Балласт для ламп: схема, как подключить, ремонт, принцип работы, электронный и индуктивный

Что такое балласт и для чего он нужен

Чтобы разобраться, для чего нужен балласт, необходимо понимать принцип работы люминесцентной лампы (ЛЛ). Рассмотрим ее устройство. Конструктивно любая люминесцентная лампа – стеклянная колба в виде трубки, в концы которой запаяны тугоплавкие спирали накаливания, являющиеся электродами. Колба заполнена инертным газом с небольшим добавлением металлической ртути. Изнутри она покрыта люминофором – веществом, способном излучать видимый свет при облучении его ультрафиолетом.

При подаче напряжения на электроды в колбе возникает тлеющий разряд. Поток электронов активирует атомы ртути, и те начинают излучать в ультрафиолетовом диапазоне. Ультрафиолет воздействует на люминофор, заставляя его ярко светиться в видимом спектре.

Сам ультрафиолет поглощается люминофором и стеклом колбы. Он не покидает пределов лампы. Это исключает вредное воздействие ультрафиолетового излучения на человека.

Теоретически все просто. На самом деле в холодной выключенной лампе при подаче рабочего напряжения на электроды разряда не произойдет, поскольку ртуть находится в конденсированном состоянии, а сопротивление инертного газа между электродами слишком велико. При запуске ртуть начинает испаряться, сопротивление газового промежутка между электродами резко падает, и тлеющий разряд в колбе переходит в неуправляемый дуговой. Для нормальной работы лампы необходимо выполнение двух условий:

1. Запуск.
2. Поддержание рабочего тока через колбу.

Этим и занимаются балласты, или пускорегулирующие аппараты (ПРА). Без них ни одна люминесцентная лампа работать не может.

к содержанию ↑

Включение люминесцентных светильников

Есть три основных вида пусковых устройств ЛДС.

С помощью стартёра и дросселя

При такой схеме включения нити накала соединяются последовательно со стартёром и баластником. Другое название электромагнитного баластника – дроссель. Это катушка индуктивности, ограничивающая ток через светильник.

При включении светильника стартёр подключает вольфрамовые спирали последовательно с дросселем. При их нагреве происходит эмиссия электронов, что облегчает появление между электродами разряда. Периодически стартёр разрывает цепь и, если в это время происходит запуск лампочки, то напряжение между электродами падает, и он больше не включается. Если же разряд не возникает, то стартёр снова замыкает цепь, и процесс зажигания повторяется.

Недостатки этой схемы:

• длительное время запуска, особенно зимой в неотапливаемых помещениях;
• дроссель гудит при работе;
• свет мерцает с частотой 100Гц, что незаметно глазу, но может вызвать головную боль.

Интересно. Для уменьшения мерцания в светильниках из двух ламп одна из них включается через конденсатор. При этом колебания света в них не совпадают, что благоприятно влияет на освещённость в помещении.

Умножитель напряжения

Для работы таких светильников раньше использовались самодельные умножители напряжения. Роль токоограничивающего баласта в этой схеме играют конденсаторы С3 и С4, а С1 и С2 создают высокое напряжение, необходимое для появления внутри трубки разряда.

Высоковольтный разряд зажигает ЛДС сразу, но мерцание такого светильника сильнее, чем в схеме со стартёром и дросселем.

Интересно. Умножитель напряжения позволяет использовать колбы с перегоревшими вольфрамовыми спиралями.

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)

Электронный балласт для люминесцентных ламп – это преобразователь напряжения, зажигающий и питающий лампу во время работы. Вариантов реализации таких устройств много, но собраны они по одной блок-схеме. В некоторых конструкциях добавляется регулировка яркости.

Запуск светильников с ЭПРА производится двумя способами:

• Перед включением нити накала разогреваются, из-за чего запуск откладывается на 1-2 секунды. Яркость света может нарастать постепенно или сразу включаться на полную мощность;
• Зажигание лампы производится при помощи колебательного контура, который входит в резонанс с колбой. При этом происходит постепенное повышение напряжения и разогрев нитей накала.

Читать еще:  Цветовое обозначение проводов

Такие устройства обладают рядом достоинств:

• питание светильника осуществляется напряжением высокой частоты, что устраняет мерцание света;
• компактность, что позволяет уменьшить габариты светильника;
• быстрое, но плавное включение, продлевающее срок службы лампы;
• отсутствие шума и нагрева при работе;
• высокий КПД – до 95%;
• встроенные защиты от короткого замыкания.

Электронные ПРА изготавливаются на 1, 2 или на 4 лампы.

