Электронный балласт для люминесцентных ламп

Устройство ЭПРА

Электронный пускорегулирующий аппарат (electronic ballast) является сложным электронным устройством. В состав входят:

Фильтр помех: необходим для нивелирования влияния помех из электросети и в нее;
Выпрямитель: необходим для преобразования переменного тока в постоянный;
Опционально: корректор мощности;
Сглаживающий фильтр: служит для снижения пульсаций;
Инвертор: повышает напряжение до необходимого;
Балласт: аналог электро-магнитного дросселя.

В некоторых моделях инвертор может быть дополнен регулятором яркости. Для этого необходим внешний светорегулятор (либо ручной, либо автоматический на базе фоторезистора). Схем разработано очень много. Элементная база ЭПРА для люминесцентных ламп (лл) весьма разнообразна: от мощных полевых транзисторов в мостовой схеме при нагрузках в сотни Ватт, до микросхем-драйверов в маломощных светильниках. Но тем не менее алгоритм работы един.

В упрощенном виде подключение одной лампы дневного света выглядит так:

Схема подключения ЭПРА с одной лампой

Т.е. подключение состоит всего из двух компонентов: люминесцентного источника света и электронного балласта. С точки зрения электрика это намного проще классического подключения люминесцентного светильника при использовании электромагнитного дросселя и стартера. На клеммы N и L подается сетевое напряжение. Вывод ground – заземление. Для работы электронного балласта подключение заземляющего контакта не является обязательным и служит лишь для безопасной эксплуатации.

ЭПРА сложны и состоят из множества электронных компонентов. Человеку без инженерного образования понять схему очень сложно. К тому же не каждый электрик сможет разобраться во внутреннем устройстве.

Один из вариантов принципиальной схемы ЭПРА

Это достаточно простая схема для инженера-электроника. В упрощенном понимании работа электронного балласта выполняется следующем образом. Выпрямление производится двухполупериодным выпрямителем – диодным мостом. Сглаживание пульсаций выполняется электролитическим конденсатором, рассчитанным на напряжение выше сетевого, так как амплитудное значение синусоиды для сети переменного тока примерно в полтора раза выше сетевого (√2*220В). Остальными процессами управляет микросхема. За подачу напряжения на лампы отвечают полевые транзисторы. Далее преобразователь работает автономно, частота не изменяется.

Знание электроники позволяет создать и схему питания люминесцентной лампы от низковольтных источников. Схема получается достаточно компактна

Самое важно правильно намотать трансформатор

Принципиальная схема питания лл от низковольтного источника

Схема принципиальная

Это большая часть данного ЭПРА, дроссель и конденсатор у китайцев сюда не вошли.

Собственно добросовестно срисованная с печатной платы схема. Номинал электронных компонентов, позволяющих это сделать, определялся не только «по внешнему виду», но и при помощи замеров, с предварительным выпаиванием компонентов из платы. На схеме номинал резисторов указан в соответствии с цветовой маркировкой. Только в отношении дросселя позволил себе не разматывать имеющийся для определения количества витков, а замерил сопротивление намотанного провода (1,5 Ом при диаметре 0,4 мм) — сработало.

Первая сборка на монтажной плате. Номиналы компонентов подбирал скрупулёзно, невзирая на габариты и количество, и был вознаграждён — лампочка зажглась с первого раза. Ферритовое кольцо (10 х 6 х 4,5 мм) от энергосберегающей лампочки, его магнитная проницаемость неизвестна, диаметр провода катушек на него намотанных 0,3 мм (без изоляции). Первый пуск в обязательнейшем порядке через лампочку накаливания в 25 Вт. Если она горит а люминесцентная первоначально мигает и тухнет — увеличивайте (постепенно) номинал С4, когда всё заработало и ничего подозрительного обнаружено не было, и убрал лампу накаливания, то уменьшил его номинал до первоначального значения.

