Схема электрического освещения с применением люминесцентных ламп. Подключение люминесцентных ламп

Лампы дневного света (ЛДС) - это первые экономичные приборы, которые появились после традиционных светильников с нитью накаливания. Они относятся к газоразрядным устройствам, где обязательно требуется элемент, ограничивающий мощность в электрической цепи.

Назначение дросселя

Дроссель для ламп дневного света управляет напряжением, подаваемым на электроды лампы. Кроме того, у него есть следующие назначения:

• защита от скачков напряжения;
• разогрев катодов;
• создание высокого напряжения для запуска лампы;
• ограничение силы электрического тока после пуска;
• стабилизация процесса горения лампы.

Для экономии дроссель подключается на две лампы.

Принцип действия электромагнитного пускорегулирующего устройства (ЭмПРА)

Первая которая была создана и применяется до сих пор, включает элементы:

• дроссель;
• стартер;
• два конденсатора.

Схема лампы дневного света с дросселем подключается в сеть на 220 В. Все детали, соединенные вместе, называются электромагнитным балластом.

При подаче питания замыкается цепь вольфрамовых спиралей лампы, и включается стартер в режиме тлеющего разряда. Через лампу ток пока не проходит. Нити постепенно разогреваются. Контакты стартера в исходном состоянии разомкнуты. Один из них выполнен биметаллическим. Он сгибается при нагревании от тлеющего разряда и замыкает цепь. При этом ток возрастает в 2-3 раза и катоды лампы разогреваются.

Как только замкнутся контакты стартера, разряд в нем прекращается и начинает остывать. В результате подвижный контакт размыкается и происходит самоиндукция дросселя в виде значительного импульса напряжения. Его достаточно, чтобы электроны пробили газовую среду между электродами и лампа зажглась. Через нее начинает проходить номинальный ток, который затем снижается в 2 раза по причине падения напряжения на дросселе. Стартер постоянно остается в выключенном состоянии (контакты разомкнуты), пока ЛДС горит.

Таким образом, балласт запускает лампу и в дальнейшем поддерживает ее в активном состоянии.

Достоинства и недостатки ЭмПРА

Электромагнитный дроссель для ламп дневного света отличается низкой ценой, простотой конструкции и высокой надежностью.

Кроме того, имеются недостатки:

• пульсирующий свет, приводящий к усталости глаз;
• до 15 % теряется электроэнергия;
• шумы в момент запуска и при работе;
• лампа плохо запускается при низкой температуре;
• большие размеры и вес;
• длительный запуск лампы.

Обычно гудение и мерцание лампы происходят при нестабильном питании. Балластники производят с разными уровнями шума. Чтобы его уменьшить, можно выбрать подходящую модель.

Лампы и дроссели подбираются равными друг другу по мощности, иначе срок службы светильника значительно сократится. Обычно их поставляют в комплекте, а замену балласта делают устройством с теми же параметрами.

В комплекте с ЭмПРА стоят недорого, и для них не нужна настройка.

Для балластника характерным является потребление реактивной энергии. Для снижения потерь параллельно сети питания подключается конденсатор.

Электронный балласт

Все недостатки электромагнитного дросселя необходимо было устранить, и в результате исследований был создан электронный дроссель для ламп дневного света (ЭПРА). Схема представляет собой единый блок, производящий запуск и поддерживание процесса горения путем формирования заданной последовательности изменения напряжения. Подключить его можно с помощью прилагаемой к модели инструкции.

Дроссель для ламп дневного света электронного типа имеет достоинства:

• возможность мгновенного запуска или с любой задержкой;
• отсутствие стартера;
• отсутствие моргания;
• повышенная светоотдача;
• компактность и легкость устройства;
• оптимальные режимы работы.

ЭПРА дороже электромагнитного устройства из-за сложной электронной схемы, которая включает фильтры, коррекцию коэффициента мощности, инвертор и балласт. В некоторых моделях устанавливается защита от ошибочного запуска светильника без ламп.

В отзывах пользователей говорится об удобстве применения ЭПРА в энергосберегающих ЛДС, которые встраиваются непосредственно в цоколи для обычных стандартных патронов.

Как запустить люминесцентную лампу с помощью ЭПРА?

При включении от электронного балласта на электроды подается напряжение, и происходит их разогрев. Затем на них поступает мощный импульс, зажигающий лампу. Он образуется путем создания колебательного контура, входящего в резонанс перед разрядом. Таким путем хорошо подогреваются катоды, испаряется вся ртуть в колбе, благодаря чему происходит легкий запуск лампы. После возникновения разряда резонанс колебательного контура тут же прекращается и напряжение снижается до рабочего.