Неисправности люминесцентных светильников и способы их устранения

Такие светильники — технически сложное устройство. Характерны большим количеством конструктивных элементов, которые имеют много контактов. Такая сложная конструкция просто должна время от времени выходить из строя. И неполадки могут быть разными. Например, такие как:

Лампа начинает часто мигать, но не включается. Скорее всего, она вышла из строя. Если контакты исправны и замыканий в проводке нет — ее нужно заменить.
С обоих концов светильника долгое время есть свечение, но она сама не зажигается. Проверить пусковой стартер, целостность проводов и состояние контактных групп у патрона, чтобы лампа загоралась равномерно;
Периодическое тусклое свечение оранжевого цвета на концах лампы. Это означает, что патрон разгерметизирован и в колбу попадает воздух. Такую лампу нужно немедленно заменить

Вынимая ее из патрона, обязательно соблюдайте меры предосторожности. Если скрутить цоколи или разбить стеклянное покрытие — в воздух могут попасть ядовитые пары ртути;
Если начинает быстро перегорать, горит тускло, по обоим концам чернеет, а свечение неравномерное — виновник пусковой дроссель или электронный балласт;
Неприятное гудение лампы

Собственно в самой лампе гудеть нечему, в ней кроме газа и спирали ничего нет. Чаще всего причина кроется в пусковом дросселе. Такое эффект был в светильниках советского образца. В те времена  электрики просто снимали защитные крышки с обмотки. Если не помогло — под крепления подкладывается прокладка из тонкой резины. Гудеть не перестало — дроссель лучше заменить. У современных светильников можно заменить лампу или стартер;
Лампа не вставляется в гнезда крепления. Причина — в обломанном или погнутом контакте. Это может случиться при неправильной транспортировке или хранении. При такой поломке, лампу нужно заменить на исправную;
Лампы горели, но внезапно погасли. Бывает, что от вибрации светильника обламывается провод. Обычно возле ламподержателя или дросселя. Потребуется пропайка проводов, чтобы восстановить цепь.

У современных люминесцентных светильниках есть специальный балластный резистор. Благодаря ему обеспечивается высокое напряжение для ионизации газа-наполнителя, которое моментально падает сразу после того как появилось свечение. Такие светильники мгновенного срабатывания постепенно вытесняют из повседневного применения устаревшие приборы со стартером.

Перегорела или не горит люминесцентная лампа: как починить

Учитывая отличные технические параметры, люминесцентные лампы с успехом замещают лампы накаливания. На рынке существует огромный выбор ЛЛ, их маркировка стандартизирована. Однако люминесцентные светильники имеют более сложное устройство, а значит и подвержены частым поломкам.

Как отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками – блог СамЭлектрик.ру

Поломанные лампы ждут ремонта

На тему ремонта энергосберегающих ламп в интернете написано предостаточно, решил и я вставить свои 25 копеек. Ремонтировать их пришлось предостаточно, решил поделиться опытом.

Прежде чем браться за ремонт энергосберегающих ламп, рассмотрим некоторые философские вопросы.

Надо ли браться за ремонт энергосберегающей лампы?

Прежде всего,  надо честно ответить себе на этот вопрос, всё посчитать (деньги и время),  и только потом переходить к технической стороне вопроса. Надеюсь, моя статья поможет сделать правильный выбор.

Итак, цену нормальной новой энергосберегайки примем 150 руб. Что это значит? Если лампа поломалась после года работы, считаю, что ремонтировать её нет смысла. Прежде всего потому, что цена необходимых деталей – около 50 руб., плюс стоимость ремонта ещё около 100 руб. Под стоимостью ремонта я подразумеваю цену усилий и затраченного времени.

И главное – ресурс и качество работы лампы со временем неуклонно падает, и это прежде всего относится к люминисцентной колбе. Она по краям темнеет, общая яркость с каждым часом снижается. Как на фото ниже.

Колба компактной люминесцентной лампы темнеет по краям. Справа – лампа накаливания, горит без проблем. Фото из статьи Выключенная лампа моргает.

КПД такой лампы падает – она больше греется, но меньше светит. Появляется ещё неприятный эффект – лампа “думает”, прежде чем включиться. И включается через секунду-другую, и разгорается не сразу, а через минуту-другую.

Вывод – если энергосберегающая лампа поломалась после года работы – ремонт лампы экономически невыгоден. Возможно, кое-что пойдёт на запчасти, об этом позже.

Более того, сейчас, когда хорошие светодиодные лампы можно приобрести за 90-120 руб., смысла в ремонте КЛЛ вообще не стало.

