Устройство электронного балласта для люминесцентных ламп. Что такое электронный балласт для люминесцентных ламп и его виды

Электронный балласт для люминесцентных ламп — принцип работы, схемы

Электронный балласт для люминесцентных ламп — принцип работы, схемы

Для чего нужен балласт?

Ток в газовом разряде растет лавинообразно, что приводит к резкому падению сопротивления. Для того чтобы электроды люминесцентной лампы не вышли из строя от перегрева, последовательно включается дополнительная нагрузка, ограничивающая величину тока, так называемый балластник. Иногда для его обозначения употребляют термин дроссель.

Используются два вида балластников: электромагнитный и электронный. Электромагнитный балласт имеет классическую, трансформаторную комплектацию: медный провод, металлические пластины. В электронных балластниках (electronic ballast) применяются электронные компоненты: диоды, динисторы, транзисторы, микросхемы.

Лампы накаливания
Лампы накаливания

Для первоначального поджига (пуска) разряда в лампе в электромагнитных устройствах дополнительно используется пусковое устройство – стартер. В электронном варианте балластника эта функция реализована в рамках единой электрической схемы. Устройство получается легким, компактным и объединяется единым термином – электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Массовое применение ЭПРА для люминесцентных ламп обусловлено следующими достоинствами:

  • эти аппараты компактны, имеют небольшой вес;
  • лампы включаются быстро, но при этом плавно;
  • отсутствие мерцания и шума от вибрации, поскольку ЭПРА работает на высокой частоте (десятки кГц) в отличие от электромагнитных, работающих от сетевого напряжения с частотой 50 Гц;
  • снижением тепловых потерь;
  • электронный балласт для люминесцентных ламп имеет значение коэффициента мощности до 0,95;
  • наличие нескольких, проверенных видов защиты, которые повышают безопасность использования и продлевают срок службы.

Ремонт люминесцентных ламп своими руками: конструкция, схема

Все больше и больше в эксплуатации у населения становится компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), в обиходе называемых энергосберегающими. Но, поскольку рынок наводнен относительно дешевой продукцией низкого качества, некоторые экземпляры не отрабатывают заявленный производителем срок службы. В итоге экономия получается призрачной: затраченные на покупку лампы деньги не оправдывают себя. Даже правильная эксплуатация КЛЛ не дает гарантии, что она прослужит долго.

Иногда поломанная лампа подлежит ремонту. Детали для замены можно взять из другой КЛЛ или купить в магазине радиотоваров. Это окажется дешевле, чем приобретать новую лампу.

Преимущества и недостатки электронного балласта

Электронный пускорегулирующий аппарат имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • Запуск лампы с электрическим балластом происходит очень быстро – на протяжении 1 секунды после включения.
  • ЭПРА генерирует частоту 38-50 кГц. Поэтому лампы с электронным балластом лишены таких негативных моментов, как мерцание и искажение изображения.
  • Срок службы приборов с электронным ПРА увеличивается в два раза.

Преимуществом электронного балласта для люминесцентных ламп называют простую схему его подключения. Также подобное устройство относится к категории энергоэффективных. При этом его КПД составляет 95%, что является довольно хорошим показателем.

Электронные балласты для ламп дневного света стоят дороже своих электромагнитных аналогов. Также их недостатком называют большую вероятность выхода из строя при скачках напряжения.

Схемы электронных балластов для люминесцентных ламп

ЭПРА – это электронная плата, начиненная электронными компонентами. Принципиальная схема включения (Рис. 1) и один из вариантов схемы балласта (Рис. 2) приведены на рисунках.

