Схема балласта люминесцентной лампы

Устройство и виды электронного балласта для люминесцентных ламп

Электронный балласт выступает своеобразным пусковым механизмом, обеспечивающим стабильную работу люминесцентной лампы. Применение данного устройства актуально при недостаточной электрической нагрузке или при отсутствии ограничения в потреблении тока.

1. Условия для подключения, запуска и горения люминесцентной лампы
2. Основные характеристики балластов
3. Преимущества и недостатки электронного балласта
4. Рекомендации специалистов по выбору
5. Подбор балласта по производителю

Условия для подключения, запуска и горения люминесцентной лампы

Люминесцентная лампочка представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом с добавлением незначительного количества ртути. На трубке присутствуют электроды, подающие напряжение определенной величины. Формируемое электрическое поле провоцирует появление разряда и, как следствие, тока.

Продуцируемое голубоватое свечение практически неощутимо для человека, поскольку относится к невидимому цветовому диапазону. Издаваемое ультрафиолетовое излучение попадает на покрытие лампы, содержащее соединения фосфора. В результате формируются лучи, находящиеся в видимой части спектра.

При включении люминесцентной лампы наблюдается лавинообразное увеличение тока, что провоцирует снижение сопротивления. Поэтому присоединить такого потребителя напрямую к сети невозможно. Для эффективной и длительной работы лампочки необходимо предупредить перегрев электродов. Для этого используется балластник или дроссель. Он продуцирует дополнительную нагрузку, когда ее не хватает в сети, что ограничивает величину тока.

Основные характеристики балластов

ПРА – пускорегулирующие аппараты – бывают двух типов: электронные и электромагнитные.

Электромагнитные устройства

Агрегат работает благодаря индуктивному сопротивлению дросселя. Его встраивают в схему последовательно лампе.

Для включения осветительного прибора также необходим стартер. Это небольшое устройство, напоминающее лампу, из категории газоразрядных. Внутри него находятся электроды из биметалла.

Стартер подключают к прибору параллельным способом.

При наличии электромагнитного балласта люминесцентная лампа работает по следующей схеме:

1. При поступлении напряжения в стартере появляется разряд. В результате происходит разогрев электродов, вследствие чего они замыкаются.
2. Рабочий ток увеличивается в несколько раз. Этот процесс ограничивает только внутреннее сопротивление дросселя.
3. На фоне роста показателей тока разогреваются электроды лампы.
4. При остывании стартера происходит размыкание цепи.
5. Происходящие процессы приводят к появлению относительно высокого напряжения. В результате происходит «зажигание» источника внутри колбы.

Когда осветительный прибор перейдет в обычный режим работы, его напряжение будет существенно ниже сетевого, чего недостаточно для активации стартера. Поэтому он находится в разомкнутом виде и не влияет на функционирование лампы.

При наличии электромагнитных модулей на включение осветительных приборов уходит относительно много времени. В процессе эксплуатации это время постоянно увеличивается, что является существенным недостатком изделий. Такие источники света мигают в процессе работы, поэтому их не рекомендуется использовать в жилых помещениях. Также они довольно шумны и потребляют много электроэнергии.

Электронные агрегаты

Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) являются своеобразными преобразователями напряжения. В схеме устройств отсутствует стартер. Чтобы понять, что такое ЭПРА для светодиодного или люминесцентного светильника, необходимо разобрать принцип его работы.

Магнитный балласт для компактных ламп (ПРА)

Перед подачей на катоды лампы зажигающего потенциала они подвергаются нагреву. При этом высокая частота напряжения, которое поступает к устройству, увеличивает его КПД и предупреждает мерцание. Также в процесс зажигания может быть задействован колебательная цепь. Она входит в резонанс до того момента, пока в колбе лампы отсутствует разряд. Это приводит к увеличению напряжения и к росту тока, что провоцирует разогрев катодов.

Балласты для компактных ламп

Сравнительно недавно на рынке появились люминесцентные лампы, адаптированные под стандартные плафоны. Это позволяет использовать их в качестве осветительных приборов в помещениях любого назначения без замены светильников.

Балласт компактных ламп размещается внутри патрона. Поэтому их ремонт теоретически возможен, но на практике не осуществляется.

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.

Рекомендации специалистов по выбору

При приобретении балластника обращают внимание на мощность модуля. Она должна соответствовать аналогичному показателю осветительного устройства. В противном случае прибор не сможет нормально функционировать.

