Электронные балласты для люминесцентных ламп схема: Электронный балласт — устройство, ремонт и схема подключения для люминисцентных ламп

Содержание

схема, как подключить, ремонт, принцип работы, электронный и индуктивный

Несмотря на бурное развитие полупроводниковых технологий, люминесцентные лампы продолжают широко использоваться. В этой статье мы выясним, что такое балласт для ламп. Узнаем, почему это обязательная деталь любого люминесцентного светильника. В дополнение разберемся в несложном ремонте этого пускорегулирующего узла.

Что такое балласт и для чего он нужен

Чтобы разобраться, для чего нужен балласт, необходимо понимать принцип работы люминесцентной лампы (ЛЛ). Рассмотрим ее устройство. Конструктивно любая люминесцентная лампа – стеклянная колба в виде трубки, в концы которой запаяны тугоплавкие спирали накаливания, являющиеся электродами. Колба заполнена инертным газом с небольшим добавлением металлической ртути. Изнутри она покрыта люминофором – веществом, способном излучать видимый свет при облучении его ультрафиолетом.

Конструкция и принцип работы ЛЛ

При подаче напряжения на электроды в колбе возникает тлеющий разряд. Поток электронов активирует атомы ртути, и те начинают излучать в ультрафиолетовом диапазоне. Ультрафиолет воздействует на люминофор, заставляя его ярко светиться в видимом спектре.

Сам ультрафиолет поглощается люминофором и стеклом колбы. Он не покидает пределов лампы. Это исключает вредное воздействие ультрафиолетового излучения на человека.

Теоретически все просто. На самом деле в холодной выключенной лампе при подаче рабочего напряжения на электроды разряда не произойдет, поскольку ртуть находится в конденсированном состоянии, а сопротивление инертного газа между электродами слишком велико. При запуске ртуть начинает испаряться, сопротивление газового промежутка между электродами резко падает, и тлеющий разряд в колбе переходит в неуправляемый дуговой. Для нормальной работы лампы необходимо выполнение двух условий:

  1. Запуск.
  2. Поддержание рабочего тока через колбу.

Этим и занимаются балласты, или пускорегулирующие аппараты (ПРА). Без них ни одна люминесцентная лампа работать не может.

к содержанию ↑

Разновидности

Первоначально в качестве ПРА для люминесцентной лампы использовались электромагнитные дроссели (балласты) со стартерами. Этот комплект назывался электромагнитным пускорегулирующим аппаратом – ЭмПРА. Позже появились электронные аналоги ЭмПРА на транзисторах и микросхемах, выполняющие ту же функцию. Они получили название ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат), или просто «электронный балласт». Рассмотрим конструкцию и принцип работы этих пускорегулирующих устройств.

Нередко под ЭмПРА подразумевают только электромагнитный дроссель, что не совсем верно. ЭмПРА – это дроссель и стартер – два отдельных узла.

Электромагнитный

ЭмПРА это обычный дроссель – катушка, намотанная на магнитопроводе, и газоразрядная малогабаритная лампочка со встроенными биметаллическими контактами (рабочими электродами).

Дроссель + стартер = ЭмПРА

Рассмотрим процессы, происходящие в светильнике с ЭмПРА. При включении в колбе стартера зажигается разряд, который нагревает электроды из биметалла. В результате электроды замыкаются и подключают к питающей сети через дроссель спирали электродов ЛЛ. При этом тлеющий разряд в колбе лампочки-стартера гаснет.

Спирали люминесцентной лампы разогреваются, их способность испускать электроны многократно увеличивается. После остывания контактов стартера они размыкаются. В результате на электродах ЛЛ появляется импульс высокого (до 1 кВ) напряжения, создаваемого самоиндукцией дросселя.

Типовая схема люминесцентного светильника с ЭмПРА

На схеме буквами обозначены:

  • А – люминесцентная лампа.
  • В – сеть переменного тока.
  • С – стартер.
  • D – биметаллические электроды.
  • Е – искрогасящий конденсатор.
  • F – нити накала катодов.
  • G – электромагнитный дроссель (балласт).

