Схемы подключения люминесцентных ламп дневного света. Подключение люминесцентных ламп без дросселя и стартера Включение лдс

Люминесцентную лампочку сегодня можно встретить практически в любом помещении. Она является источником дневного света и дает возможность экономить электроэнергию. Поэтому такие лампы называются еще экономками.

Внешний вид люминесцентной лампы

Но такие изделия имеют один существенный недостаток – они перегорают. И причиной тому является сгорание электронной начинки – дросселя или стартера. Данная статья расскажет вам о том, существует ли способ подключения люминесцентных ламп без использования дросселя в электросхеме.

Как работает экономка

Внешний облик ламп дневного света может быть различным. Несмотря на это они имеют одинаковый принцип работы, который реализуется благодаря следующим элементам, которые обычно содержит схема прибора:

• электродов;
• люминофор – специальное люминесцентное покрытие;
• стеклянная колба с инертным газом и парами ртути внутри.

Строение люминесцентной лампочки

Такая лампа дневного света представляет собой газоразрядное устройство с герметичной стеклянной колбой. Газовая смесь внутри колбы подобрана таким образом, чтобы снижать затраты энергии, необходимые на поддержку процесса ионизации.

Обратите внимание! Для таких ламп, чтобы поддерживать свечение, нужно создать тлеющий разряд.

Для этого на электроды люминесцентной лампы подается на электроды напряжение конкретной величины. Они расположены в противоположных сторонах стеклянной колбы. Каждый электрод имеет два контакта, которые соединяются с источником тока. Таким образом происходит обогрев пространства вблизи электродов.
Фактическая схема подключения данного источника света состоит из серии последовательных действий:

• нагрев электродов;
• далее на них осуществляется подача высоковольтного импульса;
• в электроцепи поддерживается оптимальное напряжение для создания тлеющего разряда.

В результате этого в колбе образуется ультрафиолетовое невидимое свечение, которое, проходя через люминофор, становится видимым для человеческого глаза.
Чтобы поддерживать напряжение для создания тлеющего разряда, схема работы люминесцентных ламп предполагает подключение следующих приспособлений:

• дросселя. Он выступает в роли балласта и предназначен для ограничения силы тока, текущего по прибору, до оптимального уровня;

Дроссель для люминесцентных лампочек

• стартера. Он предназначен для защиты лампы дневного света от перегрева. При этом он регулирует накал электродов.

Очень часто причиной поломки экономок является выход из строя электронной начинки балласта или перегорания стартера. Чтобы этого избежать, можно не использовать в подключении перегорающие детали.

Стандартная схема соединения

Стандартная схема, применяемая для подключения люминесцентных ламп, может быть видоизменена (идти без дросселя). Это позволит минимизировать рис выхода из строя осветительного прибора.

Вариант включения без балласта

Как мы выяснили, балласт в устройстве лампы дневного света играет важную роль. При этом на сегодняшний день существует схема, при которой можно избежать включение данного элемента, который очень часто выходит из строя. Можно избежать включения, как балласта, так и стартера.

Обратите внимания! Такой способ подключения может использоваться и к сгоревшим трубкам дневного света.

Как видим, данная схема не содержит нить накала. При этом питание ламп/трубки здесь будет осуществляться через диодный мост, который и будет создавать повышенное постоянное напряжение. Но в такой ситуации необходимо помнить о том, что при данном способе питания осветительное изделие может потемнеть с одной стороны.
В реализации приведенная выше схема достаточно проста. Ее можно реализовать при помощи старых компонентов. Для такого типа подключения можно использовать следующие элементы:

• трубка/источник света мощностью 18 Вт;
• сборка GBU 408. Она будет выступать в роли диодного моста;

Диодный мост

• конденсаторы с рабочим напряжением не превышающего 1000 В, имеющие емкость 2 и 3 нФ.

Обратите внимание! При использовании более мощных источников света необходимо увеличивать и емкость используемых в схеме конденсаторов.

Собранная схема

Необходимо помнить о том, что подбор диодов для диодного моста, а также конденсаторов необходимо осуществляться с запасом по напряжении.
Осветительный прибор, собранный таким образом будет давать свечение немного меньшее по яркости, чем при использовании стандартного варианта подключения с использованием дросселя и стартера.

Что позволяет добиться нестандартный вариант соединения

Изменение обычного способа соединения компонентов электросети в люминесцентных светильниках проводится для того, чтобы минимизировать риск поломки прибора. Лампы дневного света, несмотря на наличие внушительных достоинств, таких как отличный световой поток и низкое потребление электроэнергии, имеют и некоторые недостатки. К ним необходимо отнести:

• во время своей работы они производят определенный шум (гудение), который обусловлен функционирование балластного элемента;
• высокий риск перегорания стартера;
• возможность перегрева нити накала.