Люминесцентная лампа, С1 и С2 - конденсаторы
Люминесцентная лампа, С1 и С2 – конденсаторыЭлектрическая схема ЭПРА
Электрическая схема ЭПРА

Электронные балласты могут иметь разное схемотехническое решение в зависимости от примененных комплектующих. Выпрямление напряжения производится диодами VD4–VD7 и далее фильтруется конденсатором C1. После подачи напряжения начинается зарядка конденсатора С4. При уровне 30 В пробивается динистор CD1 и открывается транзистор T2, затем включается в работу автогенератор на транзисторах T1, T2 и трансформаторе TR1. Резонансная частота последовательного контура из конденсаторов С2, С3, дросселя L1 и генератора близки по величине (45–50 кГц). Режим резонанса необходим для устойчивой работы схемы. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет величины пуска, лампа зажигается. При этом снижается регулирующая частота генератора и напряжения, а дроссель ограничивает ток.

Фото внутреннего устройства ЭПРА
Фото внутреннего устройства ЭПРАФото типового устройства ЭПРА
Фото типового устройства ЭПРА

Ремонт ЭПРА


В случае отсутствия возможности быстрой замены вышедшего из строя ЭПРА можно попытаться отремонтировать балластник самостоятельно. Для этого выбираем следующую последовательность действий для устранения неисправности:

  • для начала проверяется целостность предохранителя. Эта поломка часто встречается из-за перегрузки (перенапряжения) в сети 220 вольт;
  • далее производится визуальный осмотр электронных компонентов: диодов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, трансформаторов, дросселей;
  • в случае обнаружения характерного почернения детали или платы ремонт производится с помощью замены на исправный элемент. Как проверить своими руками неисправный диод или транзистор, имея в наличии обычный мультиметр, хорошо известно любому пользователю с техническим образованием;
  • может оказаться, что стоимость деталей для замены будет выше или сопоставима со стоимостью нового ЭПРА. В таком случае лучше не тратить время на ремонт, а подобрать близкую по параметрам замену.

Люминесцентные лампы и комплектующие к ним

Люминесцентные лампы — одни из самых надежных, долговечных и экономически выгодных видов ламп. Другие их преимущества — невысокая температура нагрева во время эксплуатации, повышенная световая отдача. Замена люминесцентными лампами традиционных ламп накаливания дает ощутимую выгоду за счет экономии электроэнергии.

Люминесцентные лампы относятся к типу газоразрядных источников света. Основным источником оптического излучения в люминесцентных лампах является разряд в газе, который после преобразования покрытием люминофора превращается в видимый свет.

Наиболее распространены ртутные люминесцентные лампы, в которых в парах ртути происходит разряд, излучающий в ультрафиолетовом спектре.

Люминесцентные лампы необходимо утилизировать установленным образом.



На данный момент существует огромный выбор форм, длины и размеров люминесцентных ламп, который удовлетворит любым запросам к комплектации систем освещения самых разных помещений.

Люминесцентные трубчатые лампы (линейные) выполнены в форме прямой трубки.

Диаметр трубки обозначается так называемым Т-размером. После буквы Т идет значение диаметра в восьмых частях дюйма. Например, существуют люминесцентные лампы Т4, Т5, Т8 и т.д. То есть, маркировка T8 обозначает размер в 26 мм, а T12 — в 38 мм. Буква G указывает на тип цоколя. Буква W – на ваттность. Так, например, люминесцентная лампа 8W G5 расшифровывается как лампа на 8 ватт, тип цоколя – G5.

Подключение люминесцентных ламп необходимо производить с помощью пуско-регулирующих устройств (балластов). Пускорегулирующая аппаратура (ПРА) для люминесцентных ламп также помогает избавиться от мерцания и гула, увеличивает экономичность. Существуют балласты двух типов — электромагнитный балласт (дроссель) и электронный балласт (ЭПРА). С электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы должен применяется пускатель (стартер). Также для подключения линейных люминесцентных ламп используются такие вспомогательные элементы как ламподержатели (патроны), стартеродержатели (патроны для стартера) и держатели для ламп (клипсы).