При покупке балласта нельзя ориентироваться только на его стоимость. Электромагнитные приборы стоят дешевле, но они менее эффективны. Высокая стоимость электронных устройств нивелируется их отличными характеристиками.

Подбор балласта по производителю

При покупке дросселя следует ориентироваться на репутацию фирмы, которая его выпускает. Изделие китайского производства не всегда сможет оправдать ожидания пользователей. Специалисты рекомендуют покупать приборы от брендов, продукция которых проверена временем и подтверждена положительными отзывами клиентов.

Качественные балласты имеют крепкий корпус, изготовленный из пластика, устойчивого к деформациям и действию критических температур. Им присвоена степень защиты IP2. Это означает, что в прибор не могут проникнуть посторонние предметы, размер которых больше 12,5 мм.

Признаком хорошего балласта в лампе называют ее плавный запуск. Между включением прибора и появлением освещения всегда присутствует небольшая пауза. При ее отсутствии схема дросселя упрощена, что снижает срок эксплуатации лампы.

Популярные электромагнитные балласты

У пользователей большой популярностью пользуются электромагнитные дроссели, изготовленные фирмой E.Next. Производитель поставляет высококачественную продукцию, которая соответствует международным стандартам. На свои изделия компания предоставляет гарантию и обеспечивает сервисную поддержку.

Не меньшим спросом пользуется продукция известного европейского производителя электрооборудования Philips. Такие изделия позиционируются как энергоэффективные и надежные. При их использовании удается правильно регулировать нагрузку, что положительно сказывается на работе ламп.

Лучшие устройства электронного типа

Дроссели электронного типа относятся к современным изделиям с оптимальными функциями. Подобную продукцию выпускает немецкая компания Osram. Стоимость балластов от данной фирмы выше китайских аналогов, но ниже в сравнении с изделиями Philips и Vossloh-Schwabe.

Модули Horos относятся к категории бюджетных. Несмотря на невысокую стоимость, они имеют оптимальное КПД, характеризуются низким энергопотреблением. При этом балласты этой фирмы повышают качество работы осветительных устройств и устраняют задержку при включении. При их использовании можно полностью забыть о мерцании осветительных приборов.

Популярность на рынке имеет продукция молодой, но перспективной компании Feron. Она предоставляет покупателям изделия европейского качества по доступным ценам. Балласты Feron предохраняют лампы от перепадов напряжения, устраняют мерцание и экономят электроэнергию. Производимое приборами освещение мягкое и равномерное.

Электронный балласт для компактной люминесцентой лампы

Люминесцентные лампы, бесспорно, нельзя назвать самым совершенным осветительным элементом. Однако во многих случаях даже они со своими весомыми несовершенствами могут оказаться незаменимыми.

На рынке имеется довольно широкое разнообразие люминесцентных ламп, которые применимы практически повсеместно.

Естественно, это породило и появление разнообразных схем подключения, требующих своих комплектующих.

Электронный балласт как раз относится к ним, и именно о нем мы поговорим в данной статье.

Устройство и общие характеристики электронного балласта для люминесцентной лампы

Электронный балласт служит для обеспечения правильной подачи тока в люминесцентную лампу. По сути, это дроссель, только несколько другой направленности.

Также изделие известно и как высокочастотный регулируемый инвертор. Балласты для запуска аналогичны дроссельным контактам.

Электронный балласт основывает свою работу на преобразовании тока из переменного в постоянный, то есть, выпрямляет его. От прочих подобных изделий балласт отличается своей компактностью и легкостью.

В отличие от того же дросселя, балласт не издает шума, что делает его куда более приоритетным устройством.

Несмотря на то, что электронный балласт, как было сказано ранее, гораздо совершеннее дросселя, он оказывает некоторое отрицательное влияние на люминесцентную лампу.

Дело в том, что от холодного запуска лампы куда быстрее выходят из строя. Потому эксперты советуют выбирать устройства с системами горячего старта. Модели представлены также и в комбинированном варианте.

Выбор того или иного варианта будет зависеть непосредственно от того, лампу какого типа необходимо подключить.

Электронные балласты для люминесцентных ламп подразделяются на две группы. Существуют одиночные и парные балласты. Каждый из них применим в определенном случае, о которых мы расскажем в разделе «Типология».