Приведенная выше схема соединения компонентов электроцепи позволит избежать всех этих минусов. При ее использовании вы получите:

• лампочку, которая будет зажигаться моментально;

Как выглядит сборка

• прибор будет работать бесшумно;
• отсутствует стартер, который чаще остальных деталей перегорает при частом использовании осветительной установки;
• появляется возможность использовать светильник с перегоревшей нитью накала.

Здесь роль дросселя будет выполнять обычная лампочка накаливания. Поэтому в такой ситуации нет нужды использовать дорогостоящий и достаточно громоздкий балласт.

Еще один вариант соединения

Существует еще и немного другая подходящая схема:

Другой вариант соединения

Здесь также используется стандартный источник света с мощностью, примерно равной лампе дневного света. При этом само устройство должно подключаться в сети питания через выпрямитель. Его собирают по классической схеме, применяемый для удвоения напряжения: VD1, VD2, С1 и С2.
Данный вариант соединения происходит следующим образом:

• в момент включения внутри стеклянной колбы отсутствует разряд;
• далее на нее падает удвоенное напряжение сети. Благодаря этому происходит зажигание света;
• активация устройства происходит без предварительного подогрева катодов;
• после запуска в работу электроцепи включается токоограничивающая лампа (HL1);
• в тоже время HL2 происходит установление рабочего напряжения и тока. В результате лампа накаливания будет светиться еле-еле.

Чтобы запуск был надежным, нужно подключить фазный вывод сети к токоограничивающей лампе HL1.
Кроме данного способа, можно использовать и другие вариации стандартной схемы включения.

Заключение

Используя модификации обычного способа подключения ламп дневного света, можно исключить из электроцепи такой элемент, как дроссель. В таком случае можно минимизировать негативный эффект (например, шум), которые наблюдаются при работе стандартной осветительной установки данного типа.

Выбор короба для светодиодных лент, правильный монтаж

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.

В условиях постоянного роста тарифов на использование электроэнергии, значительно увеличился спрос населения на более экономичные люминесцентные лампы (лампы дневного света).

Существует достаточно много вариантов их внешнего вида, однако, все они внутри устроены одинаково.

Внутри стеклянной колбы, какой бы формы она ни была, имеются:

1. Инертный газ с парами ртути.
2. Спиральные электроды. Люминесцентное покрытие (люминофор), нанесенное на стенки колбы.

Принцип работы заключается в следующем: под действием электрического тока, спирали (электроды) раскаляются и зажигают газ, под действием которого начинает светиться люминофор.

Из-за ограниченных размеров электродов, напряжения бытовой электросети недостаточно для их розжига. Поэтому, для розжига электродов применяют специальный элемент – дроссель. Кроме того, во избежание перегрева спирали, используется еще один элемент – , который после зажигания газа отключает накал электродов.

Конструктивно, дроссель (ЭмПРА) представляет собой катушку индуктивности со специальным ферромагнитным сердечником. Как правило, катушка с сердечником помещена в металлический корпус.

Принцип действия

Принцип работы лампы дневного света

В момент включения, первым начинает работу стартер. Он прогревает биметаллические электроды, в результате чего происходит их короткое замыкание. После этого, ток в цепи ограничиваясь только внутренним сопротивлением дросселя, резко возрастает (более чем в 3 раза). Электроды лампы мгновенно разогреваются, а биметаллические контакты стартера, остывая, размыкают цепь запуска.

В момент разрыва электрической цепи в ЭмПРА, благодаря эффекту самоиндукции, возникает высоковольтный импульс (800-1000 В), который обеспечивает электрический разряд в среде инертного газа.

Под действием этого разряда, начинается невидимое ультрафиолетовое свечение паров ртути, которое, воздействуя на люминофор, заставляет его светиться в видимом спектре.

При дальнейшей работе, электрический ток равномерно распределяется между дросселем и лампой, обеспечивая таки образом стабильную работу. При этом, пускорегулирующий аппарат (ПРА) не расходует энергию, а только накапливает ее и преобразовывает.

После зажигания газа, напряжение в колбе не превышает половины напряжения электросети, что недостаточно для последующего замыкания контактов стартера. Таким образом, при устойчивом свечении, стартер не участвует в рабочем процессе и его контакты остаются разомкнутыми.

