Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Электронный балласт для люминесцентных ламп

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Источники освещения, называемые люминесцентными, в отличие от снабженных нитью накала аналогов, для работы нуждаются в пусковых устройствах, называемых балластом.

Что представляет собой балласт

Балласт для ЛДС (ламп дневного света) относится к категории пускорегулирующих устройств, которые используются в качестве ограничителя тока. Необходимость в них возникает, если электрической нагрузки недостаточно для эффективного ограничения потребляемого тока.

В качестве примера можно привести обычный источник света, относящийся к категории газоразрядных. Он представляет собой устройство, у которого отрицательное сопротивление.

В зависимости от реализации, балласт может представлять собой:

  • обычное сопротивление ;
  • емкость (обладающую реактивным сопротивлением), а также дроссель;
  • аналоговые и цифровые схемы.

Рассмотрим варианты реализации, получившие наибольшее распространение.

Виды балласта

Наибольшее распространение получили электромагнитная и электронная реализация балласта. Расскажем подробно о каждой из них.

Электромагнитная реализация

В этом варианте работа основывается на индуктивном сопротивлении дросселя (он подключается последовательно лампе).  Вторым необходимым элементом  является стартер, регулирующий процесс, необходимый для «зажигания».

Этот элемент представляет собой компактных размеров лампу, относящуюся к категории газоразрядных. Внутри ее колбы имеются электроды, изготовленные из биметалла (допускается один из них делать биметаллическим). Подключают стартер в параллель к лампе.

Ниже показаны два варианта ПРА.

Индуктивно-емкостная (1) и индуктивная реализация (2)

Работа осуществляется по следующему принципу:

  • при поступлении напряжения внутри лампы стартера производится разряд, что приводит к разогреву биметаллических электродов, в следствие чего они замыкаются;
  • замыкание электродов стартера приводит к возрастанию рабочего тока в несколько раз, поскольку его ограничивает лишь внутренне сопротивление катушки дросселя;
  • в следствие повышения уровня рабочего тока лампы, разогреваются ее электроды;
  • стартер остывает, и его электроды из биметалла размыкаются;
  • размыкание цепи стартером приводит к возникновению в катушке индуктивности импульса высокого напряжения, благодаря которому происходит разряд внутри колбы источника, что приводит к его «зажиганию».

После перехода  осветительного прибора в штатный режим работы, напряжение на нем и стартере будет меньше сетевого примерно в половину, что недостаточно для срабатывания последнего. То есть он будет находиться в разомкнутом состоянии и не оказывать влияние на дальнейшую работу осветительного устройства.

Такой тип балласта отличается простотой реализацией и низкой стоимостью. Но не следует забывать о том, что данный вариант пускорегулирующих устройств обладает рядом недостатков, таких как:

  • на «зажигание» уходит от одной до трех секунд, причем, в ходе эксплуатации это время будет неуклонно расти;
  • источники с электромагнитным балластом мерцают в процессе работы, что вызывает усталость глаз и может стать причиной головной боли;
  • расход электроэнергии у электромагнитных устройств значительно выше, чем у электронных аналогов;
  • в процессе работы дросселем издается характерный шум.

Эти и другие недостатки электромагнитных пусковых устройств для ЛДС привели к тому, что в настоящее время такие ПРА практически не применяются. Им на смену пришли «цифровые» и аналоговые ЭПРА.

Электронная реализация

Балласт электронного типа, по своей сути, является преобразователем напряжения, при помощи которого осуществляется питание ЛДС. Изображение такого устройства показано на картинке.

Фото электронного устройства для подключения двух ЛДС

Существует множество вариантов реализации электронных балластов. Можно представить характерную для многих устройств этого типа общую блок- схему, которая за небольшими исключениями, используется во  всех ЭПРА. Ее изображение представлено на рисунке.

Блок-схема типичной реализации ЭПРА

Многие производители добавляют в устройство блок коррекции коэффициента мощности, а также схему управления яркостью.

Существует два наиболее распространенных способа запуска источников, представляющих собой ЛДС, при помощи электронной реализации балласта:

  1. перед подачей на катоды ЛДС зажигающего потенциала их предварительно подвергают разогреванию. Благодаря высокой частоте поступающего напряжения, достигается две задачи: существенное увеличение КПД и устраняется мерцание. Заметим, что в зависимости от конструкции балласта, зажигание может быть моментальным или постепенным (то есть яркость источника будет постепенно нарастать);
  2. комбинированный метод, он характерен тем, что в процессе «зажигания» принимает участие колебательный контур, который должен войти в резонанс до того, как в колбе ЛДС произойдет разряд. Во время резонанса происходит повышение напряжения, поступающего на катоды, а рост тока обеспечивает их подогрев.

