Для чего нужен стартер в люминесцентных лампах
Несмотря на бурное развитие полупроводниковых технологий, люминесцентные лампы (ЛЛ) используются широко. Один из основных узлов, обеспечивающих работу источников света этого типа, – стартер. В этой статье мы разберемся, что такое стартер для ламп, для чего он нужен и как работает.
Что это за устройство? Для чего стартер вообще нужен? Чтобы разобраться в этом вопросе, выясним, что такое люминесцентная лампа, как она работает и чем отличается от источников света других типов.
Схема включения люминесцентной лампы
Кратко рассмотрим принцип работы люминесцентной лампы. Конструктивно ЛЛ представляет собой стеклянную колбу в форме трубки, в концы которой запаяны два электрода. Трубка заполнена смесью инертных газов с примесью паров ртути. Изнутри она покрыта слоем люминофора – вещества, способного излучать видимый свет при облучении ультрафиолетом.
При подаче на электроды лампочки в колбе начинается тлеющий разряд, заставляющий атомы ртути излучать ультрафиолет. Последний воздействует на люминофор, заставляя его ярко светиться.
С первого взгляда все просто, на практике – сложнее. В холодной лампе практически вся ртуть сконденсирована в виде капелек, осевших на колбе. При этом сопротивление газовой среды между электродами настолько велико, что при подаче рабочего напряжения на лампу разряда не возникнет. Чтобы его создать, выполняют следующие условия:
Эти задачи исполняет стартер с электромагнитным дросселем. Они являются обязательными элементами любого люминесцентного светильника. Взглянем на классическую схему подключения люминесцентной лампы со стартером и дросселем.
Схема светильника с ЛЛ
При включении светильника контакты стартера замыкаются. Начинается подогрев спиралей электродов, которые оказываются подключенными последовательно с дросселем к сети. Как только спирали разогреваются, стартер размыкает цепь. На электродах лампы за счет самоиндукции в дросселе появляется импульс высокого (800 – 1 000 В) напряжения, зажигающего лампу.
В трубке начинается разряд, который переводит ртуть в парообразное состояние. Это снижает сопротивление газового промежутка. Теперь ЛЛ функционирует при более низком напряжении – рабочем.
Электромагнитный дроссель кроме запуска лампы исполняет еще одну важную функцию. Благодаря большому реактивному сопротивлению он ограничивает ток через колбу ЛЛ, не давая тлеющему разряду перейти в неуправляемый дуговой. Поэтому дроссели называют балластами.
Устройство и принцип работы
Влияние стартера на люминесцентную лампу мы выяснили, осталось разобраться в принципе его работы. Откуда устройство знает, сколько времени греть спирали? Как определяет, что лампа зажглась и в нем больше не нуждается? Взглянем на конструкцию стартера.
Как подключить дневную лампу без дросселя
- 1 – электрод из биметалла;
- 2 – неподвижный электрод;
- 3 – стеклянная колба, заполненная неоном;
- 4 – выводы электродов;
- 5 – конденсатор;
- 6 – защитный кожух (корпус);
- 7 – цоколь.
Какие бывают стартеры для ламп
Как работает стартер, мы разобрались. Осталось выяснить, какими они бывают и чем отличаются друг от друга. Прежде всего, необходимо знать, что кроме того пускового устройства, работу которого мы разобрали, существует еще один вид стартеров – электронные. Они выполняют те же задачи, но собраны на электронных компонентах – диодах, тиристорах, транзисторах, конденсаторах и т. п.
Электронный стартер
В чем отличие такого решения от классического с газоразрядной лампочкой? Вот основные преимущества электронной схемы:
- Больший срок службы. Электронное пусковое устройство не имеет механических контактов, которые подгорают, и биметаллических пластин, имеющих свойство «уставать». В результате срок службы электронного устройства в несколько раз выше обычного газоразрядного.
- Отсутствие помех. Бесконтактная конструкция излучает минимум электромагнитных помех, а значит, практически не влияет на работу чувствительной аппаратуры.
- Увеличивает ресурс ЛЛ. Электронное пусковое устройство прогревает спирали оптимальным током и строго заданное время. В результате лампа легче «стартует», спирали ее электродов не разрушаются от перегрева или холодного пуска.
- Отключение старой лампы. Если ЛЛ выработала ресурс и запускается с трудом (как вариант – запускается и тут же гаснет), то стартер отключает ее от сети.
- Защита от перегрузки. Если ток через спирали превышает допустимый, стартер отключает светильник. Это позволяет избежать перегрева дросселя и возгорания при неисправности светильника.
- Широкий диапазон рабочих температур. Электронный вариант способен работать в жестких температурных условиях – от -30 до +85 °С. Это позволяет использовать его в уличных светильниках и на объектах с тяжелыми температурными условиями.
Стоимость намного выше (до 10-20 раз) газоразрядного стартера. Так что смысл в замене газоразрядного пускового устройства на электронное не всегда есть.
Не следует путать электронный стартер с электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА). Первый играет роль пускового устройства и работает с электромагнитным балластом. Второй совмещает балласт и схему пуска. Он используется взамен дросселя и стартера как их электронный аналог.
Теперь об общих отличиях всех стартеров независимо от их конструкции. Пусковые устройства для люминесцентных ламп различают по двум основным характеристикам.
По рабочему напряжению. Как мы выяснили, напряжение зажигания стартера должно быть ниже питающего светильник, но выше рабочего напряжения лампы. В противном случае лампа не запустится (напряжение сети ниже) или стартер не отключится после пуска ЛЛ (рабочее напряжение лампы выше).
Пускорегулирующие аппараты (балласты)
Существует два вида пускорегулирующих аппаратов. На сегодняшний день наиболее востребованы устройства дневного освещения с электромагнитным (ЭмПРА) и электронным (ЭПРА) балластами.
Дроссель позволяет засчет самоиндукции получить пусковой импульс до 1 кВ, при этом заодно ограничить ток, проходящий через лампу, благодаря индуктивному сопротивлению.
Несмотря на простоту, надёжность и долговечность, эта схема подключения лампы дневного света со стартером всё же имеет несколько недостатков:
Электронный балласт, обозначающийся ЭПРА, более современный и предпочтительный аналог. У него практически нет недостатков, но есть много достоинств, что отличает его от электромагнитного.
Зачем нужен дроссель в схеме
Достоинства и недостатки
Выбирая осветительное оборудование, человек должен представлять, какие плюсы и минусы есть у люминесцентных ламп. Так, из основных преимуществ можно выделить:
Конечно, есть у них и свои недостатки, которые не являются преградой для высокой популярности у населения. Основным из недостатков можно считать наличие в подобных изделиях ртути, что делает его в некотором роде опасным, но при правильной эксплуатации и своевременной утилизации этот показатель стремится к минимуму.
Некоторые модели таких осветителей могут выдавать пульсации, вредные для органов зрения. Однако, выбирая лампу и учтя ряд нюансов, этого недостатка можно избежать.
Понижение уровня светового потока в процессе эксплуатации также неизбежно. Но несмотря на это, при соблюдении самых простых условий использования, описанных в инструкции к изделию, время качественной работы измеряется десятками тысяч часов, что значительно больше предполагаемой работы ламп накаливания.