Самые распространенные причины неисправностей ЛЛ с электромагнитным балластом

Выделяют следующие проблемы:

  1. Отказ стартера. Признаки: светильник не включается, колба светится только по краям, светится стартер, но лампа не запускается, ЛЛ мигает стробоскопом. Решение: замена. На заметку! Проверить стартер на работоспособность можно с помощью обыкновенной лампы накаливания с патроном. Подключите один провод от патрона в розетку, а другой через стартер. С исправным стартером лампа «Ильича» должна работать. См. рисунок ниже. Проверка работоспособности стартера ЛЛ
    Проверка работоспособности стартера ЛЛ
  2. Отказ ЛЛ. Признаки: черные края колбы, мигание ЛЛ стробоскопом, слабое свечение, светильник не работает. Решение: замена. Совет! Часто дешевые светильники не включаются из-за потери контакта в ламподержателях. Из-за высокой температуры они плавятся. Поэтому можно отделаться лишь заменой гнезда или восстановлением контакта с лампой/стартером.
  3. Отказ дросселя. Признаки: сразу бросаются в глаза почернение обмотки и расплавленные клеммы. Проверить состояние дросселя своими руками можно с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления. У исправного оно составляет 30-40 Ом. Если мультиметр показывает меньше, дроссель закорочен, и его лучше заменить.

Электронный ПРА (балласт). Принцип работы.

Преимущества электронных ПРА



Электронный ПРА — балласт, спасающий лампу. В статье, ниже рассмотрим принцип построения, работу и элементную базу электронных балластов.

Электромагнитный ПРА (дроссель-стартер) имеет массу недостат­ков: надоедливое жужжание, непроизвольные вспышки и частое мерца­ние, исходящие от светильников использующих ЛЛ.

Основным и единственным его преимуществом является его деше­визна. Но за низкой ценой дросселя и стартера скрываются высокие экс­плуатационные расходы и масса неприятных факторов, влияющих на здоровье людей.

Директивой Европейской комиссии №2000/55/ЕС предписан запрет на продажу и применение электромагнитных ПРА с целью ускорения повсеместного внедрения ЭПРА (электронных балластов) в странах Евросоюза. В США от использования электромагнитных балластов отказались еще раньше.

Директива комиссии ЕС о запрещении использования электромаг­нитных ПРА, возможно с некоторой задержкой, но неизбежно окажет влияние на принятие аналогичных решений и в России. Отрадным выгля­дит опыт Белоруссии. Там уже разработаны и сегодня действуют новые СНиППы, запрещающие устанавливать ПРА (стартеры и дроссели) в дошкольных и школьных учреждениях, учебных заведениях и больницах, а также на предприятиях, где требуется качественное освещение.

Бурное развитие электронной промышленности позволило создать электронный ПРА, обеспечивший совершенно новое качество работы люминесцентных ламп и светильников.

Широкое использование электронных ПРА (они же ЭПРА, они же электронные балласты) связано с рядом их существенных преимуществ по сравнению с электромагнитными ПРА. Разделим их на четыре группы.

Группа 1— влияние на здоровье:

  • приятный немерцающий свет без стробоскопических эффектов и отсутствие шума благодаря работе в диапазоне 30—100 кГц;
  • слабое электромагнитное поле.

Группа 2— комфортность:

  • надежное и быстрое (без мигания) зажигание ламп;
  • стабильность освещения независимо от колебаний сетевого напря­жения;
  • возможность регулировки светового потока;
  • отключение по истечении срока службы лампы.

Группа 3 — экономичность:

  • высокое качество потребляемой электроэнергии — близкий к еди­нице коэффициент мощности благодаря потреблению синусои­дального тока с нулевым фазовым сдвигом (при использовании ак­тивного корректора мощности);
  • уменьшенное на 20 % энергопотребление (при сохранении свето­вого потока) за счет повышения светоотдачи лампы на повышен­ной частоте и более высокий КПД ЭПРА по сравнению с классиче­скими электромагнитным ПРА;
  • увеличенный на 50 % срок службы ламп благодаря щадящему ре­жиму работы и пуска;
  • снижение эксплуатационных расходов за счет сокращения числа заменяемых ламп и отсутствия необходимости замены стартеров;
  • дополнительное энергосбережение до 70 % при работе в системах управления светом.

Читать еще:  Как скручивать провода

Группа 4 — экологичность:

  • меньшее количество отходов ламп (на 30 %) за счет увеличения срока службы ЛЛ.

