Дроссель для люминесцентных ламп: зачем нужен, принцип работы

Принцип работы

В классическом виде ЛЛ (люминесцентная лампа) представляет собой стеклянную трубку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность люминофором. Внутри трубки при пониженном давлении помещают инертный газ, смешанный с парами ртути. На концах изделия впаиваются электроды (катоды) из вольфрама.

В рабочем состоянии после пробоя газа высоким напряжением через лампу протекает ток, в результате воздействия которого появляется невидимое для человеческого глаза УФ излучение. Под воздействием этого излучения люминофор генерирует световой поток в видимом диапазоне, цветовые оттенки которого может меняться в зависимости от типа люминофора.

Ток при газовом разряде меняется лавинообразно и для его ограничения используется последовательно включенная нагрузка.

Примечание! Для запуска и поддержания рабочего режима ЛЛ используется специальная пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Такая аппаратура часто называется балластом.

Устройство стартера люминесцентных ламп

Конструкция этого элемента достаточно проста. Каждая модель, выпущенная определенным производителем, имеет свои технические характеристики. Это следует учитывать при выборе ламп. Стартер – это стеклянный баллон, внутри которого находится инертный газ. Это может быть смесь гелия с водородом или неон. В баллон впаяны неподвижные металлические электроды. Их выводы проходят через цоколи.

Баллон расположен внутри пластмассового или металлического корпуса, имеющего сверху отверстие. Самым популярным материалом для изготовления корпуса является пластик. Справляться с высокой температурой такому корпусу позволяет специальная пропитка. Любой имеет только две ножки (контакта).

Если вынуть конструкцию из корпуса видно саму колбу. Также видно, что параллельно электродам колбы подключен какой-то элемент – это конденсатор. Его емкостью составляет порядка 0,003-0,1 мкф. Конденсатор призван выполнять сразу две функции:

• — борется с радиопомехами, которые возникают из-за контакта электродов, посредством снижения их уровня.
• — участвует в процессе зажигания лампы.

Конденсатор снижает импульс напряжения, который формируется при размыкании электродов, и повышает его продолжительность.

За счет параллельного включения с электродами конденсатор снижает вероятность их сваривания (залипания). Подобное явление может произойти в процессе размыкания электродов вследствие формирования электрической дуги. Конденсатор в кратчайшие сроки гасит дугу.

ПРА электромагнитного типа

Электрическая схема питания ЛЛ с использованием обычной ПРА приведена на рис. 1.

Стартер представляет собой устройство, предназначенное для кратковременного автоматического включения и выключения электроцепи.

Существуют различные конструкции стартеров – тлеющего разряда, тепловые, электронные, электромагнитные. Наиболее распространенными являются стартеры тлеющего разряда, в которых используются биметаллические пластины.

Такие пластины при возникновении в стартере тлеющего разряда нагреваются и замыкают цепь. После замыкания разряд прекращается, электроды остывают и размыкаются. Параметры стартера выбираются таким образом, чтобы напряжение тлеющего разряда было выше рабочего напряжения ЛЛ и ниже минимального сетевого напряжения.

Цены на стартер для люминесцентных ламп

Цены на стартер для люминесцентных ламп

Дроссель представляет собой обычную катушку индуктивности, намотанную на сердечник. Для предотвращения появления в сердечнике вихревых токов он собран из отдельных тонких пластин. Допустимая мощность дросселя должна соответствовать мощности ЛЛ. В противном случае лампа не включится.

При кратковременном замыкании стартера через электроды ЛЛ проходит большой ток, нагревающий нити этих электродов. и вызывающий термоэлектронную эмиссию. В результате этой эмиссии около электродов образуются электронные облачка, способствующие пробою и появлению разряда.

При размыкании контактов стартера согласно явлению самоиндукции в цепи генерируется мощный импульс напряжения, величина которого пропорциональна индуктивности дросселя. Под действием этого импульса происходит пробой газа и возникает тлеющий разряд, который может перейти в дуговой. Но наличие балансного сопротивления в виде дросселя ограничивает величину протекающего через прибор тока.

Таким образом, дроссель играет двойную роль:

1. Образуемый дросселем при размыкании стартером электрической цепи высоковольтный импульс напряжения обеспечивает пробой газа и зажигание лампы.
2. В режиме горения ЛЛ индуктивное сопротивление дросселя обеспечивает поддержание на электродах лампы рабочего напряжения, обеспечивающего тлеющий разряд.

На рис.1 компенсирующий конденсатор С1, включенный на входе схемы питания ЛЛ, предназначен для повышения коэффициента мощности (cos φ ). Для уменьшения влияния радиопомех параллельно контактам стартера включен конденсатор небольшой емкости (С2). Этот конденсатор позволяет также изменить переходный процесс в схеме и увеличить мощность импульса напряжения.