Зажигание газа не всегда происходит с первого раза. Иногда стартеру необходимо 5-6 попыток повторить вышеописанный процесс, что вызывает, неприятный для глаз человека, эффект “моргания”.

Избежать этого эффекта помогает использование так называемого электронного дросселя (ЭПРА), принцип действия которого заключается в следующем:

1. Низкочастотное напряжение бытовой электросети преобразуется в постоянное.
2. Полученное постоянное напряжение инвертируется в высокочастотное (до 133 кГц) переменное напряжение.
3. При подключении ЭПРА происходит резкое увеличение силы тока и напряжения до величин, достаточной для прогрева электродов и возникновения газового разряда.
4. После начала свечения люминофора , напряжение на электродах уменьшается до величины напряжения свечения, а частота импульсов изменяется до уровня, при котором устанавливается ток номинального значения.

Использование электронного балласта позволяет обеспечить розжиг электродов мгновенно и при этом избавиться от неприятного “моргания”.

Виды

Существует несколько способов классификации ПРА, используемых в схемах подключения люминесцентных ламп.

При этом, их различают по:

1. Принципу работы:
   • ЭмПРА (электромагнитные дроссели);
   • ЭПРА (электронные балласты);
2. По уровню потери мощности, (уровень потери энергии дросселя может составлять от 15 до 100% мощности лампы):
   • D (обычный);
   • С (пониженный);
   • В (особо низкий);
3. По уровню звукового шума:
   • Н (нормальный);
   • П (пониженный);
   • С (очень низкий);
   • А (особо низкий);

Подключение лампы дневного света

В общем случае, ЭмПРА к лампе дневного света подключается по последовательной электрической схеме . При этом, стартер подключается параллельно лампе, а параллельно электрической сети подключается компенсационный конденсатор, который служит для коррекции коэффициента мощности.

Электрическая схема подключения электронного балласта (ЭПРА) к люминесцентной лампе еще проще. В ней вообще отсутствуют дополнительные радиоэлементы.

Существует также большое количество электрических схем подключения ламп дневного света вообще без стартера или любых видов ПРА. Среди них особенно популярна электрическая бездроссельная схема, применение которой нисколько не изменяет технических характеристик люминесцентной лампы, но зато значительно продлевает срок ее службы.

Неисправности и ремонт электромагнитного ПРА

Чаще всего, источником неисправностей, связанных с применением ламп дневного света, является электрическая схема включения ПРА и стартера.

Мгновенно определить причину неисправности достаточно сложно, однако, существуют характерные визуальные эффекты, позволяющие выделить среди причин, вызвавших дефект, неисправный дроссель.

К таким визуальным эффектам относятся:

1. “Огненная змейка”, вьющаяся по колбе. Ее появление свидетельствует о том, ток в лампе превышает допустимое значение, вследствие чего, электрический разряд стал нестабильным. Если при проверке вольт-амперной характеристики лампы, выявлены несоответствия заданным параметрам, то дроссель нужно менять.
2. Потемнение колбы в зоне выходных контактов. Если потемнела колба в зоне цоколя, значит лампа скоро выйдет из строя. Основная причина этого явления – несоответствие значений пускового и рабочего тока вольт-амперной характеристике. Это чаще всего связано с неисправностью ПРА.
3. Перегоревшие спирали. Чаще всего, спирали в лампе дневного света перегорают по причине сильной изношенности изоляции обмотки ЭмПРА.
4. Запах гари или появление посторонних звуков. Возможно межвитковое замыкание в катушке индуктивности.
5. Лампа не включается. Причиной также может быть неисправный ПРА, в котором произошел обрыв провода в обмотке. Правда этот вид неисправности встречается редко.

Проверку дросселя лучше всего проводить с помощью контрольного, заведомо исправного светильника. Для этого необходимо два провода, идущие от него соединить с цоколем проверочного светильника и включить эту конструкцию в электрическую сеть. Если люминесцентный светильник загорится в полную силу, значит дроссель исправен.

Ремонт

Самостоятельный ремонт ПРА рекомендуется проводить только специалистам, имеющим определенный опыт в осуществлении слесарных и электро-монтажных работ. Кроме того, необходимо наличие измерительных приборов и знание основных правил техники безопасности.

Приступая к замене или ремонту дросселя, необходимо отключить светильник от сети электропитания. Простое отключение его с помощью выключателя не избавит его от наличия напряжения на лампе.

Только после этого можно приступить к демонтажу ПРА и установке на его место нового. При этом, необходимо внимательно следить за тем, чтобы в том же порядке, в каком они были подключены ранее.