Ну, а для храбрых и отчаянных – эта статья.

Терминология и принцип работы

Будем расширять сознание.

Люминесцентные, компактные, энергосберегающие, с электронным балластом, с инвертором – всё одно и то же, суть одна. Более того, такие лампы имеют совершенно разные конструкции. Например, может быть цоколь G9, как у галогенной лампы, может обычный – Е14, Е27, Е40.

Может лампа быть отдельно, и вставляться через патроны, а электронный балласт – отдельно. Это относится прежде всего к линейным, или трубчатым лампам. Пример такой конструкции – светильники типа “Армстронг” для офисных помещений.

То есть, бывают разные конструкции, а суть одна.

Все эти лампы в последнее время модно стало называть “энергосберегающими”, но суть одна. А почему так называют – потому что при той же яркости они потребляют примерно в 5 раз меньше электроэнергии. По заявлениям продавцов, и с этим можно поспорить.

Совет

Кстати, часто происходит путаница между понятиями “лампа” и “светильник“. Я в данном случае разделяю эти два понятия так.

Лампа – это колба со спиралью, наполненная газом. А светильник – это лампа плюс схема, которая обеспечивает поджиг и горение лампы.

Схема эта тоже может называться – электронный балласт, ЭПРА, инвертор, блок питания, генератор, и т.д.

Электронный балласт ЭПРА. Ещё четыре лампы – и будет светильник типа “Армстронг”

Эпра на 4 лампы с другой схемой включения.

В подробности вдаваться не будем. Но принцип работы один.

Имеется выпрямитель, который из 220В 50Гц выдаёт постоянное напряжение 300…315 Вольт. Далее на этом напряжении работает генератор высокой (по сравнению со входной) частоты (около 10…15 кГц). Генератор выдаёт напряжение, которое питает трубку, наполненную газом и покрытую специальным составом. Можно рассказать и глубже, но это есть и на других сайтах.

А пока важно лишь знать, что энергосберегающая лампа принципиально состоит из двух частей – электронного блока и стеклянной части (трубки, или колбы).

Причины поломок энергосберегающих ламп

Причины поломки КЛЛ – банальны, как и в любой электронной технике, а именно:

• Перегрев по разным причинам,
• Некачественные комплектующие,
• Частые включения/выключения,
• Проблемы с питающим напряжением (пониженное/повышенное, низкое при выключенном выключателе).

Но вот ещё одна причина, которая не кажется очевидной с первого раза, мне прислал описание этой проблемы мой постоянный читатель Владимир:

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

В этом разделе опишу, как что нужно проанализировать перед как починить энергосберегающую лампу.

1. Вскрываем лампу

Как правило, место вскрытия – там, где наносится надпись с названием и техническими параметрами лампы. Там же располагаются и концы стеклянной колбы, если колба имеет несколько перегибов.

Как разобрать КЛЛ. В месте вскрытия поддеваем плоской отверткой.

Посла вскрытия лампы видим её устройство:

Разобранная лампа

2. Колба

Если есть заметное потемнение на концах, то колбу можно смело выбрасывать. Также, можно считать колбу негодной, если она проработала в лампе более 2 лет.

3. Нити накаливания

Если состояние колбы нормальное, прозваниваем её нити накаливания омметром. Сопротивление должно быть несколько Ом. Чем больше мощность, тем меньше сопротивление.

4. Электронный балласт

Спираль и колба нормальные, удача! Ремонт энергосберегающей лампы, возможно, имеет смысл.

Осматриваем плату электронного балласта. Как правило, если там что-то сгорело, это сразу видно. Особенно сгоревшие резисторы. Хотя, резисторы могут выходить из строя без видимых последствий. Как правило, сгорают резисторы в эмиттерных и базовых цепях, и транзисторы. Если сгорело что-то ещё, за ремонт браться не советую. Или просто придётся поменять всё на плате, потратив много времени.

Электронные балласты от компактных люминесцентных ламп. Некоторые запчасти уже вытащены…

5. Конденсатор фильтра

Это тот самый конденсатор, который сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Когда выключенная лампа моргает, некоторые говорят, что именно этот конденсатор “виноват”.

Если он вздутый, его обязательно надо поменять. Ёмкость лучше выбрать на шаг больше. Например, стоял 4,7 мкФ – поставить 6,8. Но это не принципиально.

Рабочее напряжение конденсатора – то же, что и у старого, или больше, если поместится в корпус.

