Незважаючи на підвищення попиту на світлодіодні джерела світла, люмінесцентні лампи все ще залишаються на піку популярності. Багато в чому це пояснюється відносно невисокою ціною освітлювального пристрою і пускорегулюючий апарату (далі ПРА), необхідного для його роботи. Розглянемо функціональне призначення і принцип роботи останніх.

Основні функції

Люмінесцентні джерела світла не представляється можливим безпосередньо включити в електричну мережу. На це є такі причини:

  • щоб створити стійкий розряд в лампі люмінесцентного типу, необхідно попередньо розігріти її електроди і подати на них стартовий імпульс;
  • оскільки джерела світла газоразрядного типу мають негативним диференціальним опором, для них характерно після виходу в робочий режим зростання сили струму. Його необхідно обмежувати, щоб не допустити виходу джерела світла з ладу.

Виходячи з описаних вище причин, необхідно використовувати ПРА.

ПРА електромагнітного типу

Принцип роботи

Розглянемо принцип роботи електромагнітного дроселя на прикладі типової схеми підключення для ламп газорозрядних типу.

Типова схема підключення

На схемі позначені:

  • EL - лампа газоразрядного (люмінесцентного) типу;
  • SF - стартер, він являє собою пристрій складається з колби, наповненої інертним газом, всередині неї знаходяться контакти з біметалу. Паралельно до колби встановлено конденсатор;
  • LL -дроссель (електромагнітний);
  • спіралі лампи (1 і 2);
  • C - конденсатор (компенсує реактивну потужність), його ємність залежить від потужності лампи, нижче показана таблиця відповідності.
Потужність газоразрядного джерела (Вт)Ємність конденсатора (мкФ)
154, 50
184, 50
304, 50
364, 50
587, 00

Зустрічаються пристрої, в схемах яких відсутня компенсуючий конденсатор, це неприпустимо, оскільки реактивна навантаження призводить до наступних негативних наслідків:

  • відбувається збільшення споживаної потужності, що призводить до підвищеної витрати електроенергії;
  • істотно скорочується ресурс обладнання.

Тепер перейдемо безпосередньо до принципу роботи, наведеної вище типової схеми. Умовно її можна розділити на наступні етапи:

  • при підключенні до електромережі, через ланцюг дросель «LL» - спіраль «1» - стартер «SF» - спіраль «2» починає проходити струм, сила якого від 40 до 50 мА;
  • під впливом цього процесу в колбі стартера іонізується інертний газ, що призводить до підвищення сили струму і розігріву біметалевих контактів;
  • нагріті електроди в стартері замикаються, це викликає різке підвищення сили струму, приблизно до 600 мА. Подальший його зростання обмежує індуктивність дроселя;
  • за рахунок збільшення сили струму в ланцюзі відбувається розігрів спіралей (1 і 2), в результаті чого ними випромінюються електрони, розігрівається газова суміш, що призводить до розряду;
  • під впливом розряду виникає ультрафіолетове випромінювання, яке потрапляє на покриття з люмінофора. В результаті він світиться в видимому діапазоні;
  • коли джерело світла «запалюється», його опір зменшується, відповідно, знижується напруга на дроселі (до 110 В);
  • контакти стартера остигають і розмикаються.

тандемне підключення

Нижче показана схема, де дві лампи люмінесцентного типу включені послідовно.

Схема тандемного підключення

Принцип роботи у представленої схеми не відрізняється від типового підключення, єдина різниця - в параметрах стартерів. При дволамповому підключенні застосовуються стартери, у яких «пробивну» напругу 110 В (тип S2), для однолампових - 220 В (тип S10).

Стартери S10 і S2 на 220 і 110 В відповідно

Особливості дроселів електромагнітного типу

Говорячи про особливості електромагнітних ПРА, необхідно зауважити, що єдині переваги цих пристроїв - відносно невисока ціна, проста експлуатація та нескладний монтаж. Недоліків у класичної схеми підключення значно більше:

  • наявність громіздкого і «галасливого» дроселя;
  • стартери, на жаль, не відрізняються надійністю;
  • наявність ефекту стробирования (лампа мерехтить з частотою 50 Гц) викликає підвищену стомлюваність у людини, що призводить до зниження його працездатності;
  • при поламаних стартерах проявляється фальстарт, тобто лампа, перед тим як «запалитися», кілька разів блимає, це знижує робочий ресурс джерела світла;
  • приблизно близько 25% потужності витрачається на електромагнітний баласт, в результаті істотно знижується ККД.

Використання електронного ПРА дозволяє позбутися від більшості з перерахованих вище недоліків.

Пускорегулюючі апарати електронного типу (ЕПРА)

Масово ЕПРА з'явилися не так давно, близько тридцяти років тому, в даний час вони практично витіснили електромагнітні пристрої. Цьому сприяли численні переваги перед класичною схемою включення, назвемо основні з них:

  • підвищення світлової віддачі ламп люмінесцентного типу завдяки високочастотному розряду;
  • відсутність шуму, характерного для низькочастотних електромагнітних дроселів;
  • зниження ефекту стробирования значно розширило сферу застосування;
  • відсутність фальстарту збільшує термін експлуатації люмінесцентних джерел;
  • ККД може досягати 97%;
  • в порівнянні з ПРА електромагнітного типу, енергоспоживання знижене на 30%;
  • немає необхідності компенсувати реактивну навантаження;
  • в деяких моделях електронних пристроїв передбачено управління потужністю джерела освітлення, це проводиться регулюванням частоти в перетворювачі напруги.
Еплан зовнішній вигляд і внутрішній устрій

Варто також відзначити: завдяки відсутності громіздкого дроселя, стало можливим зменшити розміри електронного баласту, що дозволило розмістити його в цоколі. Це істотно розширює сферу застосування, роблячи можливим використання в освітлювальних приладах замість джерел, в яких використовується нитка розжарення.

ЕПРА, розміщений в цоколі

Як приклад наведемо схему простого електронного баласту, типову для більшості недорогих пристроїв.

Схема типового ЕПРА

Перелік елементів:

  • номінали резисторів: R1 і R2 -15 Ом, R3 і R4 - 2, 2 Ом, R5 - 620 кОм, R6 - 1, 6 Мом;
  • використовувані конденсатори: C1 - 47 нФ 400 В, С2 - 6800 пФ 1200 В, С3 - 2200пф, С4 - 22 нФ, С5 - 4, 7 мкФ 350 В;
  • діоди: VD1-VD7 - 1N400;
  • транзистори: Т1 і Т2 - 13003;
  • діодний симистор VS - DB3.

Завершуючи тему ЕПРА, необхідно зауважити - їх істотним недоліком є ​​відносно висока вартість якісних пристроїв. Що стосується недорогих моделей, надійність таких залишає бажати кращого.

Підключення без баласту

При необхідності газорозрядні джерела світла можливо включити в мережу живлення без електромагнітного або електронного баласту. Схема такого включення показана нижче.

Бездросельною спосіб підключення

Для реалізації такого підключення знадобиться:

  • лампа люмінесцентного типу - 40 Вт і розжарювання - 60 Вт (остання буде працювати як баластні опір);
  • два конденсатора 0, 47 мкФ 400 В (грають роль умножителя);
  • діодний міст КЦ404А або аналогічний, можна використовувати чотири діода, розрахованих під струм не менше 1 А і зворотне імпульсна напруга 600 В.

Дана схема програє за своїми параметрами підключення за допомогою електромагнітного дроселя і ЕПРА. Вона наведена для ознайомлення.

Категорія:

Будівництво