Подключение лампы дневного света

В большинстве лампочек колба выполнена в форме цилиндра. Встречаются более сложные геометрические формы. По торцам лампы имеются электроды, напоминающие по конструкции спирали лампочек накаливания. Электроды изготовлены из вольфрама и припаяны к находящимся с наружной стороны штырькам. На эти штырьки подается напряжение.

Внутри люминесцентной лампы создана газовая среда, которая характеризуется отрицательным сопротивлением, что проявляется при уменьшении напряжении между находящимися напротив друг друга электродами.

В схеме включения лампы используется дроссель (балластник). Его задача — образовать значительный импульс напряжения, за счет которого включится лампочка. В комплект входит стартер, представляющий лампу тлеющего разряда с парой электродов в инертной газовой среде. Один из электродов представляет собой биметаллическую пластину. В выключенном состоянии электроды люминесцентной лампочки разомкнуты.

На рисунке внизу изображена схема работы люминесцентной лампы.

Особенности люминесцентных светильников

Устройство люминесцентной лампы

Чтобы понять, каким образом осуществляется подключение люминесцентных ламп, требуется понять принцип их работы. Внешне они выглядят как стеклянные цилиндры, воздух в которых полностью заменен инертным газом, находящимся под небольшим давлением. Здесь же находится небольшое количество паров ртути, способных ускорять ионизацию – движение электронов.

С двух сторон цилиндра расположены электроды. Между ними находится вольфрамовая спираль, покрытая оксидами веществ, способных при пропускании тока и нагреве легко перемещаться на довольно большие расстояния, создавая ультрафиолетовое излучение (УФ).

Но, так как этот вид излучения невидим, его преобразуют с помощью люминофора (особого состава на основе галофосфата кальция, которым покрыты стенки цилиндра), способного поглощать УФ, взамен выделяя видимые лучи света. Именно от вида люминофора зависит цвет освещения.

После включения устройства и перехода в рабочее состояние сила тока в нем может возрастать за счет падения сопротивления газов. Если не ограничить этот процесс, оно может быстро сгореть.

Для снижения силы тока используют дроссели (ограничители) – винтоспиральные катушки индуктивности, дающие дополнительную нагрузку и способные сдвигать фазу переменного тока и поддерживать желаемую мощность на весь период включения. Ограничительные устройства имеют и иное название: балласты или ПРА (пускорегулирующие аппараты).

Электронный пускорегулирующий аппарат

Более совершенными видами балласта являются электронные механизмы (ЭПРА), принцип работы которых будет описан в следующей главе. Для запуска разряда используется пусковое устройство, называемоестартером.

Варианты схем подключения

Лампы дневного света требуют установки в цепочку устройства для запуска. Существует множество схем для включения люминесцентных ламп, отличающихся по цене и используемым деталям. Чтобы понять принцип работы, перед выбором необходимо изучить все.

С использованием электромагнитного баланса – ЭмПРА

Главный элемент электромагнитного баланса – дроссель (своеобразный клапан), его мощность должна быть равна мощности светильника. Клапан при замыкании электродов ограничивает ток, создает уровень вольтажа, требуемый для пробоя инертного газа, поддерживает уровень разряда.

Кроме дросселя к цепочке подсоединяется стартер (неоновый источник света), питающийся от электросети сети с переменным напряжением. Его предназначение – включение прибора освещения. Для погашения искр и повышения качества неонового импульса в пускатель устанавливается небольшой конденсатор.

Справка! Стартер можно заменить кнопкой. Для включения ее нужно нажать, после запуска светильника можно отпустить.

Пускатель подключается к контактам осветительного прибора параллельно. К свободным контактам подсоединяется дроссель, к питающим контактам – конденсатор, защищающий от помех сети и компенсирующий реактивную мощность.

Работа схемы ЭмПРА:

• после включения ток поступает (через дроссель) на нить накаливания, потом уходит через пускатель;
• контакты стартера и нить разогреваются;
• ток после соединения контактов пускателя увеличивается до 3-х раз;
• резкий скачек ускоряет разогрев электродов;
• прибор загорается, контакты пускателя размыкаются.