6. Монтаж

И конечно проверить предохранитель, целостность монтажа, пайку, механические повреждения. Конечно, это лучше делать в первую очередь, сразу после вскрытия.

Теперь надо принять решение. Я брался за ремонт только в случае, когда у меня под рукой много однотипных сгоревших ламп, так ремонт идёт гораздо веселее.

Много поломанных ламп. Ремонт имеет смысл.

Как показывает практика, из 10 ламп, поломанных в силу естественных причин,  нормальный выход – 3-4 штуки.

Схема энергосберегающей лампы

Перед тем, как браться за ремонт, надо рассмотреть принципиальные электрические схемы энергосберегающих (компактных люминесцентных) ламп, которые приведены в отдельной статье Схемы энергосберегающих ламп и электронных балластов. Чтобы быть в курсе, как лампа устроена.

Ремонт энергосберегающей лампы

Что мы видим в этих схемах? Если в светильнике одна лампа – то там по любому 2 транзистора. Вот они и сгорают, и тянут за собой резисторы.

Для ремонта лампы надо прежде всего определить, какие сгорели резисторы. Как правило, сейчас для обозначения номинала резистора применяется цветовая маркировка, советую свою статью, без этого в ремонте никак.

Например, последняя схема, номер 17. Там выгорают резисторы 1 Ом и 20 Ом, итого 4 резистора.

С транзисторами чуть сложнее. От мощности транзистора зависит, какова мощность всей лампы (светильника). Транзисторы применяются высоковольтные, тип MJE или аналоги. Вот примерная таблица соответствия модели транзистора и мощности лампы:

• MJE13001 (мощность до 7 Вт)
• MJE13002 (мощность до 10 Вт)
• MJE13003 (мощность до 15 Вт)
• MJE13004 (мощность до 20 Вт)
• MJE13005 (мощность до 40 Вт)
• MJE13006 (мощность до 75 Вт)
• MJE13007 (мощность до 100 Вт)
• MJE13008 (мощность до 120 Вт)
• MJE13009 (мощность до 150 Вт)

Мощности ориентировочные, лучше конечно брать с запасом.

Даташиты на транзисторы и что ещё нарыл по теме как обычно выкладываю ниже. Если кому надо, могу опубликовать методику проверки транзисторов. И ещё – у разных производителей одни и те же транзисторы могут иметь разную цоколевку, надо проверять перед пайкой.

Транзисторы для ремонта ламп

Теперь по ценам на детали. 4 низкоомных резистора мощностью 0,25Вт будут стоить минимум 8 руб. Цены берём розничные. Популярный транзистор MJE13003 – 25 руб, опять розница. Итого – 33 рубля на детали для ремонта лампы мощностью до 15 Вт.

Но смысл будет, только если поставить это дело на поток, и если лампы на ремонт будут халявные. Например, на предприятии, где в одном цехе может использоваться например 100 ламп.

Возможности запуска при сгоревшем оборудовании

В ремонте люминесцентных ламп есть и свои небольшие хитрости. К примеру, срочно понадобилось запустить подобный световой прибор, а стартер вышел из строя, и нет никакой возможности его заменить. Сам по себе этот элемент схемы служит для разогрева нитей накаливания в люминесцентной трубке.

Ну а если, к примеру, вышел из строя дроссель? Его в наше время и в магазинах не во всех найти можно.

Бездроссельное включение

Продлить работу сгоревшего светового прибора вполне возможно. Есть способ, при котором можно включить люминесцентную лампу дневного света без дросселя и стартера (схема подключения на рисунке). Конечно, этот способ подойдет не всем, нужно хотя бы немного разбираться в электротехнике.

Схема бездроссельного включения

Напряжение подается после короткого замыкания нитей накаливания. Выпрямленное напряжение становится больше вдвое, чего вполне хватает для запуска лампы (эту функцию по идее и выполняет дроссель). Конденсаторы С1 и С2 (на схеме) необходимо подобрать для 600 В, а С3 и С4 – с номинальным напряжением в 1 000 В. По прошествии некоторого времени пары ртути, конечно, осядут в области одного из электродов, и свет от лампы станет намного менее ярким. Избавиться от этого можно будет, всего лишь изменив полярность, т. е. просто развернув реанимированную перегоревшую ЛЛ.

Бесстартерное включение

Существуют осветительные приборы, которые предусмотрены исключительно для работы без стартера. На таких лампах имеется маркировка RS. Если такую трубку установить в светильник, оборудованный прерывателем, лампа очень быстро сгорает. Происходит это по причине необходимости большего времени на разогрев спиралей таких люминесцентных трубок. Долговечность стартера небольшая, он часто перегорает, а потому имеет смысл рассмотреть возможность того, как включить люминесцентную лампу без него. Для этого понадобится установка вторичных трансформаторных обмоток. Если запомнить эту информацию, то уже не возникнет вопроса, как зажечь люминесцентный светильник, если произошло перегорание стартера (схема соединения ниже).