В большинстве случаев при комбинированном методе запуска схема реализована таким образом, что нить накала катода ЛДС (после последовательного подключения через емкость)  представляет собой часть контура.

Когда происходит разряд в газовой среде люминесцентного источника, это приводит к изменению параметров колебательного контура. В результате он выходит из состояния резонанса. Соответственно, происходит падение напряжения до штатного режима.

Пример схемы такого устройства показан на рисунке.

Схема простой электронной реализации баланса для ЛДС мощностью 18Вт

В данной схеме автогенератор построен на двух транзисторах. На ЛДС поступает питание с обмотки 1-1 (которая является повышающей у трансформатора Тр).

При этом такие элементы как емкость С4 и дроссель L1 являются последовательным колебательным контуром, с резонансной частотой, отличной от генерируемой автогенератором.

 Подобные схемы электронного балласта широко распространены во многих бюджетных настольных светильниках.

: как сделать балласт для ламп

Говоря об электронном балласте, нельзя не упомянуть про компактные ЛДС, которые рассчитаны под стандартные патроны Е27 и Е14. В таких устройствах балласт встроен в общую конструкцию.

Установленный внутри источника электронный балласт

В качестве примера реализации ниже показана схема балласта энергосберегающей ЛДС Osram мощностью 21Вт.

Схема балласта для компактной ЛДС Osram

Необходимо заметить, что в связи с особенностями конструкции, к электронным элементам таких устройств предъявляются серьезные требования. В продукции неизвестных изготовителей, может использоваться более простая элементная база, что становится частой причиной выхода компактных ЛДС из строя.

Преимущества

Электронные устройства имеют много преимуществ перед электромагнитными ПРА, перечислим основные из них:

  • электронные пускорегулирующие устройства не вызывают мерцание ЛДС при ее работе и не создают постороннего шума;
  • схема на электронных элементах потребляет меньше энергии, легче весит и более компактна;
  • возможность реализации схемы, производящей «горячий старт», в этом случае происходит предварительный нагрев катодов ЛДС. Благодаря такому режиму включения срок службы источника значительно продлевается;
  • электронное пускорегулирующее устройство не нуждается в стартере, поскольку оно само отвечает за формирование необходимого для старта и работы уровней напряжения.

Устройство электронного балласта для люминесцентных ламп

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Люминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой стеклянную трубку, заполненную инертным газом (Ar, Ne, Kr) с добавлением небольшого количества ртути.

На концах трубки имеются металлические электроды для подачи напряжения, электрическое поле которого приводит к пробою газа, возникновению тлеющего разряда и появлению электрического тока в цепи.

Свечение газового разряда бледно-голубого оттенка, в видимом световом диапазоне очень слабое.

Но в результате электрического разряда большая часть энергии переходит в невидимый, ультрафиолетовый диапазон, кванты которого, попадая в фосфорсодержащие составы (люминофорные покрытия) вызывают свечение в видимой области спектра.

Меняя химический состав люминофора, получают различные цвета свечения: для ламп дневного света (ЛДС) разработаны различные оттенки белого цвета, а для освещения в декоративных целях можно выбрать лампы иного цвета.

Изобретение и массовый выпуск люминесцентных ламп – это шаг вперед по сравнению с малоэффективными лампами накаливания.

Для чего нужен балласт?

Ток в газовом разряде растет лавинообразно, что приводит к резкому падению сопротивления. Для того чтобы электроды люминесцентной лампы не вышли из строя от перегрева, последовательно включается дополнительная нагрузка, ограничивающая величину тока, так называемый балластник. Иногда для его обозначения употребляют термин дроссель.

Используются два вида балластников: электромагнитный и электронный. Электромагнитный балласт имеет классическую, трансформаторную комплектацию: медный провод, металлические пластины. В электронных балластниках (electronic ballast) применяются электронные компоненты: диоды, динисторы, транзисторы, микросхемы.

Лампы накаливания

Для первоначального поджига (пуска) разряда в лампе в электромагнитных устройствах дополнительно используется пусковое устройство – стартер.

