Подключение люминесцентной лампы

Последовательное и параллельное соединение ламп. Схема включения люминесцентных ламп

Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.

Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.

При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.

Кратко об устройстве и принципах работы люминесцентных ламп

Люминесцентные приборы освещения относятся к типу газоразрядных, заполняются инертным газов и ртутью. Колба всегда выполняется в виде цилиндра с диаметром 12-36 см. Цилиндр не всегда прямой (может иметь различную форму), но всегда имеет на концах стеклянные ножки с электродами, изготовленными из вольфрама. К электродам припаиваются штырьки цоколя.

Воздух из колб выкачивается и заменяется инертным газом и небольшой каплей ртути (до 30-и мг). Иногда вместо ртути используется его смесь с другими металлами (индием, висмутом). На электроды наносится активирующее вещество (оксид тория, кальция, стронция, бария).

При разряде создается фиолетовое излучение, обладающее большим объемом энергии. Оно превращается в видимое люминофорами. Ими покрываются внутренние поверхности трубок. Большинство производителей использует галофосфат кальция, в который добавлен марганец и сурьма. В процессе воздействия ультрафиолета получается белый свет различных оттенков.

Эффективность разряда зависит от температуры в колбе. Именно от ее уровня зависит диаметр и длина лампы. Это значит, что мощность прямо пропорциональна размерам колбы. Производители постоянно ищут способы уменьшения габаритов. Если просто сократить длину, температура прибора освещения будет слишком высокая, давление увеличится, световая отдача снизится.

Проблему решило появление люминофоров, выдерживающих повышенные электрические нагрузки. Диаметр трубок уменьшился до 12 мм, что дало возможность их многократно изгибать. Были разработаны компактные модели, по принципу работы не отличающиеся от габаритных линейных.

Основные функции

При появлении устойчивого разряда сопротивление между электродами на противоположных концах колбы падает и ток протекает по цепи дроссель-электроды.

Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах: с предварительным подогревом электродов; с холодным запуском.

Автор: Engineer Схемы подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера Люминесцентные трубчатые лампы долгое время были популярны в освещении помещений любой площади. Пока лампа погашена, напряжения на удвоителе VD1, VD2, С2, С3 достаточно для открывания стабилитронов, поэтому на электродах лампы присутствует удвоенное напряжение сети. В таких случаях только вам решать стоит ли продлевать жизнь умершим светильникам дневного света или бежать в магазин за новыми.

Лампу накаливания использовать на Вт, как показано на фото: Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. ЭПРА, размещенный в цоколе В качестве примера приведем схему простого электронного балласта, типичную для большинства недорогих устройств. Указывается мощность ламп и их количество, а также технические характеристики устройства. Для её работы также не нужен дроссель и стартер.

Как правило, первой наматывают первичную обмотку, затем главную вторичную на схеме обозначена, как III. Схема ее подключения есть справа. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами с перегоревшими нитями накала. Он наступает после того, как испарилась вся ртуть.

Классическая схема включения люминесцентных ламп

Возможно вам понравится одна из вариаций рассмотренной схемы. Использование электронного ПРА позволяет избавиться от большинства из перечисленных выше недостатков. Наиболее дорогостоящий элемент схемы — дросселя.

Соответственно это может привести к несчастным случаям. Также можно с легкостью обыгрывать стандартные схемы подключения и избавляться от компонентов, которые неисправны. При включении более мощных трубок емкость конденсаторов стоит увеличить. Однако подчеркнём, что такие схемы позволяют некоторое время запускать даже ЛДС со сгоревшими нитями электродов.