В какой-то мере ориентируясь на печатную плату первоисточника, нарисовал печатку под имеющийся подходящий корпус и электронные компоненты.

Протравил платку и собрал схему. Уже предвкушал момент, когда буду доволен собой и рад бытию. Но, схема, собранная на печатной плате отказалась работать. Пришлось вникать и заниматься подбором резисторов и конденсаторов. На момент установки ЭПРА по месту эксплуатации С4 имел ёмкость 3n5, С5 — 7n5, R4 сопротивление 6 Ом, R5 — 8 Ом, R7 — 13 Ом.

Светильник «вписался» не только в дизайн, лампа, поднятая до упора вверх, дала возможность комфортно пользоваться полочкой внутри ниши секретера. Уют в «помещении» наводил Babay.

Назначение балласта

Обязательные электрические характеристики светильника дневного света:

Потребляемый ток.
Пусковое напряжение.
Частота тока.
Коэффициент амплитуды тока.
Уровень освещённости.

Дроссель обеспечивает высокое начальное напряжение для инициирования тлеющего разряда, а затем быстро ограничивает ток для безопасного поддержания нужного уровня напряжения.

Основные функции балластного трансформатора рассматриваются далее.

Безопасность

Балласт регулирует мощность переменного тока для электродов. При прохождении переменного тока через дроссель напряжение повышается. Одновременно ограничивается сила тока, чем предотвращается короткое замыкание, которое приводит разрушению люминесцентного светильника.

Подогрев катодов

Для работы светильника необходим всплеск высокого напряжения: именно тогда происходит пробой межэлектродного промежутка, и загорается дуга. Чем холоднее лампа, тем выше необходимое напряжение. Напряжение «проталкивает» ток через аргон. Но у газа есть сопротивление, которое тем выше, чем холоднее газ. Поэтому требуется создать более высокое напряжение при максимально низких температурах.

Для этого требуется реализовать одну из двух схем:

с помощью пускового выключателя (стартёра), содержащего небольшую неоновую или аргоновую лампу мощностью 1 Вт. Она нагревает биметаллическую полосу в стартёре и облегчает инициирование газового разряда;
вольфрамовыми электродами, через которые проходит ток. При этом электроды нагреваются и ионизируют газ в трубке.

Обеспечение высокого уровня напряжения

При разрыве цепи магнитное поле прерывается, импульс высокого напряжения посылается через светильник, и возбуждается разряд. Используются следующие схемы создания высокого напряжения:

Предварительный подогрев. В этом случае электроды нагреваются до инициирования разряда. Пусковой выключатель замыкается, позволяя току протекать через каждый электрод. Переключатель стартера быстро охлаждается, размыкая переключатель и запуская напряжение питания на дуговой трубке, в результате чего и возникает разряд. Во время работы вспомогательное питание на электроды не подаётся.
Быстрый запуск. Электроды нагреваются постоянно, поэтому балластный трансформатор включает две специальные вторичные обмотки, которые обеспечивают низкое напряжение на электродах.
Мгновенный запуск. Электроды перед началом работы не нагреваются. Для устройств мгновенного пуска трансформатор обеспечивает относительно высокое пусковое напряжение. Вследствие этого разряд легко возбуждается между «холодными» электродами.

Ограничение электрического тока

Необходимость в этом возникает тогда, когда нагрузка (например, дуговой разряд) сопровождается падением напряжения на клеммах при увеличении тока.

Стабилизация процесса

К люминесцентным светильникам предъявляются два требования:

чтобы запустить источник света, для создания дуги в парах ртути необходим скачок высокого напряжения;
как только лампа запускается, газ оказывает уменьшающееся сопротивление.

Эти требования варьируются в зависимости от мощности источника.

Подключение и ремонт баластника для люминесцентных ламп

Балласт для газоразрядной лампы (люминесцентные источники света) применяется с целью обеспечения нормальных условий работы. Другое название – пускорегулирующий аппарат (ПРА). Существует два варианта: электромагнитный и электронный. Первый из них отличается рядом недостатков, например, шум, эффект мерцания люминесцентной лампы.