В электронном варианте балластника эта функция реализована в рамках единой электрической схемы. Устройство получается легким, компактным и объединяется единым термином – электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА).

Массовое применение ЭПРА для люминесцентных ламп обусловлено следующими достоинствами:

  • эти аппараты компактны, имеют небольшой вес;
  • лампы включаются быстро, но при этом плавно;
  • отсутствие мерцания и шума от вибрации, поскольку ЭПРА работает на высокой частоте (десятки кГц) в отличие от электромагнитных, работающих от сетевого напряжения с частотой 50 Гц;
  • снижением тепловых потерь;
  • электронный балласт для люминесцентных ламп имеет значение коэффициента мощности до 0,95;
  • наличие нескольких, проверенных видов защиты, которые повышают безопасность использования и продлевают срок службы.

Схемы электронных балластов для люминесцентных ламп

ЭПРА – это электронная плата, начиненная электронными компонентами. Принципиальная схема включения (Рис. 1) и один из вариантов схемы балласта (Рис. 2) приведены на рисунках.

Люминесцентная лампа, С1 и С2 – конденсаторыЭлектрическая схема ЭПРА

Электронные балласты могут иметь разное схемотехническое решение в зависимости от примененных комплектующих. Выпрямление напряжения производится диодами VD4–VD7 и далее фильтруется конденсатором C1.

После подачи напряжения начинается зарядка конденсатора С4. При уровне 30 В пробивается динистор CD1 и открывается транзистор T2, затем включается в работу автогенератор на транзисторах T1, T2 и трансформаторе TR1.

Резонансная частота последовательного контура из конденсаторов С2, С3, дросселя L1 и генератора близки по величине (45–50 кГц). Режим резонанса необходим для устойчивой работы схемы. Когда напряжение на конденсаторе С3 достигнет величины пуска, лампа зажигается.

При этом снижается регулирующая частота генератора и напряжения, а дроссель ограничивает ток.

Фото внутреннего устройства ЭПРАФото типового устройства ЭПРА

Ремонт ЭПРА

В случае отсутствия возможности быстрой замены вышедшего из строя ЭПРА можно попытаться отремонтировать балластник самостоятельно. Для этого выбираем следующую последовательность действий для устранения неисправности:

  • для начала проверяется целостность предохранителя. Эта поломка часто встречается из-за перегрузки (перенапряжения) в сети 220 вольт;
  • далее производится визуальный осмотр электронных компонентов: диодов, резисторов, транзисторов, конденсаторов, трансформаторов, дросселей;
  • в случае обнаружения характерного почернения детали или платы ремонт производится с помощью замены на исправный элемент. Как проверить своими руками неисправный диод или транзистор, имея в наличии обычный мультиметр, хорошо известно любому пользователю с техническим образованием;
  • может оказаться, что стоимость деталей для замены будет выше или сопоставима со стоимостью нового ЭПРА. В таком случае лучше не тратить время на ремонт, а подобрать близкую по параметрам замену.

Эпра для компактных лдс

Сравнительно недавно стали широко использоваться в быту люминесцентные энергосберегающие лампы, адаптированные под стандартные патроны для простых ламп накаливания – Е27, Е14, Е40. В этих устройствах электронные балласты находятся внутри патрона, поэтому ремонт этих ЭПРА теоретически возможен, но на практике проще купить новую лампу.

На фото показан пример такой лампы марки OSRAM, мощностью 21 ватт. Следует заметить, что в настоящее время позиции этой инновационной технологии постепенно занимают аналогичные лампы со светодиодными источниками. Полупроводниковая технология, непрерывно совершенствуясь, позволяет быстрыми темпами достигнуть цены на ЛДС, стоимость которых остается практически неизменной.

Лампа OSRAM с цоколем E27

Люминесцентные лампы T8

Лампы T8 имеют диаметр стеклянной колбы 26 мм. Широко используемые лампы T10 и T12 имеют диаметры 31,7 и 38 мм соответственно. Для светильников обычно применяют ЛДС мощностью 18 Вт.

Лампы T8 не теряют работоспособности при скачках питающего напряжения, но при понижении напряжения более чем на 10% зажигание лампы не гарантируется. Температура окружающего воздуха также влияет на надежность работы ЛДС T8.

При минусовых температурах снижается световой поток, и могут происходить сбои в зажигании ламп. Лампы T8 имеют срок службы от 9 000 до 12 000 часов.

Как изготовить светильник своими руками?