Основные направления развития ПРА

В настоящее время ассортимент ЭПРА насчитывает десятки типораз­меров, отличающихся количеством и мощностью используемых с ними ламп, наличием или отсутствием возможности регулирования свето­вого потока, характером включения ламп (с предварительным прогре­вом электродов или без него), наличием функции защиты аппарата и электросети от возможных аварийных ситуаций. При всем кажущемся многообразии схемные решения современных ЭПРА ведущих мировых производителей, в принципе, одинаковы (рис. 3.12).

Одной из ведущих компаний в разработке и производстве кон­троллеров для управляющего каскада остается Int. Rectifier, США. Однако последнее время серьезную конкуренцию им оказывают компании THOMSON и PHILIPS.


OSRAM и TRIDONIC для уменьшения номенклатуры изделий при­ступили к выпуску унифицированных ЭПРА, предназначенных не для одного типа ламп, а для всей серии ламп различной мощности. Аппараты Quicktronic-Multiwatt от OSRAM могут работать с люминесцентными лампами 17 типоразмеров мощностью от 18 до 64 Вт и позволяют соз­давать более 100 комбинаций из линейных, компактных или кольцевых ламп. Но эти ЭПРА не обеспечивают плавное регулирование мощности ламп.


Серьезные разработки ведутся на пути создания систем управле­ния освещенности, которые действительно решают задачи повышения комфортности и экономии электроэнергии. Австрийская компания TRIDONIC продвигает на рынок так называемые управляемые ЭПРА, позволяющие управлять мощностью светового потока. К примеру, аппараты серии EXCEL позволяют управлять мощностью ламп любым из четырех способов: простым кнопочным включением, с помощью дат­чика освещенности, цифровых сигналов стандарта DSI и цифрового сиг­нала стандарта DALI.

Использование ЭПРА с датчиками освещенности, присутствия и вре­мени позволяет сэкономить до 70 % электроэнергии, расходуемой на освещение. Учитывая, что доля люминесцентных светильников адми­нистративных помещений составляет до 50 % от общего энергопотре­бления в этих помещениях, внедрение систем управления освещением позволяет сэкономить десятки киловат-часов в год. На текущий момент эти системы весьма дороги и широкого применения не находят.

Электрические параметры ЭПРА

Электрические параметры ЭПРА различных фирм практически одинаковы:

  • КПД — от 80 до 90%;
  • коэффициент мощности — не ниже 0,98;
  • широкий диапазон напряжений питания.

Отечественные электронные ПРА

В линейке ЭПРА имеются аппараты с холодным пуском (не более пяти включений в день) и с предварительным прогревом электродов (с неограниченным включением в день).

Относительно производства ЭПРА в России следует заметить, что хорошие схемные решения время от времени предлагали компании «Элекс-Электро» (г. Александров), «Трансвит» (г. Великий Новгород), «Ситэл» (г. Москва), «Орбита» (г. Саранск) и др.

Однако на сегодняшний день пока ни одной из российских ком­паний не удалось наладить стабильное производство качествен­ного и конкурентоспособного продукта. Причины этого кроются в отсутствии финансирования, низкой квалификации рабочего пер­сонала, а также в неспособности создания процесса производства в целом. Заслуживает внимания, пожалуй, только одна компания — ОАО «ЭНЭФ»(Беларусь). Ее ассортиментная линейка состоит из 117 видов ЭПРА (включая ЭПРА для ламп Т5 и регулируемые балласты).

Несомненно, ведущие западные компании-производители ЭПРА, хорошо понимая перспективы российского рынка, предлагают широкий выбор этих изделий. Уже несколько лет назад отметились своим при­сутствием в нашей стране компании OSRAM, HELVAR, TRIDONIC, VOSLOH SCHWABE, PHILIPS и др.