Второй вид балласта исключает многие минусы в работе источника света данной группы, поэтому и более популярен. Но поломки в таких приборах тоже случаются. Прежде чем выбрасывать, рекомендуется проверить элементы схемы балласта на наличие неисправностей. Вполне реально самостоятельно выполнить ремонт ЭПРА.

Классификация приборов

В люминесцентных лампах могут использоваться электромагнитные или электронные дроссели. Каждому из видов присущи определенные достоинства и недостатки.

Электромагнитные

Электромагнитный дроссель представляет собой катушку с металлическим сердечником. Для обмотки используются медный и алюминиевый провода. От их диаметра зависит нормальная работа светильника. Потери мощности устройства составляют от 10 до 50%.

Люминесцентные лампы с электромагнитными дросселями стоят недорого, не требуют дополнительной настройки. Однако электромагнитный дроссель весьма чувствителен к нестабильности электрической сети. Малейшее колебание приводит к мерцанию лампы и повышению уровня шума: светильник начинает гудеть.

Электромагнитные ПРА

Перед зажиганием лампы из-за несинхронности работы дросселя с частотой сети происходят вспышки. Они приводят к ускоренному износу ПРА.

На разогревание электромагнитного дросселя тратится четверть мощности светильника.

Электромагнитные дроссели имеют право на жизнь, они обеспечивают достаточную надежность светильников. Но сейчас их активно вытесняют электронные балласты.

Рекомендуем Вам также ознакомиться как сделать своими руками блок питания из энергосберегающей лампы.

Электронные ПРА

Электронный дроссель имеет более сложную конструкцию. В его состав входят:

Фильтр электромагнитных помех. Гасит электромагнитные импульсы самого светильника и устраняет внешние помехи – от сети.
выпрямитель: служит для преобразования тока.
Схема коррекции коэффициента мощности. Отвечает за контроль сдвига по фазе переменного тока, который проходит через нагрузку.
Фильтр сглаживающий. Снижает уровень пульсации переменного тока.
Инвертор. Отвечает за преобразование постоянного тока в переменный.
Балласт. Индукционная катушка, участвующая в накоплении энергии, подавлении помех и плавной регулировке яркости свечения.

При включении лампы ток из выпрямителя поступает на буфер конденсатора. Там происходит сглаживание частоты пульсации. Высокое напряжение попадает на инвертор и заряжает микросхемы и конденсаторы.

При достижении напряжения 5,5 В микросхема сбрасывается. Зарядка конденсатора обратной связи (компенсационной) регулируется транзисторами. Как только напряжение достигнет 12 В, система входит в следующую фазу – предварительного нагрева.

ЭПРА Navigator

Поджиг происходит при минимальном значении напряжения 600 В. Этот процесс происходит всего за 1,7 сек.

Проверка балластов люминесцентных ламп и их ремонт

Но в любом ремонте самое сложное – не сам ремонт, а диагностика. Любая диагностика начинается с проверки менее сложных и трудноустранимых причин, постепенно переходя ко все боле и более сложным. Так при поиске неисправностей в ЛДС, в первую очередь проверяется сама лампа путем замены на заведомо рабочую. Если это ни к чему не привело, следует проверить сам балласт. Самый простой способ – замкнуть между собой контакты, подключаемые к нитям накала ламп и подключить туда обычную лампу накаливания, как показано на схеме (рис. 9), а для тех кто читать схемы еще только учится, предлагаем более наглядное фото (рис. 10).

Рис.9 Схема проверки балластов люминесцентных ламп

Рис.10 Проверка балласта

Если лампа горит, значит балласт работает и причину неисправности следует искать в лампе, если же лампа не загорается, значит балласт вышел из строя. Для обнаружения неисправности первым делом стоит разобрать корпус балласта и произвести визуальный осмотр. В случае обнаружения ярко выраженных следов перегорания деталей (рис. 11), либо сильного запаха гари, чинить этот балласт смысла не имеет.