Высокое напряжение пробивает газовый промежуток. В колбе ЛЛ начинается разряд. При этом ртуть переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка резко падает. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, ток через лампу ограничивается дросселем с большим индуктивным сопротивлением. Поэтому его называют балластом.

Поскольку рабочее напряжение на электродах работающей лампы ниже напряжения зажигания стартера, в последующем функционировании светильника он не участвует.

Электронный

Внешне электронный балласт для люминесцентных ламп похож на электромагнитный. У него серьезные конструктивные отличия и другой принцип работы.

ЭПРА в сборе (вверху) и его «начинка»

Как видно на фото, в электронном балласте много радиоэлементов. Рассмотрим типовую структурную схему ЭПРА и узнаем, как он работает.

Типовая структурная схема ЭПРА

Переменное сетевое напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, выпрямляется, сглаживается и подается на инвертор. Задача инвертора – обеспечить напряжение для работы ЛЛ. Сформированное инвертором напряжение через схему ограничения тока (балласт) подается на лампу. Схема запуска служит только для пуска ЛЛ. После выполнения своей функции в дальнейшей работе она не участвует.

Узлы инвертора, балласта и пуска на структурной схеме разделены условно. Часто функции балласта выполняет инвертор, дополнительно являющийся стабилизатором тока. В некоторых схемах он играет роль стартера, самостоятельно принимая решение о подогреве спиралей лампы и о подаче на них запускающего высоковольтного импульса.

Более простые схемы запуска представляют собой обычный конденсатор, образующий со спиралями и выходными дросселями колебательный контур. Последний настроен на частоту работы инвертора. Возникающий при погашенной лампе резонанс повышает напряжение на электродах лампы до единиц и даже десятков киловольт и зажигает разряд в колбе без предварительного подогрева спиралей (холодный пуск).

В этой схеме пуск лампы производится на холодных спиралях конденсатором, образующим резонансный контур

Холодный пуск сокращает срок службы ЛЛ, поскольку в таком режиме при образовании разряда из холодных катодов вырываются куски активной массы, разрушая покрытие, обеспечивающее стабильный разряд. В результате увеличивается рабочее напряжение ЛЛ и напряжение запуска. Они не в состоянии обеспечить ЭПРА.

Что даёт такая схема? Прежде всего, мерцание. Обычный электромагнитный дроссель питает лампу переменным током частотой 50 Гц. Люминофор имеет малую инерционность и в промежутках между полуволнами заметно теряет яркость свечения. В результате люминесцентная лампа заметно мерцает. Это плохо для зрения.

Особенно заметно мерцание на изношенных лампах, люминофор которых теряет свойства инерционности.

Инвертор, питающий ЛЛ, работает на частотах десятка и даже сотни кГц. При этом инерционности люминофора достаточно, чтобы «переждать» паузы между питающими импульсами без заметной потери яркости. То есть благодаря ЭПРА у люминесцентной лампы малый коэффициент пульсаций.

Далее электронная схема обеспечивает стабильным питанием лампу, даже если сетевое напряжение отличается от номинального. К примеру, ЭПРА POSVET (фото см. выше) позволяет работать ЛЛ при напряжении в сети от 195 до 242 В. У лампы, подключённой через ЭмПРА, при таких напряжениях либо сократится срок эксплуатации, либо она не запустится.

к содержанию ↑

Варианты схем подключения

Схему подключения люминесцентной лампы через электромагнитное пускорегулирующее устройство мы рассмотрели. Она стандартная и без вариаций. Обычно дополняется конденсатором, подключаемым параллельно светильнику. Он служит для снижения реактивной мощности, которую потребляет любая реактивная нагрузка, в том числе дроссель.

Схема люминесцентного светильника с ЭмПРА и компенсационным конденсатором

К одному дросселю можно подключить две люминесцентные лампы. При этом необходимо выполнить следующие условия:

  1. ЛЛ имеют одинаковую мощность.
  2. Мощность балласта равна сумме мощностей ЛЛ.
  3. ЛЛ рассчитаны на рабочее напряжение 110 В (при питании от сети 220 В).
  4. Стартеры рассчитаны на рабочее напряжение 110 В.

