592. В конструкцию также входит микроконтроллер PIC16F628 и схема изоляции для подключения к интерфейсу освещения с цифровой адресацией (DALI). __

Цифровой диммирующий балласт DALI для входного напряжения 36 Вт/T8 220 В. Эта эталонная конструкция представляет собой высокоэффективный цифровой диммерный электронный балласт с высоким коэффициентом мощности, разработанный для быстрого включения люминесцентных ламп.В конструкции предусмотрена активная схема коррекции коэффициента мощности для универсального входа напряжения, а также схема управления балластом с использованием IR21592. В конструкцию также входит микроконтроллер PIC16F628 и схема изоляции для подключения к интерфейсу освещения с цифровой адресацией (DALI). __

Балласт для диммирования с цифровой адресацией DALI. Разработан балласт для цифрового диммирования с цифровой адресацией. Он соответствует стандарту DALI, требует очень мало деталей и работает с очень низким энергопотреблением.Приложения включают в себя управление зданием или студийное освещение, где желательно управлять отдельными лампами или группами ламп для экономии энергии, выполнения обслуживания ламп или создания превосходного качества света. Проект включает цифровой диммирующий балласт, код микроконтроллера и платформу для управления балластом с помощью ПК. __ Разработано Сесилией Контенти и Томом Рибаричем, инженером по применению, International Rectifier, Lighting Group

Диммирующий балласт DALI для входного напряжения 32 Вт/T8 110 В. Эта эталонная конструкция представляет собой высокоэффективный цифровой диммирующий электронный балласт с высоким коэффициентом мощности, предназначенный для управления люминесцентными лампами с быстрым запуском.В конструкции предусмотрена активная схема коррекции коэффициента мощности для универсального входа напряжения, а также схема управления балластом с использованием IR21592. В конструкцию также входит микроконтроллер PIC16F628 и схема изоляции для подключения к интерфейсу освещения с цифровой адресацией (DALI). __

Диммирующий балласт DALI для входного напряжения 36 Вт/T8 220 В. Эта эталонная конструкция представляет собой высокоэффективный цифровой диммирующий электронный балласт с высоким коэффициентом мощности, предназначенный для управления люминесцентными лампами с быстрым запуском.В конструкции предусмотрена активная схема коррекции коэффициента мощности для универсального входа напряжения, а также схема управления балластом с использованием IR21592. В конструкцию также входит микроконтроллер PIC16F628 и схема изоляции для подключения к интерфейсу освещения с цифровой адресацией (DALI). __

Имитатор помех проверяет линии — 14.10.00 EDN-Design Ideas Простой имитатор помех на линии, показанный на рис. 1, помогает проверить устойчивость питаемых от сети устройств к помехам и помехам в линии; вы можете собрать устройство из оставшихся деталей, найденных в ящике для мусора.