Рис.11 Следы перегорания деталей на плате электронного балласта

Если же визуально детали целые, а запаха гари нет, то стоит обратить внимание на дорожки печатной платы. При обнаружении обрыва, устраняем эту неисправность путем припаивания куска обычного изолированного провода к любой из точек каждого участка оборванной дорожки. Также стоит подключить к проверяемому балласту рабочую лампу и посмотреть в темноте на ее поведение

В случая слабого накала нитей, причина в пробое одного из конденсаторов, соединяющих нити лампы. Если все эти проверки ни к чему не привели – вышел из строя один из электронных компонентов схемы. В первую очередь обращаем внимание на диоды и предохранитель (его роль тут часто играет маломощный резистор с небольшим – до 5-ти Ом – сопротивлением). Далее проверяем транзисторы. Если все эти элементы целы, то стоит также проверить динистор (заменив его на заведомо целый). Все детали для замены и проверки можно брать из балластов компактных люминесцентных ламп – у них нередко разрушается колба, либо перегорает нить накала, оставляя целым балласт. В дополнение к сказанному выложу схемку – шпаргалку, детали, чаще всего выходящие из строя, обведены на ней красным (рис. 12). Схема, на первый взгляд, немного отличается от нашей, но принцип и детали в общих чертах одни и те же, так что серьезных затруднений в их определении не должно возникнуть

В первую очередь обращаем внимание на диоды и предохранитель (его роль тут часто играет маломощный резистор с небольшим – до 5-ти Ом – сопротивлением). Далее проверяем транзисторы

Если все эти элементы целы, то стоит также проверить динистор (заменив его на заведомо целый). Все детали для замены и проверки можно брать из балластов компактных люминесцентных ламп – у них нередко разрушается колба, либо перегорает нить накала, оставляя целым балласт. В дополнение к сказанному выложу схемку – шпаргалку, детали, чаще всего выходящие из строя, обведены на ней красным (рис. 12). Схема, на первый взгляд, немного отличается от нашей, но принцип и детали в общих чертах одни и те же, так что серьезных затруднений в их определении не должно возникнуть.

Рис.12 Наиболее уязвимые элементы электронного балласта

Пускорегулирующий аппарат электронного типа (ЭПРА)

Массово ЭПРА появились не так давно, около тридцати лет назад, в настоящее время они практически вытеснили электромагнитные устройства. Этому способствовали многочисленные преимущества перед классической схемой включения, назовем основные из них:

повышение световой отдачи ламп люминесцентного типа благодаря высокочастотному разряду;
отсутствие шума, характерного для низкочастотных электромагнитных дросселей;
снижение эффекта стробирования значительно расширило сферу применения;
отсутствие фальстарта увеличивает срок эксплуатации люминесцентных источников;
КПД может достигать 97%;
по сравнению с ПРА электромагнитного типа, энергопотребление снижено на 30%;
нет необходимости компенсировать реактивную нагрузку;
в некоторых моделях электронных устройств предусмотрено управление мощностью источника освещения, это производится регулировкой частоты в преобразователе напряжения.

ЭПЛА внешний вид и внутренне устройство Стоит также отметить: благодаря отсутствию громоздкого дросселя, стало возможным уменьшить размеры электронного балласта, что позволило разместить его в цоколе. Это существенно расширяет сферу применения, делая возможным использование в осветительных приборах вместо источников, в которых используется нить накала.

ЭПРА, размещенный в цоколе

В качестве примера приведем схему простого электронного балласта, типичную для большинства недорогих устройств.