Таким образом без лишних затрат можно даже своими руками собрать люминесцентный светильник.

Схема включения без дросселя и стартера

Разновидности

Первоначально в качестве ПРА для люминесцентной лампы использовались электромагнитные дроссели (балласты) со стартерами. Этот комплект назывался электромагнитным пускорегулирующим аппаратом – ЭмПРА. Позже появились электронные аналоги ЭмПРА на транзисторах и микросхемах, выполняющие ту же функцию. Они получили название ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат), или просто «электронный балласт». Рассмотрим конструкцию и принцип работы этих пускорегулирующих устройств.

Нередко под ЭмПРА подразумевают только электромагнитный дроссель, что не совсем верно. ЭмПРА – это дроссель и стартер – два отдельных узла.

Электромагнитный

ЭмПРА – это обычный дроссель – катушка, намотанная на магнитопроводе, и газоразрядная малогабаритная лампочка со встроенными биметаллическими контактами (рабочими электродами).

Рассмотрим процессы, происходящие в светильнике с ЭмПРА. При включении в колбе стартера зажигается разряд, который нагревает электроды из биметалла. В результате электроды замыкаются и подключают к питающей сети через дроссель спирали электродов ЛЛ. При этом тлеющий разряд в колбе лампочки-стартера гаснет.

Спирали люминесцентной лампы разогреваются, их способность испускать электроны многократно увеличивается. После остывания контактов стартера они размыкаются. В результате на электродах ЛЛ появляется импульс высокого (до 1 кВ) напряжения, создаваемого самоиндукцией дросселя.

На схеме буквами обозначены:

• А – люминесцентная лампа.
• В – сеть переменного тока.
• С – стартер.
• D – биметаллические электроды.
• Е – искрогасящий конденсатор.
• F – нити накала катодов.
• G – электромагнитный дроссель (балласт).

Высокое напряжение пробивает газовый промежуток. В колбе ЛЛ начинается разряд. При этом ртуть переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка резко падает. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, ток через лампу ограничивается дросселем с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому его называют балластом.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуПоскольку рабочее напряжение на электродах работающей лампы ниже напряжения зажигания стартера, в последующем функционировании светильника он не участвует.

Электронный

Внешне электронный балласт для люминесцентных ламп похож на электромагнитный. У него серьезные конструктивные отличия и другой принцип работы.

Как видно на фото, в электронном балласте много радиоэлементов. Рассмотрим типовую структурную схему ЭПРА и узнаем, как он работает.

Переменное сетевое напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, выпрямляется, сглаживается и подается на инвертор. Задача инвертора – обеспечить напряжение для работы ЛЛ. Сформированное инвертором напряжение через схему ограничения тока (балласт) подается на лампу. Схема запуска служит только для пуска ЛЛ. После выполнения своей функции в дальнейшей работе она не участвует.

Узлы инвертора, балласта и пуска на структурной схеме разделены условно. Часто функции балласта выполняет инвертор, дополнительно являющийся стабилизатором тока. В некоторых схемах он играет роль стартера, самостоятельно принимая решение о подогреве спиралей лампы и о подаче на них запускающего высоковольтного импульса.

Более простые схемы запуска представляют собой обычный конденсатор, образующий со спиралями и выходными дросселями колебательный контур. Последний настроен на частоту работы инвертора. Возникающий при погашенной лампе резонанс повышает напряжение на электродах лампы до единиц и даже десятков киловольт и зажигает разряд в колбе без предварительного подогрева спиралей (холодный пуск).

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуХолодный пуск сокращает срок службы ЛЛ, поскольку в таком режиме при образовании разряда из холодных катодов вырываются куски активной массы, разрушая покрытие, обеспечивающее стабильный разряд. В результате увеличивается рабочее напряжение ЛЛ и напряжение запуска. Они не в состоянии обеспечить ЭПРА.

Что даёт такая схема? Прежде всего, мерцание. Обычный электромагнитный дроссель питает лампу переменным током частотой 50 Гц. Люминофор имеет малую инерционность и в промежутках между полуволнами заметно теряет яркость свечения. В результате люминесцентная лампа заметно мерцает. Это плохо для зрения.

