Подключение люминесцентной лампы без дросселя. Как запустить лампы ДРЛ с дросселем и без? Устройство и описание ЛЛ

Уважаемые посетители!!!

Данный способ подключения люминесцентного светильника должен быть всем хорошо знаком, в частности, для профессиональных электриков. При такой схеме включения люминесцентного светильника присутствует одна характерная особенность способа такого подключения, — с которой вам предстоит ознакомиться. Информация, представленная в этой теме, имеет место в обучении студентов по профессии «Электромонтажник электрических сетей и электрооборудования», — преподавательской деятельностью которой я занимаюсь в настоящее время.

Как включить люминесцентную лампу-без дросселя

На рисунке показаны два способа подключения люминесцентных светильников:

принципиальная схема включения люминесцентной лампы со стартерным зажиганием (рис.1, а) и схема включения люминесцентной лампы без дросселя (рис.1, б).

Для обоих схем включения люминесцентных ламп, импульсом повышенного напряжения, способствующему образованию дугового разряда в лампах (необходимого для их зажигания) служат: дроссель LL и лампа накаливания EL2.

Во второй схеме (рис.1,б) представлена схема включения люминесцентной лампы с использованием лампы накаливания (вместо дросселя). В данной схеме присутствует наличие токоведущего провода, один конец которого присоединен к одному из выводов электродов люминесцентной лампы. Вместо токоведущего провода можно использовать широкую полосу фольги, которая имеет такое же электрическое соединение как и провод. Соответственно, как сам отрезок провода, так и полоса фольги, должны быть закреплены по концам колбы металлическими хомутиками под диаметр колбы (люминесцентной лампы).

На этом пока все. Следите за рубрикой.

Невзирая на появление более «продвинутых» светодиодных ламп, приборы дневного света продолжают пользоваться спросом благодаря доступной цене. Но есть одна загвоздка: их нельзя просто включить в розетку и зажечь, если не поставить парочку дополнительных элементов. Электрическая схема подключения люминесцентных ламп, куда входят эти детали, довольно проста и служит для запуска светильников данного типа. Вы без проблем сможете собрать ее самостоятельно после прочтения нашего материала.

Устройство и особенности работы лампы

Возникает вопрос, зачем для включения подобных лампочек нужно собирать какую-то схему. Чтобы на него ответить, стоит разобрать их принцип действия. Итак, люминесцентные (иначе – газоразрядные) лампы состоят из следующих элементов:

1. Стеклянная колба, чьи стенки покрыты изнутри веществом на основе фосфора. Этот слой выделяет равномерное белое свечение при попадании на него ультрафиолетового излучения и носит название люминофора.
2. По бокам колбы установлены герметичные торцевые цоколи с двумя электродами каждая. Внутри контакты соединены вольфрамовой нитью накала, покрытой специальной защитной пастой.
3. Источник дневного света наполнен инертным газом вперемешку с парами ртути.

Справка. Стеклянные колбы бывают прямые и выгнутые в форме латинской «U». Изгиб делается для того, чтобы сгруппировать подключаемые контакты с одной стороны и таким образом добиться большей компактности (пример – широко применяющиеся лампочки – экономки).

Свечение люминофора вызывает поток электронов, проходящий сквозь пары ртути в среде аргона. Но вначале между двумя нитями накала должен возникнуть устойчивый тлеющий разряд. Для этого требуется кратковременный импульс высокого напряжения (до 600 В). Чтобы его создать при включении светильника, как раз и нужны вышеупомянутые детали, подключенные по определенной схеме. Техническое название устройства - балласт или пускорегулирующая аппаратура (ПРА).

В экономках ПРА уже встроена в цоколь

Традиционная схема с электромагнитным балластом

В данном случае ключевую роль играет катушка с сердечником – дроссель, который благодаря явлению самоиндукции способен обеспечить импульс требуемой величины для создания тлеющего разряда в люминесцентной лампе. Как ее подключить к питанию через дроссель, изображено на схеме:

Второй элемент ПРА – это стартер, представляющий собой цилиндрическую коробочку с конденсатором и маленькой неоновой лампочкой внутри. Последняя снабжена биметаллической пластиной и действует как прерыватель цепи. Подключение через электромагнитный балласт работает по такому алгоритму:

1. После замыкания контактов главного выключателя ток проходит дроссель, первую спираль накала лампы и стартер, а возвращается через вторую вольфрамовую нить.
2. Биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь напрямую. Возрастает ток, отчего начинают накаляться вольфрамовые нити.
3. После охлаждения пластина принимает первоначальную форму и снова размыкает контакты. В этот момент в дросселе и образуется импульс высокого напряжения, вызывающий разряд в лампе. Дальше для поддержания свечения хватает 220 В, поступающих из электросети.