ВАЖНО: схемы подключения конкретных моделей нанесены на их корпусах. Там же указывают рабочее напряжение и электрическое сопротивление обмотки индуктивности.

Использование мультиметра

На определенном этапе проведения ремонтных работ, .

С его помощью можно определить:

1. Целостность обмотки катушки индуктивности и ее электрическое сопротивление.
2. Наличие межвиткового замыкания.
3. Наличие обрыва в обмотке катушки индуктивности.

Однако, ремонт обмотки катушки индуктивности – дело не простое и также требует определенных навыков. Поэтому, в случае необходимости, проведение таких работ лучше поручить специалистам.

Выбирая новый ПРА:

1. Необходимо обратить особое внимание на бренд изготовителя. Как правило, приобретение дешевого изделия неизвестного производителя гарантирует низкое качество изготовления. Надежный ПРА должен обеспечить надежную работу в течение не менее 3-х лет.
2. На рынке можно случайно приобрести бракованное изделие. Поэтому, если позволяет бюджет, лучше приобрести несколько штук и договориться с продавцом о последующем возврате оставшихся.
3. Лучше посоветоваться с людьми, имеющими определенный опыт работы с люминесцентными осветительными приборами.

В настоящее время, электронные ПРА, несмотря на относительно высокую цену, приобретают все большую популярность.

Ведь их использование позволяет:

1. Увеличить срок службы ламп дневного света за счет применения щадящих режимов запуска и дальнейшего функционирования. Кроме того, в схеме подключения отсутствует часто ломающийся стартер.
2. Полностью избавиться от шума и “моргания” в процессе эксплуатации.
3. Получить до 20% экономии электроэнергии.

Я уже не раз говорил что множество вещей которые нас окружают могли бы быть реализованы гораздо раньше, но почему-то вошли в наш быт совсем недавно. Все мы сталкивались с люминесцентными лампами – такими белыми трубками с двумя штырьками на торцах. Помните, как они раньше включались? Вы нажимаете клавишу, лампа начинает промаргивать и наконец, входит в свой обычный режим. Это реально раздражало, поэтому дома подобные штуковины не ставили. Ставили в общественных местах, на производстве, в офисах, в цехах заводов — они действительно экономичные по сравнению с обычными лампами накаливания. Вот только моргали они с частотой 100 раз в секунду и многие это моргание замечали, что раздражало еще больше. Ну и еще для запуска к каждой лампе полагался пускорегулирующий дроссель, такая себе, железячка с массой под килограмм. Если он был собран недостаточно качественно, то довольно мерзко жужжал, тоже с частотой 100 герц. А если в помещении где вы работаете таких ламп десятки? Или сотни? И все эти десятки синфазно включаются-выключаются 100 раз в секунду и дросселя жужжат, пусть и не все. Неужели это никак не воздействовало?

Но, в наше время можно сказать, что эпоха жужжащих дросселей и моргающих (как при старте, так и при работе) ламп закончилась. Сейчас они включаются сразу и для человеческого глаза их работа выглядит совершенно статичной. Причина – вместо тяжелых дросселей и периодически залипающих стартеров в оборот вошли ЭПРА – электронные пускорегулирующие аппараты. Маленькие и легкие. Однако при одном лишь взгляда на их электрическую схему, возникает вопрос: а что мешало наладить их массовый выпуск еще в конце 70-начале 80х годов? Ведь вся элементная база была уже тогда. Собственно, кроме двух высоковольтных транзисторов там задействованы самые простые детали, буквально копеечной стоимости, которые были и в 40-е годы. Ну ладно СССР, тут производство слабо реагировало на технический прогресс (например, ламповые телеки были сняты с производства только в конце 80-х годов), но на Западе?

Итак, по порядку…

Стандартная схема включения люминесцентной лампы была, как и практически всё в ХХ веке, придумана американцами накануне Второй Мировой войны и включала в себя кроме лампы, уже упоминаемые нами дроссель и стартер. Да, еще параллельно сети вешали конденсатор для компенсации фазового сдвига вносимого дросселем или выражаясь еще более простым языком, для коррекции коэффициента мощности.