Это аналогичный осветительный прибор, только сильно видоизмененный. По ней сразу понятно, сколько ламп к нему подключается. В данном случае используется не сетевая частота 50 Гц , а высокие частоты 20 — 60 кГц. Лампа работает.
СПОСОБ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЛАМПЫ ДНЕВНОГО СВЕТА БЕЗ ДРОССЕЛЯ

Замена лампы

Если отсутствует свет и причина проблемы лишь в том, чтобы заменить перегоревшую лампочку, действовать нужно следующим образом:

1. Разбираем светильник. Делаем это осторожно, чтобы не повредить прибор. Поворачиваем трубку по оси. Направление движения указано на держателях в виде стрелочек.
2. Когда трубка повернута на 90 градусов, опускаем ее вниз. Контакты должны выйти через отверстия в держателях.
3. Контакты новой лампочки должны находиться в вертикальной плоскости и попадать в отверстие. Когда лампа установлена, поворачиваем трубку в обратную сторону. Остается лишь включить электропитание и проверить систему на работоспособность.
4. Завершающее действие — монтаж рассеивающего плафона.

к содержанию ↑

Принцип работы люминесцентного светильника

В светильниках дневного света использована способность паров ртути излучать инфракрасные волны под воздействием электричества. В видимый для нашего глаза диапазон, это излучение переводят вещества-люминофоры.

Потому обычная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, стенки которой покрыты люминофором. Внутри также находится некоторое количество ртути. Имеются два вольфрамовых электрода, обеспечивающих эмиссию электронов и разогрев (испарение) ртути. Колба заполнена инертным газом, чаще всего — аргоном. Свечение начинается при наличии паров ртути, разогретых до определенной температуры.

Принципиальное устройство люминесцентной лампы дневного света

Но для испарения ртути обычного напряжения сети недостаточно. Для начала работы параллельно с электродами включают пуско-регулирующие устройства (сокращенно ПРА). Их задача — создать кратковременный скачок напряжения, необходимый для начала свечения, а затем ограничивать рабочий ток, не допуская его неконтролируемого возрастания. Эти устройства — ПРА — бывают двух видов — электромагнитные и электронные. Соответственно, схемы отличаются.

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

Нюансы подключения

Схемы включения ламп дневного света подразумевают наличие электромагнитного пускорегулирующего аппарата или дросселя (представляющего собой своеобразный стабилизатор) со стартером. Конечно, в наше время есть люминесцентные лампы без дросселя и стартера и даже приборы с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), но о них чуть позднее.

Итак, стартер выполняет следующую задачу: он обеспечивает в схеме короткое замыкание, разогревая и электроды, обеспечивая тем самым пробой, при помощи которого облегчается розжиг лампы. После того как электроды достаточно разогрелись, стартер обеспечивает разрыв цепи. А дроссель ограничивает ток во время замыкания, обеспечивает высоковольтный разряд для пробоя, зажигая и поддерживая стабильное горение лампы после запуска.

Энергосберегающая лампочка – та же ЛДС

Практически каждый видел, а многие и пользовались так называемыми энергосберегающими лампочками, которые вворачиваются в обычный осветительный патрон. Сходство их с люминесцентными просто поражает – та же трубочка, только маленькая и скрученная.

Это тоже ЛДС, только компактнее и удобнее.

Сходство это не случайно, поскольку «энергосберегайка» – обычная ЛДС с электронным пускорегулирующим устройством. Убедиться в этом можно просто разобрав вышедшую из строя «сберегайку»:

Разобранная энергосберегающая лампочка

Даже на фото отлично видно, что колба имеет 4 вывода – по 2 на каждую спираль – и подключается хоть и к компактному, но самому обычному ЭПРА. В том, что пускорегулирующее устройство самое обычное, вы можете даже убедиться экспериментально. Возьмите обычную трубчатую ЛДС с той же мощностью, что указана на цоколе «энергосберегайки», и подключите ее вместо родной. Ни лампа, ни электронный балласт даже не заметят подмены.

Такая гибридная сборка может быть полезна, если энергосберегающая лампочка разбилась или в ней сгорели спирали. Зачем же выбрасывать вполне исправную электронику, когда трубчатая ЛДС стоит совсем недорого?

Трубчатая газоразрядная лампа, включенная через балласт «энергосберегайки». Если разобраться в разных схемах подключения, можно сделать все самостоятельно, сэкономив и время, и средства.