Так выглядит начинка стартера — всего 2 детали

Справка. Принцип подключения с дросселем и конденсатором похож на систему автомобильного зажигания, где мощная искра на свечах проскакивает в момент разрыва цепи высоковольтной катушки.

Конденсатор, установленный в стартере и присоединенный параллельно биметаллическому прерывателю, выполняет 2 функции: продлевает действие высоковольтного импульса и служит защитой от радиопомех. Если же необходимо подключить 2 люминесцентных лампы, то одной катушки будет достаточно, а вот стартеров потребуется два, как показано на схеме.

Подробнее о работе газоразрядных лампочек с ПРА рассказано в видеоролике:

Электронная система включения

Электромагнитный балласт постепенно вытесняется новой электронной системой ЭПРА, лишенной таких недостатков:

• длительный запуск лампы (до 3 секунд);
• треск или щелчки во время включения;
• нестабильная работа при температуре воздуха ниже +10 °С;
• мерцание низкой частоты, пагубно влияющее на зрение человека (так называемый эффект стробоскопа).

Справка. Установка источников дневного света запрещена на производственном оборудовании с вращающимися деталями именно из-за эффекта стробоскопа. При таком освещении происходит обман зрения: рабочему кажется, что шпиндель станка неподвижен, а на самом деле он крутится. Отсюда – несчастные случаи на производстве.

ЭПРА представляет собой единый блок с контактами для присоединения проводов. Внутри стоит электронная плата преобразователя частоты с трансформатором, заменяющая устаревшую ПРА электромагнитного типа. Схемы подключения люминесцентных ламп с электронным балластом обычно изображаются на корпусе блока. Здесь все просто: на клеммах стоят обозначения, куда подсоединить фазу, ноль и заземление, а также провода от светильника.

Запуск лампочек без стартера

Эта деталь электромагнитного балласта выходит из строя довольно часто, а в запасе не всегда есть новая. Чтобы и дальше пользоваться источником дневного света, можно вместо стартера поставить ручной прерыватель – кнопку, как это продемонстрировано на схеме:

Суть в том, чтобы вручную имитировать работу биметаллической пластины: сначала замкнуть цепь, обождать 3 секунды, пока прогреются нити лампы, а потом разомкнуть. Здесь важно правильно подобрать кнопку под напряжение 220 В, чтобы вас не ударило током (подойдет от обычного дверного звонка).

В процессе эксплуатации люминесцентной лампы покрытие вольфрамовых нитей постепенно осыпается, отчего они могут сгореть. Явление характеризуется почернением краевых зон около электродов и говорит о том, что светильник скоро выйдет из строя. Но даже с перегоревшими спиралями изделие остается работоспособным, только его надо подключить к электросети по такой схеме:

При желании газоразрядный источник света можно зажечь без дросселей и конденсаторов, используя готовую мини-плату от сгоревшей энергосберегающей лампочки, работающей по такому же принципу. Как это сделать, показано в следующем видео.

Схема включения люминесцентных ламп гораздо сложнее, нежели у ламп накаливания.
Их зажигание требует присутствия особых пусковых приборов, а от качества исполнения этих приборов зависит срок эксплуатации лампы.

Чтоб понять, как работают системы запуска, нужно до этого ознакомиться с устройством самого осветительного устройства.

Люминесцентная лампа представляет из себя газоразрядный источник света, световой поток которого формируется в главном за счёт свечения нанесённого на внутреннюю поверхность колбы слоя люминофора.

При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора. При всем этом происходит преобразование частот невидимого уф-излучения (185 и 253,7 нм) в излучение видимого света.
Ети лампы обладают низким потреблением электроэнергии и пользуются большой популярностью, особенно в производственных помещениях.

Схемы

При подключении люминесцентных ламп используется особая пуско-регулирующая техника – ПРА. Различают 2 вида ПРА: электронная – ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитная – ЭМПРА (стартер и дроссель).