ЭмПРА – надежное и проверенное временем оборудование, простое в использовании и обладающее доступной ценой. Но эти приборы тяжелые, для включения светильника требуется 3 секунды, дроссель достаточно шумный, потребляет сравнительно большое количество энергии, эффективность работы снижается при минусовой температуре, светильник мерцает, что оказывает отрицательное воздействие на глаза.

Две трубки и два дросселя

Для подключения прибора с двумя лампами требуются 2 дросселя-клапана и 2 стартера.

Порядок подсоединения параллельно:

• параллельное присоединение к лампам стартеров;
• присоединение через конденсатор фазы к входу клапана;
• параллельное подключение лампочек к дросселю;
• соединение контактов, оставшихся свободными, с нулем.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

При необходимости в подключении двух люминесцентных ламп к одному дросселю необходимо к торцевым штырям источников света подключить параллельно стартеры. Свободные контакты последовательно присоединяются к сети через дроссель. К лампочкам параллельно подключаются конденсаторы. Их предназначение – компенсация реактивной мощности и защита от помех, создаваемых электросетью.

Электронный балласт

ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат) считается самым удобным оборудованием для создания электрической схемы подключения люминесцентного светильника. Чаще всего помещается в цоколь и преобразует частоту 50Гц в 20-60 кГц, предотвращая мерцание.

Внешне ЭПРА – это небольшой блок, оснащенный клеммами. Детали, размещенные внутри, припаяны к печатной плате. Параметры деталей подбираются так, чтобы осветительный прибор загорался быстро. Несмотря на отсутствие пускателя больше ничего для работы осветительного прибора покупать не нужно.

Монтаж упрощает схема на обратной стороне блока. По ней можно определить, для какого количества лампочек прибор предназначен, какие технические характеристики у них должны быть. Два контакта ЭПРА присоединяются к одной из пар контактов лампочки, два остальных – к другой паре. К входу подключается питание.

Преимущества схемы ЭПРА:

• плавное включение благодаря бережному подогреву электродов;
• возможность использования при минусовых температурах;
• небольшие размеры;
• небольшой вес;
• надежность;
• низкое потребление энергии;
• способность подстроиться под характеристики источника света;
• увеличение срока эксплуатации осветительных приборов.

Внимание! К освети тельным приборам с ЭПРА можно подключать диммеры.

Через некоторое время после начала эксплуатации люминесцентным лампочкам необходимо повышение напряжения при включении. ЭПРА подстраивается под новые параметры и обеспечивает высокое качество освещения.

Использование умножителей напряжения

Умножитель напряжения – это одна (или несколько) цепочек, состоящих из конденсатора и диода. В период, когда диод открыт, конденсатор заряжается до установленного уровня, поэтому способен питать нагрузку. Если ее нет, накопленное напряжение сохраняется, диод больше не открывается, ток от источника питания ему не требуется.

При подключении люминесцентной лампочки напряжение в умножителе может превышать 1 кВ. Если его достаточно для запуска, источник света зажигается. Во время работы напряжение примерно 100 В, умножитель выполняет роль выпрямителя.

Подобные схемы люминесцентных осветительных приборов с конденсатором не подогревают катоды, не обеспечивают импульсы и синусоидальность тока, поэтому функциональность источника света снижается, он быстро выходит из строя. Чтобы собрать подобное устройство, требуется конденсатор с емкостью, достаточной для работы в бытовой электросети. Обязательно нужно включить в схему редуктор, ограничивающий ток в процессе розжига. Он потребляет примерно 1/6 от мощности лампочки, что требует устройства системы охлаждения.

Умножитель напряжения может включить люминесцентный источник света без дросселя-клапана и стартера, но используется только с целью продлить срок службы сгоревших светильников.

Эта схема работает даже в том случае, если нити накала уже сгорели, так как выводы замыкаются между собой.