Сегодня ни у кого не вызывает сомнения, что в ближайшие 3—5 лет ЭПРА полностью вытеснят с рынка неэкономичные и вредные для здо­ровья электромагнитные балласты. Кстати, многие, кто умеет считать деньги и ценят свое здоровье и здоровье других, уже давно поменяли в используемых светильниках стартеры и дроссели на современные ЭПРА.

Структурная схема электронного балласта

Рассмотрим принцип работы простого электронного балласта на при­мере микросхемы IR2153. На структурной схеме электронного балласта (см рис. ниже) точка «А» подключается с помощью ключей Кл1 и Кл2 то к напряжению питания (Un = 4-310 В), то к общему проводу. Ключи, пере­заряжая конденсатор, образуют переносное напряжение. В результате в точке «А» возникают однополярные высокочастотные импульсы напря­жения (частота коммутации обычно находится в пределах 30—100 кГц), которые, во-первых, зажигают лампу, а, во-вторых, не дают газу деиони-зироваться (отсутствие мерцания).


Примечание

При таком методе пуска и управления полностью исключен фальстарт, поскольку лампа гарантированно коммутируется на постоянное напряжение, провалы которого принципиально отсутствуют. Сокращаются размеры индуктивного эле­мента. Регулировкой скважности (или фазы) импульсов комму­тации можно добиться изменения яркости свечения.

Как зажечь лампу?

Чтобы зажечь лампу, нужно разогреть ее электроды. Поскольку в схеме электронного балласта отсутствует стартер, необходимо каким-то образом первоначально замкнуть силовую цепь, чтобы протекающий ток разогрел электроды, а затем схему пуска отключить.

В лампах небольшой мощности (единицы ватт) первоначальное замы­кание цепи можно осуществить при помощи конденсатора С. Однако этот путь достаточно противоречив, поскольку для разогрева жела­тельно иметь как можно большее значение емкости, в то время как для возникновения хорошего резонансного эффекта выбирать эту емкость слишком большой нельзя.

Читать еще:  Как отремонтировать диодную лампочку

Разработчики поступили следующим образом. Они включили парал­лельно конденсатору термистор с положительным температурным коэф­фициентом РТС— позистор. В холодном состоянии сопротивление позистора мало, и ток разогревает электроды лампы. Вместе с электро­дами разогревается и позистор.


При определенной температуре сопротивление позистора резко повышается, цепь разрывается, и индуктивный выброс зажигает лампу. Позистор шунтируется низким сопротивлением горящей лампы. Использование позистора позволяет лампе зажигаться плавно и снижает износ электродов, что продлевает срок службы лампы до 20 тыс. ч.

Существует также метод предварительного прогрева катодов (более прогрессивный), заключающийся в том, что при прогреве частота драй­вера выше резонансной частоты питания лампы. В результате лампа сна­чала прогревается и только после того, как частота драйвера снижается до резонансной, — поджигается.

Микросхемы управления балластами

Наиболее дешевые (китайско-польские) электронные балласты рабо­тают в автогенераторном режиме и собираются из дискретных элемен­тов. Отсюда наличие нескольких сложных намоточных элементов — трансформаторов, большие габариты печатных плат, низкая надеж­ность, сложность настройки.

Ведущие фирмы-разработчики выпускают довольно широкий пере­чень микросхем управления балластами. Существуют как микросхемы, требующие наличия внешних силовых транзисторов, так и модифика­ции, в которых силовые ключи интегрированы в один корпус со схемой управления. Такие балласты довольно миниатюрны.

Совсем недавно появилось новое поколение микросхем управле­ния электронными балластами, обладающее многими сервисными и защитными функциями. К сожалению, отечественные разработки микросхем управления электронными балластами находятся в зача­точном состоянии; поэтому приходится рассказывать лишь о том, как преуспели на этом рынке зарубежные фирмы-производители силовой электроники.

Фирма International Rectifier производит микро­схемы IR2156, IR2157, IR2159, IR2166, IR2167, IR2520, требующие внеш­них силовых транзисторов, и микросхемы IR5xHxx с интегрированными силовыми ключами.

Фирма STMicroelectronics производит микро­схемы L6569, L6571, L6574.