Сделать простейший светильник из двух ламп можно следующим образом:

  • выбираем подходящие по цветовой температуре (оттенку белого цвета) лампы по 36 Вт;
  • изготавливаем корпус из материала, который не воспламенится. Можно задействовать корпус от старого светильника. Подбираем ЭПРА под данную мощность. На маркировке должно быть обозначение 2 х 36;
  • подбираем к лампам 4 патрона с маркировкой G13 (зазор между электродами составляет 13 мм), монтажный провод и саморезы;
  • патроны необходимо закрепить на корпусе;
  • место установки ЭПРА выбирают из соображения минимизации нагрева от работающих ламп;
  • патроны подключаются к цоколям ЛДС;
  • для предохранения ламп от механического воздействия желательно установить прозрачный или матовый защитный колпак;
  • светильник закрепляется на потолке и подключается к сети питания 220 В.

Простейший светильник из двух ламп

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение – ВашЭлектрик

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Освещение в больших помещениях все чаще осуществляется с помощью трубчатых люминесцентных ламп. Они способны значительно экономить электроэнергию и освещать пространство рассеянным светом.

Однако их срок эксплуатации во многом зависит от нормальной работы всех составных частей.

Среди них большое значение имеет схема балласта люминесцентных ламп, обеспечивающая зажигание и поддерживающая нормальный рабочий режим.

Балласт для люминесцентных ламп

В большинстве традиционных конструкций, рассчитанных на ток с частотой 50 Гц, для электропитания используются электромагнитные пускорегулирующие аппараты. Получение высокого напряжения происходит через реактор, когда размыкается биметаллический ключ. Через него протекает ток, обеспечивающий накал электродов при замкнутых контактах.

Данные пусковые устройства имеют ряд серьезных недостатков, не позволяющих люминесцентным лампам полностью использовать свой ресурс при освещении помещений. Создается мерцающий свет, повышенный уровень шума, нестабильный свет во время перепадов напряжения.

Все эти недостатки устраняются путем применения электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), получивших название электронного балласта. Использование балласта позволяет практически мгновенно зажигать лампу без шума и мерцания.

Высокочастотный диапазон делает освещение более комфортным и стабильным. Полностью нейтрализуется негативное воздействие колебаний напряжения сети. Все мигающие и вспыхивающие неисправные лампы отключаются с помощью системы контроля.

Все электронные балласты имеют относительно высокую стоимость. Однако, в дальнейшем, происходит видимая компенсация начальных затрат. При одном и том же качестве светового потока, энергопотребление уменьшается в среднем на 20%.

Светоотдача люминесцентной лампы повышается за счет более высокой частоты и повышенного коэффициента полезного действия ЭПРА в сравнении с электромагнитными устройствами.

Щадящий режим пуска и работы с применением балласта позволяет увеличить срок эксплуатации ламп на 50%.

Эксплуатационные расходы значительно снижаются, поскольку не требуется замена стартеров, а количество замены ламп на светодиодные также сокращается. При использовании системы управления светом можно добиться дополнительной экономии электроэнергии до 80%.

Типовая схема балласта

В конструкции ЭПРА применяется активный корректор коэффициента мощности, обеспечивающий совместимость с электрической сетью. Основой корректора  является мощный повышающий импульсный преобразователь, управляемый специальной интегральной микросхемой.

Это обеспечивает номинальный режим с коэффициентом мощности, близким к 0,98. Высокое значение данного коэффициента сохраняется в любых режимах работы. Изменение напряжения допускается в диапазоне 220 вольт + 15%. Корректор обеспечивает стабильную освещенность даже при значительных перепадах напряжения сети.

Для его стабилизации используется промежуточная цепь постоянного тока.

Важную роль играет сетевой фильтр, сглаживающий высокочастотные пульсации питающего тока. В совокупности с корректором этот прибор жестко регламентирует все составляющие потребляемого тока. Вход сетевого фильтра оборудован защитным узлом с варистором и предохранителем.

Это позволяет эффективно устранять сетевые перенапряжения.

С предохранителем последовательно соединяется терморезистор, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивления, обеспечивающий ограничение броска входного тока, во время подключения ЭПРА от инвертора к сети.

Кроме основных элементов, схема балласта для люминесцентных ламп предполагает наличие специального узла защиты. С его помощью происходит контроль за состоянием ламп, а также их отключение в случае неисправности или отсутствия.