Диоды можно выбрать любые, единственное условие – обратное напряжение от 1000 В и ток, равный потребляемому источником света (не менее 0,5 А). Для конденсаторов напряжение такое же, емкость 1-2 мкФ.

Внимание! Эту схему не желательно использовать в жилых помещениях, мастерских или гаражах из-за высокого коэффициента мерцания.

Клапан и пускатель не требуется, если роль балласта выполняет лампочка накаливания или плата от компактного люминесцентного осветительного прибора (аналог ЭПРА небольшого формата).

Подключение без стартера

Задача стартера – продлить время разогрева. Но он служит не долго, поэтому приходится решать проблему, как подключить лампу дневного света без этого элемента. Чаще всего стартер заменяется кнопкой, позволяющей сначала замкнуть цепь, а через 3 секунды разомкнуть.

Последовательное подключение двух лампочек

Существуют светильники, конструкция которых требует подключения 2-х лампочек последовательно.

Порядок последовательного соединения:

• параллельное присоединение к лампам стартеров;
• подключение фазы (через конденсатор) к входу дросселя;
• последовательное подключение к сети (через дроссель-клапан) ламп;
• соединение контактов, оставшихся свободными, с нулем.

Стартеры нужно купить на 127 В.

Еще один вариант соединения

Существует еще и немного другая подходящая схема:

Другой вариант соединения

Здесь также используется стандартный источник света с мощностью, примерно равной лампе дневного света. При этом само устройство должно подключаться в сети питания через выпрямитель. Его собирают по классической схеме, применяемый для удвоения напряжения: VD1, VD2, С1 и С2.
Данный вариант соединения происходит следующим образом:

• в момент включения внутри стеклянной колбы отсутствует разряд;
• далее на нее падает удвоенное напряжение сети. Благодаря этому происходит зажигание света;
• активация устройства происходит без предварительного подогрева катодов;
• после запуска в работу электроцепи включается токоограничивающая лампа (HL1);
• в тоже время HL2 происходит установление рабочего напряжения и тока. В результате лампа накаливания будет светиться еле-еле.

Чтобы запуск был надежным, нужно подключить фазный вывод сети к токоограничивающей лампе HL1.
Кроме данного способа, можно использовать и другие вариации стандартной схемы включения.

Электрооборудование, свет, освещение

Лампы дневного света давно и прочно вошли в нашу жизнь, а сейчас приобретают наибольшую популярность, так как электроэнергия постоянно дорожает и использование обычных ламп накаливания становится довольно дорогим удовольствием. А энергосберегающие компактные лампы не всем могут быть по карману, да и современные люстры требуют большого их количества, что ставит под сомнение экономию средств. Именно поэтому в современных квартирах устанавливается все больше люминесцентных ламп.

Содержание

1. Устройство люминесцентных ламп
2. Принцип работы лампы дневного света
3. Как подключить лампу дневного света?
4. Как проверить лампу дневного света?

Устройство люминесцентных ламп

Чтобы понять, как работает лампа дневного света, следует немного изучить ее устройство. Лампа состоит из тонкой стеклянной цилиндрической колбы, которая может иметь различный диаметр и форму.

Лампы могут быть:

• прямые;
• кольцевые;
• U-образные;
• компактные (с цоколем Е14 и Е27).

Хоть они все отличаются по внешнему виду объединяет их одно: все они имеют внутри электроды, люминесцентное покрытие и закачанный инертный газ, в котором находятся пары ртути. Электроды представляют собой небольшие спирали, которые раскаляются на короткий промежуток времени и зажигают газ, благодаря которому люминофор, нанесенный на стенки лампы, начинает светиться. Так как спирали для розжига имеют маленький размер, то стандартное напряжение, имеющееся в домашней электросети, для них не подходит. Для этого применяют специальные приборы – дроссели, которые ограничивают силу тока до номинального значения, благодаря индуктивному сопротивлению. Также, чтобы спираль разогревалась кратковременно и не перегорела, используют еще один элемент – стартер, который после зажигания газа в трубках лампы, отключает накал электродов.