Фирма Motorola — МС2151, MPIC2151, MC33157DW. Фирма Unitrode (Texas Instilments) — UC3871, UC3872. Фирма PHILIPS — UBA2014, UBA2021, UBA2024.


Микросхемы имеют в своем составе:

  • цепь управления затвором верхнего ключевого транзистора с вольтдобавкой;
  • схему защиты от сквозных токов (защитная пауза 1,2 мкс);
  • узлы стабилизации внутреннего питания;
  • схему защиты от пониженного напряжения сети.

Кроме того, новое поколение микросхем MC33157DW, L6574, UBA2021, UBA2024, IR2157, IR2159, IR2166, IR2167, IR2520 реализует:

  • возможность установки времени прогрева накальных электродов;
  • возможность установки скорости зажигания лампы за счет введе­ния плавающей задающей частоты;
  • возможность установки задержки включения силовых ключей;
  • дополнительную защиту от незажигания лампы и включение за­щитного режима в момент ее отказа;
  • защиту при перегорании накальных электродов и контроль нали­чия вставленной лампы;
  • защиту от зажигания на частоте ниже резонансной;
  • защиту от падения сетевого напряжения;
  • автоматический перезапуск при кратковременном пропадании се­тевого напряжения;
  • защиту от перегрева кристалла.

Добавлю, что микросхема IR2159 является диммером — умеет регу­лировать яркость лампы (фазовый метод регулировки).

Микросхемы IR2166, IR2167 имеют встроенный корректор коэффи­циента мощности.

Программы для проектирования электронных балластов

Для упрощения и ускорения проектирования новых поколений элек­тронных балластов (IR2156, IR2157, IR2159, IR2166, IR2167) к лампам разной мощности и типов разработаны как детальные рекомендации Reference Designs, так и ПО САПР IRPLBDA4 (International Rectifier Lighting Ballast Design Software v.3), обеспечивающее почти полную автоматизацию проектирования вплоть до перечня элементов схемы. САПР сегодня поддерживает 36 типов ламп и 7 различных конфигураций балласта, а также дает возможность добавлять новые. Более чем 20 параметров, включая частоту, напряже­ние, ток и номиналы компонентов, выбираются пользователем. О про­ектировании с помощью этой программы будет рассказано в следующей статье:

Схема простого электронного балласта на IR53HD420

Источник: Давиденко Ю. Н. 500 схем для радиолюбителей. Современная схемотехника в осве­щении. Эффективное электропитание люминисцентных, галогенных ламп, светодиодов, элементов «Умного дома»

Принцип действия

Электронный балласт для люминесцентных ламп схема 36w получает питание при 50 — 60 Гц. Сначала он преобразует напряжение переменного тока в постоянный. После этого фильтрация этого постоянного напряжения осуществляется с помощью конфигурации конденсатора. Теперь отфильтрованное напряжение подается на каскад высокочастотных колебаний, они обычно представляют собой прямоугольные волны, а диапазон частот составляет от 20 кГц до 80 кГц.


Принцип ЭБ

Следовательно, выходной ток имеет очень высокую частоту. Небольшая индуктивность обеспечена, чтобы быть связанной с высокой скоростью изменения тока на большой частоте. Как правило, более 400 В требуется для запуска процесса газового разряда в свете люминесцентных светильников. Когда переключатель включен, начальное напряжение на лампе становится равным 1000 В из-за высокого значения, следовательно, разряд газа происходит мгновенно.

Как только процесс разрядки начат, напряжение на светильнике падает с 230 В до 125 В, балласт для ламп позволяет ограниченному току течь через нее. Это управление напряжением и током осуществляется блоком управления ЭБ. В рабочем состоянии люминесцентного светильника ЭБ действует, как диммер для ограничения тока и напряжения.

Простейший ЭБ использует общий принцип выпрямления входной мощности и сглаживания формы волны, пропуская его через простой фильтр, такой как электролитический конденсатор. Схемы электронных балластов для люминесцентных ламп демонстрируют принцип их работы.