Балласты позволяют экономить электроэнергию. По данным сравнения лампы с использованием регулируемого инвертора требуют на четверть меньше питания, чем без него.

Поскольку люминесцентные лампы требуют особого подключения, неопытный мастер может испортить изделие, подключив ее не правильно. Под удар попадают стартер горячего пуска, схемы лампы. Электронный балласт направлен и на защиту лампы от сгорания этих важных ее элементов.

Если говорить об устройстве балласта, то в нем обязательно присутствует его собственный независимый стартер. Именно он обуславливает зажигание и передает напряжение.

Типология электронных балластов для люминесцентных ламп

Как было сказано выше, существуют балласты одиночные и парные. Именно возможность подключения определенного количества ламп в схему и является основным параметром для выделения классификации.

Какой балласт купить для лампы?

• Одиночный балласт отличен тем, что подходит для использования одним конкретным осветительным элементом, то есть, грубо говоря, строго для одной люминесцентной лампы.
• Парные балласты позволяют подключить в одно схему не одну, а несколько ламп с одновременно указанным уровнем яркости.

Кроме того, можно выделить группы и по осуществлению запуска лампы в работу. Существуют:

• Балласты, подразумевающие холодный запуск;
• Балласты, запускающие лампы «горячим» способом;
• Комбинированные модели, подходящие к любому типу люминесцентных ламп, в том числе и дневного света.

Правильность выбора электронного балласта того или иного типа будет зависеть от типа самой лампы.

Пользователю стоит быть внимательным к этому аспекту при выборе инвертора. В противном же случае схема просто сгорит, да и сама лампа выйдет из строя раньше положенного.

Преимущества и недостатки электронных балластов для люминесцентных ламп

В сравнении с дросселем балласты можно назвать просто совершенным устройством. Тем не менее, имеют место и быть следующие недостатки:

• Лампа с использованием балласта прослужит несколько меньший срок, чем с использованием дросселя;
• Строгий подбор устройства в соответствии с типом лампы.

Все же, стоит отметить, что такие недостатки не значительны, ведь противопоставить им можно целый ряд преимуществ:

• Отсутствие шума от устройства;
• Ликвидация мерцания света и обеспечение ровности его передачи;
• Лампа включается практически мгновенно;
• Ликвидируют опасность от скачков напряжения, «выравнивая» подачу тока;
• Наличие в схеме регулятора неисправностей, который отключает лампу самостоятельно сразу же после обнаружения неисправности;
• Миниатюрные и компактные габариты.

Словом, электронный балласт – это исключительно полезное устройство для работы с люминесцентными лампами.

Области применения электронных балластов для люминесцентных ламп

Электронный балласт присутствует в системе люминесцентной лампы в любом случае. Однако можно выделить некоторые случаи, когда именно он окажет максимальную полезность:

• Применение люминесцентной лампы в помещениях со старой проводкой и, как следствие, не редкими перепадами напряжения;
• В помещениях, гдетребуетсяровный и качественный свет (например, в производственных цехах по сборке чего-либо или других местах, где важную роль играет хорошее освещение);
• В детских учреждениях и местах массового скопления народа (балласт сам «ликвидирует» поломку, что косвенно помогает избежать возможных чрезвычайных происшествий);
• В местах с необходимостью постоянного освещения и, как следствие, высокими показателями потребления энергии (как было сказано ранее, инвертор сокращает потребление электроэнергии).

Схема подключения электронного балласта к люминесцентной лампе

Заключение

Подключить люминесцентную лампу можно и с помощью электромагнитного пускорегулирующего агрегата. Однако этот способ является настоящим пережитком прошлого, и может повлечь за собой ремонт изделия.

Потому рекомендуем отдать свое предпочтение именно электронному балласту для люминесцентных ламп.

Расскажите друзьям!

Понравилась статья? Подписывайтесь на обновления сайта по RSS, или следите за обновлениями В Контакте, Одноклассниках, Facebook, Twitter или Google Plus.