Схема подключения с применением электромагнитный балласта или ЭмПРА (дросель и стартер)

Более распространённая схема подключения люминесцентной лампы – с использованием ЭМПРА. Это стартерная схема включения.

Принцип работы: при подключении электропитания в стартере появляется разряд и
замыкаются накоротко биметаллические электроды, после этого ток в цепи электродов и стартера ограничивается лишь внутренним сопротивлением дросселя, в следствии чего же возрастает практически втрое больше рабочий ток в лампе и мгновенно нагреваются электроды люминесцентной лампы.
Одновременно с этим остывают биметаллические контакты стартера и цепь размыкается.
В то же время разрыва дроссель, благодаря самоиндукции создает запускающий высоковольтный импульс (до 1 кВольта), который приводит к разряду в газовой среде и загорается лампа. После чего напряжение на ней станет равняться половине от сетевого, которого станет недостаточно для повторного замыкания электродов стартера.
Когда лампа светит стартер не будет участвовать в схеме работы и его контакты будут и останутся разомкнуты.

Основные недостатки

• В сравнении со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электричества.

• Долгий пуск не менее 1 до 3 секунд (зависимость от износа лампы)

• Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. К примеру, зимой в неотапливаемом гараже.

• Стробоскопический результат мигания лампы, что плохо оказывает влияние на зрение, при чем детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети- кажутся неподвижными.

• Звук от гудения пластинок дросселя, растущий со временем.

Схема включения с двумя лампами но одним дросселем . Следует заметить что индуктивность дросселя должна быть достаточной по мощности етих двух ламп.
Следует заметить что в последовательной схеме включения двох ламп применяются стартеры на 127 Вольт, они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт

Ета схема где, как видите, нет ни стартера ни дроселя, можна применить если у ламп перегорели нити накала. В таком случае зажечь ЛДС можно при помощи повышающего трансформатора Т1 и конденсатора С1 который ограничит ток протекающий через лампу от сети 220вольт.

Ета схема подойдет все для тех же ламп у которых перегорели нити накала, но сдесь уже ненада повышающего трансформатора что явно упрощает конструкцию устройства

А вот такая схема с применением диодного выпрямительного моста устраняет ее мерцание лампы с частотой сети, которое снановится очень заметным при ее старении.

или сложнее

Если в вашем светильнике вышел с строя стартер или мигает постоянно лампа (вместе с стартером если присмотрется под корпус стартера) и под рукой нечем заменить, зажечь лампу можна и без него - достаточно на 1-2 сек. закоротить контакты стартера или поставить кнопку S2 (осторожно опасное напряжение)

тот же случай но уже для лампы с перегоревшей нитей накала

Схема подключения с применением электронного балласта или ЭПРА

Электронный Пускорегулирующий Аппарат (ЭПРА) в отличии от электромагнитного подает на лампы напряжение не сетевой частоты, а высокочастотное от 25 до 133 кГц. А это полностью исключает вероятность появления приметного для глаз мерцания ламп. В ЭПРА используется автогенераторная схема, включающая трансформатор и выходной каскад на транзисторах.

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.

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.

Дроссель

Стартер

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.

Электронные балласты

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.

Я уже не раз говорил что множество вещей которые нас окружают могли бы быть реализованы гораздо раньше, но почему-то вошли в наш быт совсем недавно. Все мы сталкивались с люминесцентными лампами – такими белыми трубками с двумя штырьками на торцах. Помните, как они раньше включались? Вы нажимаете клавишу, лампа начинает промаргивать и наконец, входит в свой обычный режим. Это реально раздражало, поэтому дома подобные штуковины не ставили. Ставили в общественных местах, на производстве, в офисах, в цехах заводов — они действительно экономичные по сравнению с обычными лампами накаливания. Вот только моргали они с частотой 100 раз в секунду и многие это моргание замечали, что раздражало еще больше. Ну и еще для запуска к каждой лампе полагался пускорегулирующий дроссель, такая себе, железячка с массой под килограмм. Если он был собран недостаточно качественно, то довольно мерзко жужжал, тоже с частотой 100 герц. А если в помещении где вы работаете таких ламп десятки? Или сотни? И все эти десятки синфазно включаются-выключаются 100 раз в секунду и дросселя жужжат, пусть и не все. Неужели это никак не воздействовало?