Особенно заметно мерцание на изношенных лампах, люминофор которых теряет свойства инерционности.

Инвертор, питающий ЛЛ, работает на частотах десятка и даже сотни кГц. При этом инерционности люминофора достаточно, чтобы «переждать» паузы между питающими импульсами без заметной потери яркости. То есть благодаря ЭПРА у люминесцентной лампы малый коэффициент пульсаций.

Далее электронная схема обеспечивает стабильным питанием лампу, даже если сетевое напряжение отличается от номинального. К примеру, ЭПРА POSVET (фото см. выше) позволяет работать ЛЛ при напряжении в сети от 195 до 242 В. У лампы, подключённой через ЭмПРА, при таких напряжениях либо сократится срок эксплуатации, либо она не запустится.

к содержанию ↑

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с. Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус. Схема электронного балласта выглядит так:

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

• для линейных ламп;
• балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Варианты схем подключения

Схему подключения люминесцентной лампы через электромагнитное пускорегулирующее устройство мы рассмотрели. Она стандартная и без вариаций. Обычно дополняется конденсатором, подключаемым параллельно светильнику. Он служит для снижения реактивной мощности, которую потребляет любая реактивная нагрузка, в том числе дроссель.

К одному дросселю можно подключить две люминесцентные лампы. При этом необходимо выполнить следующие условия:

1. ЛЛ имеют одинаковую мощность.
2. Мощность балласта равна сумме мощностей ЛЛ.
3. ЛЛ рассчитаны на рабочее напряжение 110 В (при питании от сети 220 В).
4. Стартеры рассчитаны на рабочее напряжение 110 В.

Схема подключения двух ламп к одному дросселю выглядит так (мощности дросселя 36 W  и ламп 2х18 W условные):

Важно! Для эффективной компенсации реактивной мощности необходимо подобрать конденсатор соответствующей емкости. Она зависит от мощности светильника. К примеру, для лампы 18 Вт необходим конденсатор емкостью 4.5 мкФ. В светильник с лампой 60 Вт устанавливается емкость 7 мкФ. Конденсаторы должны быть неполярными и рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 400 В. Обычно используют бумажные конденсаторы МБГО и МГП.

Поскольку электронный балласт, как правило, имеет в составе пусковое устройство, подключить к нему ЛЛ проще. Для сборки светильника понадобятся лишь провода. Самый простой пример – одна лампа, один ЭПРА.

Существуют балласты, работающие с несколькими лампами. Для примера ниже приведены схемы подключения ЭПРА на 2 ЛЛ.

Схема подключения балласта, рассчитанного на работу с четырьмя ЛЛ, выглядит так:

Универсальные приборы в зависимости от схемы включения могут работать с произвольным количеством ЛЛ разной мощности.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуВсе приведенные схемы являются общими. Каждый ЭПРА может включаться особым образом. Поэтому прежде чем взяться за монтаж, необходимо выяснить схему включения. Она есть в сопроводительной документации и, как правило, наносится на корпус прибора. Там же указана мощность ламп и диапазон питающих напряжений.
к содержанию ↑

Назначение и устройство ЭПРА

В настоящее время устаревшую аппаратуру сменили ЭПРА для люминесцентных ламп, представляющие собой электронные пускорегулирующие устройства. Они обеспечивают мгновенное включение лампы, могут работать практически с любым питающим напряжением, у них отсутствуют недостатки, характерные для старой ПРА. Люминесцентные лампы относятся к типу газоразрядных источников света. Стандартная конструкция включает в себя стеклянную трубку, наполненную инертным газом и ртутными парами, а также электроды в виде спиралей, расположенные по краям. Здесь же расположены контактные выводы, по которым поступает электрический ток.

Принцип действия таких ламп заключается в люминесценции газов, когда по ним проходит электроток. Обычного тока между электродами недостаточно, для того чтобы образовался тлеющий разряд. Поэтому спирали вначале разогреваются током, пропущенным через них, а затем происходит подача импульса с напряжением 600 В и выше.

В результате, с разогретых спиралей начинается эмитация электронов, которые совместно с высоким напряжением образуют тлеющий разряд. В дальнейшем ток и напряжение должны поддерживаться на определенном уровне, обеспечивающем нормальное функционирование лампы. По такому же принципу работают компактные или энергосберегающие люминесцентные лампы. Они отличаются от стандартных изделий только размерами и формами.