Подписывайтесь на обновления по E-Mail:

Если вы нашли неточность или у вас есть вопрос, напишите в форме комментария ниже:

Как работает электронный балласт и его схема

Если кто-то не знает, как работают люминесцентные лампы, то важным моментом здесь является электрический ток, но не в плане питания, а в плане его вида. Люминесцентные лампы работают от постоянного тока, поэтому в электрическую схему светильника устанавливается так называемый регулируемый высокочастотный инвертор или по-другому электронный балласт. По сути, это обычный выпрямитель, только от стандартного прибора его отличает небольшие размеры, а соответственно и небольшой вес. Как приятное добавление инвертор не издает шума при работе. Давайте рассмотрим в этой статье, что собой представляет электронный балласт – схема его внутренней начинки.

В первую очередь необходимо отметить тот факт, что прибор отвечает не только за выпрямление переменного тока, но и за пуск самой лампы. То есть, его можно сравнить с обычным (стандартным) дроссельным контактом. Правда, надо быть до конца откровенным и сказать, что электронный балласт для люминесцентных ламп является прибором капризным, поэтому его срок годности оставляет желать лучшего.

Разновидности и назначение

В настоящее время производители предлагают два основных типа:

• Одиночные.
• Парные.

Здесь все понятно. Одиночные предназначаются для включения одной лампы, парные для нескольких, соединенных в единую сеть. Самое важно, выбирая инвертор, необходимо учитывать общую яркость светильника в целом, потому что именно по этому показателю и подбирается балласт для люминесцентных ламп.

Итак, кроме вышеописанных функций, для чего еще необходим электронный балласт.

1. Установленный в схему инвертор должен обеспечить подачу постоянного тока, тем самым обеспечить источник света равномерным излучением без мерцания.
2. При помощи него производится быстрое включение лампы. Без него она загорится тоже, но только через несколько секунд и при работе будет обязательно гудеть.
3. Скачки напряжения – враг номер один для системы освещения. Так вот балласт сглаживает данные скачки за счет выпрямления тока в независимости от его амплитуды.
4. В схеме электронного балласта есть специальный регулятор. Он фиксирует неисправности внутри самого светильника. Если поломка обнаружена, регулятор тут же отключает источник света от подачи электрического тока.

Внимание! Многие производители в схемах используют различные детали и элементы, с помощью которых можно экономить потребляемую электроэнергию. Во многих моделях данный показатель составляет 20%. Неплохой результат.

Как работает балласт

Как уже было сказано выше, балласт для люминесцентных ламп – это практически дроссель. Поэтому данный прибор и выпрямляет электрический ток, и тут же нагревает катоды люминесцентных ламп. После чего на них поступает то количество напряжения, которое быстро включает осветительный прибор. Напряжение выставляется специальным регулятором, который установлен в схеме инвертора, именно им устанавливается диапазон напряжений. Вот почему мерцание источника света отсутствует.

В схеме также присутствует свой собственный стартер. Он отвечает за передачу напряжения и за зажигание. Когда включается лампа, на микросхеме балласта напряжение падает, соответственно снижается и сила тока. Это дает возможность найти оптимальный режим работы светильника.

В настоящее время люминесцентные светильники комплектуются двумя видами балластов:

• С плавным запуском – это так называемый холодный вариант.
• Быстрый запуск – горячий. Сюда в основном относятся дроссели ПРА.

Сегодня все больше производителей стараются найти золотую середину, так называемые комбинированные схемы (универсальные). К примеру, вот модель такого электронного балласта «ЭПРА SEA T8-18». И еще один момент, который касается доработки схемы. Считается, что нормальная яркость светового потока, который обеспечивает люминесцентная лампа, обеспечивается мощностью 200 Вт. Если мощность падает до 110 Вт, то яркость люминесцентного светильника серьезно снижается.

ЭПРА – электронный балласт для люминесцентных ламп на IR2155. Схема

Что такое ЭПРА? ЭПРА — это электронный пускорегулирующий аппарат, который является балластом для люминесцентных ламп.

По сравнению со стандартным дросселем и стартером использование схемы ЭПРА для люминесцентных ламп имеет ряд преимуществ:

1. Люминесцентная лампа ЭПРА включается сразу без предварительного мерцания.
2. Лампа питается высокочастотным напряжением, что в свою очередь снижает зрительное напряжение.
3. Продевает срок службы лампы.
4. Выше энергоэффективность (КПД).

Пожалуй, единственным недостатком является высокая цена в магазине.

Схема приведенного в данной статье электронного балласта для люминесцентных ламп построена на микросхеме IR2155, которая представляет собой драйвер МОП транзисторов (MGD) с внутренним генератором.