Схема подключения двух ламп к одному дросселю выглядит так (мощности дросселя 36 W  и ламп 2х18 W условные):

Схема светильника с двумя люминесцентными лампами на одном ЭмПРА

Важно! Для эффективной компенсации реактивной мощности необходимо подобрать конденсатор соответствующей емкости. Она зависит от мощности светильника. К примеру, для лампы 18 Вт необходим конденсатор емкостью 4.5 мкФ. В светильник с лампой 60 Вт устанавливается емкость 7 мкФ. Конденсаторы должны быть неполярными и рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 400 В. Обычно используют бумажные конденсаторы МБГО и МГП.

Поскольку электронный балласт, как правило, имеет в составе пусковое устройство, подключить к нему ЛЛ проще. Для сборки светильника понадобятся лишь провода. Самый простой пример – одна лампа, один ЭПРА.

Стандартная схема подключения ЛЛ через электронный балласт

Существуют балласты, работающие с несколькими лампами. Для примера ниже приведены схемы подключения ЭПРА на 2 ЛЛ.

Варианты подключения ЭПРА для двух ламп

Схема подключения балласта, рассчитанного на работу с четырьмя ЛЛ, выглядит так:

Схема подключения балласта на 4 люминесцентные лампочки

Универсальные приборы в зависимости от схемы включения могут работать с произвольным количеством ЛЛ разной мощности.

Универсальный балласт и схемы его включения

Все приведенные схемы являются общими. Каждый ЭПРА может включаться особым образом. Поэтому прежде чем взяться за монтаж, необходимо выяснить схему включения. Она есть в сопроводительной документации и, как правило, наносится на корпус прибора. Там же указана мощность ламп и диапазон питающих напряжений.

Схема подключения ЭПРА находится на его корпусек содержанию ↑

Ремонт электронного балласта для люминесцентных ламп

Прежде чем ремонтировать балласт, убедитесь, что проблема не в самой лампе. Проверить исправность ЛЛ несложно. Для этого вынимаем ее из светильника и прозваниваем спирали катодов любым тестером в режиме измерения малых сопротивлений. Если у нас в руках так называемая КЛЛ, то для прозвонки спиралей ее придется разобрать. При проверке обеих спиралей прибор должен показать сопротивление от нескольких единиц до нескольких десятков Ом (зависит от мощности лампы).

Проверка целостности спиралей катодов ЛЛ мультиметром

Если хотя бы одна из спиралей не «звонится», лампа неисправна. На фото выше слева спираль исправна, справа – в обрыве. ЛЛ не работает и отремонтировать её невозможно.

Неисправность ЛЛ может заключаться в осыпании активного слоя, нанесенного на спирали, хотя они и будут звониться. При этом резко повышается напряжение пуска лампы и рабочее. Их ЭПРА обеспечить не может. Но такая неисправность не появляется мгновенно. Светильник начинает тяжело включаться, самопроизвольно перезапускаться и в результате тухнет вовсе.

Распространённые принципиальные схемы

Прежде чем перейти к ремонту, рассмотрим несколько распространённых схем электронных балластов для люминесцентных ламп. Начнём с самой простой. Она используется в светильниках небольшой мощности, включая компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Схема простого балласта люминесцентной лампы

Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом D3-D6 и сглаживается высоковольтным конденсатором С4. Пройдя через фильтр L2, С7, питает блокинг-генератор, собранный на транзисторах Q1, Q2 и трансформаторе Т1. Рабочая частота генератора обычно составляет 10-20 кГц. Импульсное напряжение, снятое с обмотки Т1, через дроссель L1 поступает на выводы катодов люминесцентной трубки LMP1. Вторые выводы катодов соединены через конденсатор С5.