Разновидности стартеров

• Стартеры тлеющего ряда – лампа с биметаллическими электродами. Такие стартеры чаще используются, так как у них упрощенная конструкция и сравнительно небольшое время зажигания.
• Тепловые стартеры – характеризуются увеличенным временем зажигания, за счет чего электроды нагреваются дольше, что положительно сказывается на работе лампы. Однако такие стартеры имеют более сложное строение, дополнительно потребляют энергию на себя, схема их подключения имеет сложное строение.
• Полупроводниковые стартеры. Их работа построена по принципу ключа. После нагревания электродов напряжение размыкается, и в колбе происходит возникновение импульса.

ЭПРА

Электронный балласт (ЭПРА) является сложным устройством со множеством электронных элементов. Блок – схема такого устройства приведена на рис. 4.

Основное отличие ЭПРА от обычного ПРА – это наличие инвертора, который с помощью транзисторных ключей преобразует сетевое напряжение 50 Гц в напряжение с частотой в 30- 40 кГц. Благодаря этому уменьшаются размеры и габариты этого устройства. При включении схемы происходит прогрев катодов ЛЛ, образование вблизи них электронных «облаков», а на конденсаторе, включенном параллельно лампе, возникает резонансное напряжение около 600 В, которого достаточно для поджига лампы.

После включения ЛЛ напряжение на ней падает до рабочего, а ток ограничивается балансным дросселем.

Схема подключения через дроссель

Чтобы лампа дрл работала исправно необходима правильная схема подключения данного устройства. Благодаря грамотной установке зажечь такую ламу не составит никаких проблем, и она будет работать всегда качественно и без сбоев.

К тому же неправильное подключение повышает риск, что устройство испортится и перегорит раньше времени или вообще, при первом включении.

Схема подключения довольно простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение производится к сети 220 вольт и работает при стандартной частоте. По этому их без труда можно установить в домашнюю сеть. Дроссель работает стабилизатором и корректировщиком работы. Благодаря ему источник света не мигает, работает непрерывно и при нестабильном входящем напряжении световой поток остаётся неизменным.

Подключение ДРЛ через дросель

Бездроссельное подключение невозможно, так как лампа сразу сгорит. Для пуска, схема должна питаться довольно большим напряжением, которое иногда достигает отметки эквивалентной двум-трём входящим напряжениям.

Как ранее говорилось, загорается устройство дрл не сразу. В редких случаях полный разогрев и начало работы в полную мощность может быть спустя пятнадцать минут.

Достоинства и недостатки

Сравнительные характеристики двух видов ПРА приведены в таблице.

Цены на Электронные ПРА для люминесцентных ламп

Цены на электронные ПРА для люминесцентных ламп

Как подключить лампу

Люминесцентную лампу можно подключить несколькими способами. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений пользователя.

Подключение с использованием электромагнитного балласта

Распространен метод подключения с использованием стартера и ЭмПРА. Питание в сети запускает стартер, который замыкает биметаллические электроды.

Ограничение тока в схеме осуществляется за счет внутреннего дроссельного сопротивления. Рабочий ток можно увеличить практически в три раза. Стремительный нагрев электродов и появление процесса самоиндукции вызывают зажигание.

Подключение при помощи ЭмПРА

Сравнивая метод с другими схемами подключения ламп дневного света, можно сформулировать недостатки:

• значительный расход электроэнергии;
• длительный запуск, который может занимать 3 с;
• схема не способна функционировать в условиях пониженных температур;
• нежелательное стробоскопическое мигание, негативно влияющее на зрение;
• дроссельные пластинки по мере износа могут издавать гудение.

Две трубки и два дросселя

В данном случае реализуется последовательное подключение нагрузок с подачей фазы на вход сопротивления.

Выход через фазу соединяется с контактом осветительного прибора. Второй контакт направляется на нужный вход стартера.

Схема с двумя трубками и двумя дросселями

От стартера контакт идет к лампе, а свободный полюс – к нулю схемы. Так же подключается второй светильник. Подсоединяется дроссель, после чего монтируется колба.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Для подсоединения двух осветительных приборов от одного стабилизатора потребуется два стартера. Схема экономная, поскольку дроссель это наиболее дорогой компонент системы. Схема показана на рисунке ниже.

Схема подключения двух светильников от одного дросселя

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой современный аналог традиционного электромагнитного стабилизатора. Он значительно улучшает пуск схемы и делает использование осветительного прибора более комфортным.