Несколько моментов, которые необходимо учитывать при проектировании ЭПРА:

• Частота коммутации должна быть выше 30 кГц.
• Частота переключения должна быть низкой для минимизации размеров дросселя.
• Стартовый конденсатор для ламп с током I > 300mA должен иметь емкость около 10nF

Схему балласта образно можно поделить на три части.

Первая часть является источником питания. На входе источника питания установлены входной предохранитель и NTC термистор. Это необходимо для ограничения пускового тока и защиты выпрямительных диодов. Термистор при подаче питания через некоторое время разогревается и его сопротивление падает до нуля. Термистор можно найти в любом нерабочем блоке питания компьютера.

Конденсаторы C1 и C2 вместе с дросселем Lf образуют фильтр. Эти элементы так же можно взять из БП компьютера. Значения C1 и C2 не являются критическими и могут быть в пределах 100n…470n на 250 вольт.

Далее идет стандартный выпрямительный мост на диодах 1N4007. Величина емкости фильтрующего конденсатора С3 выбирают равной 0,5мкФ — 1мкФ на каждый ватт мощности используемой лампы и рассчитанного на напряжение не менее 400В.

Сопротивление балластного резистора R1 составляет около 27к на 6 Вт. Он состоит из трех параллельно соединенных резисторов сопротивлением 82к/2Вт каждый.

Вторая часть является драйвером. Резистор R2 и конденсатор C5 образуют RC-цепь определяющую частоту работы внутреннего генератора микросхемы.

Частоту можно рассчитать следующим образом:

F = 1 / (1,4 * (R2 + 75) * C5)

К примеру, для получения частоты в 35кГц необходимо взять резистор R2 сопротивлением 36к и конденсатор C5 емкостью 560р.

Микросхема IR2155 содержит так же Hi и Lo драйвер MOSFET транзисторов. Таким образом, в схему добавлены диод D1 и конденсатор С6. Диод должен быть высокочастотным, например, FR105 или FR107. Обычные диоды здесь не подходят, такие как, например, 1N4007 и тому подобное. Конденсатор C6 емкостью 100n. Транзисторы T1 и T2 — полевые и рассчитанные на рабочее напряжение не менее 400 вольт. Я выбрал IRF740, но можно использовать и другие экземпляры: IRF840 и т.д. Элементы Rb (10 Ом) и Cb (1n на 600В) служат для уменьшения времени переключения.

Третья часть – цепь подключение лампы. Он состоит из блокирующего конденсатора 470n на 400 вольт. Значение это не является критическим и может быть в районе 100n…1000n. Дроссель Ls вместе с конденсатором Cs образуют резонансный контур. Резонанс должен быть близко к частоте возбуждения, в противном случае лампа не будет гореть. Индуктивность дросселя около 1,35mH. Дроссель намотан на катушку с сердечником EE площадью 40 мм2, его так же можно найти в БП от компьютера. Обмотка содержит 150 витков провода диаметром 0,4 мм. Немагнитный зазор должен быть около 0,8 мм.

Конденсатор Cs емкостью 15n и должны быть рассчитан, по крайней мере, на 630 вольт. Резонансная частота работы составляет 35 кГц. PTC (варистор) — является положительным термистором. В холодном состоянии его сопротивление имеет практически нулевое значение и поэтому шунтирует конденсатор Cs. При нагреве сопротивление увеличивается, и заряд на конденсаторе Cs зажигает люминесцентную лампу. PTC используется только для прогрев электродов лампы. Его, конечно же, можно не устанавливать, но с ним срок службы лампы значительно увеличивается.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что схема не сложная, все детали, за исключением IR2155, можно «добыть» из старого БП компьютера. вместо IR2155 можно применить IR2153 и IR2151.

Внимание. Элементы схемы не имеют гальванической развязки с электросетью 220 вольт. Необходимо соблюдать технику безопасности при настройке и эксплуатации устройства!

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛЛАСТ ДЛЯ ЛАМП ЛДС

Интересно то, что цена такого балласта недорога, всего 2 доллара. Для некоторых, покажется, что все-таки 2$ за балласт дороговато, но после вскрытия, оказалось, что в нем использованы компоненты в разы дороже общей цены балласта. Одна только пара мощных высоковольтных транзисторов 13009 уже стоят более доллара каждый.