Схема построения электронного балласта

Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный сигнал. Первым шагом является выпрямление входной мощности, а затем сигнал прерывается для увеличения частоты. Этот тип балластов работает от 20 до 60 кГц. Другие типы, такие как магнитные балласты, обычно работают на частоте линии, которая составляет около 50-60 Гц. Они страдают от таких проблем, как мерцание и жужжащий звук, который иногда создает неудобства для окружающих.

Вам это будет интересно  Особенности энергосберегающих ламп

Обоснование увеличения частоты в ЭБ заключается в том, что эффективность лампы быстро возрастает при изменении частоты от 1 кГц до 20 кГц, а затем постепенно повышается до 60 кГц. По мере того как рабочая частота устройства увеличивается, величина тока, необходимого для создания такого же количества света, уменьшается по сравнению с линейной частотой. Таким образом, повышая эффективность лампы.


График эффективности лампы

Важно! Повышенная производительность на более высоких частотах заключается в том, что период времени цикла переменного тока становится короче, чем время релаксации между последовательной ионизацией и деионизацией газа переменным током. Таким образом, плотность ионизации в лампе поддерживается практически постоянной вблизи оптимальных условий работы в течение всего периода переменного тока. Следовательно, он действует как омический резистор, который увеличивает коэффициент мощности. В то время как на низких частотах плотность ионизации колеблется больше относительно оптимального уровня, вызывая плохие средние условия разряда.

Плюсы и минусы

Подводя итоги, можно сказать, что, как и любое электронное изделие, электронный пускатель обладает достоинствами и недостатками.

Плюсы

  • Больший срок эксплуатации люминесцентной лампы.
  • Больший КПД, меньшие потери (как минимум, отсутствует постоянное перемагничивание сердечника дросселя). Экономия до 30 процентов.
  • Нет реактивных выбросов в сеть питания. Не создают помехи другой аппаратуре.
  • Отсутствие мерцания при пуске и эффекта стробирования при работе.
  • Автоматика отключается при выходе лампы из строя.
  • Плавный прогрев электродов.
  • Стабильный световой поток при скачках напряжения.
  • Возможность работы и на постоянном токе (не все модели).
  • Имеют защиту от короткого замыкания.
  • Отсутствие характерного шума.
  • Возможен запуск ламп при низких температурах окружающей среды.

Минусы

  • Некачественные, дешевые ЭПРА – недолговечны.
  • Главный недостаток – цена (они окупаются со временем).
  • Часть моделей не совместимы со светодиодными аналогами люминесцентных ламп.

ЭПРА для компактных ЛДС

Сравнительно недавно стали широко использоваться в быту люминесцентные энергосберегающие лампы, адаптированные под стандартные патроны для простых ламп накаливания – Е27, Е14, Е40. В этих устройствах электронные балласты находятся внутри патрона, поэтому ремонт этих ЭПРА теоретически возможен, но на практике проще купить новую лампу.

На фото показан пример такой лампы марки OSRAM, мощностью 21 ватт. Следует заметить, что в настоящее время позиции этой инновационной технологии постепенно занимают аналогичные лампы со светодиодными источниками. Полупроводниковая технология, непрерывно совершенствуясь, позволяет быстрыми темпами достигнуть цены на ЛДС, стоимость которых остается практически неизменной.

Лампа OSRAM с цоколем E27
Лампа OSRAM с цоколем E27

Основные неисправности

Как правило, причиной вышедшего из строя осветительного прибора могут стать разлады в схеме регулирующего запуск аппарата, а также износ деталей и перегорание лампы. Если грамотно определить причины поломки, то можно произвести самостоятельный ремонт прибора освещения.