Но, в наше время можно сказать, что эпоха жужжащих дросселей и моргающих (как при старте, так и при работе) ламп закончилась. Сейчас они включаются сразу и для человеческого глаза их работа выглядит совершенно статичной. Причина – вместо тяжелых дросселей и периодически залипающих стартеров в оборот вошли ЭПРА – электронные пускорегулирующие аппараты. Маленькие и легкие. Однако при одном лишь взгляда на их электрическую схему, возникает вопрос: а что мешало наладить их массовый выпуск еще в конце 70-начале 80х годов? Ведь вся элементная база была уже тогда. Собственно, кроме двух высоковольтных транзисторов там задействованы самые простые детали, буквально копеечной стоимости, которые были и в 40-е годы. Ну ладно СССР, тут производство слабо реагировало на технический прогресс (например, ламповые телеки были сняты с производства только в конце 80-х годов), но на Западе?

Итак, по порядку…

Стандартная схема включения люминесцентной лампы была, как и практически всё в ХХ веке, придумана американцами накануне Второй Мировой войны и включала в себя кроме лампы, уже упоминаемые нами дроссель и стартер. Да, еще параллельно сети вешали конденсатор для компенсации фазового сдвига вносимого дросселем или выражаясь еще более простым языком, для коррекции коэффициента мощности.

Дросселя и стартеры

Принцип работы всей системы довольно хитрый. В момент замыкания кнопки включения по цепи сеть-кнопка-дроссель-первая спирать-стартер-вторая спираль-сеть начинает течь слабый ток – примерно 40-50 мА. Слабый потому, что в начальный момент сопротивление промежутка между контактами стартера достаточно велико. Однако этот слабый ток вызывает ионизацию газа между контактами и начинает резко возрастать. От этого электроды стартера разогреваются, а поскольку один из них биметаллический, то есть состоит из двух металлов с разной зависимостью изменений геометрических параметров от температуры (разным коэффициентом теплового расширения — КТР) то при нагреве пластина из биметалла изгибается в сторону металла с меньшим КТР и замыкается с другим электродом. Ток в цепи резко возрастает (до 500-600 мА), но всё же его скорость роста и конечная величина ограничены индуктивностью дросселя, собственно индуктивность – это и есть свойство препятствовать мгновенному индуктивность тока. Поэтому дроссель в данной схеме официально называется «аппарат пускорегулирующий». Этот большой ток разогревает спирали лампы которые начинают излучать электроны и подогревать газовую смесь внутри баллона. Сама лампа наполнена аргоном и парами ртути – это важное условие возникновения стабильного разряда. Само собой, что при замыкании контактов в стартере прекращается разряд в нем. Весь описанный процесс на самом деле занимает доли секунды.

Теперь начинается самое интересное. Остывшие контакты стартера размыкаются. Но в дросселе уже запасена энергия равная половина произведения его индуктивности на квадрат тока. Она не может мгновенно исчезнуть (см. выше про индуктивность), а потому вызывает появление в дросселе ЭДС самоиндукции (проще говоря – импульса напряжения примерно в 800-1000 вольт для 36-ваттной ламы в 120 см. длиной). Складываясь с амплитудным сетевым напряжением (310 В), оно создает на электродах лампы напряжение достаточное для пробоя – то есть для возникновения разряда. Разряд в лампе создает ультрафиолетовое свечение паров ртути, а оно в свою очередь воздействует на люминофор и заставляет его светиться в видимом спектре. При этом еще раз напомним, дроссель, имея индуктивное сопротивление, препятствует неограниченному возрастанию тока в лампе, что привело бы к ее разрушению или срабатыванию защитного автомата в вашем жилище или другом месте где эксплуатируются подобные лампы. Заметим, что лампа не всегда зажигается с первого раза, иногда нужно несколько попыток чтобы она вошла в устойчивый режим свечения, то есть те процессы которые мы описали, повторяются 4-5-6 раз. Что, действительно, довольно неприятно. После того как лампа вошла в режим свечения ее сопротивление становится значительно меньшим чем сопротивление стартера поэтому его можно вытащить, лампа при этом будет продолжать светиться. Ну и еще, если вы разберете стартер, то увидите что параллельно его выводам подключен конденсатор. Он нужен для ослабление радиопомех создаваемых контактом.