Кстати, срок службы ЛДС зависит от способа запуска лампы. Из графиков видно, что холодный старт резко сокращает срок службы лампы.

Особенно в случае применения упрощенных электронных балластов, которые резко выводят ЛДС в рабочий режим. Да и способ питания лампы постоянным током также снижает срок службы. Незначительно — но всё-таки снижает. Примеры — на схемах ниже:

Простая схема электронного балласта (без микросхемы управления) почти мгновенно зажигает лампу. И для долговечности лампы это плохо. За короткое время нить накала не успевает разогреться, а высокое напряжение, приложенное между ее нитями, вырывает из нити накала требуемое количество электронов, необходимое для зажигания лампы, и этим разрушает накал, понижая его эмиссионную способность. Типовая принципиальная схема электронного балласта:

Поэтому рекомендуется выбирать белее серьёзную схему, с задержкой подачи питания (клик для увеличения):

В схеме купленного балласта особенно порадовал сетевой фильтр — чего нет в электронных трансформаторов для галогенных ламп. Фильтр оказался не простой: дроссель, варистор, предохранитель (не резистор как в ЭТ, а самый настоящий предохранитель), емкости перед и после дросселя. Дальше идет выпрямитель и два электролита — это не похоже на китайцев.

После уже идет стандартная, но в разы улучшенная схема двухтактого преобразователя. Тут сразу на глаза бросаются две вещи — теплоотводы транзисторов и применение более мощных резисторов в силовых цепях, обычно китайцам без разницы, где ток в цепи больше или меньше, они используют стандартные резисторы 0,25вт.

После генератора идут два дросселя, именно благодаря им происходит повышение напряжения, тут тоже все очень аккуратно, никаких претензий. Даже в мощных электронных трансформаторах китайские производители редко используют теплоотводы для транзисторов, но здесь как видим они есть, и не только есть, но и очень аккуратны — транзисторы прикручены через дополнительные изоляторы и через шайбы.

С обратной стороны плата тоже сияет аккуратностью монтажа, никаких острых выводов и испорченных дорожек, олово так-же не пожалели, все очень красиво и качественно.

Подключил устройство — оно отлично работает! Я уже начал думать, что сборку делали немцы, под суровым контролем, но тут вспомнил цену и почти поменял свое мнение о китайских производителях — молодцы парни, поработали на славу! Обзор подготовил АКА КАСЬЯН.

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.

1. Разновидности изделия
2. Запуск и схема подключения
3. Определяем поломки и производим ремонт

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с. Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус. Схема электронного балласта выглядит так:

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

• для линейных ламп;
• балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Схема подключения, запуск

Пускорегулирующий аппарат подключается с одной стороны к источнику питания, с другой – к осветительному элементу. Нужно предусмотреть возможность установки и крепления ЭПРА. Подключение производится в соответствии с полярностью проводов. Если планируется установить две лампы через ПРА, используется вариант параллельного соединения.

Схема будет выглядеть следующим образом:

Группа газоразрядных люминесцентных ламп не может нормально работать без пускорегулирующего аппарата. Его электронный вариант конструкции обеспечивает мягкий, но одновременно с тем и практически мгновенный запуск источника света, что дополнительно продлевает срок его службы.

Поджиг и поддержание функционирования лампы осуществляется в три этапа: прогрев электродов, появление излучения в результате высоковольтного импульса, поддержание горения осуществляется посредством постоянной подачи напряжения небольшой величины.

Определение поломки и ремонтные работы

Если наблюдаются проблемы в работе газоразрядных ламп (мерцание, отсутствие свечения), можно самостоятельно сделать ремонт. Но сначала необходимо понять, в чем заключается проблема: в балласте или осветительном элементе. Чтобы проверить работоспособность ЭПРА, из светильников удаляется линейная лампочка, электроды замыкаются, и подсоединяется обычная лампа накаливания. Если она загорелась, проблема не в пускорегулирующем аппарате.

В противном же случае нужно искать причину поломки внутри балласта. Чтобы определить неисправность люминесцентных светильников, необходимо «прозвонить» все элементы по очереди. Начинать следует с предохранителя. Если один из узлов схемы вышел из строя, необходимо заменить его аналогом. Параметры можно увидеть на сгоревшем элементе. Ремонт балласта для газоразрядных ламп предполагает необходимость использования навыков владения паяльником.