Данный прибор следит за током, который потребляет инвертор, и напряжением, поступающим на каждую из ламп. Если в течение определенного промежутка времени заданный уровень напряжения или тока превышает установленное значение, то защита срабатывает.

То же самое происходит во время обрыва контура нагрузки.

Исполнительным элементом защитного узла является тиристор. Его открытое состояние поддерживается током, проходящим через резистор, установленный в балласте. Значение балластного сопротивления позволяет тиристорному току поддерживать включенное состояние до того момента, пока с ЭПРА не будет снято питающее напряжение.

Узел управления ЭПРА питается через сетевой выпрямитель при прохождении тока в балластном резисторе. Сокращение мощности электронного балласта и улучшение его коэффициента полезного действия позволяет использовать ток сглаживающей цепи.

Данная цепь подключается к точке, где соединяются транзисторы инвертора. Таким образом, происходит питание системы управления.

Построение схемы обеспечивает запуск системы управления на начальной стадии, после чего, с небольшой задержкой запускается цепь питания.

Что такое балласт люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют популярность благодаря своей энергосберегающей составляющей. Но в отличие от ламп накаливания, схема источников дневного света довольно сложна и включает в себя дополнительные элементы, обеспечивающие пуск и стабильную работу. Одним из таких устройств является балласт для люминесцентных ламп.

Назначение и виды устройства

Основное назначение балласта заключается в поддерживании постоянного напряжения на определенном уровне, чтобы не происходило снижение эффективности свечения. В связи с назначением этот элемент относится к пускорегулирующим элементам газоразрядных ламп дневного света. Кроме этого, при необходимости, балласт выполняет функцию ограничителя тока (как пускового, так и рабочего).

В зависимости от того, какая схема была реализована при сборке балласта, эти пусковые устройства разделяют на два типа. Рассмотрим их подробнее.

Электромагнитное исполнение

Схема, по которой работает электромагнитный балласт, заключается в использовании дросселя, последовательно подключенного к колбе лампы. Также для процесса пуска необходим стартер. Этот компактный прибор в своем корпусе имеет биметаллические электроды. Стартер подключается параллельно по отношению к газоразрядной лампе.

Принцип работы такого балласта довольно прост и основывается на использовании индуктивного сопротивления:

  • При подаче напряжения на электроды стартера, они вследствие разряда замыкаются;
  • Это приводит к многократному возрастанию тока, что, в свою очередь, разогревает электроды самой лампы;
  • Выдав разряд, стартер остывает, а электроды размыкаются. При этом образуется достаточный импульс, чтобы внутри колбы произошел разряд, который зажжет газ.

Выведя лампу в рабочий режим, электромагнитный балласт остается разомкнутым, что не мешает устойчивой работе осветительного прибора.

Электронный вариант

Электронный балласт является обыкновенным преобразователем входного напряжения. При этом схема запуска источника дневного света может быть различной:

  • Один из методов подразумевает предварительный разогрев катодов газоразрядной колбы перед подачей на них пускового импульса. Благодаря этому решаются две проблемы: практически убирается мерцание разряда, а также повышается КПД лампы. Этот метод позволяет применять несколько вариантов запуска: моментальный или плавный, с постепенным увеличением яркости свечения;
  • При комбинированном методе для запуска используют колебания контура. При входе контура в резонанс, происходит разряд и рост напряжения, что обеспечивает подогрев катодов люминесцентной колбы.

Такая схема подразумевает выход колебательного контура из резонанса за счет изменения параметров вследствие разряда в колбе осветительного прибора. Следовательно, напряжение падает до рабочего состояния, а электронный балласт остается разомкнутым.

Использование электронной схемы запуска способствовало значительному уменьшению пусковой конструкции в размерах. Это привело к разработке и внедрению таких технологий в энергосберегающей компактной лампе.

Проверка и замена балласта

Основная проблема люминесцентных ламп – это их частые поломки. Но из плюсов стоит отметить, что и ремонт таких источников света довольно прост: важно определить истинную причину выхода из строя. Сегодня расскажем, как простым способом проверить балласт на работоспособность.

Для этого потребуется взять обычную переноску (лампу с проводами), а на концы жил подсоединить канцелярские скрепки. Такое нехитрое приспособление позволит легко закоротить контакты, выходящие на лампу. Далее производятся такие действия:

  • С обесточенного светильника снимается прозрачная колба. Вынимается из патронов лампа;
  • Изогнутую скрепку вставляем в патрон таким образом, чтобы замкнуть оба контакта. Во второй патрон подсоединяется другой провод, идущий от переноски;
  • После этого подается напряжение на светильник.