Дросселя и стартеры

Принцип работы всей системы довольно хитрый. В момент замыкания кнопки включения по цепи сеть-кнопка-дроссель-первая спирать-стартер-вторая спираль-сеть начинает течь слабый ток – примерно 40-50 мА. Слабый потому, что в начальный момент сопротивление промежутка между контактами стартера достаточно велико. Однако этот слабый ток вызывает ионизацию газа между контактами и начинает резко возрастать. От этого электроды стартера разогреваются, а поскольку один из них биметаллический, то есть состоит из двух металлов с разной зависимостью изменений геометрических параметров от температуры (разным коэффициентом теплового расширения — КТР) то при нагреве пластина из биметалла изгибается в сторону металла с меньшим КТР и замыкается с другим электродом. Ток в цепи резко возрастает (до 500-600 мА), но всё же его скорость роста и конечная величина ограничены индуктивностью дросселя, собственно индуктивность – это и есть свойство препятствовать мгновенному индуктивность тока. Поэтому дроссель в данной схеме официально называется «аппарат пускорегулирующий». Этот большой ток разогревает спирали лампы которые начинают излучать электроны и подогревать газовую смесь внутри баллона. Сама лампа наполнена аргоном и парами ртути – это важное условие возникновения стабильного разряда. Само собой, что при замыкании контактов в стартере прекращается разряд в нем. Весь описанный процесс на самом деле занимает доли секунды.

Теперь начинается самое интересное. Остывшие контакты стартера размыкаются. Но в дросселе уже запасена энергия равная половина произведения его индуктивности на квадрат тока. Она не может мгновенно исчезнуть (см. выше про индуктивность), а потому вызывает появление в дросселе ЭДС самоиндукции (проще говоря – импульса напряжения примерно в 800-1000 вольт для 36-ваттной ламы в 120 см. длиной). Складываясь с амплитудным сетевым напряжением (310 В), оно создает на электродах лампы напряжение достаточное для пробоя – то есть для возникновения разряда. Разряд в лампе создает ультрафиолетовое свечение паров ртути, а оно в свою очередь воздействует на люминофор и заставляет его светиться в видимом спектре. При этом еще раз напомним, дроссель, имея индуктивное сопротивление, препятствует неограниченному возрастанию тока в лампе, что привело бы к ее разрушению или срабатыванию защитного автомата в вашем жилище или другом месте где эксплуатируются подобные лампы. Заметим, что лампа не всегда зажигается с первого раза, иногда нужно несколько попыток чтобы она вошла в устойчивый режим свечения, то есть те процессы которые мы описали, повторяются 4-5-6 раз. Что, действительно, довольно неприятно. После того как лампа вошла в режим свечения ее сопротивление становится значительно меньшим чем сопротивление стартера поэтому его можно вытащить, лампа при этом будет продолжать светиться. Ну и еще, если вы разберете стартер, то увидите что параллельно его выводам подключен конденсатор. Он нужен для ослабление радиопомех создаваемых контактом.

Итак, если совсем кратко и без углубления в теорию, скажем, что включается люминесцентная лампа большим напряжением, а удерживается в светящемся состоянии значительно меньшим (например включается при 900 вольтах, светится при 150). То есть любое устройство включения люминесцентной лампы – это устройство создающее большое напряжение включения на ее концах, а после зажигания лампы уменьшающее его до определенной рабочей величины.

Эта американская схема включения была фактически единственной и только лет 10 назад ее монополия стала стремительно рушиться – на рынок массово вошли Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА). Они позволили не просто заменить тяжелые жужжащие дроссели, обеспечить мгновенное включение лампы, но и ввести массу других полезных вещей таких как:

— мягкий пуск ламы – предварительный прогрев спиралей что резко увеличивает срок эксплуатации лампы

— преодоление мерцания (частота питания лампы значительно выше 50 Гц)

— Широкий диапазон входного напряжения 100…250 В;

— понижение энергопотребления (до 30%) при неизменном световом потоке;

— увеличение среднего срока службы ламп (на 50%);

— защиту от скачков напряжения;

— обеспечить отсутствие электромагнитных помех;

— отсутствие бросков коммутационных токов (важно, когда одновременно включается много ламп)

— автоматическое отключением дефектных ламп (это важно, устройства часто бояться работы на холостом ходу)

— КПД качественного ЭПРА — до 97%

— регулирование яркости ламп

Но! Все эти вкусняшки реализованы только в дорогих ЭПРАх. И вообще, не всё так безоблачно. Точнее – может быть всё и было бы безоблачно, если бы схемы ЭПРов сделать по-настоящему надежными. Ведь представляется очевидным, что электронный балласт (ЭПРА) должен быть во всяком случае не менее надежным чем дроссель, особенно если он стоит в 2-3 раза дороже. В «бывшей» схеме состоящей из дросселя, стартера и самой лампы как раз именно дроссель (пускорегулирующий элемент) был самым надежным и, в общем, при качественной сборке мог работать практически вечно. Советские дросселя 60-х годов работают до сих пор, они большие и намотаны довольно толстым проводом. Аналогичные по параметрам импортные дроссели даже таких известных фирм как «Philips» работают не столь надежно. Почему? Вызывает подозрение очень тонкий провод которым они намотаны. Ну и сам сердечник значительно меньше по объему чем у первых советских дросселей, оттого эти дросселя очень сильно нагреваются, что, наверное, тоже влияет на надежность.