Поступающий на нагрузку ток выпрямляется через диодный мост. При этом напряжение сглаживается, а конденсаторы гарантируют стабильную подачу электроэнергии.

Подключение с помощью электронного балласта

Обмотки трансформатора в данном случае включаются противофазно, а генератор нагружается высокочастотным напряжением. При подаче резонансного напряжения внутри колбы происходит пробой газовой среды, который порождает необходимое свечение.

Сразу после розжига сопротивление и подаваемое на нагрузку напряжение падают. Запуск при помощи схемы обычно занимает не более секунды. Причем можно легко использовать источники освещения без стартера.

Использование умножителей напряжения

Использование умножителей напряжения

Метод помогает использовать люминесцентную лампу без электромагнитной балансировки. В ряде случаев он наиболее эффективен и продлевает срок службы аппарата. Даже перегоревшие приборы способны проработать некоторое время при мощностях, не превышающих 40 Вт.

Схема выпрямления дает значительное ускорение и возможность увеличить напряжение в два раза. Для его стабилизации используются конденсаторы.

Важно помнить, что люминесцентные лампочки не предназначены для работы с постоянным током. С течением времени ртуть скапливается в определенном участке, что снижает яркость. Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу

Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор

Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу. Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор.

Подключение без стартера

Схема подключения без стартера

Стартер увеличивает время разогрева прибора. Однако он недолговечен, поэтому пользователи задумываются о подключении освещения без него через вторичные трансформаторные обмотки.

Ремонт

При выходе из строя светильника с ЛЛ, питаемого с помощью ПРА, наряду с другими элементами схемы необходимо проверить работоспособность дросселя. При этом возможны следующие неисправности:

• перегрев;
• обрыв обмотки;
• замыкание (полное или межвитковое).

Для проверки дросселя надо собрать схему, приведенную на рис. 6.

При включении схемы возможны три варианта – лампа горит, лампа не горит, лампа моргает.

В первом случае, по-видимому, в дросселе имеется короткое замыкание. Во втором случае, очевидно, имеется обрыв в обмотке. В третьем случае, возможно, что дроссель цел и надо искать неисправность в другом элементе схемы. Для полной уверенности необходимо дать схеме поработать в течение 0,5 часа. Если при этом окажется, что дроссель сильно нагрелся, то это свидетельствует о замыкании между витками обмотки.

Не горит светильник, проверка исправности стартера.

Так как все имеет конечный срок службы, то бывает, что светильник не загорается. «Кто виноват?». Точно уже не дроссель, межвитковые замыкания – это единичные случаи. Лампа или стартер?

Обычно ремонт производится на модульном уровне. Производится замена на заведомо исправный элемент. Ремонт на уровне компонентов – нецелесообразен.

При отсутствии компонентов придется выявить неисправность. Желательно просмотреть всю проводку светильника, так как если он не работает, то не обязательно виновник стартер или сам осветительный прибор. Не исключен вариант и плохого контакте, например в колодках или разъемах.

Если Вы решились на самостоятельный ремонт, то обязательно соблюдайте правила техники безопасности! Осветители используют высокое напряжение в своей работе. Есть риск получения электротравмы! Запрещается прикасаться к токоведущим частям схемы под напряжением.

Начинать надо с проверки напряжения в сети. При снижении более чем на 20 процентов не гарантируется устойчивая работа старых модификаций стартера для люминесцентных ламп.

Первоначально необходимо проверить проводку. При помощи тестера нужно замерить питающее напряжение. Предположим, что оно есть и в норме. Для очистки совести можно измерить еще и сопротивление обмотки дросселя, нет ли обрыва или межвиткового замыкания. Это очень редкий случай. Допустим, этот элемент рабочий. Остается либо лампа, либо стартер.

Для начала вскроем стартер, необходимо осмотреть его внутренности. Первым дело осматриваем целостность. Контакты в колбе не должны быть в спайке, визуально между ними должно быть расстояние. Конденсатор не должен иметь следов разрушения. Можно поступить иначе, соединить стартер с лампой накаливания мощностью от 40 до 60 Ватт (не более) и подать переменное напряжение 220 Вольт согласно схеме ниже.

Схема соединения лампы накаливания со стартером

Если нить накала не зажглась или горит постоянно, без кратковременных отключений, то такой стартер признается неработоспособным. Ремонтировать его экономически нецелесообразно, стоимость не велика. Если проверочная схема работает, то скорее всего неисправен осветительный прибор.