Читайте также:  Расчет искусственного освещения методом удельной мощности

Питание всех типов ламп осуществляется через пускорегулирующий аппарат, называемый также балластом. В старых изделиях применялся электромагнитный балласт или ЭмПРА. В его конструкцию входили дроссель и стартер. Данные устройства обладали низким КПД, световой поток получался пульсирующий, сопровождаемый сильным гудением. Во время работы в сети возникали серьезные помехи. В связи с этим, производители постепенно отказались от ЭмПРА и перешли на более современные и удобные электронные устройства (ЭПРА).

Конструкция электронной пускорегулирующей аппаратуры выполнена в виде платы с расположенным на ней высокочастотным преобразователем. В данных устройствах отсутствуют недостатки, характерные для ЭмПРА, поэтому работа лампы стала более устойчивой. Она обеспечивает выдачу увеличенного светового потока и служит значительно дольше.

Ремонт электронного балласта для люминесцентных ламп

Прежде чем ремонтировать балласт, убедитесь, что проблема не в самой лампе. Проверить исправность ЛЛ несложно. Для этого вынимаем ее из светильника и прозваниваем спирали катодов любым тестером в режиме измерения малых сопротивлений. Если у нас в руках так называемая КЛЛ, то для прозвонки спиралей ее придется разобрать. При проверке обеих спиралей прибор должен показать сопротивление от нескольких единиц до нескольких десятков Ом (зависит от мощности лампы).

Если хотя бы одна из спиралей не «звонится», лампа неисправна. На фото выше слева спираль исправна, справа – в обрыве. ЛЛ не работает и отремонтировать её невозможно.

Неисправность ЛЛ может заключаться в осыпании активного слоя, нанесенного на спирали, хотя они и будут звониться. При этом резко повышается напряжение пуска лампы и рабочее. Их ЭПРА обеспечить не может. Но такая неисправность не появляется мгновенно. Светильник начинает тяжело включаться, самопроизвольно перезапускаться и в результате тухнет вовсе.

Распространённые принципиальные схемы

Прежде чем перейти к ремонту, рассмотрим несколько распространённых схем электронных балластов для люминесцентных ламп. Начнём с самой простой. Она используется в светильниках небольшой мощности, включая компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Схема простого балласта люминесцентной лампы

Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом D3-D6 и сглаживается высоковольтным конденсатором С4. Пройдя через фильтр L2, С7, питает блокинг-генератор, собранный на транзисторах Q1, Q2 и трансформаторе Т1. Рабочая частота генератора обычно составляет 10-20 кГц. Импульсное напряжение, снятое с обмотки Т1, через дроссель L1 поступает на выводы катодов люминесцентной трубки LMP1. Вторые выводы катодов соединены через конденсатор С5.

После подачи на схему питания генератор запускается. Напряжение с частотой преобразования подается на катоды лампы. Пока разряда в колбе нет, напряжение проходит через спирали и С5. Емкость С5 подобрана такой, что она вместе со спиралями LMP1, дросселем L1 и обмоткой Т1 образует колебательный контур, настроенный на частоту работы генератора. В результате резонанса напряжение на катодах возрастает до 1 кВ. Происходит пробой газового промежутка в колбе – лампа запускается.

За счёт низкого сопротивления разряда в колбе конденсатор C5 шунтируется, резонанс срывается, и на электроды поступает рабочее напряжение, необходимое для ЛЛ. Ток через колбу LMP1 ограничивается дросселем L1.

Поскольку рабочая частота дросселя высока, он имеет скромные размеры по сравнению с электромагнитным балластом, функционирующим на частоте 50 Гц.

Эта схема обеспечивает холодный пуск лампы. То есть она зажигается без предварительного подогрева катодов и практически мгновенно. Это не оптимальный режим, поскольку резко сокращает срок службы ЛЛ. А теперь посмотрим на следующую схему.

В целом схема та же с аналогичным принципом работы. Сетевое напряжение выпрямляется, сглаживается и питает генератор, питающий, в свою очередь, ЛЛ. Но обратите внимание на терморезистор, подключённый параллельно пусковому конденсатору С3. Терморезистор имеет положительный ТКС (такой прибор еще называют позистором). Пока холодный, он обладает низким сопротивлением. При подаче питания на светильник позистор шунтирует С3 и резонанса не происходит – нити накала подогреваются рабочим напряжением, недостаточным для образования разряда в колбе LMP1.

Через некоторое время позистор разогревается протекающим через него током. Его сопротивление возрастает. Конденсатор С3 перестает шунтироваться, возникает резонанс. Напряжение на электродах увеличивается до 1 кВ. Происходит пробой газового промежутка в колбе – лампа запускается.