Если нить накаливания зажглась, значит, балласт еще «живой». Следовательно, причина не в этом, и придется разбирать корпус, чтобы проверить остальные пусковые и регулировочные устройства.

Замена электронного балласта в люминесцентных светильниках производится достаточно быстро: достаточно приобрести устройство с такими же пусковыми характеристиками. При подключении должна соблюдаться предыдущая схема. В некоторых случаях даже не потребуется паять провода: соединение производится при помощи разъемных контактов.

Особенности ремонта

Наличие балласта обязательно не только для трубчатых конструкций люминесцентных ламп, но и для энергосберегающей компактной лампы дневного света. При этом схема компактных газоразрядных источников света более сложная, именно из-за своих небольших размеров.

Это накладывает определенные ограничения для применения тех или иных конструктивных решений. Для того чтобы уместить в небольшом корпусе ЛДС все необходимые устройства, производителями используется упрощенная схема, что приводит к частым выходам из строя тех или иных элементов.

Производить самостоятельный ремонт таких источников освещения очень затруднительно, опять же, из-за миниатюрных размеров всех деталей.

Мы рассмотрим некоторые нюансы, в которых заключается ремонт люминесцентных светильников.

Прежде чем начинать осмотр светильника и выявление детали, которой требуется ремонт, нужно проверить, поступает ли напряжение на лампу. Это лучше всего проверить тестером непосредственно на вводных клеммах. Чаще всего, чтобы добраться до них, требуется снять крышку и корпус светильника. Если напряжение поступает, то лампа обесточивается, и демонтируется, например, с потолка.

Ремонт ЛДС следует начинать с проверки работоспособности колбы. Для этого каждая пара контактов прозванивается тестером.

Далее ремонт продолжается визуальным осмотром на предмет выявления почерневших деталей или оплавленных проводов. Если этого не выявлено, следует прозвонить каждое устройство.

Типовые неисправности

В электромагнитных устройствах чаще всего требуют ремонт следующие элементы:

  1. Стартер. Самый простой способ проверить его работоспособность, параллельно подключить 100% рабочий стартер. Здесь важно использовать аналогичный прибор по мощности и рабочему напряжению;
  2. Дроссель. В случае если замена стартера не решила проблему, потребуется произвести прозвонку обмотки дросселя. Можно сразу заменить новым устройством с такими же параметрами.

Ремонт светильника, имеющего электронный пуск, заключается в замене балласта, который мы описывали выше.

Теперь вы знаете не только устройство основных типов пускорегулирующих устройств ламп дневного света, но также знаете, как проверить и произвести ремонт основных элементов люминесцентных светильников.

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства ЭПРУ и его применение

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Люминесцентные лампы – это настоящий технологический прогресс, который несколько десятилетий назад всколыхнул всю науку и технику. Но первые люминесцентные лампы имели множество недостатков, среди которых небольшие сроки работы, характерный шум от работы люминесцентных элементов и дорогое обслуживание.

Электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРУ)

Для решения подобных очень важных проблем с лампами инженеры изобрели специальное электронное пускорегулирующее устройство, которая реально снижает расход электроэнергии, увеличивает долговечность и практически убирает характерные звуки от ламп.

При применении новой технологии ЭПРУ длительность работы люминесцентных ламп возросла до 12 000 – 15 000 часов. Если сравнить, то этот показатель у ламп накапливания равен трём тысячам часов. То же самое касается и показателей яркости, которые почти в пять раз превышают предыдущие показатели у ламп накапливания.

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный источник яркого дневного света, который функционирует на основе воздействия электрического поля в стеклянных герметично закрытых трубках с закачанной ртутью.

Именно путем подобного воздействия в трубках ламп возникает разряд, который сопровождается характерным ультрафиолетовым лучом, создающим световое излучение. Сам свет создаётся за счёт применения люминофора в качестве преобразователя ультрафиолетовых излучений.

При выборе соответствующих видов данного вещества можно регулировать цветовую подачу ламп.

Люминесцентные лампы делятся на:

  • кольцевые;
  • U-образные;
  • компактные;

Естественным недостатком люминесцентной лампы является их отрицательное внутреннее сопротивление, за счёт которого они просто не могут напрямую работать с электрическим напряжением сети. Но с помощью электронных балластов ЭПРУ эта проблема просто исчезает.