Схема типичного ЭПРА

Перечень элементов:

номиналы резисторов: R1 и R2 -15 Ом, R3 и R4 – 2,2 Ом, R5 – 620 кОм, R6 – 1,6 Мом;
используемые конденсаторы: C1 – 47 нФ 400 В, С2 – 6800 пФ 1200 В, С3 – 2200пФ, С4 – 22 нФ, С5 – 4,7 мкФ 350 В;
диоды: VD1-VD7 – 1N400;
транзисторы: Т1 и Т2 – 13003;
диодный симистор VS – DB3.

Завершая тему ЭПРА, необходимо заметить — их существенным недостатком является относительно высокая стоимость качественных устройств. Что касается недорогих моделей, надежность таковых оставляет желать лучшего.

Проверка балластов люминесцентных ламп и их ремонт

Также стоит подключить к проверяемому балласту рабочую лампу и посмотреть в темноте на ее поведение. В случая слабого накала нитей, причина в пробое одного из конденсаторов, соединяющих нити лампы. Если все эти проверки ни к чему не привели – вышел из строя один из электронных компонентов схемы. В первую очередь обращаем внимание на диоды и предохранитель (его роль тут часто играет маломощный резистор с небольшим – до 5-ти Ом – сопротивлением). Далее проверяем транзисторы. Если все эти элементы целы, то стоит также проверить динистор (заменив его на заведомо целый). Все детали для замены и проверки можно брать из балластов компактных люминесцентных ламп – у них нередко разрушается колба, либо перегорает нить накала, оставляя целым балласт. В дополнение к сказанному выложу схемку – шпаргалку, детали, чаще всего выходящие из строя, обведены на ней красным (рис. 12). Схема, на первый взгляд, немного отличается от нашей, но принцип и детали в общих чертах одни и те же, так что серьезных затруднений в их определении не должно возникнуть.

Для чего нужен

Для нормальной работоспособности источника света, чего нельзя сказать про обычные разрядные лампы, нужен дроссель, роль которого будет заключаться в выполнении пускорегулирующей функции в люминесцентных лампах.

Такой светильник при помощи одного электроснабжения включить не получится. Для него требуется вспомогательный пускорегулирующий элемент – дроссель.Поэтому в модель включения обязательно в качестве балласта добавляют сопротивление. Роль сопротивления заключается в ограничении тока. При излишнем нагревании светильника, у дросселя срабатывает реактивное сопротивление, которое как раз и ограничивает подачу тока. Сопротивление дросселя, можно сказать, сбавляет обороты лавинообразного нарастания тепла при включении источника света в электросеть.

Дроссель является неотъемлемым элементом люминесцентного устройства, функции которого состоят в следующем:

создает безопасное и достаточное поступления тока, для дальнейшего разогрева электродов лампочки при ее включении;
за счет импульса высокого напряжения, который образуется в обмотке, появляется разряд в колбе люминесцента;
стабилизирует разряд электротока;
предоставляет бесперебойное функционирование лампы даже в ситуации периодические случающихся отклонений напряжения в сети.

Одной из важнейших характеристик дросселя является его индуктивность или индуктивное сопротивление, благодаря которому функционируют люминесцентные источники света. При покупке ограничителя необходимо внимательно ознакомиться с его техническими характеристиками, которые полностью должны отвечать характеристикам лампы.

Подключение

Электронное балластное устройство внешним видом похоже на небольшой блок с клеммами снаружи и печатной платой внутри, от типа которой зависит количество подключаемых источников света.

Принцип самостоятельного подключения одного источника света достаточно прост и не требует особых познаний:

подключение первого и второго коннектора на выходе балластного устройства к паре контактов на осветительном приборе;
подключение третьего и четвертого коннектора на выходе балластного устройства к другой паре контактов на осветительном приборе;
подача электропитания на входе.

Соединение лампы с балластным устройством

Самостоятельное подключение пары источников света осуществляется в соответствии со следующими рекомендациями:

подсоединение дросселя на разрыв в питающей нити цепи;
параллельное ведение стартера к электродам.

Соединение электронного балластного устройства, стартерных коннекторов и нитей накала обязательно должно быть последовательным.