Его тоже можно проверить. Так как в какой-то момент у исправного пускателя происходит замыкание контактов, то газоразрядную лампу можно зажечь «вручную». Применяется механическая кнопка без фиксации вместо устройства запуска. При подаче питания на такую схему, при нажатии на кнопку, лампа дневного света должна зажечься, это будет говорить о неисправности стартера. Если этого не происходит, то придется заменить газоразрядную лампу. Случаи одновременного выхода из строя двух элементов достаточно редки.

Если применено электронное пускорегулирующее устройство, то стоит проверить сам осветительный прибор. Если новый работает и дает ровное свечение, то прежний подлежит замене.

Сделать ремонт пускорегулирующего устройства возможно. Они обычно ремонтопригодны. Но это уже потребует знаний электроники. Необходима будет измерительная аппаратура. Без необходимой квалификации такой ремонт невозможен.

Похожие записи
• Кварцевая лампа для дезинфекции дома
• Актуальность светодиодного освещения в 2022 году: экономичность, плюсы и минусы
• Зачем нужен ЭПРА (электронный балласт) для люминесцентных ламп

Обсуждение: 2 комментария

1. Егор:
   Проверяли с другом пачку стартеров этим методом. В процессе меня ударило током. Замкнутый напрямую в 220 стартер успешно сдетонировал, оставив на сетчатке послание из потустороннего мира, спалив провода питания и окалив розетку.

   P.S. как человек, который видел эту молнию хочу сказать, что повторять такое следует только в случае полного безделья и отсутствия инстинкта самосохранения.

   P.P.S. это прикольное зрелище, но метод рабочий, часть стартеров проверить успели.

   Ответить

   Vamfaza:

   Здравствуйте, Егор. Рад что все обошлось, с током шутки плохи. Для данного метода лучше всего использовать лампу накаливания не более 40 Вт, убедиться в изоляции проводов и правильности сборки схемы. И ,конечно, для начала следует визуально осмотреть сам стартер, не подключайте стартер имеющий деформацию, места расплавления и гари.

   Ответить

Запуск ЛЛ без дросселя

Схемы для включения ЛЛ без дросселя, как правило, представляют собой источник питания постоянного тока в виде умножителя. Одна из схем такого источника приведена на рис.7. В качестве ограничителя тока в схеме используется обыкновенная лампа накаливания.

В такой схеме напряжение на ЛЛ достигает 700 В приблизительно за 25 мс.

Как правильно подключить

Подключение люминесцентных ламп проводится с помощью различных вариантов. С использованием дросселя, с балластом, со стартером или без него. Далее в статье приведено подробное описание каждого способа.

С дросселем и без него

Люминесцентную установку нельзя просто зажечь — ей необходимо наличие зажигателя и токоотвод. В небольших изделиях фабрики все эти нюансы учитывают и встраивают в корпус и покупателю нужно только лишь вкрутить лампочку в подходящий плафон светильника/торшера и нажать выключатель.

А для более крупных лампочек необходима пускорегулирующая установка, которая может быть как электромеханическая, так и электронная.

Для правильного подсоединения и бесперебойной работы лампочки нужно знать схему.

Здесь рассматривается поэтапное подключение двух трубчатых люминесцентных ламп к сети с применением стартерной установки. Для работы необходимо иметь два стартера, дроссель, вид которого должен непременно соответствовать виду лампы.

А также необходимо помнить о суммарной мощности пускового аппарата, она не должна быть выше, чем у дросселя.

При включении питающего кабеля к лампочке необходимо помнить, что в роли ограничителя тока будет дроссель.

Поэтому, фазную жилу нужно подключать через него, а на изделие подключить нулевой кабель.

Данная схема подключения подходит для крупных осветительных ламп. А более меньшие модели оснащены вмонтированным устройством запуска и регулировки — портативным ЭПРА, который расположен в корпусе.

Подключение без использования дросселя

Такой вариант подключения будет более тяжелым, и не подойдет для новичка.

Для работы можно использовать диодный мост с несколькими конденсаторами и подсоединенная последовательно в цепь в роли балласта, лампа накаливания.

Основной плюс этого подключения в том, что можно включить не только обычную лампу без дросселя, но и испорченную, в которой нет спиралей.

Для изделий мощностью 18 ватт необходимо брать следующие элементы:

• диодный мост GBU405;
• конденсатор 2NF (до 1 кв)
• конденсатор 3NF (до 1 кв)
• люминесцентная лампа 50 Вт

Для трубок большей мощности нужно увеличить объем конденсатора. После всего схема подключается к дневному освещению.

С электронным балластом

Провести работу по подключению с применением ЭПРА для люминесцентных изделий легко произвести, если человек имеет базовые навыки работы с электрикой. Фактически, в изделии будет находиться сам блок, элемент проводов и лампы дневного освещения.