Да, так вот, как мне представляется, ЭПРА, во всяком случае дешевые – то есть стоимостью до 5-7 долларов за штуку (что выше чем у дросселя), сделаны заведомо ненадежными. Нет, они могут работать годами и может даже будут работать вечно, но тут как в лотерее – вероятность проигрыша куда выше чем выигрыша. Дорогие ЭПРА сделаны условно-надежными. Почему «условно» мы расскажем чуть позже. Начнем же свой маленький обзор с дешевых. Как по мне, так они составляют 95% покупаемых балластов. А может и почти 100%.

Рассмотрим несколько таких схем. Кстати, все «дешевые» схемы практически одинаковы по конструкции, хотя есть нюансы.

Дешевые электронные балласты (ЭПРА). 95% продаж.

Подобного типа балласты стоимостью в 3-5-7 долларов просто включают лампу. В этом состоит их единственная функция. Никаких других полезных наворотов не имеют. Я срисовал пару схем чтобы объяснить как работает это новомодное чудо, хотя как мы говорили выше, принцип работы такой же как и в «классическом» дроссельном варианте — зажигаем большим напряжением, удерживаем малым. Вот только реализован он по-другому.

Все схемы электронных балластов (ЭПРА) которые я держал в руках – и дешевые и дорогие — представляли собой полумост – различались только варианты управления и «обвязка». Итак, переменное напряжение 220 вольт выпрямляестя диодным мостом VD4-VD7 и сглаживается конденсатором C1. Во входных фильтрах дешевых электронных балластов, из-за экономии цены и места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Гц, притом, что расчет примерно таков: 1 ватт лампы – 1 мкФ емкости фильтра. В этой схеме 5,6 мкФ на 18 ватт, то есть явно меньше чем надо. Оттого (хотя и не только поэтому), кстати, лампа светится визуально тусклее чем от дорогого балласта на ту же мощность.

Дальше через высоокоомный резистор R1 (1,6 МОм) начинает заряжаться конденсатор С4. Когда напряжение на нем превысит порог срабатывания двунаправленного динистора СD1 (примерно 30 вольт), он пробивается и на базе транзистора T2 появляется импульс напряжения. Открытие транзистора дает старт работе полумостового автогенератора образованного транзисторами Т1 и T2 и трансформатором TR1 c управляющими обмотками включенными противофазно. Обычно эти обмотки содержат по 2 витка, а выходная обмотка 8-10 витков провода.

Диоды VD2-VD3 гасят отрицательные выбросы возникающие на обмотках управляющего трансформатора.

Итак, генератор запускается на частоте близкой к резонансной частоте последовательного контура образованного конденсаторами С2, С3 и дросселем С1. Эта частота может быть равна 45-50 кГц, во всяком случае более точно у меня ее измерить не получилось, не было под рукой запоминающего осцилографа. Обратим внимание, что емкость конденсатора С3 включенного между электродами лампы примерно в 8 раз меньше чем емкость конденсатора С2, следовательно, скачек напряжения на нем во столько же раз выше (так как в 8 раз больше емкостное сопротивление – чем выше частота, тем больше емкостное сопротивление на меньшей емкости). Вот почему напряжение такого конденсатора всегда выбирается не менее 1000 вольт. Одновременно по этой же цепи идет и ток, разогревающий электроды. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет определенной величины, происходит пробой и лампа зажигается. После зажигания ее сопротивление становится значительно меньшим сопротивления конденсатора С3 и он на дальнейшую работу никакого влияния не оказывает. Частота генератора также понижается. Дроссель L1 как и в случае с «классическим» дросселем теперь выполняет функцию ограничения тока, но поскольку лампа работает на высокой частоте (25-30 кГц), то размеры его во много раз меньше.

Внешний вид балласта. Видно, что в плату не впаяны некоторые элементы. Например там, куда я после ремонта впаял токоограничительный резистор, стоит проволочная перемычка.

Еще одно изделие. Неизвестного производителя. Здесь не пожертвовали 2 диода чтобы сделать «искусственный ноль».