Итак, если совсем кратко и без углубления в теорию, скажем, что включается люминесцентная лампа большим напряжением, а удерживается в светящемся состоянии значительно меньшим (например включается при 900 вольтах, светится при 150). То есть любое устройство включения люминесцентной лампы – это устройство создающее большое напряжение включения на ее концах, а после зажигания лампы уменьшающее его до определенной рабочей величины.

Эта американская схема включения была фактически единственной и только лет 10 назад ее монополия стала стремительно рушиться – на рынок массово вошли Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА). Они позволили не просто заменить тяжелые жужжащие дроссели, обеспечить мгновенное включение лампы, но и ввести массу других полезных вещей таких как:

— мягкий пуск ламы – предварительный прогрев спиралей что резко увеличивает срок эксплуатации лампы

— преодоление мерцания (частота питания лампы значительно выше 50 Гц)

— Широкий диапазон входного напряжения 100…250 В;

— понижение энергопотребления (до 30%) при неизменном световом потоке;

— увеличение среднего срока службы ламп (на 50%);

— защиту от скачков напряжения;

— обеспечить отсутствие электромагнитных помех;

— отсутствие бросков коммутационных токов (важно, когда одновременно включается много ламп)

— автоматическое отключением дефектных ламп (это важно, устройства часто бояться работы на холостом ходу)

— КПД качественного ЭПРА — до 97%

— регулирование яркости ламп

Но! Все эти вкусняшки реализованы только в дорогих ЭПРАх. И вообще, не всё так безоблачно. Точнее – может быть всё и было бы безоблачно, если бы схемы ЭПРов сделать по-настоящему надежными. Ведь представляется очевидным, что электронный балласт (ЭПРА) должен быть во всяком случае не менее надежным чем дроссель, особенно если он стоит в 2-3 раза дороже. В «бывшей» схеме состоящей из дросселя, стартера и самой лампы как раз именно дроссель (пускорегулирующий элемент) был самым надежным и, в общем, при качественной сборке мог работать практически вечно. Советские дросселя 60-х годов работают до сих пор, они большие и намотаны довольно толстым проводом. Аналогичные по параметрам импортные дроссели даже таких известных фирм как «Philips» работают не столь надежно. Почему? Вызывает подозрение очень тонкий провод которым они намотаны. Ну и сам сердечник значительно меньше по объему чем у первых советских дросселей, оттого эти дросселя очень сильно нагреваются, что, наверное, тоже влияет на надежность.

Да, так вот, как мне представляется, ЭПРА, во всяком случае дешевые – то есть стоимостью до 5-7 долларов за штуку (что выше чем у дросселя), сделаны заведомо ненадежными. Нет, они могут работать годами и может даже будут работать вечно, но тут как в лотерее – вероятность проигрыша куда выше чем выигрыша. Дорогие ЭПРА сделаны условно-надежными. Почему «условно» мы расскажем чуть позже. Начнем же свой маленький обзор с дешевых. Как по мне, так они составляют 95% покупаемых балластов. А может и почти 100%.

Рассмотрим несколько таких схем. Кстати, все «дешевые» схемы практически одинаковы по конструкции, хотя есть нюансы.

Дешевые электронные балласты (ЭПРА). 95% продаж.

Подобного типа балласты стоимостью в 3-5-7 долларов просто включают лампу. В этом состоит их единственная функция. Никаких других полезных наворотов не имеют. Я срисовал пару схем чтобы объяснить как работает это новомодное чудо, хотя как мы говорили выше, принцип работы такой же как и в «классическом» дроссельном варианте — зажигаем большим напряжением, удерживаем малым. Вот только реализован он по-другому.

Все схемы электронных балластов (ЭПРА) которые я держал в руках – и дешевые и дорогие — представляли собой полумост – различались только варианты управления и «обвязка». Итак, переменное напряжение 220 вольт выпрямляестя диодным мостом VD4-VD7 и сглаживается конденсатором C1. Во входных фильтрах дешевых электронных балластов, из-за экономии цены и места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Гц, притом, что расчет примерно таков: 1 ватт лампы – 1 мкФ емкости фильтра. В этой схеме 5,6 мкФ на 18 ватт, то есть явно меньше чем надо. Оттого (хотя и не только поэтому), кстати, лампа светится визуально тусклее чем от дорогого балласта на ту же мощность.

