Баластник для люминесцентных ламп
Содержание
Несмотря на широкое распространение светодиодных люстр и светильников, люминесцентные лампы не сдают свои позиции. Но такую лампу нельзя просто подключить к сети 220В. Для работы ей необходимо дополнительное устройство – баластник, или пускорегулирующий аппарат – ПРА.
Люминесцентные лампы
Зачем нужен баластник в светильнике
Люминесцентная лампа – это запаянная стеклянная трубка. Внутри неё находятся инертный газ и небольшое количество паров ртути. В концах трубки находятся нити накала из вольфрамовых спиралей. Их нагрев вызывает эмиссию электронов и облегчает появление внутри трубки тлеющего разряда.
Свет, появляющийся при этом, бледно-синий, с большим количеством ультрафиолета, поэтому внутренние стенки трубки покрыты слоем люминофора, переизлучающего ультрафиолет в видимый свет.
Интересно. Лампочки без люминофора используются в больницах при кварцевании палат и для загара.
Устройство лампы дневного света
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.
Электромагнитный баластник для люминесцентных ламп
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.
Умножитель напряжения
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.
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.
Подключение ЭПРА
Устройство электромагнитных ПРА
Схемы электронных баластников разных производителей отличаются друг от друга, но построены по одному принципу.
Блок-схема ЭПРА
Плата состоит из следующих элементов:
- фильтра, защищающего схему от помех, создаваемых другим оборудованием;
- выпрямителя, преобразующего переменное напряжение сети в постоянное, необходимое для работы схемы;
- фильтра, сглаживающего пульсации напряжения после выпрямителя;
- инвертора, питающего элементы платы;
- самого электронного баластника.
На плате есть три пары выводов или клемм: одна – для подключения 220В и две – для нитей накала.
Блок-схема ЭПРА
Принцип работы электронного баластника
Условно процесс поджига и работы люминесцентного светильника делится на три этапа:
- Разогрев нитей накала. Это необходимо для возникновения эмиссии свободных электронов, облегчающих появления разряда внутри колбы;
- Появление разряда между электродами. Это делается при помощи высоковольтного импульса;
- Стабилизация тлеющего разряда и дальнейшая работа светильника.
Эта последовательность обеспечивает плавный пуск, увеличивающий срок службы лампы и стабильную работу при низких температурах.
Принципиальная схема электронного балласта
На следующем рисунке изображена одна из распространённых принципиальных схем ЭПРА.
Принципиальная схема ЭПРА для люминесцентных ламп
Порядок её работы следующий:
- Диодный мост преобразовывает переменное напряжение сети 220В в постоянное пульсирующее. Конденсатор С2 сглаживает пульсации;
- Постоянное напряжение поступает на двухтактный полумостовой инвертор. Он собран на двух n-p-n транзистора, являющихся генераторами высокой частоты;
- Управляющий ВЧ сигнал в противофазе поступает на обмотки W1 и W2 трансформатора. Это трёхобмоточный трансформатор L1, намотанный на ферритовом магнитопроводе;
- Обмотка W3 подаёт высокое резонансное напряжение на нити накала. Оно создаёт ток, достаточный для нагрева спиралей и появления эмиссии электронов;
- Параллельно колбе включён конденсатор С4. При резонансе напряжения на нём возникает высокое напряжение, достаточное для появления разряда внутри трубки;
- Появившаяся дуга закорачивает ёмкость и прекращает резонанс напряжений. Дальнейшая работа обеспечивается токоограничивающими элементами L2 и С3.
Ремонт и замена ЭПРА
Неисправностей светильников два вида: сгоревшая лампа и неисправный блок. Лампочка подлежит замене, а неисправный электронный баластник можно отремонтировать или заменить новым.
Ремонт ЭПРА
Для того чтобы выполнить ремонт люминесцентных светильников и устранение неполадок в ЭПРА, необходимы начальные навыки ремонта электронной аппаратуры:
- Проверить и заменить предохранитель. В некоторых моделях для этого используется резистор номиналом 1-5 Ом. Вместо него припаивается кусочек тонкой проволоки;
- Производятся визуальный осмотр и проверка тестером элементов платы;
- Оценить стоимость неисправных деталей. При условии, что она ниже цены нового ЭПРА, произвести ремонт электронного балласта.
Замена электронного ПРА
Неисправный электронный дроссель меняется на новый. Это может быть готовая плата или схема из сгоревшей энергосберегающей лампочки. Используя такую плату, можно выполнить ремонт светильников с люминесцентными лампами или сделать люминесцентный светильник своими руками.
Принцип работы и запуск компактной люминесцентной лампы аналогичен обычным трубчатым ЛДС. Плата, которая находится внутри неё, без проблем управляет обычной лампой дневного света.
Как проверить плату КЛЛ:
- Разобрать пластмассовый корпус. Он состоит из двух половин, соединённых защёлками. В щель просовывается нож и проводится по кругу;
- На плате находятся четыре штырька с намотанными проволочками, расположенные парами. Это нити накала. Они прозваниваются тестером;
- Если нити целые, то поломка в плате. Проводки разматываются, и колба отсоединяется для использования с платой от другой КЛЛ;
- Если одна из нитей накала оборвана, то плата отсоединяется и подключается вместо сгоревшего электронного баластника в люминесцентный светильник. При установке её необходимо изолировать от металлического корпуса и зафиксировать клеевым пистолетом или силиконовым герметиком.
Подключение ЭПРА от КЛЛ к лампе дневного света
Использование электронных баластников в люминесцентных лампах увеличивает их срок службы и делает освещение более приятным. Это альтернатива замене таких светильников на КЛЛ.