Как правильно выбрать

Перед тем как выбрать устройство для ламп освещения обращают внимание на такие характеристики:

  • Тип, мощность и количество ламп в схеме освещения. В листе спецификаций для электронного флуоресцентного балласта будет указано, какие типы и конфигурации светильников предназначены для работы балласта.
  • Тип запуска — мгновенный или запрограммированный. Если система освещения характеризуется частым переключением из-за датчиков присутствия или других факторов, выбирают «запрограммированный запуск». В противном случае — «мгновенный», который является лучшим выбором.
  • Балластный фактор. Обычный балластный коэффициент (от 0,77 до 1,1) является значением по умолчанию для большинства общего освещения. Низкий балластный коэффициент ({amp}lt;0,77) может быть наиболее подходящим балластным фактором для применений, где полная световая мощность светильников не требуется, тогда он уместен как способ экономии энергии.
  • Высокий балластный коэффициент ({amp}gt; 1.1) полезен, когда целью является увеличение световой мощности для таких помещений, как склады или крупные розничные магазины. В этом случае пользователь получит примерно 10% увеличение светового потока по сравнению с номинальной освещенностью прибора.
  • Входное напряжение. Некоторые ЭБ обеспечивают универсальное напряжение, другие удельное. В любом случае, проверяют требования к входному напряжению — 120/277/347 В.
  • Минимальная начальная температура. Листы спецификации балласта включают температуры, которые будут варьироваться в зависимости от типа светильника, управляемой балластом. Например, ЭБ может показывать минимальную начальную температуру с −17 С до  30 С. Очевидно, что вариации довольно значительные. Поэтому при выборе ЭБ исходят из минимальной и максимальной температуры воздуха в помещении.
  • Нормальная схема подключение — параллель. Это позволяет другим светильникам оставаться зажженными, даже если одна лампа в приборе гаснет.
  • Контроль анти-стратификации: страты — это нежелательные яркие и тусклые области, которые могут образовывать структуру стоячей волны по всей длине светильника. Полоски более вероятны, когда лампа работает при низких температурах. Производители разработали способы минимизации этих зон и часто ссылаются на функцию защиты от зачистки в спецификации на ЭБ.
  • Оценка звука. ЭБ с рейтингом «А» будет тихо гудеть, с рейтингом «D» вызовет ярко выраженный шум. Важность оценки звука зависит от назначения помещений.
  • В библиотеках устанавливают ЛЛ с максимально тихим балластом, в то время как этот параметр, не так важен для складов.
  • Светодиодный переход: у некоторых производителей ЭБ есть списки мгновенных и запрограммированных стартовых балластов, которые они называют «LED Ready».
  • Гарантия производителя.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Обзор основных типов ламп какие виды лампочек бывают как выбрать лучшую

Что представляет собой балласт

Балласт для ЛДС (ламп дневного света) относится к категории пускорегулирующих устройств, которые используются в качестве ограничителя тока. Необходимость в них возникает, если электрической нагрузки недостаточно для эффективного ограничения потребляемого тока.

В качестве примера можно привести обычный источник света, относящийся к категории газоразрядных. Он представляет собой устройство, у которого отрицательное сопротивление.

В зависимости от реализации, балласт может представлять собой:

  • обычное сопротивление ;
  • емкость (обладающую реактивным сопротивлением), а также дроссель;
  • аналоговые и цифровые схемы.

Рассмотрим варианты реализации, получившие наибольшее распространение.

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.

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.

ЭмПРА

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):

Схема светильника

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.

Устройство и принцип работы балласта для люминесцентных ламп

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

схема ЭПРА для двух ламп

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

Схема подключения балласта

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

Универсальный балласт

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.Устройство и принцип работы балласта для люминесцентных ламп
к содержанию ↑

Подключение через современный электронный балласт

Люминесцентные лампы T8

Лампы T8 имеют диаметр стеклянной колбы 26 мм. Широко используемые лампы T10 и T12 имеют диаметры 31,7 и 38 мм соответственно. Для светильников обычно применяют ЛДС мощностью 18 Вт. Лампы T8 не теряют работоспособности при скачках питающего напряжения, но при понижении напряжения более чем на 10% зажигание лампы не гарантируется. Температура окружающего воздуха также влияет на надежность работы ЛДС T8. При минусовых температурах снижается световой поток, и могут происходить сбои в зажигании ламп. Лампы T8 имеют срок службы от 9 000 до 12 000 часов.

Back To Top