Для начала необходимо выбрать в корпусе лампы удобное место для подключения электронного блока управления, полагаясь на практичную расстановку клемм, которые находятся на корпусе.

Зафиксировать его с корпусом с помощью саморезов простым шуруповёртом. Соединить блок управления с изделием и клеммой подключения.

Программа подключения двух люминесцентных изделий такая же, только они включаются последовательно, поэтому мощность блока управления должна быть больше. По такой же схеме можно подключить три и более лампочки.

После завершения работы, необходимо убедиться в верности подключения всех проводов, и только потом крепить светильник на место. Проверив вольтметром отсутствие напряжения в электросети, подсоединить светильник к электрической проводке.

В завершении нужно включить напряжение, чтобы проверить работы люминесцентной лампы. Если все было произведено правильно, то это будет заметно сразу.

Лампы сразу включатся, не нужно ждать пока они разогреются, а также они перестанут издавать шум, исчезнет мерцание, а яркость будет гораздо выше.

Если человек не уверен в своей способности, то лучше вызвать специалиста для этой работы.

Со стартером

Схему подключения люминесцентной лампы со стартером будет выполнить проще всего. Здесь для примера будет взята лампочка на 40 Вт. Дроссель должен быть с такой же мощностью, а для стартера будет достаточно 60 Вт.

Пошаговое подключение по схеме:

• параллельно установить стартер к выступающим боковым контактам на краях люминесцентной лампочки. Эти контакты похожи на куски нитей накаливания вакуумной колбы;
• теперь на контакты необходимо начать подсоединять дроссель;
• к этим контактам подсоединить конденсатор, непоследовательно, а параллельно. Из-за этого конденсатору будет возмещаться реактивная мощность и уменьшаться помехи в электросети.

Такую простую схему может осуществить любой человек, но перед тем, как включаться лампочку, нужно замерить напряжение в сети. Включать светильник только после теста мультиметром.

Сравнение дросселей для различных типов ламп

Дроссели применяются в газоразрядных лампах различного типа. В любом случае они служат для ограничения рабочего тока светильника. При этом такие дроссели не всегда взаимозаменяемы.

Так лампы Днат и ДРЛ работают в режиме дугового разряда, тогда как ЛЛ работают при тлеющем разряде. Разные режимы работы требуют разных характеристик дросселей. Кроме того, отличие состоит в том, что дроссель в качестве источника напряжения для поджига используется только в ЛЛ.

Примечание! В лампах Днат для запуска применяется специальное импульсное устройство (ИЗУ), а лампы ДРЛ запускаются непосредственно от сети 220 В.

Цены на дроссель для люминесцентных ламп

Цены на дроссель для люминесцентных ламп

Устройство стартеров и дросселей и принцип их работы

Стартер

состоит из небольшой стеклянной колбы, заполненной газом. Колба размещается внутри металлического или пластикового корпуса. На нижней стороне стартера имеются два электрода, которые непосредственно вступают в контакт с проводами лампы во время работы. Сверху стартера иногда бывает окошко. Стартеры часто выходят из строя, но их очень легко заменить, потому что они съемные.

Дроссель

представляет собой катушку в металлической оболочке. По мощности устанавливается такой же, как и сама лампа. Без дросселя лампа не будет работать. Дроссель поджигает находящиеся в лампе пары ртути и ограничивает подачу тока. Дроссель стабилизирует напряжение в сети, если оно выше номинального.

Принцип работы стартера и дросселя заключается в том, что один элемент (стартер) запускает в работу электроды, а дроссель поддерживает эту работу. При включении тока в цепи первым включается стартер. Он прогревает электроды, увеличивается подача тока на прибор, нагревается биметаллическая пластина стартера. После того, как электроды прогрелись, контакт размыкается, и ток передается на дроссель. Некоторое время дроссель накапливает напряжение, газ в колбе пробивается, и лампа загорается.

При работе ток равномерно распределяется между дросселем и лампой, что обеспечивается стабильную работу даже при условии повышенного напряжения. Дроссель не расходует энергию на себя, он всего лишь накапливает ее и преобразовывает.

Без стартера, в основном, невозможно включение лампы, использующей определенные дроссели. Она просто не загорится. Тогда как при дальнейшей работе лампы стартер не нужен. Можно даже вытащить его, если необходимо, и проверить его или заменить во время работы лампы. Но последующее включение потребует наличия стартера. Также возможна работа лампы без стартера, напрямую. В таком случае лампа зажигается путем холодного старта, что значительно снижает срок ее службы. Дроссель обеспечивает работу лампы. Без него лампа работать не будет.