Если с предохранителем все в порядке, далее следует проверить на исправность конденсатор и диоды, которые установлены в непосредственной близости к нему. Напряжение конденсатора не должно быть ниже определенного порога (для разных элементов эта величина разнится). Если все элементы ПРА в рабочем состоянии, без видимых повреждений и прозвон также ничего не дал, осталось проверить обмотку дросселя.

В некоторых случаях проще купить новую лампу. Это целесообразно сделать в случае, когда стоимость отдельных элементов выше ожидаемого предела или при отсутствии достаточных навыков в процессе пайки.

Ремонт компактных люминесцентных ламп выполняется по сходному принципу: сначала разбирается корпус; проверяются нити накала, определяется причина поломки на плате ПРА. Часто встречаются ситуации, когда балласт полностью исправен, а нити накаливания перегорели. Починку лампы в этом случае произвести сложно. Если в доме имеется еще один сломанный источник света сходной модели, но с неповрежденным телом накала, можно совместить два изделия в одно.

Таким образом, ЭПРА представляет группу усовершенствованных аппаратов, обеспечивающих эффективную работу люминесцентных ламп. Если было замечено мерцание источника света или он и вовсе не включается, проверка балласта и его последующий ремонт позволят продлить срок службы лампочки.

Как устроены и работают ЭПРА для люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы не могут работать напрямую от сети 220В. Для их розжига нужно создать импульс высокого напряжения, а перед этим прогреть их спирали. Для этого используют пускорегулирующие аппараты. Они бывают двух типов — электромагнитные и электронные. В этой статье мы рассмотрим ЭПРА для люминесцентных ламп, что кто такое и как они работают.

Из чего состоит люминесцентная лампа и для чего нужен балласт?

Люминесцентная лампа этот газоразрядный источник света. Он состоит из колбы трубчатой формы наполненной парами ртути. По краям колбы расположены спирали. Соответственно на каждом краю колбы расположена пара контактов — это выводы спирали.

Работа такой лампы основана на люминесценции газов при протекании через него электрического тока. Но ток просто так между двумя металлическими спиралями (электродами) просто так не потечет. Для этого должен произойти разряд между ними, такой разряд называется тлеющим. Для этого спирали сначала разогревают, пропуская через них ток, а после этого между ними подают импульс высокого напряжения, 600 и более вольт. Разогретые спирали начинают эмитировать электроны и под действием высокого напряжения образуется разряд.

Если не вдаваться в подробности – то описание процесса достаточно для постановки задачи для источника питания таких ламп, он должен:

1. Разогреть спирали;

2. Сформировать зажигающий импульс;

3. Поддерживать напряжение и ток на достаточном уровне для работы лампы.

Интересно: Компактные люминесцентные лампы, которые чаще называют «энергосберегающими», имеют аналогичную структуру и требования для их работы. Единственное отличие состоит в том, что их габариты значительно уменьшены благодаря особой форме, по сути это такая же трубчатая колба, на форма не линейная, а закрученная в спиралевидную.

Устройство для питания люминесцентных ламп называется пускорегулирующим аппаратом (сокращенно ПРА), а в народе просто — балластом.

Различают два вида балласта:

1. Электромагнитный (ЭмПРА) — состоит из дросселя и стартера. Его преимущества — простота, а недостатков масса: низкий КПД, пульсации светового потока, помехи в электросети при его работе, низкий коэффициент мощности, гудение, стробоскопический эффект. Ниже вы видите его схему и внешний вид.

2. Электронные (ЭПРА) — современный источник питания для люминесцентных ламп, он представляет собой плату, на которой расположен высокочастотный преобразователь. Лишен всех перечисленных выше недостатков, благодаря чему лампы выдают больший световой поток и срок службы.

Схема ЭПРА

Типовой электронный балласт состоит из таких узлов:

2. Высокочастотный генератор выполненный на ШИМ-контроллере (в дорогих моделях) или на авто генераторный схеме с полумостовым (чаще всего) преобразователем.

3. Пусковой пороговый элемент (обычно динистор DB3 с пороговым напряжением 30В).

4. Разжигающей силовой LC-цепи.