Принцип работы лампы дневного света

На клеммы собранной схемы подается напряжение 220В, которое проходит через дроссель на первую спираль лампы, далее переходит на стартер, который срабатывает и пропускает ток на вторую спираль, подключенную к сетевой клемме. Наглядно это видно на схеме, представленной ниже:

Зачастую на входных клеммах устанавливают конденсатор, играющий роль сетевого фильтра. Именно его работе часть реактивной мощности, вырабатываемой дросселем, гасится, и лампа потребляет меньше электроэнергии.

Как подключить лампу дневного света?

Схема подключения люминесцентных ламп, приведенная выше, является простейшей и предназначена для розжига одной лампы. Для того, чтобы выполнить подключение двух ламп дневного света, необходимо немного изменить схему, действуя по тому же принципу последовательного соединения всех элементов, так, как показано ниже:

В данном случае используется два стартера, по одному на каждую лампу. При подключении двух ламп к одному дросселю следует учитывать его номинальную мощность, которая указана на его корпусе. Например, если он имеет мощность 40 Вт, то к нему можно подключить две одинаковые лампы, имеющие нагрузку не более 20 Вт.

Существуют также и схема подключения лампы дневного света без использования стартеров. Благодаря использованию электронных балластных устройств розжиг ламп происходит мгновенно, без характерного «моргания» со стартерными схемами управления.

Подключить лампу к таким устройствам очень просто: на их корпусе расписана детальная информация и схематически показано, какие контакты лампы необходимо соединить с соответствующими клеммами. Но чтобы было совсем понятно, как выполнить подключение лампы дневного света к электронному балласту, нужно взглянуть на простую схему:

Преимуществом данного подключения является отсутствие дополнительных элементов, необходимых для стартерных схем управления лампами. К тому же, с упрощением схемы увеличивается надежность работы светильника, так как исключаются дополнительные соединения проводов со стартерами, которые являются еще и довольно ненадежными устройствами.

Ниже приведена схема подключения к электронному балласту двух люминесцентных ламп.

Как правило, в комплекте с электронным балластным устройством уже имеются все необходимые провода для сборки схемы, поэтому нет необходимости что-то придумывать и нести дополнительные расходы для покупки недостающих элементов.

Как проверить лампу дневного света?

Если лампа перестала зажигаться, то вероятной причиной ее неисправности может быть обрыв вольфрамовой нити, которая разогревает газ, заставляя светиться люминофор. В процессе работы вольфрам постепенно испаряется, оседая на стенках лампы. При этом на краях стеклянной колбы появляется темный налет, предупреждающий о том, что скоро лампа может выйти из строя.

Как проверить целостность вольфрамовой нити? Очень просто, необходимо взять обычный тестер, которым можно измерить сопротивление проводника и прикоснуться к выводным концам лампы щупами.

Прибор показывает сопротивление 9,9 Ом, что красноречиво говорит нам, что нить цела.

Проверяя вторую пару электродов, тестер показывает полный ноль, эта сторона имеет обрыв нити и поэтому лампа не хочет зажигаться.

Обрыв спирали происходит от того, что со временем нить истончается и постепенно возрастает напряжение, проходящее через нее. Благодаря повышению напряжения выходит из строя стартер – это видно по характерному «морганию» ламп. После замены сгоревших ламп и стартеров схема должна работать без наладки.

Если включение ламп дневного света сопровождается посторонними звуками или слышен запах гари, следует немедленно обесточить светильник и проверить работоспособность всех его элементов. Имеется вероятность того, что на клеммных соединениях образовалась слабина и греется подключение проводов. Кроме этого, дроссель, если изготовлен некачественно, может иметь витковое замыкание обмоток и, как следствие, выход из строя ламп дневного света.

