Подключение люминесцентного светильника

Схемы подключения люминесцентных ламп

С повышением цен на электроэнергию, приходится задумываться о более экономных светильниках. Одни из таких используют осветительные приборы дневного света. Схема подключения люминесцентных ламп не слишком сложна, так что даже без особых знаний электротехники можно разобраться.

Хорошая освещенность и линейные размеры — преимущества дневного света

Как работает лампа дневного света

Принцип действия ламп дневного света основан на ультрафиолетовом излучении, воздействующем на люминофорное покрытие стеклянной колбы. Установлено, что оно возникает под влиянием электрического тока на ртутные пары, расположенные в среде инертного газа и разогретые до установленной температуры. Попадая на люминофор, ультрафиолетовое излучение переходит в другой диапазон, становится видимым, создавая основной световой поток и позволяя зажечь прибор освещения.

Для того чтобы обеспечить подобные физические и химические реакции, конструкция типового линейного люминесцентного светильника выполнена в виде стеклянной колбы цилиндрической формы. Ее внутренняя поверхность покрыта люминофором, а все пространство заполнено аргоном или другими видами инертных газов. Здесь же находится и небольшое количество ртути, которая начинает испаряться под действием электронов. Источником их эмиссии служат вольфрамовые электроды, покрытые активными веществами.

Однако, ртуть не может начать испаряться под влиянием одного лишь сетевого напряжения, которого недостаточно для этих целей. Работа лампы может начаться только при участии специальных пускорегулирующих устройств. Их основной функцией является создание кратковременного скачка напряжения, обеспечивающего начало запуска и последующего свечения. Далее эти устройства ограничивают рабочий ток, пресекая его неконтролируемый рост. Пускорегулирующая аппаратура разделяется на электромагнитную и электронную, каждую из которых требуется установить по собственной схеме.

Схема

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.

Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.

Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера

В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:

• подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
• подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.

Схема подключения лампы с дросселем и стартером

Чтобы правильно выполнить подключение осветительного прибора, необходимо знать устройство дросселя и стартера, а также учитывать правила подключения такого оборудования.

Электронный балласт

Электронный запуск и поддержание горения люминесцентных ламп разработали еще в восьмидесятые и начали применять в начале девяностых годов ХХ века. Использование электронного балласта позволило сделать люминесцентное освещение на 20% экономичнее.

При этом сохранились и улучшились все характеристики светового потока. Равномерное, без характерного мерцания освещение стабильно даже при колебаниях напряжения в сети.

Этого удалось достичь благодаря повышенной частоте тока, подаваемого на лампы и большим коэффициентом полезного действия электронных устройств.

Плавный запуск и мягкий рабочий режим позволили почти вдвое увеличить срок эксплуатации ламп. Дополнительно появилась возможность плавного управления яркостью светильника. Необходимость использования стартеров исчезла. С ними пропали и радиопомехи.

Принцип работы электронного балласта отличается от электромагнитного. При этом, выполняет те же функции: разогрев газа, розжиг и поддержание горения. Но, делает это точнее и мягче. В различных схемах используются полупроводники, конденсаторы, сопротивления и трансформатор.

Электронные балласты могут иметь разные схематические исполнения в зависимости от применяемых компонентов. Упрощенно, прохождение тока по схеме можно описать следующим алгоритмом:

1. Напряжение поступает на выпрямитель.
2. Выпрямленный ток обрабатывается электронным преобразователем, посредством микросхемы или автогенератора.
3. Далее напряжение регулируется тиристорными ключами.
4. Впоследствии один канал фильтруется дросселем, другой конденсатором.
5. И по двум проводам напряжение поступает на пару контактов лампы.
6. Другая пара контактов лампы замкнута через конденсатор.

Выгодным отличием электронных систем является то, что напряжение, поступающее на контакты ламп имеет большую, чем у электромагнитных, частоту. Она варьируется от 25 до 140 кГц. Именно поэтому в системах ЭПРА мерцание светильников сведено к минимуму и их свет менее утомителен для человеческих глаз.

Схемы подключения ламп к ЭПРА и их мощность, большинство производителей указывают на верхней стороне устройства. Поэтому потребители имеют наглядный пример, как правильно собрать и подключить прибор в сеть.