Дальше через высоокоомный резистор R1 (1,6 МОм) начинает заряжаться конденсатор С4. Когда напряжение на нем превысит порог срабатывания двунаправленного динистора СD1 (примерно 30 вольт), он пробивается и на базе транзистора T2 появляется импульс напряжения. Открытие транзистора дает старт работе полумостового автогенератора образованного транзисторами Т1 и T2 и трансформатором TR1 c управляющими обмотками включенными противофазно. Обычно эти обмотки содержат по 2 витка, а выходная обмотка 8-10 витков провода.

Диоды VD2-VD3 гасят отрицательные выбросы возникающие на обмотках управляющего трансформатора.

Итак, генератор запускается на частоте близкой к резонансной частоте последовательного контура образованного конденсаторами С2, С3 и дросселем С1. Эта частота может быть равна 45-50 кГц, во всяком случае более точно у меня ее измерить не получилось, не было под рукой запоминающего осцилографа. Обратим внимание, что емкость конденсатора С3 включенного между электродами лампы примерно в 8 раз меньше чем емкость конденсатора С2, следовательно, скачек напряжения на нем во столько же раз выше (так как в 8 раз больше емкостное сопротивление – чем выше частота, тем больше емкостное сопротивление на меньшей емкости). Вот почему напряжение такого конденсатора всегда выбирается не менее 1000 вольт. Одновременно по этой же цепи идет и ток, разогревающий электроды. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет определенной величины, происходит пробой и лампа зажигается. После зажигания ее сопротивление становится значительно меньшим сопротивления конденсатора С3 и он на дальнейшую работу никакого влияния не оказывает. Частота генератора также понижается. Дроссель L1 как и в случае с «классическим» дросселем теперь выполняет функцию ограничения тока, но поскольку лампа работает на высокой частоте (25-30 кГц), то размеры его во много раз меньше.

Внешний вид балласта. Видно, что в плату не впаяны некоторые элементы. Например там, куда я после ремонта впаял токоограничительный резистор, стоит проволочная перемычка.

Еще одно изделие. Неизвестного производителя. Здесь не пожертвовали 2 диода чтобы сделать «искусственный ноль».

«Севастопольская схема»

Есть такое мнение что дешевле чем сделают китайцы не сделает никто. Я тоже был в этом уверен. Уверен до тех пор, пока мне в руки не попали ЭПРА некоего «севастопольского завода» — во всяком случае человек который их продавал, сказал именно так. Рассчитаны они были на лампу 58 W то есть 150 см длины. Нет, не скажу что они не работали или работали хуже чем китайские. Они работали. Лампы от них светились. Но…

Даже самые дешевые китайские балласты (ЭПРА) – это пластмассовый корпус, плата с отверстиями, маска на плате со стороны печатного монтажа и обозначение — где какая деталь со стороны монтажа. «Севастопольский вариант» был лишен всех этих избыточностей. Там плата была одновременно и крышкой корпуса, в плате (по этой причине) не было никаких отверстий, не было никаких масок, никаких нанесенных обозначений, детали были размещены со стороны печатных проводников и всё что можно было выполнено из SMD-элементов, чего я никогда не видел даже в самых дешевых китайских устройствах. Ну и сама схема! Я пересмотрел их великое множество, но никогда не видел ничего похожего. Нет, вроде всё как у китайцев: обычный полумост. Вот только назначение элементов D2-D7 и странное подключение базовой обмотки нижнего транзистора мне решительно непонятно. И еще! Создатели этого чудо-устройства совместили трансформатор полумостового генератора с дросселем! Просто намотали обмотки на Ш-образный сердечник. До такого не додумался никто, даже китайцы. В общем, эту схему проектировали или гении или люди альтернативно-одаренные. С другой стороны, если они так гениальны, ну почему не пожертвовать пару центов для введения токоограничительного резистора предотвращающего бросок тока через конденсатор фильтра? Да и на варистор для плавного разогрева электродов (тоже центы) — могли бы разориться.