Принцип работы ЭПРА похож на вариант с электромагнитным дросселем, так как лампа запускается которое затем снижается до постоянной величины и поддерживает разряд в лампе.

Частота тока достигает 20-60 кГц, за счет чего мерцание исключено, а КПД становится выше. В отзывах часто предлагается заменить электромагнитные дроссели на электронные. Важно, чтобы они подходили по мощности. Схема может создавать мгновенный пуск или с постепенным нарастанием яркости. Холодный пуск производить удобно, но при этом срок службы светильника становится намного меньше.

Лампа дневного света без стартера, дросселя

ЛДС можно включать без громоздкого дросселя, используя вместо него простую лампу накаливания с аналогичной мощностью. В данной схеме стартер также не нужен.

Подключение производится через выпрямитель, в котором напряжение удваивается с помощью конденсаторов и поджигает лампу без разогрева катодов. Последовательно с ЛДС через фазный провод включается лампа накаливания, ограничивающая ток. Конденсаторы и диоды выпрямительного моста следует подбирать с запасом по допустимому напряжению. При питании ЛДС через выпрямитель колба с одной стороны скоро начнет темнеть. В таком случае надо изменить полярность питания.

Дневного света без дросселя, где вместо него применяется активная нагрузка, дает слабую яркость.

Если вместо лампы накаливания установить дроссель, лампа будет светиться заметно сильней.

Проверка исправности дросселя

Когда ЛДС не горит, причина кроется в неисправности электропроводки, самой лампы, стартера или дросселя. Простые причины выявляются тестером. Перед тем как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром, следует отключить напряжение и разрядить конденсаторы. Затем переключатель прибора устанавливается в режим прозвонки или на минимальный предел измерения сопротивления и определяются:

• целостность обмотки катушки;
• электросопротивление обмотки;
• межвитковое замыкание;
• обрыв в обмотке катушки.

В отзывах предлагается проверять дроссель, подключив его к сети через лампу накаливания. При она горит ярко, а исправная - вполнакала.

При обнаружении неисправности дроссель проще заменить, поскольку ремонт может обойтись дороже.

Чаще всего в схеме выходит из строя стартер. Для проверки его работоспособности вместо него подключают заведомо исправный. Если лампа так и не зажигается, значит, причина в другом.

Дроссель также проверяют с применением исправной лампы, подключив от него два провода к ее цоколю. Если лампа загорится ярко, значит, дроссель работоспособен.

Заключение

Дроссель для ламп дневного света совершенствуется в направлении улучшения технических характеристик. Электронные устройства начинают вытеснять электромагнитные. Вместе с тем продолжают применяться старые варианты моделей в связи с их простотой и низкой ценой. Необходимо разбираться во всем многообразии типов, правильно их эксплуатировать и подключать.

Отличительный принцип схемы подключения люминесцентных светильников заключается в необходимости включения в нее приборов пускового типа, от них зависит длительность эксплуатации.

Для того чтобы разбираться в схемах необходимо понимать принцип работы данных светильников.

Устройство светильника люминесцентного типа - это герметичный сосуд, наполненный особой консистенцией из газа. Расчёт смеси производился с целью растрачивания меньшей энергии ионизации газов в сравнении с обычными лампами, за счет этого можно хорошо сэкономить на освещении дома или квартиры.

Для постоянного освещения необходимо удержание тлеющего разряда. Этот процесс обеспечивается с помощью подачи нужного напряжения. Проблема заключается лишь в следующей ситуации - такой разряд появляется от подающего напряжения, которое выше рабочего. Но и эта задача была решена производителями.

На двух сторонах лампы устанавливаются электроды, которые принимают напряжение, и поддерживают разряд. Каждый электрод имеет два контакта, с которыми происходит соединение источника тока. За счет этого происходит нагревание зоны, которая окружает электроды.

Светильник загорается впоследствии нагрева каждого электрода. Происходит это за счет воздействия на них высоковольтных импульсов и последующей работы напряжения.

При воздействии разряда газы находящиеся в емкости лампы активизируют излучение ультрафиолетового света, который не воспринимается глазом человека. Для того чтобы зрение человека различало это свечение колба внутри покрыта люминофорным веществом, которое смещает частотный интервал освещения в видимый интервал.

Изменяя структуру данного вещества происходит изменение гаммы цветовых температур.