«Севастопольская схема»

Есть такое мнение что дешевле чем сделают китайцы не сделает никто. Я тоже был в этом уверен. Уверен до тех пор, пока мне в руки не попали ЭПРА некоего «севастопольского завода» — во всяком случае человек который их продавал, сказал именно так. Рассчитаны они были на лампу 58 W то есть 150 см длины. Нет, не скажу что они не работали или работали хуже чем китайские. Они работали. Лампы от них светились. Но…

Даже самые дешевые китайские балласты (ЭПРА) – это пластмассовый корпус, плата с отверстиями, маска на плате со стороны печатного монтажа и обозначение — где какая деталь со стороны монтажа. «Севастопольский вариант» был лишен всех этих избыточностей. Там плата была одновременно и крышкой корпуса, в плате (по этой причине) не было никаких отверстий, не было никаких масок, никаких нанесенных обозначений, детали были размещены со стороны печатных проводников и всё что можно было выполнено из SMD-элементов, чего я никогда не видел даже в самых дешевых китайских устройствах. Ну и сама схема! Я пересмотрел их великое множество, но никогда не видел ничего похожего. Нет, вроде всё как у китайцев: обычный полумост. Вот только назначение элементов D2-D7 и странное подключение базовой обмотки нижнего транзистора мне решительно непонятно. И еще! Создатели этого чудо-устройства совместили трансформатор полумостового генератора с дросселем! Просто намотали обмотки на Ш-образный сердечник. До такого не додумался никто, даже китайцы. В общем, эту схему проектировали или гении или люди альтернативно-одаренные. С другой стороны, если они так гениальны, ну почему не пожертвовать пару центов для введения токоограничительного резистора предотвращающего бросок тока через конденсатор фильтра? Да и на варистор для плавного разогрева электродов (тоже центы) — могли бы разориться.

В СССР

Приведенная выше «американская схема» (дроссель + стартер + люминесцентная лампа) работает от сети переменного тока частотой 50 герц. А если ток постоянный? Ну, например, лампу надо запитать от аккумуляторов. Тут уже электромеханическим вариантом не обойдешься. Нужно «лепить схему». Электронную. И такие схемы были, например в поездах. Мы все ездили в советских вагонах разной степени комфортности и видели там эти люминесцентные трубки. Но они питались постоянным током напряжением в 80 вольт, такое напряжение выдает вагонный аккумулятор. Для питания была разработана «та самая» схема – полумостовой генератор с последовательной резонансной цепью, а для предотвращения бросков тока через спирали ламп введен терморезистор прямого подогрева ТРП-27 с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Схема, надо сказать, отличалась исключительной надежностью, а чтобы переделать ее в балласт для сети переменного тока и использовать в быту, нужно было по сути добавить диодный мост, сглаживающий конденсатор и немного пересчитать параметры некоторых деталей и трансформатора. Единственное «но». Такая штуковина получилось бы довольно дорогой. Я думаю, ее стоимость была бы не меньше 60-70 советских рублей, при стоимости дросселя в 3 рубля. В основном, из-за высокой стоимости в СССР мощных высоковольтных транзисторов. И еще эта схема издавала довольно неприятный высокочастотный писк, не всегда, но иногда его можно было услышать, возможно, со временем менялись параметры элементов (подсыхали конденсаторы) и частота работы генератора понижалась.

Схема питания люминесцентных ламп в поездах в хорошем разрешении

Дорогие электронные балласты (ЭПРА)

В качестве примера простого «дорогого» балласта можно привести изделие фирмы TOUVE. Он работал в системе освещения аквариума, проще говоря – от него питались две ламы зеленого свечения по 36 ватт. Хозяин балласта сказал мне, что эта штука какая-то особенная, специально разработанная для освещения аквариумов и террариумов. «Экологичная». В чем там экологичность я так и не понял, другое дело что этот «экологический балласт» не работал. Вскрытие и анализ схемы показал, что по сравнению с дешевыми она существенно усложнена, хотя принцип – полумост + запуск через тот самый динистор DB3 + последовательная резонансная цепь – сохранен в полном объеме. Поскольку лампы две, то мы видим два резонансных контура T4C22C2 и T3C23C5. Холодные спирали ламп от броска тока защищают терморезисторы PTS1, PTS2.

Правило! Если вы покупаете экономную лампу или вот электронный балласт, проверьте как включается эта самая лампа. Если мгновенно – балласт дешевый, что бы вам там про него не рассказывали. В более менее нормальных, лампа должна включаться после нажатия кнопки примерно через 0,5 секунд.