При применении ЭПРУ обеспечивается предварительный нагрев катодов, что отвечает за эмиссию электродов в лампе. Также ЭПРУ создаёт стартовое напряжение и ограничивает протекающий ток.

Электронные балласты для люминесцентных ламп ЭПРУ являются отличным технологическим решением, которое максимально разгоняет подобный тип ламп и решает многочисленные проблемы с их работой.

Во время замыкания ЭПРУ основное сетевое напряжение переносится на стартер, состоящий из специального стеклянного баллона с запасом инертного газа с биметаллическими элементами. Как и конденсатор, так и баллон размещены в двух отдельных ёмкостях.

В связи с воздействием сетевого напряжения промежуток с инертным газом переживает процесс ионизации.

История такого устройства как ЭПРУ уходит своими корнями в далекие 80-е, хотя более широкое применение электронные балласты для люминесцентных ламп обрели в начале 90-х.

Подобное устройство предназначается для управления пуском и поддержанием оптимального работоспособного режима в газоразрядных люминесцентных лампах.

До момента появления ЭПРУ человечество использовало классические пускорегулирующие аппараты (ПРА). Но к сожалению, эти устройства имели множество характерных недостатков. Среди них можно отметить:

  • очень громоздкий и громкий дроссель, который снабжён не очень качественным стартером;
  • наличие эффекта стробирования и постоянные мерцания в зависимости от частоты сети;
  • стартер, который вышел из строя очень часто становится причиной эффекта фальстарта, за счёт чего срок службы нитей накала существенно снижается;
  • огромные потери энергии и низкий КПД.

До момента появлению ЭПРУ подобные аппараты практически не устраняли действующие проблемы с люминесцентными лампами. Сроки их обслуживания оставались такими же небольшими.

Именно по этим причинам отечественные производители серьёзно задумались о выпуске более функциональных устройств с высоким уровнем КПД и без подобных недостатков.

Результатом долгой усердной работы в начале 80-х годов на рынок вышли электронные балласты для люминесцентных устройств – ЭПРУ, которые очень быстро укоренились на отечественном производстве и полностью вытеснили своих предшественников.

Уникальная технология ЭПРУ стала настоящим технологическим прорывом, с помощью которого проблемы с работой и сроками обслуживания ламп стремительно возросли.

Преимущества ЭПРУ

Кроме отсутствия весомых недостатков, как в случае с предыдущими балластами, электронные пускорегулирующие балласты имеют множество преимуществ. Среди них можно отметить:

  • увеличенный срок службы люминесцентных устройств, который обеспечивается при помощи специального «тёплого» старта без лишних перезагрузок;
  • стильное освещение при любом диапазоне питающего напряжения, что невозможно обеспечить с классическими ПРА.
  • дополнительная опция с поддержкой плавной регулировки силы света и яркости.

К тому же, мощность новых ЭПРУ намного выше, чем у стандартных электронных балластов, что обеспечивается применением передовых технологий и дополнительных элементов.

В общем, новая технология электронных балластов действительно намного лучше и функциональнее своего предшественника.

Как устроено ЭПРУ?

В стандартной комплектации электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентного оборудования поставляется с:

  • фильтром электромагнитных помех, который отвечает за фильтрацию, как и входящих в ЭПРУ, так и исходящих от балласта помех;
  • выпрямителем;
  • схемой коррекции мощностей (поставляется в опциональном комплекте);
  • сглаживающим фильтром;
  • балластом;
  • инвертором;

При этом последнее устройство может поставляться с дополнительным регулятором показателей яркости, который предназначается для точной настройки электронного балласта.

Второй вышеупомянутый элемент, отвечающий за коррекцию коэффициента мощности, может быть как мостовым, так и полумостовым.

На современном рынке подобного оборудования существует множество устройств ЭПРУ от различных производителей и торговых марок. Дорогостоящие модели всегда исполнены из более качественных материалов при применении передовых технологий для производства. Естественно более дешевые ЭПРУ не могут гарантировать такое качество работы, как в случае с первыми предложениями.

Нельзя забывать, что совершенно все ЭПРУ, независимо от производителя, могут иметь ряд заметных недостатков. Главной из них является вероятность поломки при работе в аномальных условиях, связанных с погодными или любимыми другими изменениями.