В СССР

Приведенная выше «американская схема» (дроссель + стартер + люминесцентная лампа) работает от сети переменного тока частотой 50 герц. А если ток постоянный? Ну, например, лампу надо запитать от аккумуляторов. Тут уже электромеханическим вариантом не обойдешься. Нужно «лепить схему». Электронную. И такие схемы были, например в поездах. Мы все ездили в советских вагонах разной степени комфортности и видели там эти люминесцентные трубки. Но они питались постоянным током напряжением в 80 вольт, такое напряжение выдает вагонный аккумулятор. Для питания была разработана «та самая» схема – полумостовой генератор с последовательной резонансной цепью, а для предотвращения бросков тока через спирали ламп введен терморезистор прямого подогрева ТРП-27 с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Схема, надо сказать, отличалась исключительной надежностью, а чтобы переделать ее в балласт для сети переменного тока и использовать в быту, нужно было по сути добавить диодный мост, сглаживающий конденсатор и немного пересчитать параметры некоторых деталей и трансформатора. Единственное «но». Такая штуковина получилось бы довольно дорогой. Я думаю, ее стоимость была бы не меньше 60-70 советских рублей, при стоимости дросселя в 3 рубля. В основном, из-за высокой стоимости в СССР мощных высоковольтных транзисторов. И еще эта схема издавала довольно неприятный высокочастотный писк, не всегда, но иногда его можно было услышать, возможно, со временем менялись параметры элементов (подсыхали конденсаторы) и частота работы генератора понижалась.

Схема питания люминесцентных ламп в поездах в хорошем разрешении

Дорогие электронные балласты (ЭПРА)

В качестве примера простого «дорогого» балласта можно привести изделие фирмы TOUVE. Он работал в системе освещения аквариума, проще говоря – от него питались две ламы зеленого свечения по 36 ватт. Хозяин балласта сказал мне, что эта штука какая-то особенная, специально разработанная для освещения аквариумов и террариумов. «Экологичная». В чем там экологичность я так и не понял, другое дело что этот «экологический балласт» не работал. Вскрытие и анализ схемы показал, что по сравнению с дешевыми она существенно усложнена, хотя принцип – полумост + запуск через тот самый динистор DB3 + последовательная резонансная цепь – сохранен в полном объеме. Поскольку лампы две, то мы видим два резонансных контура T4C22C2 и T3C23C5. Холодные спирали ламп от броска тока защищают терморезисторы PTS1, PTS2.

Правило! Если вы покупаете экономную лампу или вот электронный балласт, проверьте как включается эта самая лампа. Если мгновенно – балласт дешевый, что бы вам там про него не рассказывали. В более менее нормальных, лампа должна включаться после нажатия кнопки примерно через 0,5 секунд.

Дальше. Входной варистор RV защищает конденсаторы фильтра питания от броска тока. Схема оснащена фильтром питания (обведен красным) – он препятствует попаданию высокочастотных помех в сеть. Корректор коэффициента мощности (Power Factor Correction) обведен зеленым контуром, но в данной схеме он собран на пассивных элементах, что отличает ее от самых дорогих и навороченных, где коррекцией управляет специальная микросхема. Об этой важной проблеме (коррекции коэффициента мощности) мы поговорим в одном из следующих статей. Ну и еще добавлен узел защиты в аномальных режимах – в этом случае прекращается генерация путем замыкания тиристором SCR базы Q1 на землю.

Скажем, дезактивация электродов или нарушение герметичности трубки, приводят к возникновению «открытой схемы» (лампа не зажигается), что сопровождаются значительным ростом напряжения на пусковом конденсаторе и ростом тока балласта на частоте резонанса, ограниченными лишь добротностью контура. Длительная работа в этом режиме ведет к повреждению балласта за счет перегрева транзисторов. Вот в этом случае и должна сработать защита — тиристор SCR замыкает базу Q1 на землю прекращая генерацию.

Видно, что данное устройство по размерам гораздо больше чем дешевые балласты, но после ремонта (вылетел один из транзисторов) и восстановления, выяснилось что эти самые транзисторы нагреваются, как мне показалось, сильнее чем надо, примерно до 70 градусов. Почему бы не поставить небольшие радиаторы? Я не утверждаю что транзистор вылетел из-за перегрева, но возможно работа на повышенных температурах (в закрытом корпусе) послужила провоцирующим фактором. В общем, поставил я небольшие радиаторы, благо место есть.