После подачи на схему питания генератор запускается. Напряжение с частотой преобразования подается на катоды лампы. Пока разряда в колбе нет, напряжение проходит через спирали и С5. Емкость С5 подобрана такой, что она вместе со спиралями LMP1, дросселем L1 и обмоткой Т1 образует колебательный контур, настроенный на частоту работы генератора. В результате резонанса напряжение на катодах возрастает до 1 кВ. Происходит пробой газового промежутка в колбе – лампа запускается.

За счёт низкого сопротивления разряда в колбе конденсатор C5 шунтируется, резонанс срывается, и на электроды поступает рабочее напряжение, необходимое для ЛЛ. Ток через колбу LMP1 ограничивается дросселем L1.

Поскольку рабочая частота дросселя высока, он имеет скромные размеры по сравнению с электромагнитным балластом, функционирующим на частоте 50 Гц.

Эта схема обеспечивает холодный пуск лампы. То есть она зажигается без предварительного подогрева катодов и практически мгновенно. Это не оптимальный режим, поскольку резко сокращает срок службы ЛЛ. А теперь посмотрим на следующую схему.

Схема простого балласта с подогревом спиралей

В целом схема та же с аналогичным принципом работы. Сетевое напряжение выпрямляется, сглаживается и питает генератор, питающий, в свою очередь, ЛЛ. Но обратите внимание на терморезистор, подключённый параллельно пусковому конденсатору С3. Терморезистор имеет положительный ТКС (такой прибор еще называют позистором). Пока холодный, он обладает низким сопротивлением. При подаче питания на светильник позистор шунтирует С3 и резонанса не происходит – нити накала подогреваются рабочим напряжением, недостаточным для образования разряда в колбе LMP1.

Через некоторое время позистор разогревается протекающим через него током. Его сопротивление возрастает. Конденсатор С3 перестает шунтироваться, возникает резонанс. Напряжение на электродах увеличивается до 1 кВ. Происходит пробой газового промежутка в колбе – лампа запускается.

В дальнейшем при работе лампы часть тока протекает и через позистор, поддерживая его в разогретом состоянии, чтобы он не мешал работе ЛЛ. Это снижает КПД конструкции (на разогрев позистора тратится энергия), но расходы эти незначительны – сопротивление нагретого терморезистора велико, а ток через него мал. Кроме того, они оправданы многократно увеличенным сроком службы люминесцентной лампы за счёт ее «правильного» запуска.

В завершение рассмотрим более сложную и «умную» схему ЭПРА, собранную на специализированной микросхеме. Примерно о таком балласте шла речь в разделе «Варианты схем подключения». Там он позиционировался как универсальный и мог работать с произвольным количеством ЛЛ разной мощности (от 1 до 4).

Схема универсального ЭПРА

Для понимания принципа его работы нам понадобятся схемы вариантов подключения ламп к этому балласту.

Варианты схем подключения универсального ЭПРА

Работа такого балласта с ЛЛ делится на три этапа:

  1. Предварительный разогрев катодов.
  2. Пуск.
  3. Рабочий режим.

После включения питания генератор, собранный на микросхеме D1, запускается на частоте около 65 кГц. Сигнал генератора через силовой ключ, собранный по полумостовой схеме на транзисторах VT2, VT3, подаётся на трансформатор Т2 и далее на спирали катодов ЛЛ, предварительно их разогревая.

Через опредёленное время (регулируется резистором R13) частота генератора начинает понижаться. Как только она снизится до резонансной частоты, на которую настроен контур L2С16, напряжение на катодах лампы возрастёт до 800 В. В колбе произойдёт разряд  ЛЛ запустилась. При этом на выводе 13 D1 появится напряжение, запускающее третий этап – рабочий.

Если напряжение на выводе 13 микросхемы не появилось, а на выводе 1 упало ниже 0.8 В, процесс розжига повторяется. При нескольких неудачных попытках розжига ЭПРА прекращает свою работу и отключает неисправную лампу. То же самое произойдёт при попытке запустить ЭПРА без лампы.

При удачном пуске частота генератора понижается до рабочей (устанавливается резистором R12). Ток через лампу стабилизируется и поддерживается на заданном уровне даже при значительных колебаниях величины питающего напряжения (для этой схемы – от 110 до 250 В). На элементах T1 и VT1 собран корректор активной мощности, снижающий реактивную составляющую.