В дальнейшем при работе лампы часть тока протекает и через позистор, поддерживая его в разогретом состоянии, чтобы он не мешал работе ЛЛ. Это снижает КПД конструкции (на разогрев позистора тратится энергия), но расходы эти незначительны – сопротивление нагретого терморезистора велико, а ток через него мал. Кроме того, они оправданы многократно увеличенным сроком службы люминесцентной лампы за счёт ее «правильного» запуска.

В завершение рассмотрим более сложную и «умную» схему ЭПРА, собранную на специализированной микросхеме. Примерно о таком балласте шла речь в разделе «Варианты схем подключения». Там он позиционировался как универсальный и мог работать с произвольным количеством ЛЛ разной мощности (от 1 до 4).

Для понимания принципа его работы нам понадобятся схемы вариантов подключения ламп к этому балласту.

Работа такого балласта с ЛЛ делится на три этапа:

1. Предварительный разогрев катодов.
2. Пуск.
3. Рабочий режим.

После включения питания генератор, собранный на микросхеме D1, запускается на частоте около 65 кГц. Сигнал генератора через силовой ключ, собранный по полумостовой схеме на транзисторах VT2, VT3, подаётся на трансформатор Т2 и далее на спирали катодов ЛЛ, предварительно их разогревая.

Через опредёленное время (регулируется резистором R13) частота генератора начинает понижаться. Как только она снизится до резонансной частоты, на которую настроен контур L2С16, напряжение на катодах лампы возрастёт до 800 В. В колбе произойдёт разряд – ЛЛ запустилась. При этом на выводе 13 D1 появится напряжение, запускающее третий этап – рабочий.

Если напряжение на выводе 13 микросхемы не появилось, а на выводе 1 упало ниже 0.8 В, процесс розжига повторяется. При нескольких неудачных попытках розжига ЭПРА прекращает свою работу и отключает неисправную лампу. То же самое произойдёт при попытке запустить ЭПРА без лампы.

При удачном пуске частота генератора понижается до рабочей (устанавливается резистором R12). Ток через лампу стабилизируется и поддерживается на заданном уровне даже при значительных колебаниях величины питающего напряжения (для этой схемы – от 110 до 250 В). На элементах T1 и VT1 собран корректор активной мощности, снижающий реактивную составляющую.

Перечень неисправностей

Главным управляющим элементом любой люминесцентной лампы является пускорегулирующий балласт. Он может быть электромагнитным или электронным. В первом случае устройство включает в себя дроссель и стартер, во втором управление происходит иными компонентами.

В большинстве случаев поломка светильника связана с неисправностью электронной схемы, старением элементов или перегоранием. Любой ремонт начинается с выявления причины.

Тематическое видео: Варианты проверки лампы дневного света.

Светильник с дросселем

Для проверки светильника с дросселем можно подключит к схеме контрольную лампочку. Если:

• прибор не горит – обрыв в балласте, дроссель неисправен;
• горит ярко – межвитковое короткое замыкание в балласте;
• лампа моргает или светит недостаточно ярко – дроссель исправен.

Сам дроссель может быть иметь обрыв, замыкание разных обмоток, замыкание витков в одной обмотке или неисправность магнитопровода. Отдельно выделяют пробой на корпус.

Светильник с ЭПРА

В такой лампе проверяют саму лампу, целостность проводки, исправность патронов-держателей. Если каждый элемент исправен, надо заменить сам пускорегулирующий аппарат.

Зачастую отказывает именно он, когда перегорает транзистор, что видно невооруженным глазом. Если визуально неполадок не наблюдается, прозвоните контакты мультиметром.

В схеме слабым местом также считается низкоомный предохранитель. Иногда причина неисправности кроется в повреждении или перегорании диодного моста. Лампа в этом случае не включается.

Рекомендуем к просмотру: Ремонт светильника дневного света с ЭПРА  

Мигание лампы

Традиционные лампы накаливания перегорают за одно мгновение и неожиданно. Люминесцентные лампы изнашиваются иначе. Сначала прибор начинает моргать во время включения, что говорит об изменении химического состава газа внутри колбы. Моргание вызывает перегорание электродов.

Потемневший участок на колбе

Нередко появляются потемневшие участки с нагаром. Исправить это практически невозможно. Однако некоторые простые манипуляции могут продлить срок службы лампы.

Причина мигания — неисправность ЭмПРА или ЭПРА. Для проверки подключите новый осветительный прибор.

В некоторых случаях моргание объясняется падением напряжения в сети. В исправных приборах подобного явления быть не должно, поскольку пускорегулирующий аппарат стабилизирует напряжение.