Устройство электронного балласта

Как видно из принципиальной схемы, пускатель в виде электронного баласта является своеобразным преобразователем напряжения. Миниатюрный инвертор преобразует постоянный ток в переменный высокой частоты. Этот ток подается на электроды-нагреватели. Интенсивность нагревания этих электродов повышается. Включение преобразователя сделано так, что на первых этапах частота тока имеет высокую частоту. Сама люминесцентная лампа включена в контур, у которого резонансная частота меньше, чем начальная частота преобразователя. B дальнейшем частота уменьшается, a напряжение, a напряжение на колебательном контуре и на лампе растет, в результате чего контур начинает приближаться к резонированию. Одновременно увеличивается степень нагрева электродов. Это приводит к созданию условий возникновения разряда в газовой смеси и люминофорное покрытие колбы начинает светиться.

Электронный балласт составляется таким образом, чтобы регулирующее устройство могло подстраиваться под те характеристики, которые имеет люминесцентная лампа. Это дает возможность сохранять изначальные световые характеристики осветительного прибора в течение продолжительного времени. По мере износа люминесцентные лампы требуют все большего напряжения для достижения момента начального разряда. Электронный балласт самостоятельно подстраивается под произошедшие изменения и качество освещения остается прежним.

По сравнению с дроссельным, электронный балласт имет несколько достоинств:

• он обеспечивает большую экономичность при эксплуатации;
• дает возможность создать условия для бережного нагревания электродов;
• обеспечивает плавное включение лампы;
• использование электронного баланса дает возможность преодолеть такой недостаток люминесцентного освещения, как мерцание;
• дает возможность применять люминесцентные лампы в условиях холода;
• увеличивает временные эксплуатационные характеристики;
• имеет намного меньший вес и размеры.

К недостаткам электронного балласта можно отнести высокие требования, предъявляемые к качеству комплектующих,a также точности выполнения монтажа, усложненность схемы подключения.

Схемы подключения люминесцентных ламп при помощи ЭПРА

ЭПРА это электронное пускорегулирующие устройство. По сути это сложная электронная схема которая обеспечивает и запуск и стабильную работу люминесцентных ламп (светильников).

Отмечу, что каждый производитель ЭПРА по-своему выводит контакты для подключения к ним ламп. Схема подключения люминесцентных ламп указана на корпусе или в паспорте ЭПРА Пример на фото.

Для информации публикую подбор схем подключения различных ламп к ЭПРА различной маркировки.

Электронный балласт

Все недостатки описанной выше схемы стимулировали изыскания. В результате была разработана схема электронного балласта. Она которая подает не сетевую частоту в 50Гц, а высокочастотные колебания (20-60 кГц), тем самым убирая очень неприятное для глаз мигание света.

Один из электронных балластов — ЭПРА

Выглядит электронный балласт как небольшой блок с выведенными клеммами. Внутри находится одна печатная плата, на которой собрана вся схема. Блок имеет небольшие габариты и монтируется в корпусе даже самого небольшого светильника. Параметры подобраны так, что пуск происходит быстро, бесшумно. Для работы больше никаких устройств не надо. Это так называемая безстартерная схема включения.

На каждом устройстве с обратной стороны нанесена схема. По ней сразу понятно, сколько ламп к нему подключается. Информация продублирована и в надписях. Указывается мощность ламп и их количество, а также технические характеристики устройства. Например, блок на фото выше обслуживать может только одну лампу. Схема ее подключения есть справа. Как видите, ничего сложного нет. Берете провода, соединяете проводниками с указанными контактами:

• первый и второй контакты выхода блока подключаете к одной паре контактов лампы:
• третий и четвертый подаете на другую пару;
• ко входу подаете питание.

Все. Лампа работает. Ненамного сложнее схема включения двух люминесцентных ламп к ЭПРА (смотрите схему на фото ниже).

ЭПРА для двух ламп дневного света

Преимущества электронных балластников описаны в видео.

Такое же устройство вмонтировано в цоколь ламп дневного света со стандартными патронами, которые еще называют «экономлампами». Это аналогичный осветительный прибор, только сильно видоизмененный.

Это тоже люминесцентные лампы, только форма другая