Дальше. Входной варистор RV защищает конденсаторы фильтра питания от броска тока. Схема оснащена фильтром питания (обведен красным) – он препятствует попаданию высокочастотных помех в сеть. Корректор коэффициента мощности (Power Factor Correction) обведен зеленым контуром, но в данной схеме он собран на пассивных элементах, что отличает ее от самых дорогих и навороченных, где коррекцией управляет специальная микросхема. Об этой важной проблеме (коррекции коэффициента мощности) мы поговорим в одном из следующих статей. Ну и еще добавлен узел защиты в аномальных режимах – в этом случае прекращается генерация путем замыкания тиристором SCR базы Q1 на землю.

Скажем, дезактивация электродов или нарушение герметичности трубки, приводят к возникновению «открытой схемы» (лампа не зажигается), что сопровождаются значительным ростом напряжения на пусковом конденсаторе и ростом тока балласта на частоте резонанса, ограниченными лишь добротностью контура. Длительная работа в этом режиме ведет к повреждению балласта за счет перегрева транзисторов. Вот в этом случае и должна сработать защита — тиристор SCR замыкает базу Q1 на землю прекращая генерацию.

Видно, что данное устройство по размерам гораздо больше чем дешевые балласты, но после ремонта (вылетел один из транзисторов) и восстановления, выяснилось что эти самые транзисторы нагреваются, как мне показалось, сильнее чем надо, примерно до 70 градусов. Почему бы не поставить небольшие радиаторы? Я не утверждаю что транзистор вылетел из-за перегрева, но возможно работа на повышенных температурах (в закрытом корпусе) послужила провоцирующим фактором. В общем, поставил я небольшие радиаторы, благо место есть.

Эта схема не требует наличия накальной спирали в лампе

Л1 - 25Вт
С1, С2 - 0,1-1мкФ
Д1, Д2 - КЦ405 или любые аналогичные диоды и сборки.

Вторая схема

Данная схема включения отличается от стандартной тем что в ней добавлена диодная сборка, которая позволяет избавится от эффекта мерцания лампы и уменьшает время ее зажигания.

Третья схема

Более перспективны - безстартерные устройства зажигания, где нити накала по своему прямому назначению не используются, а выполняют роль электродов газоразрядной лампы - на них подается напряжение, необходимое для поджига газа в лампе.

Данная схема рассчитана для питания ламп мощностью более 40 Вт. Здесь мостовой выпрямитель выполнен на диодах VD1-VD4. А "пусковые" конденсаторы C2, C3 заряжаются через терморезисторы R1, R2 с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Причем в один полупериод заряжается конденсатор С2 (через терморезистор R1 и диод VDЗ), а в другой - СЗ (через терморезистор R2 и диод VD4). Терморезисторы ограничивают ток зарядки конденсаторов. Поскольку конденсаторы включены последовательно, напряжение на лампе EL1 достаточно для ее зажигания.

Если терморезисторы будут в тепловом контакте с диодами моста, их сопротивление при нагревании диодов возрастет, что понизит ток зарядки.

Этот вариант, в отличии от только что рассмотренного, несколько лучший для питания мощных ламп, так как здесь применено учетверение сетевого напряжения.

Примечание
- Если Вы собрали схему и она не работает, то поменяйте полярность стартера.
- Для облегчения поджига лампы на один конец ее баллона наклеивают кольцевой ободок из фольги, соединенный проводником с выводами противоположного конца.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема №1
VD1-VD4	Диодный мост	КЦ405А	1			В блокнот
С1, С2	Конденсатор	0.1-1 мкФ	2			В блокнот
Л1	Лампа накалывания	220 В 25 Вт	1			В блокнот
	Лампа дневного света		1			В блокнот
	Схема №2
VD1-VD4	Диод		4			В блокнот
Др	Дроссель		1			В блокнот
	Лампа дневного света		1			В блокнот
	Стартер запуска лампы		1			В блокнот
	Схема №3
VD1-VD4	Диод	КД243Г	4			В блокнот
С1	Конденсатор	8 мкФ 400 В	1			В блокнот
C2-C3	Конденсатор	0.5 мкФ 300 В	3			В блокнот
R1, R2	Терморезистор	СТ15-2	2			В блокнот
R3	Резистор	1 МОм	1	0.5 Вт		В блокнот
Др1	Дроссель	1УБИ80	1			В блокнот
EL1	Лампа дневного света	40 Вт и более	1			В блокнот
	Схема №4
VD1-VD6	Диод	КД243Г	6			В блокнот
С1	Конденсатор	8 мкФ 400 В	1