Типовые неисправности и их устранение

Теперь проведём ремонт балласта люминесцентной лампы своими руками. Сложную неисправность мы не устраним – для этого потребуются определённые знания и приборы, но с проблемами попроще справимся. Посмотрим, что чаще всего ломается из того, что мы можем найти и исправить:

  • некачественный монтаж;
  • предохранитель;
  • высоковольтный конденсатор;
  • выпрямительный мост;
  • силовой транзистор;
  • дроссель/трансформатор.

Итак, разбираем пускорегулирующее устройство и делаем визуальный осмотр. Все элементы, дорожки и пайки должны быть в хорошем состоянии – без следов деформации, потемнения, разрушения и обугливания. На фото ниже отлично видны (слева направо и сверху вниз):

Неисправности балласта, определяющиеся визуальным осмотром
  • некачественная пайка;
  • вздутие сглаживающего конденсатора;
  • сгоревший дроссель;
  • пробитый транзистор (часть корпуса вырвана).

Если находим такие элементы, меняем их. Обнаруживаем непропай – лудим и пропаиваем.

После замены не включаем балласт, а проверяем остальные элементы по методике, описанной ниже, поскольку выход из строя одного элемента может быть как причиной, так и следствием неисправности других. К примеру, вздутие конденсатора вызывается пробоем выпрямительного диода. Предохранитель может сгореть из-за вышедшего из строя силового транзистора или конденсатора.

Теперь посмотрим, как выглядят вышеперечисленные элементы на плате драйвера. В зависимости от модели прибора они могут располагаться в другом месте, но различия обычно незначительны. Найти нужный элемент нетрудно.

Примерное расположение основных элементов на плате ЭПРА

На фото цифрами обозначены:

  • 1 – предохранитель;
  • 2 – диодный мост;
  • 3 – сглаживающий конденсатор;
  • 4 – силовые транзисторы;
  • 5 – импульсный трансформатор;
  • 6 – дроссель.

Теперь берем в руки тестер и проверяем предохранитель (если он есть), не выпаивая его из схемы. Прибор в режиме измерения низкого сопротивления или проверки диодов должен показать ноль. В противном случае предохранитель неисправен.

Выпрямительный мост. Он может быть собран как на отдельных диодах, так и представлять собой сборку из четырех диодов в одном корпусе. На фото ниже такая сборка отмечена стрелкой.

В этот ЭПРА установлена выпрямительная диодная сборка

В любом случае прозваниваем каждый диод в обоих направлениях тестером, включённым в режим проверки полупроводников. В одном направлении прибор должен показать падение напряжения порядка нескольких сот милливольт, в другом – бесконечность. Диоды перед проверкой выпаивать не нужно.

Конденсатор. Этот элемент выглядит как небольшой бочонок рядом с выпрямительным мостом. Даже если с виду он исправен (не вздулся и не взорвался), стоит его проверить. Для этого выпаиваем конденсатор из схемы и прозваниваем в режиме проверки диодов, предварительно кратковременно замкнув его выводы, чтобы разрядить.

В первый момент прибор покажет малые значения падения напряжения. По мере зарядки конденсатора они будут увеличиваться. Если показания прибора низкие и не изменяются, конденсатор пробит. Если мультиметр показывает бесконечность, то конденсатор в обрыве. В обоих случаях элемент меняем.

Транзисторы. Их для проверки тоже придется выпаять. Переводим мультиметр в режим проверки диодов и прозванивам транзистор между выводами база-коллектор и база-эмиттер в обоих направлениях. В одну сторону прибор покажет падение напряжения порядка нескольких сотен милливольт, в другую – бесконечность. Выводы коллектор-эмиттер на должны звониться вообще – в обе стороны бесконечность.

Это все, чем мы можем помочь электронному балласту. Для выявления и устранения более сложных неисправностей потребуется помощь специалиста.

Мы выяснили, для чего нужен балласт люминесцентной лампе. Узнали, какими эти балласты бывают, как работают, научились устранять распространенные неисправности этого электронного узла.