Типовая схема изображена ниже, рассмотрим каждый из её узлов:

Переменное напряжение поступает на диодный мост, где выпрямляется и сглаживается фильтрующим конденсатором. В нормальном случае до моста устанавливают предохранитель и фильтр электромагнитных помех. Но в большинстве китайских ЭПРА нет фильтров, а ёмкость сглаживающего конденсатора ниже необходимой, от чего бывают проблемы с поджигом и работой светильника.

Совет: если вы ремонтируете ЭПРА, то прочтите статью «Как проверить диодный мост» на нашем сайте.

После этого напряжение поступает на автогенератор. Из названия понятно, что автогенератор — это схема, которая самостоятельно генерирует колебания. В этом случае она выполнена на одном или двух транзисторах, в зависимости от мощности. Транзисторы подключены к трансформатору с тремя обмотками. Обычно используются транзисторы типа MJE 13003 или MJE 13001 и подобные, в зависимости от мощности лампы.

Хоть и этот элемент называется трансформатором, но выглядит он не привычно — это ферритовое кольцо, на котором намотано три обмотки, по несколько витков каждая. Две из них управляющие, в каждой по два витка, а одна — рабочая с 9 витками. Управляющие обмотки создают импульсы включения и выключения транзисторов, соединены одним из концов с их базами.

Так как они намотаны в противофазе (начала обмоток помечены точками, обратите внимание на схеме), то импульсы управления противоположны друг другу. Поэтому транзисторы открываются по очереди, ведь если их открыть одновременно, то они просто замкнут выход диодного моста и что-нибудь из этого сгорит. Рабочая обмотка одни концом подключена к точке между транзисторами, а вторым к рабочим дросселю и конденсатору, через нее происходит питание лампы.

При протекании тока в одной из обмоток в двух других наводится ЭДС соответствующей полярности, которое и приводит к переключениям транзисторов. Автогенератор настроен на частоту выше звукового диапазона, то есть выше 20 кГц. Именно этот элемент является преобразователем постоянного тока в ток переменой частоты.

Для запуска генератора установлен динистор, он включает схему после того как напряжение на нем достигнет определённого значения. Обычно устанавливают динистор DB3, который открывается в диапазоне напряжений около 30В. Время, через которое он откроется, задается RC-цепью.

Более продвинутые варианты ЭПРА, строятся не на автогенераторной схеме, а на базе ШИМ-контроллеров. Они имеют более устойчивые характеристики. Однако, за более чем пять лет занятий электроникой мне не разу не попался такой ЭПРА, все с которыми работал, были автогенераторными.

Выше неоднократно упоминалось об LC цепи. Это дроссель, установленный последовательно со спиралью, и конденсатор, установленный параллельно лампе. По этой цепи сначала протекает ток, прогревающий спирали, а затем образуется импульс высокого напряжения на конденсаторе её зажигающий. Дроссель выполняется на Ш-образном ферритовом сердечнике.

Эти элементы подбираются так, чтобы при рабочей частоте они входили в резонанс. Так как дроссель и конденсатор установлены последовательно на этой частоте наблюдается резонанс напряжений.

При резонансе напряжений на индуктивности и ёмкости начинает сильно расти напряжение в идеализированных теоретических примерах до бесконечно большого значения, при этом ток потребляется крайне малый.

В результате мы имеем подобранные по частотам генератор и резонансный контур. По причине роста напряжения на конденсаторе происходит зажигание лампы.

Ниже изображен другой вариант схемы, как вы можете убедиться – все в принципе аналогично.

Благодаря высокой рабочей частоте удаётся достигнуть малых габаритов трансформатора и дросселя.

Для закрепления пройденной информации рассмотрим реальную плату ЭПРА, на картинке выделены основные узлы описанные выше:

А это плата от энергосберегающей лампы:

Заключение

Электронный балласт значительно улучшает процесс розжига ламп и работает без пульсаций и шума. Его схема не очень сложна и на её базе можно построить маломощный блок питания. Поэтому электронные балласты от сгоревших энергосберегаек – это отличный источник бесплатных радиодеталей.

Люминесцентные лампы с электромагнитным пускорегулирующим аппаратом запрещено использовать в производственных и бытовых помещениях. Дело в том, что у них сильные пульсации, и возможно появление стробоскопического эффекта, то есть если они будут установлены в токарной мастерской, то при определенной частоте вращения шпинделя токарного станка и другого оборудования – вам может казаться, что он неподвижен, что может вызвать травмы. С электронным балластом такого не произойдет.