Как показывает практика, очень удобным является замена традиционного стартера обычной кнопкой стандартного электрического звонка. При этом нажим на кнопку вызывает подачу напряжения к осветительному прибору.

Подключение через электромагнитный балласт со стартером

Самым простым, дешевым, а потому и наиболее распространенным является электромагнитный балласт. В нем применен самый обычный дроссель, рассчитанный на переменный ток с частотой 50 Гц. Одним из важных недостатков такого дросселя является смещение фазы тока относительно фазы напряжения, при котором эффективность любого электрического устройства снижается.

Схема подключения ЭПРА

В характеристиках обычно указывают не угол, на который происходит смещение, а его косинус — cosφ. Чтобы уменьшить угол расхождения и тем самым увеличить cosφ, приблизив его к единице, в пусковое устройство вводится компенсирующий конденсатор. Подключаться он может по-разному, чаще всего — по схеме параллельной компенсации.

Неотъемлемой частью данной схемы является стартер — газоразрядная лампа в миниатюре, заполненная неоном. У стартера имеются две особенности:

Объем неона в нем подобран таким образом, чтобы напряжение зажигания было выше напряжения горения основной лампы, но ниже сетевого напряжения.
Один из контактов представляет собой биметаллическую пластину, которая по достижении определенной температуры изгибается (из-за разности коэффициентов линейного расширения входящих в ее состав металлов) и при этом прикасается ко второму контакту стартера.

Стартер подключен между электродами лампы последовательно с ними, как бы в обход разрядного промежутка, то есть параллельно ему.

Подключение люминесцентных ламп через ЭПРА

Вот как работает эта схема:

При подаче напряжения на лампу газовый промежуток в стартере пробивается и возникает дуга, замыкающая цепь «дроссель — 1-й электрод — стартер — 2-й электрод». По этой цепи течет ток, величина которого ограничивается дросселем. Он заставляет греться электроды лампы, также от дугового разряда в стартере греются его электроды.
Когда биметаллический контакт стартера достаточно разогревается, он сгибается и прикасается ко второму контакту, вследствие чего ток направляется мимо стартера и тот начинает остывать.
Остыв, биметаллический контакт отсоединяется от второго контакта и из-за размыкания цепи на дросселе возникает значительный импульс напряжения. Если этот импульс возникнет в момент однонаправленной фазы сетевого напряжения, то суммарное напряжение на дросселе окажется достаточным для пробоя промежутка между электродами лампы и та включится. Вероятность такого совпадения относительно невелика, поэтому описанный цикл успевает обычно повториться несколько раз. При этом происходит характерное мигание лампы, что считается одним из недостатков светильников этого типа.

Во время повторяющихся попыток включения стартер становится источником радиочастотных помех, для подавления которых параллельно ему подключается конденсатор.

Принцип работы

Люминесцентная лампа по принципу действия приравнивается к газоразрядным источникам света, является энергосберегающей. Из стеклянной колбы откачивается воздух и помещается инертный газ с капелькой ртути 30 мг. В противоположные стороны встроены спиральные электроды, напоминающие нить накаливания. Эти электроды припаяны с обеих сторон к двум контактным ножкам, помещенным в диэлектрические пластины. Трубка изнутри покрыта слоем люминофора. Длина, диаметр и форма колбы могут быть разными, внутреннее строение от этого не меняется.

Строение люминесцентной лампы

Включение ЛЛ происходит с помощью пускорегулирующей аппаратуры – электромагнитной или электронной. Электромагнитная пускорегулирующая аппаратура (ЭмПРА) включает в себя главный элемент – дроссель.

Электромеханический дроссель

Это балластное сопротивление в виде катушки индуктивности с металлическим сердечником, последовательно соединенное с ЛДС. Дроссель поддерживает равномерность разряда и корректирует ток при необходимости. В миг включения светильника дроссель сдерживает пусковой ток, пока спиральные нити не разогреются, далее выдает пиковое напряжение от самоиндукции, зажигающее лампу.