Предыдущая

ЛюминесцентныеПравила хранения люминесцентных ламп на предприятиях

Следующая

ЛюминесцентныеДля чего нужен стартер в люминесцентных лампах

Спасибо, помогло!1Не помогло

Страница не найдена — ЛампаГид

Квартира и офис

Современные кухни должны быть не только предметом роскоши, но и очень функциональным помещением, в

Квартира и офис

В жизни человека его дом, жилище, квартира играет исключительно важную роль. Это место, где

Монтаж

В процессе эксплуатации домашней электросети происходят поломки установочных изделий – выключателей, розеток, выход из

Флора и фауна

Любители-аквариумисты хорошо знают, что для обеспечения нормальной жизнедеятельности обитателей водного пространства в квартире требуется

Светодиоды

Несмотря на разговоры о том, что светодиоды – это наивысшее достижение в области осветительной

Монтаж

Развитие технологий обусловило применение в бытовых помещениях, квартирах и частных домах современного оборудования систем

Страница не найдена — ЛампаГид

Люминесцентные лампы

Наш любимый источник света и тепла – солнце – не так прост. Зимой, когда

Прочее

В последнее время очень популярным стало кварцевание жилых помещений, и по этой причине ранее

Светодиоды

Электрический свет можно назвать одним из важнейших достижений человеческой цивилизации. Его использование невозможно без

Светодиоды

Когда мы идем по улицам города, нас окружают многочисленные яркие подвижные рекламные конструкции. Устанавливают

Лампы накаливания

Любой взрослый человек хотя бы раз в жизни сталкивался с простейшей, на первый взгляд,

Светодиоды

Прежде чем понять, как устроена светодиодная лампа на 220 вольт, нужно разобраться, что она

способы реализации электронного балласта для люминесцентных ламп, схемы устройства

Основным фактором нормальной работы люминесцентных ламп является вид электрического тока. Так как эти осветительные устройства работают от постоянного электротока, в их схему приходится устанавливать пускорегулирующий аппарат (ПРА) или балласт. Наиболее популярным является electronic ballast, обладающий рядом преимуществ перед электромагнитным агрегатом.

Основные разновидности

Сегодня существует два типа балласта – электромагнитный и электронный. Они отличаются принципом работы, поэтому стоит познакомиться с каждым из них.

Электромагнитный балласт

Этот вид реализации предполагает последовательное подключение дросселя к лампе. Также для работы электромагнитного ПРА требуется стартер, с помощью которого регулируется процесс зажигания светильника. Эта деталь представляет собой газоразрядную лампу, внутри колбы которой находятся биметаллические электроды.

Работает устройство следующим образом:

  1. Когда на стартер поступает напряжение, биметаллические электроды замыкаются от нагрева. Это приводит к увеличению силы тока, так как ограничивать его может лишь внутреннее сопротивление обмоток дросселя.
  2. С ростом показателя электротока начинают разогреваться электроды люминесцентной лампы.
  3. При остывании стартера размыкаются биметаллические электроды.
  4. В момент разрыва цепи стартером в катушке дросселя возникает импульс высокого напряжения, что и приводит к зажиганию осветительного прибора.

Когда люминесцентное устройство переходит в штатный режим работы, напряжение на нем и стартере оказывается на 50% меньше сетевого, а этого недостаточно для срабатывания второго элемента. В результате стартер переходит в отключенное состояние и перестает влиять на работу осветительного прибора.

Электромагнитный балласт отличается низкой стоимостью и простой конструкцией. Длительное время эти устройства активно использовались при изготовлении светильников,

однако они имеют ряд недостатков:

  1. Для перехода люминесцентного устройства в рабочий режим требуется около 3 секунд.
  2. Осветительные приборы с электромагнитным балластом во время работы мерцают, что негативно влияет на органы зрения.
  3. Расход энергии у этих устройств значительно выше по сравнению с электронным балластом.
  4. Дроссель шумит во время работы.

Из-за этих недостатков сегодня электромагнитный балласт для ламп используется крайне редко.