В электронных балластах предусмотрено различное количество подключаемых ламп разной мощности, например:

• К дросселям Philips серии HF-P можно подключить от 1 до 4 трубок, мощностью от 14 до 40 Вт.
• Дроссели Helvar серии EL предусмотрены для одной – четырех ламп, мощностью от 14 до 58 Вт.
• QUICKTRONIC торговой марки Osram типа QTР5 также имеют возможность управлять одной – четырьмя лампами, мощностью 14 – 58 Вт.

Электронные приборы имеют массу достоинств, из которых можно выделить следующие:

• небольшой вес и малую величину устройства;
• быстрое и сберегающее люминесцентную лампу, плавное включение;
• отсутствует видимое глазу мерцание света;
• большой коэффициент мощности, примерно 0,95;
• прибор не греется;
• экономия электроэнергии в размере 20%;
• высокий уровень пожарной безопасности и отсутствие рисков в процессе работы;
• большой срок службы люминесцентов;
• отсутствие высоких требований к температуре окружающей среды;
• способность автоматической подстройки к параметрам колбы;
• отсутствие шумов во время работы;
• возможность плавной регулировки светового потока.

Отмечаемый многими, единственный минус электронных систем это их цена. Но она оправдывается достоинствами.

Проверка работоспособности системы

После подключения люминесцентной лампы следует убедиться в ее работоспособности и в исправности пускорегулирующих устройств. Для проведения испытаний понадобится тестер, с помощью которого проверяют катодные нити накала. Допустимый уровень сопротивления — 10 Ом.

Если тестер определил сопротивление как бесконечное, необязательно выбрасывать лампочку. Данный источник света еще сохраняет функциональность, но использовать его нужно в режиме холодного запуска. В обычном состоянии контакты стартера разомкнуты, а его конденсатор не пропускает постоянный ток. Иными словами, прозвон должен показывать очень высокое сопротивление, которое иной раз достигает сотен Ом.

После прикосновения щупами омметра дроссельных выводов сопротивление постепенно снижается до постоянной величины, присущей обмотке (несколько десятков Ом).

Обратите внимание! О неисправном состоянии дросселя говорит перегорание недавно поставленной лампочки.

Достоверно определить межвитковое замыкание в дроссельной обмотке, используя обычный омметр, не получится. Однако если в приборе есть функция замера индуктивности и данные по ЭмПРА, несоответствие значений укажет на наличие проблемы.

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.

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.

Подключаем лампу, используя электронный балласт

Главным отличием такой системы от электромагнитной то, что напряжение, которое доходит до самой лампы имеет повышенную частоту начиная от 25 и доходит до 140 кГц. Благодаря повышению частоты тока, значительно уменьшается показатель мерцания, и он находит на таком уровне, который уже не является слишком вредным для человеческого глаза.

Подключение с ЭПРА

Система ЭПРА используется специальный автогенератор в своей схеме, такое дополнение включает трансформатор и выходной каскад на всех транзисторах. Зачастую производители указывают схему прямо на задней части блока светильника. Таким образом, у вас сразу есть наглядный пример, как правильно подключить и установить устройство для работы от сети.

Преимуществами стартерной схемы подключения

• Стартерная система продлевает период работы светильника.
• Особый принцип работы также продлевает период службы примерно на десять процентов.
• Благодаря принципу действия, устройство экономит около двадцати-тридцати процентов потребляемой электроэнергии.
• Облегчённая установка, так как производитель указывает схему, по которой должна происходить установка взятого вами светильника.
• Во время работы практически полностью отсутствует мерцание и шум от светильника. Такие явления присутствуют, но они незаметны для человека и никак не влияют на здоровье.

Существуют модели, которые поддерживают установку диммера в качестве регулятора. Установка таких приборов несколько отличается от стандартной установки.

Подведём итог

Мы постарались раскрыть вопрос как подключить люминесцентную лампу, показали схемы, с помощью которых происходит подключение люминесцентных ламп. Разобравшись со схемой электромагнитного и электронного балласта, вы можете решить какую лучше использовать именно в вашем случае. Но так как первая имеет ряд значительных недостатков, то скорей всего выбор ляжет именно на электронный балласт.

Причины неисправностей — решение проблем

Схема электронного дросселя была придумана позже, и разрабатывалась специально для того, чтобы убрать все недостатки электромагнитного аналога, с целью максимального повышения качества освещения с помощью люминесцентных ламп.

Установка таких устройств уже не составляет особого труда, как это было раньше. Производители начали указывать схему, по которой производится установка на тыльной стороне прибора что значительно облегчает работу монтажника.