Важно! Нельзя попросту включить светильник в сеть. Дуга появится после обеспечения прогревания электродов и импульсного напряжения.

Специальные балласты помогают обеспечить такие условия.

Нюансы схемы подключения

Цепь данного вида должна включать в себя наличие дросселя и стартера.

Стартер выглядит как небольшой по мощности источник неонового освещения. Для его питания необходима электросеть с переменным значением тока, также он оснащен некоторым количеством биметаллических контактов.

Подключение дросселя, стартерных контактов и электродных нитей происходит последовательно.

Другой вариант возможен при замещении стартера на кнопку от входного звонка.

Напряжение будет осуществляться удержанием кнопки в состоянии нажатия. Когда светильник зажжётся ее необходимо отпустить.

• подключенный дроссель сохраняет электромагнитную энергию;
• с помощью стартерных контактов поступает электричество;
• перемещение тока осуществляется с помощью вольфрамовых нитей нагревания электродов;
• нагрев электродов и стартера;
• затем размыкаются контакты стартера;
• энергия, которая аккумулируется с помощью дросселя освобождается;
• светильник включается.

Для того чтобы увеличить показатель полезного действия, уменьшить помехи в модель схемы вводятся два конденсатора.

Плюсы данной схемы:

Простота;

Демократичная цена;

Она надежна;

Недостатки схемы:

Большая масса устройства;

Шумная работа;

Лампа мерцает, что не хорошо сказывается на зрении;

Потребляет большое количество электроэнергии;

Включается устройство около трех секунд;

Плохое функционировании при минусовых температурах.

Очередность подключения

Подключение с помощью вышеописанной схемы происходит со стартерами. Рассматриваемый ниже вариант имеет модель стартера S10 мощностью 4-65Вт., лампу на 40Вт и такую же мощность у дросселя.

Этап 1. Подключение стартера к штыревым контактам лампы, которые имеют вид нитей накаливания.

Этап 2. Остальные контакты подключается к дросселю.

Этап 3. Конденсатор подключается к контактам питания параллельным образом. За счет конденсатора компенсируется уровень реактивной мощностью, и происходит уменьшение количества помех.

Особенности схемы подключения

За счет электронного балласта лампе обеспечивается долгий период функционирования и экономия затрат электроэнергии. При работе с напряжением до 133 кГц свет распространяется без мерцания.

Микросхемами обеспечивается питание светильников, подогрев электродов, тем самым повышается их продуктивность и увеличиваются сроки эксплуатации. Имеется возможность совместно с лампами данной схемы подключения использовать диммеры - это устройства, которые плавно регулируют яркость свечения.

Электронный балласт преобразует напряжение. Действие постоянного тока трансформируется в ток высокочастотного и переменного вида, который переходит на нагреватели электродов.

Повышается частота за счет этого происходит уменьшение интенсивности нагревания электродов. Использование электронного балласта в схеме подключения позволяет подстроиться под свойства светильника.

Плюсы схемы данного вида:

• большая экономия;
• лампочка плавно включается;
• отсутствует мерцание;
• бережно прогреваются электроды лампы;
• допустимая эксплуатация при низких температурах;
• компактность и маленькая масса;
• долговременный срок действия.

Минусы схемы данного вида:

• усложненность схемы подключения;
• большая требовательность к установке.

Порядок подключения ламп

Светильник подключается в три этапа:

Происходит прогревание электродов, за счет чего аккуратно и размеренно запускается устройство;

Создается мощный импульс, который требуется для поджигания;

Рабочее напряжение балансируется и подается на лампу.

Очередность подключения

Этап 1. Параллельное подсоединение стартера к каждой лампе.

Этап 2. Последовательное подсоединение с помощью дросселя свободных контактов к сети.

Этап 3. Параллельное подсоединение конденсаторов к контактам лампы. За счет этого происходит снижение помех, а также компенсирование реактивной мощности.

Видео - Подключение люминесцентных ламп

Для пуска люминесцентных ламп применяются специальные автоматические устройства. Их задача – обеспечить источник света питанием. Важная часть пускового устройства – это электромагнитный дроссель (балласт, катушка, индуктивность).

В схеме он выполняет несколько функций:

• Играет роль балласта для контроля тока, проходящего через лампу. Это необходимо для нормальной и безопасной работы всего устройства;
• Служит пусковой индуктивностью , с помощью которой формируется запускающий импульс высокого напряжения;
• Сглаживает пульсации питающей сети.