То же самое касается штатного режима ЭПРУ, который далеко не всегда остаётся на нормальном оптимальном уровне. Чаще всего это является причиной повышенных температур в транзисторах полумоста ЭПРУ.

Эпру — это действительно крайне важный и необходимый элемент в люминесцентных лампах, без которого они просто не смогут полноценно функционировать и исполнять свои основные задачи.

Эпра (электронный балласт) – принцип работы и схема подключения

Электронные балласты для люминесцентных ламп: описание устройства эпру и его применение

Применение электронной пуско-регулирующей аппаратуры или аппарата (сокращенно ЭПРА) дает существенную прибавку к сроку полезной эксплуатации осветительного оборудования этого вида.

ЭПРА – это очередной виток развития систем зажигания лампы. ЭПРА выпускается в виде отдельного модуля с контактами для подачи напряжения питания и контактами для подключения одной или нескольких ламп. Такой блок пришел на замену простой, но морально устаревшей схемы с дросселем и стартером. Такой конструкцией обычно оснащаются все современные светильники.

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 дневных люминесцентных ламп 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 для одной лампы дневного света схема выглядит так:

Т.е. схема состоит всего из двух компонентов: люминесцентной лампы и электронного пускателя.

С точки зрения электрика это намного проще классической схемы светильника при использовании электромагнитного дросселя и стартера. На клеммы N и L подается сетевое напряжение. Вывод ground – заземление.

Для работы ЭПРА подключение заземляющего контакта не является обязательным и служит лишь для безопасной эксплуатации.

Схема подключения для двух ламп – аналогична.

В ней отсутствуют дополнительные элементы, схема дополнена разве что второй лампой, выводы которой подключены напрямую к электронному блоку.

Схемы 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

https://www.youtube.com/watch?v=gHLaSrQL9Y0

Это достаточно простая схема для инженера-электроника. В упрощенном понимании схема работает 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 люминесцентной лампы от низковольтного источника

Принцип работы пускателя

Какая бы ни была применена схема для пуска люминесцентной лампы. Общий принцип работы остается неизменным. В принципе, сходные процессы происходят при использовании дросселя и стартера. Всего три фазы:

  • Первоначальный прогрев электродов. В ЭПРА это происходит достаточно мягким повышением напряжения на вольфрамовые нити.
  • Поджиг. В этот момент схема подает высоковольтный импульс (обычно около полутора киловольт). Этого достаточно для электрического пробоя газа и паров ртути. Напряжение поджига у люминесцентных ламп существенно выше напряжения горения.
  • Горение. После высоковольтного импульса схема снижает напряжение до необходимого для поддержания тлеющего разряда. Частота переменного тока на электродах может достигать 38 кГц в зависимости от схемы.

В ЭПРА поджигающей импульс обеспечивается электронной схемой. В классической схеме – за счет энергии, накопленной дросселем. Прогрев электродов также обеспечивает ЭПРА. При стартерной схеме включения, электроды прогреваются в момент замыкания контактов стартера. Его можно заменить кнопкой без фиксации.

Схемы подключения

Разработка таких устройств велась для минимизации конструкции светильника и замещения крупногабаритного дросселя и стартера одним единственным модулем, который подключается к сети питания переменного тока и к электродам люминесцентной лампы.

ЭПРА лишены всех минусов классических схем подключения.

Существуют модули, предназначенные для одновременного подключения четырех ламп.

Подключение ЭПРА к четырем лампам

Как в случае с одной или двумя лампами, схема не требует никаких дополнительных элементов. Модуль ЭПРА соединяется напрямую с люминесцентной лампой.

Схема подключения ЭПРА с одной лампой

Схема подключения ЭПРА 4х18 Вт (Пример:Navigator NB-ETL-418-EA3)

Схема подключения ЭПРА 2х36 Вт (Пример:ELECTRONIC BALLAST ETL-236)

Схема подключения ЭПРА 2х18 Вт (Пример:Navigator NB-ETL-218-EA3)

Во всех случаях выключатель рекомендовано ставить именно на фазовый провод. При наличии нуля потенциал может сохраняться. Об этом будет говорить слабое мерцание ламп в выключенном положении.

С рабочими, но дешевыми ЭПРА иногда тоже наблюдается такое явление. Возможно, что причина в том, что с электролитического конденсатора не ушел полностью заряд.

В этом случая поможет простая доработка: достаточно зашунтировать электролитический конденсатор резистором на сотню килоом.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.