Схема люминесцентного светильника с ЭмПРА

Предъявляемые к балластному сопротивлению требования:

минимальные потери мощности;
малые вес и размер;
отсутствие гула;
температура накала не выше 600 градусов по Цельсию.

Другой значимый элемент ЭмПРА – стартер тлеющего разряда.

Стартер тлеющего разряда

Во время включения светильника в стартере возникает разряд тока, накаляющий биметаллические контакты. Они замыкаются, увеличивая ток в цепи светильника, что ведет к разогреву электродов. Далее биметаллический контакт стартера остывает и размыкает цепь. В этот миг балласт (дроссель) выдает высоковольтный импульс на электроды. Между ними возникает дуговой разряд, вызывающий ультрафиолетовое излучение. От этого люминофор на поверхности колбы светится в видимом для человека спектре.

Электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА) используется в светильниках нового поколения, увеличивает срок службы лампы и повышает КПД. В режиме свечения уровень напряжения на электродах допускает работу ЛЛ с перегоревшими спиралями, что невозможно при ЭмПРА. В схеме ЭПРА исключается использование стартеров.

Схема подключения электронного балласта

Электронные балласты достаточно дорогие и сложны для ремонта своими силами, поэтому имеет место широкое применение электромеханических дросселей.

Электронный балласт

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.

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).

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.

Все о ПРА – электромагнитном пускорегулирующем аппарате

1. Общее описание электромагнитных ПРА :

Электромагнитныe ПРА для трубчатых люминесцентных и компактных люминесцентных ламп внутреннего применения. Иногда их называют: дроссель для ламп дневного света. Класс защиты от поражения электрическим током — I, степень защиты от воздействия от окружающей среды — IP 20. Применяется для двухламповых светильников. Простой монтаж и подключение.

магазины,
офисные центры,
гостиницы,
промышленные помещения.

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель), подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами электромагнитного дросселя для ламп дневного света является его простота и дешевизна. Недостатки электромагнитного балласта — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск пра (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом. Электромагнитный дроссель также может издавать низкочастотный гул.

Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

Регламентирующие нормативные документы для электромагнитных ПРА

DIN VDE 0100 Предписание по устройству силовых электроустановок с номинальным напряжением ДО 1000 В
EN 60598-1 Осветительные приборы — часть 1: Общие требования и испытания
EN 61347-1 Устройства управления для ламп — часть 1: Общие требования и требования безопасности
ЕN 61 347-2-8 Устройства управления для ламп — часть 2-8: Особые требования к электромагнитным ПРА для люминесцентных ламп.
ЕN 60921 ПРА для трубчатых люминесцентных ламп. Требования к рабочим характеристикам.
ЕN 50294 Методы измерения общей потребляемой мощности соединения ПРА – лампа.
ЕN 61000-3-2 Электромагнитная совместимость. Предельно допустимые токи высших гармоник в питающей сети.
ЕN 61547 Осветительные приборы и системы общего назначения. — Требования к электромагнитной совместимости и устойчивости к электромагнитным помехам.

З. Общие данные ПРА

Электромагнитные (индуктивные) ПРА

являются активными компонентами, которые совместно со стартерами нагревают электроды ламп, обеспечивают напряжение зажигания и стабилизируют ток лампы в течение ее работы. Для компенсации реактивного тока необходимы конденсаторы последовательного или параллельного соединения.

При установке в светильники нужно обращать внимание на напряжение и частоту сети, габаритные размеры и температурные пределы, а также возможное генерирование шумов. Электромагнитные ПРА

Электромагнитные ПРА

оптимизированы в отношении к их магнитным полям и магнитным нагрузкам так, чтобы они обычно не ощущались. Поскольку магнитные колебания могут воздействовать в зависимости от конструкции светильников на другие области, то нужно учитывать при проектировании светильников.