Электронный и электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп
Несмотря на повышение спроса на светодиодные источники света, люминесцентные лампы все еще остаются на пике популярности. Во многом это объясняется относительно небольшой стоимостью осветительного устройства и пускорегулирующего аппарата (далее ПРА), необходимого для его работы. Рассмотрим функциональное назначение и принцип работы последних.
Люминесцентные источники света не представляется возможным напрямую включить в электрическую сеть. На это имеются следующие причины:
- чтобы создать стойкий разряд в лампе люминесцентного типа, необходимо предварительно разогреть ее электроды и подать на них стартовый импульс;
- поскольку источники света газоразрядного типа обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением, для них характерно после выхода в рабочий режим возрастание силы тока. Его необходимо ограничивать, чтобы не допустить выхода источника света из строя.
Исходя из описанных выше причин, необходимо использовать ПРА.
Схемы подключения люминесцентных ламп: обзор популярных методов
- номиналы резисторов: R1 и R2 -15 Ом, R3 и R4 – 2,2 Ом, R5 – 620 кОм, R6 – 1,6 Мом;
- используемые конденсаторы: C1 – 47 нФ 400 В, С2 – 6800 пФ 1200 В, С3 – 2200пФ, С4 – 22 нФ, С5 – 4,7 мкФ 350 В;
- диоды: VD1-VD7 – 1N400;
- транзисторы: Т1 и Т2 – 13003;
- диодный симистор VS – DB3.
Принцип работы
Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя на примере типичной схемы подключения для ламп газоразрядного типа .
- EL – лампа газоразрядного (люминесцентного) типа;
- SF – стартер, он представляет собой устройство состоящее из колбы, наполненной инертным газом, внутри нее находятся контакты из биметалла. Параллельно к колбе установлен конденсатор;
- LL –дроссель (электромагнитный);
- спирали лампы (1 и 2);
- C – конденсатор (компенсирует реактивную мощность), его емкость зависит от мощности лампы, ниже показана таблица соответствия.
Встречаются устройства, в схемах которых отсутствует компенсирующий конденсатор, это недопустимо, поскольку реактивная нагрузка приводит к следующим негативным последствиям:
Теперь перейдем непосредственно к принципу работы, приведенной выше типовой схемы. Условно ее можно разделить на следующие этапы:
- при подключении к электросети, через цепь дроссель «LL» – спираль « 1» – стартер «SF» – спираль «2» начинает проходить ток, сила которого от 40 до 50 мА;
- под воздействием этого процесса в колбе стартера ионизируется инертный газ, что приводит к повышению силы тока и разогреву биметаллических контактов;
- нагревшиеся электроды в стартере замыкаются, это вызывает резкое повышение силы тока, примерно до 600 мА. Дальнейший его рост ограничивает индуктивность дросселя;
- за счет увеличившейся силы тока в цепи происходит разогрев спиралей (1 и 2), в результате чего ими излучаются электроны, разогревается газовая смесь, что приводит к разряду ;
- под воздействием разряда возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из люминофора. В результате он светится в видимом спектре;
- когда источник света «зажигается», его сопротивление уменьшается, соответственно, понижается напряжение на дросселе (до 110 В);
- контакты стартера остывают и размыкаются.
Правила выбора
Чтобы правильно выбрать пусковую индуктивность, необходимо обратить внимание на корпус устройства. На нем указывается мощность нагрузки, которую он может запитать. Мощность балласта зависит от сечения обмоточного провода: чем оно больше, тем более значительный ток устройство может выдать.
Мощные катушки имеют значительные габариты и более высокую стоимость, поэтому необходимо оптимально подбирать пусковую индуктивность. Можно использовать одну катушку для питания нескольких ламп – так часто делается в сдвоенных светильниках, которые нередко можно встретить в офисных помещениях.
Как проверить дроссель — 5 причин неисправности балласта ламп дневного света. Проверка ПРА и ЭПРА отличия.
- Обрыв обмотки. Нередко такое случается с низкокачественными катушками, выполненными из недостаточно очищенной меди или алюминия;
- Замыкание витков. Данная поломка возможна, если изоляция проводников выполнена с использованием некачественного лака;
- Повреждение контактных клемм. Если контакты неплотно прикручены к площадкам, на них может появиться нагар, который будет препятствовать прохождению тока.
Подключение ламп
Каждый светильник имеет посадочное место, снабженное двумя разъемами для подключения штырей цоколя. Всего для питания люминесцентного источника света необходимо четыре контакта, расположенных на обоих концах колбы.
- Каждая пара контактов служит для питания спиралей, служащих для запуска люминесцентного источника света. Когда к ним подключается напряжение, они разогреваются, продуцируя свободные электроны;
- Облако электронов служит для облечения начала процесса ионизации насыщенного парами ртути инертного газа, которым наполнена колба. Также высокая температура катодов позволяет испарить ту часть ртути, которая конденсировалась;
- После поступления высоковольтного импульса из дросселя возникает тлеющий разряд, который потом поддерживается сетевым напряжением. В результате тлеющего разряда образуется ультрафиолетовое излучение, которое потом превращается в свет видимого спектра с помощью люминофора, нанесенного на стенки колбы.
Поскольку дроссель – это индуктивность, его подключение приводит к тому, что возникает сдвиг фаз между напряжением и током. Чтобы нивелировать негативное влияние катушки на питающую сеть, параллельно пускающему устройству включается конденсатор соответствующей емкости.
Как запустить лампу с использованием дросселя
Традиционная схема с катушкой широко используется уже более 40 лет. Она проста, но менее надежна, чем другие альтернативы (электронные пускатели).
Чтобы запустить люминесцентный источник с помощью дросселя необходимо собрать схему из стартера, лампы и корректирующего конденсатора:
- Параллельно лампе включается стартер: его подсоединяют к верхней или нижней паре отводов по обе стороны колбы;
- К одному из оставшихся отводов подключают дроссель питания;
- Одна клемма сетевого источника питания присоединяется ко второй клемме катушки, а вторая – подает напряжение на оставшийся свободный отвод лампы.
Как запустить лампу без использования дросселя
Для возникновения тлеющего разряда необходимо кратковременно подать на контакты люминесцентного источника света импульс высокого напряжения. Если нет возможности использовать дроссель, то собирают умножитель напряжения на диодах или стабилитронах.
- Сама лампа питается от мостового выпрямителя;
- Для ограничения рабочего тока применяют вольфрамовую спираль. Для этих целей можно использовать лампочку накаливания;
- Для создания пускающего напряжения используется умножитель на диодах или стабилитронах;
- После возникновения тлеющего заряда умножитель отключается. Люминесцентный источник света продолжает светиться, получая питание из сети.
