- Основні функції
- Принцип роботи
- тандемне підключення
- Особливості дроселів електромагнітного типу
- Пускорегулюючі апарати електронного типу (ЕПРА)
- Підключення без баласту
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
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.
Принцип роботи
Розглянемо принцип роботи електромагнітного дроселя на прикладі типової схеми підключення для ламп газорозрядних типу.
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) |
| 15 | 4, 50 |
| 18 | 4, 50 |
| 30 | 4, 50 |
| 36 | 4, 50 |
| 58 | 7, 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.
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).
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.
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.
Як приклад наведемо схему простого електронного баласту, типову для більшості недорогих пристроїв.
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.
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.