Дроссель включается последовательно с люминесцентным источником света, после чего получившаяся цепь присоединяется к сетевым . При этом параллельно к лампе подключается пускатель.

После подачи сетевого напряжения схема работает так:

1. На пускатель поступает 220 В из розетки. В нем возникает тлеющий разряд, который подогревает биметаллические электроды. Через некоторое время чувствительные контакты реагируют на тепло и замыкают цепь.
2. Ток, ограниченный катушкой, начинает подогревать спирали электродов лампы. Вокруг них формируются свободные носители заряда;
3. Поскольку контакты стартера замкнуты, тлеющего разряда между ними нет – их температура начинает снижаться. Через некоторое время, они полностью остывают и размыкаются;
4. При отключении контактов стартера накопленная в катушке энергия высвобождается в виде импульса , напряжением 600-1000 В. В результате возникает тлеющий разряд в колбе лампы;
5. Внутреннее сопротивление люминесцентного источника света резко уменьшается. Лампа шунтирует стартер, и он исключается из работы схемы. Устройство переходит в устойчивый режим работы.

Для регулировки номинального тока люминесцентного источника света необходим балластный элемент: резистор, индуктивность или конденсатор. Преимущества использования дросселя заключаются в следующем:

• Индуктивность может ограничивать токи значительной величины;
• Дроссель создает необходимый для запуска люминесцентного источника света импульс напряжения.

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.

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.

Они выполняют следующие функции:

• 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:

1. Параллельно лампе включается стартер: его подсоединяют к верхней или нижней паре отводов по обе стороны колбы;
2. К одному из оставшихся отводов подключают дроссель питания;
3. 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.

Схема собирается так:

1. Сама лампа питается от мостового выпрямителя;
2. Для ограничения рабочего тока применяют вольфрамовую спираль. Для этих целей можно использовать лампочку накаливания;
3. Для создания пускающего напряжения используется умножитель на диодах или стабилитронах;
4. После возникновения тлеющего заряда умножитель отключается. Люминесцентный источник света продолжает светиться, получая питание из сети.

Проверка дросселей

В случае если лампа вдруг перестала работать. Сначала необходимо убедиться в исправности балласта. Для этого дроссель извлекается из корпуса устройства для проведения диагностики.

Неисправности дросселей

Наиболее часто возникают такие поломки:

• 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.

Проверка дросселей

Обрыв легко определяется с помощью тестера. Для этого щупами измерительного прибора, включенного в режим теста целостности цепи, касаются клемм балласта в режиме. Звуковой сигнал сигнализирует о том, что катушка исправна.

Межвитковое замыкание диагностировать труднее. Необходимо знать индуктивность исправной катушки. Данную информацию можно получить, изучив надписи на балласте, посетив сайт изготовителя или измерив данную величину у заведомо исправного устройства.

Также следует проверить, не пробивает ли обмотка на корпус, что также будет сигнализировать о неисправности катушки. Для этого одним щупом тестера в режиме теста целостности цепи прикасаются к корпусу катушки, а другим – последовательно к обоим контактам катушки. Звуковая индикация должна отсутствовать.

Замена

Чтобы заменить вышедший из строя балласт, его демонтируют из светильника. Для демонтажа необходимо снять декоративную панель и отражатель. Для того чтобы не повредить лампы, их рекомендуется тоже извлечь. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить хрупкие колбы.

Сам балласт закреплен с помощью винтов в корпусе светильника. Работать под потолком не всегда удобно. Если позволяет конструкция светильника, его рекомендуется демонтировать целиком для последующей диагностики, а не извлекать отдельные неисправные элементы.

• Схема подключения без дросселя позволяет использовать неисправные лампы с выгоревшими цепями накала. Но такое подключение требует использования активного балласта, что негативно сказывается на экономичности работы светильника;
• Современные люминесцентные лампы используют электронную систему питания. Она позволяет значительно увеличить ресурс источника света;
• Люминесцентные источники света, питающиеся от сети с частотой 50 Гц, могут негативно влиять на зрение (мерцание). Все современные компактные модели используют работающие на высоких частотах электронные источники питания, что позволяет полностью избавиться от мерцания;
• В случае использования схемы без дросселя колбу люминесцентного источника света рекомендуется переворачивать 1-2 раза в месяц , чтобы избежать появления черного налета на внутренней поверхности стекла;
• В продаже можно найти люминесцентные лампы любого типа свечения: холодного, белого, теплого. Длина волны видимого излучения зависит от состава люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы.