Дроссель для ламп: схема подключения, принцип работы, замена,

Подключение с применением электромагнитного балласта или ЭПРА

Особенности строения не позволяют подключить ЛДС непосредственно в сеть 220 В – работа от такого уровня напряжения невозможна. Для запуска требуется напряжение не ниже 600В.

С помощью электронных схем необходимо последовательно друг за другом обеспечить нужные режимы работы, каждый из которых требует определенного уровня напряжений.

Режимы работы:

розжиг;
свечение.

Запуск заключается в подаче импульсов высокого напряжения (до 1 кВ) на электроды, в результате чего между ними возникает разряд.

Отдельные виды пускорегулирующей аппаратуры, перед тем как произвести пуск, нагревают спираль электродов. Накаливание помогает легче запустить разряд, нить при этом меньше перегревается и дольше служит.

После того как светильник загорелся, питание производится переменным напряжением, включается энергосберегающий режим.

Подключение с применением ЭПРА схема подключения

В устройствах, выпускаемых промышленностью, используются два вида пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

электромагнитный пускорегулирующий аппарат ЭмПРА;
электронный пускорегулирующий аппарат – ЭПРА.

Схемы предусматривают различное подключение, оно представлено ниже.

Схема с ЭмПРА

Подключение с применением ЭмПРА В состав электрической схемы светильника с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА) входят элементы:

дроссель;
стартер;
компенсирующий конденсатор;
люминесцентная лампа.

схема включения В момент подачи питания через цепь: дроссель – электроды ЛДС, на контактах стартера появляется напряжения.

Биметаллические контакты стартера, находящиеся в газовой среде, нагреваясь, замыкаются. Из-за этого в цепи светильника создается замкнутый контур: контакт 220 В – дроссель – электроды стартера – электроды лампы – контакт 220 В.

Нити электродов, разогреваясь, испускают электроны, которые создают тлеющий разряд. Часть тока начинает течь по цепи: 220В – дроссель – 1-й электрод – 2-й электрод – 220 В. Ток в стартере падает, биметаллические контакты размыкаются. По законам физики в этот момент возникает ЭДС самоиндукции на контактах дросселя, что приводит к возникновению высоковольтного импульса на электродах. Происходит пробой газовой среды, возникает электрическая дуга между противоположными электродами. ЛДС начинает светиться ровным светом.

В дальнейшем подсоединенный в линию дроссель обеспечивает низкий уровень силы тока, протекающего через электроды.

Дроссель, подключенный в цепь переменного тока, работает как индуктивное сопротивление, снижая до 30 % коэффициент полезного действия светильника.

Схема с ЭПРА

Внешний вид и устройство ЭПРА Внешний вид и устройство электронного балласта, предназначенного для включения двух ламп, мощностью 36 ватт каждая.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Важно! Запрещено включать ЭПРА без нагрузки в виде люминесцентных ламп. Если устройство предназначено для подключения двух ЛДС, нельзя использовать его в схеме с одной

В схемах с ЭПРА физические процессы остаются прежними. В некоторых моделях предусмотрено предварительное нагревание электродов, что увеличивает срок службы лампы.

Вид ЭПРА

На рисунке показан внешний вид ЭПРА для различных по мощности устройств.

Размеры позволяют разместить ЭПРА даже в цоколе Е27.

ЭПРА в цоколе энергосберегающей лампы

Компактные ЭСЛ – один из видов люминесцентных могут иметь цоколь g23.

Настольная лампа с цоколем G23 Функциональная схема ЭПРА

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема ЭПРА.

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

Конструкция люминесцентной лампы состоит из:

прозрачной вытянутой трубки;
двух цоколей с двумя электродами;
стартер, начинающий работать от розжига;
электромагнитный дроссель;
конденсатор от сети.

Колба лампочки производится из кварцевого стекла. В начале работы на производстве из колбы выкачивают воздух и создают вакуумную среду, а потом она наполняется смесью инертного газа с добавлением ртути. Последняя должна быть в газообразном состоянии, потому что внутри высокое давление.

Превращение в световой луч

Поверхность колбы изнутри покрывается фосфоресцирующим веществом, оно перерабатывает энергию ультрафиолетового света в видимый человеческому глазу луч.

К концам электродов лампочки подсоединяется переменное напряжение сети. Нити из вольфрама покрываются тяжелым металлом, который во время работы испускает электроны. В основном используются цезий, барий, талий. Дроссель похож на катушку, у которой высокая величина магнитной проницаемости.

Электрод

Наружной частью электрод спаивается с цоколем. Из сосуда начинают обильное откачивание всего воздуха с помощью штенгеля, который находится в одной из ножек c электродами. Далее начинается наполнение вакуумной среды инертными газами c добавками ртути.

На определенные виды электродов обязательно напыляют активирующее вещество, например оксид бария, талия или кальция.

Стандартный цоколь

Атом ртути

В люминесцентную лампу добавляют немного ртути, которая превращается в пар во время розжига разряда, и некоторую часть аргона, которая помогает повышению срока эксплуатации изделия и улучшению условий для оживления атомов ртути.

При включении устройства к сети подается электрический разряд, оживляющий работу паров ртути. Тонкая пленка люминофора активизируется под воздействием света паров ртути.

Стеклянная трубка

Трубка из стекла может иметь различный диаметр. Сила светового потока может быть разной, это зависит от мощности люминесцентной лампы. Для ее правильной работы необходим стартер дроссельного вида.

Внимание! Температура в трубке не должна быть свыше 55 градусов. Поэтому данную лампу нельзя применять в промышленных горячих цехах. Классическая электросхема

Классическая электросхема

Люминофор

Самой главной частью люминесцентного устройства будет слой люминофора. КПД люминофоров— соотношение величины излучаемых квантов к величине, поглощённых по большей степени, зависит от качества сырья, используемого при производстве люминофора.

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.

Устройство

Форма изделия продолговатая, напоминающая обычные лампочки накаливания. Но есть определенные конструктивные различия между ними.

В состав ДРЛ входят следующие элементы:

стеклянная колба — то, что есть практически у всех источников света. Используется для защиты внутренних деталей;
металлический цоколь — используется для вкручивания в плафон электрического прибора;
трубка, заполненная парами ртути. Помещается внутрь стеклянной колбы и изготавливается из кварцевого стекла. Обычно ртуть разбавляется аргоном;
лампы могут оснащаться второстепенными электродами и катодами. Это ускоряет зажигание изделия, выход на рабочий режим и повышает стабильность;
угольный резистор необходим для соединения электродов и катодов.

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:

Ищем фазы и ноль

К сожалению нет единого обязательного стандарта обозначения проводов фаза и ноль. И гадание по цвету не принесёт результата. Единственно правильным решением будет прозвонить провода.

Прозвонить провода можно либо специальным устройством мультиметром, либо индикаторной отвёрткой. На проводах на которых будет напряжения и будут фазами.

Светодиодные LED-лампы — какие лучше? Обзор самых популярных и надежных моделей, с фото и видео!
Как выбрать цветовую температуру — смотрите здесь! Таблица, инструкция, обзор яркой и оптимальной цветовой температуры для комнаты
Как выбрать офисные светодиодные светильники — смотрите инструкцию здесь! Фото готовых решений + ответы электрика

Проверять необходимо при включенном выключателе светильника и при включённом щитке. А вот перед подключением люстры следует наоборот всё выключить, чтобы случайно не допустить роковой ошибки.

При работе с мультиметром нужно поставить режим больше 220 В и щупами проверить все возможные пары проводов.

Если провода не прозваниваются, то это фазы, а если мультиметр показывает 220, то один из них ноль. Работая с индикаторной отвёрткой всё куда проще, прикасаетесь кончиком к проводу, если горит лампочка фаза, если нет ноль.

Схема подключения люминесцентных ламп без стартера

Питание от В без дросселя и стартера Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают.

Для работы больше никаких устройств не надо.

Следующая схема позволяет запустить лампу дневного света с перегоревшими пусковыми спиралями мощностью до 40 Вт при использовании лампы меньшей мощности дроссель L1 придется заменить на соответствующий используемой лампе. Это можно заметить по наличию темных пятен люминофора с одной из сторон колбы. На вход подают электропитание.

Индуктивности дросселя должно хватать на оба источника света. Как видно из рисунка ниже, кроме дросселя и стартера в схеме присутствует обычный диоднй мост. Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам.

Читайте дополнительно: Сроки измерения сопротивления заземляющих устройств

Принцип работы газоразрядных люминесцентных ламп

Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска. Для работы больше никаких устройств не надо. При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора.

Ток в электроцепи проводников и стартера ограничивается только внутренним дроссельным сопротивлением. В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.

Схема подключения люминесцентных ламп с дросселем

Во всех используется принцип создания высокого напряжения запуска при помощи умножителя напряжения. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает в раза.

В схеме, приведенной ниже, роль токоограничивающего дросселя выполняет обычная лампа накаливания, мощность которой равна мощности используемой ЛДС. Правильно собранная схема при исправных элементах начинает работать сразу же. Схема ее подключения есть справа. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.
Проверка стартера люминесцентной лампы

Принцип действия

Как уже говорилось, схема питания лампы дневного света принципиально отличается от подключения приборов накаливания. Дело в том, что электроэнергия здесь преобразовывается в световой поток посредством протекания тока сквозь скопление паров ртути, которые смешаны с инертными газами внутри колбы. Происходит пробой этого газа при помощи высокого напряжения, поступающего на электроды.

Как это происходит, можно понять на примере схемы.

Составляющие люминесцентного светильника

На ней можно увидеть:

пускорегулирующий аппарат (стабилизатор);
трубка лампы, включающая в себя электроды, газ и люминофор;
слой люминофора;
стартерные контакты;
стартерные электроды;
цилиндр корпуса стартера;
пластинка из биметалла;
наполнение колбы из инертного газа;
нити накаливания;
излучение ультрафиолета;
пробой.

Слой люминофора наносится на внутреннюю стенку лампы для того, чтобы преобразовать ультрафиолет, который невидим человеку, в освещение, принимаемое обычным зрением. При изменении состава этого слоя можно изменить оттенок цвета осветительного прибора.

Схема принципиальная

Это большая часть данного ЭПРА, дроссель и конденсатор у китайцев сюда не вошли.

Собственно добросовестно срисованная с печатной платы схема. Номинал электронных компонентов, позволяющих это сделать, определялся не только «по внешнему виду», но и при помощи замеров, с предварительным выпаиванием компонентов из платы. На схеме номинал резисторов указан в соответствии с цветовой маркировкой. Только в отношении дросселя позволил себе не разматывать имеющийся для определения количества витков, а замерил сопротивление намотанного провода (1,5 Ом при диаметре 0,4 мм) – сработало.

Рисунок можно сохранить на ПК и увеличить

Первая сборка на монтажной плате. Номиналы компонентов подбирал скрупулёзно, невзирая на габариты и количество, и был вознаграждён – лампочка зажглась с первого раза. Ферритовое кольцо (10 х 6 х 4,5 мм) от энергосберегающей лампочки, его магнитная проницаемость неизвестна, диаметр провода катушек на него намотанных 0,3 мм (без изоляции). Первый пуск в обязательнейшем порядке через лампочку накаливания в 25 Вт. Если она горит а люминесцентная первоначально мигает и тухнет – увеличивайте (постепенно) номинал С4, когда всё заработало и ничего подозрительного обнаружено не было, и убрал лампу накаливания, то уменьшил его номинал до первоначального значения.

В какой-то мере ориентируясь на печатную плату первоисточника, нарисовал печатку под имеющийся подходящий корпус и электронные компоненты.

Протравил платку и собрал схему. Уже предвкушал момент, когда буду доволен собой и рад бытию. Но, схема, собранная на печатной плате отказалась работать. Пришлось вникать и заниматься подбором резисторов и конденсаторов. На момент установки ЭПРА по месту эксплуатации С4 имел ёмкость 3n5, С5 – 7n5, R4 сопротивление 6 Ом, R5 — 8 Ом, R7 – 13 Ом.

Светильник «вписался» не только в дизайн, лампа, поднятая до упора вверх, дала возможность комфортно пользоваться полочкой внутри ниши секретера. Уют в «помещении» наводил Babay.

Устройство

Конструкция люминесцентной лампы состоит из:

прозрачной вытянутой трубки;
двух цоколей с двумя электродами;
стартер, начинающий работать от розжига;
электромагнитный дроссель;
конденсатор от сети.

Превращение в световой луч

Электрод

Стандартный цоколь

Атом ртути

Стеклянная трубка

Внимание! Температура в трубке не должна быть свыше 55 градусов. Поэтому данную лампу нельзя применять в промышленных горячих цехах

Классическая электросхема

Люминофор

Вам это будет интересно Правила расположения светильников на натяжном потолке

Неисправности и способы их устранения

Первое, что нужно сделать, — проверить напряжение на контактах лампочки и стартера. Если его нет, меняем неисправные элементы на новые.

Однако зачастую с напряжением все в порядке, но лампа дневного света все равно не включается, или часто мерцает, или моргает, но не загорается. Ниже рассмотрим наиболее распространенные проблемы, ведущие к такой ситуации:

Когда лампочка после включения не только не мерцает, но и не светится, речь, вероятно, идет о прерывании цепи. Чтобы обнаружить такой дефект, прозваниваем цепь с помощью мультиметра. Возможно, что проблема возникла из-за отсоединившегося проводника или поломанной вилки устройства.
Если во время работы люминесцентной лампы отмечается недостаточно сильное свечение с одной из ее сторон (при этом слышно потрескивание), причина неисправности заключается в коротком замыкании. Для устранения проблемы подойдет два способа. В первом случае переворачиваем лампу так, чтобы рабочий и нерабочий концы поменялись местами в патронах. Если свечение не нормализовалось, меняем колбу. Второй вариант решения вопроса состоит в проверке целостности проводов и патронов.
Еще один вариант поломки: лампы горят постепенно угасающим желтым светом. Тут не обойтись без замены лампочки, поскольку причина проблемы в разгерметизации колбы и проникновении в нее воздуха.
Спустя какой-то период на лампочке появляется потемнение. В таком случае проверяем дроссель. Для этого снимаем показатели рабочего и пускового тока. Слишком высокий уровень указывает на необходимость замены дросселя.
Если появление темных пятен сопряжено с проскакивающими электрическими разрядами, но свечение не исчезает, неисправность, скорее всего, кроется в стартере. Чтобы установить причину точнее, делаем замер рабочего тока. В случае повышенного уровня меняем стартер. Если ток в пределах нормы, несколько раз проворачиваем лампочку в патроне. Свечение должно восстановиться. Если нет — меняем лампу.
При постепенном снижении интенсивности свечения проверяем рабочее напряжение. Ток выше нормы указывает на неисправность дросселя. Если в рамках допустимого — понадобится замена лампы, поскольку есть недостаток ртутного содержимого.
Когда лампочка моргает после выключения, причин мерцания бывает несколько (как и после включения). Наиболее распространенная заключается в моргании из-за совместной работы лампы и переключателя с подсветкой. Энергия, идущая на подсветку, становится фактором включения лампочки, однако ее объема недостаточно, и потому светильник только мигает. Единственный выход — отказ от выключателя с подсветкой.
Порой моргание идет вследствие воздействия электромагнитных волн. Проблема возникает, когда в непосредственной близости от лампы расположена электробытовая техника (телевизор, компьютер и т.д.). Также источником волн являются радиостанции, вышки сотовой связи, ЛЭП и другие подобные объекты. Проблема решается только устранением ее первопричины.
Мерцание возникает из-за неисправной электропроводки в квартире (доме). Обычно лампа начинает мигать в сырую погоду. Необходимо менять проводку на новую.
Недостаток напряжения в сети (нехватка 10 и больше процентов) — еще один фактор, приводящий к миганию светильника.
Люминесцентные лампы не всегда включаются или моргают при слишком низкой температуре (ниже 5 градусов тепла).

Любой из перечисленных выше факторов способен привести к миганию люминесцентной лампочки. После нахождения неисправности ее необходимо обесточить до восстановления работоспособности. Следует помнить, что неправильная работа одного из элементов ведет к повреждению других звеньев системы.