Электронная реализация

Электронные устройства представляют собой преобразователи напряжения, с помощью которых обеспечивается питание люминесцентных ламп. Хотя создано много вариантов электронного балласта, в большинстве случаев используется единая блок-схема. При этом производители могут вносить в нее определенные изменения, например, добавить схему управления яркостью осветительного прибора.

Перевод люминесцентного светильника лампы в штатный режим работы с помощью электронного ПРА чаще всего осуществляется одним из двух способов:

  1. До момента подачи на катоды лампы зажигающего напряжения они предварительно нагреваются. Это позволяет избавиться от мерцания, а также увеличить КПД осветительного прибора.
  2. В конструкцию светильника установлен колебательный контур, который входит в резонанс до того, как в колбе лампы появится разряд.

При использовании второго способа схема электронного балласта реализована так, что нить накала лампочки является частью контура. Как только в газовой среде появляется разряд, изменяются параметры колебательного контура, после чего он выходит из резонанса. В результате напряжение снижается до рабочего.

Схема пускорегулирующего аппарата для ламп 36w.

Сегодня большое распространение получили компактные люминесцентные устройства с цоколем Е14 и Е27. В них балласт устанавливается непосредственно в конструкцию прибора. Пример схемы электронного балласта для люминесцентных ламп 18w приведен ниже.

Поиск неисправностей и ремонт

Если возникли проблемы с работой газоразрядных ламп, часто ремонт может быть проведен самостоятельно. Основной задачей в такой ситуации является определение источника проблемы – осветительный прибор либо балласт. Для проверки электронной схемы необходимо предварительно удалить линейную лампочку, замкнуть электроды и подключить обыкновенную лампу. Если она начала светиться, то проблема не в балласте.

Для поиска неисправности в люминесцентных осветительных устройствах сначала требуется поочередно прозвонить все элементы начиная с предохранителя. Если эта деталь оказалась рабочей, необходимо переходить к проверке конденсатора и диодов. Если все элементы пускорегулирующего аппарата оказались исправными, стоит проверить дроссель.

Своевременный ремонт осветительного устройства позволит увеличить срок его эксплуатации.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛЛАСТ ДЛЯ ЛАМП ЛДС

   Очередная прогулка по магазинам завершилась покупкой балласта для ламп дневного освещения. Балласт на 40 ватт, способен питать одну мощную ЛДС или две маломощные по 20 ватт. 


   Интересно то, что цена такого балласта недорога, всего 2 доллара. Для некоторых, покажется, что все-таки 2$ за балласт дороговато, но после вскрытия, оказалось, что в нем использованы компоненты в разы дороже общей цены балласта. Одна только пара мощных высоковольтных транзисторов 13009 уже стоят более доллара каждый. 


   Кстати, срок службы ЛДС зависит от способа запуска лампы. Из графиков видно, что холодный старт резко сокращает срок службы лампы.

   Особенно в случае применения упрощенных электронных балластов, которые резко выводят ЛДС в рабочий режим. Да и способ питания лампы постоянным током также снижает срок службы. Незначительно — но всё-таки снижает. Примеры — на схемах ниже:


   Простая схема электронного балласта (без микросхемы управления) почти мгновенно зажигает лампу. И для долговечности лампы это плохо. За короткое время нить накала не успевает разогреться, а высокое напряжение, приложенное между ее нитями, вырывает из нити накала требуемое количество электронов, необходимое для зажигания лампы, и этим разрушает накал, понижая его эмиссионную способность. Типовая принципиальная схема электронного балласта:


   Поэтому рекомендуется выбирать белее серьёзную схему, с задержкой подачи питания (клик для увеличения):


   В схеме купленного балласта особенно порадовал сетевой фильтр — чего нет в электронных трансформаторов для галогенных ламп. Фильтр оказался не простой: дроссель, варистор, предохранитель (не резистор как в ЭТ, а самый настоящий предохранитель), емкости перед и после дросселя. Дальше идет выпрямитель и два электролита — это не похоже на китайцев.


   После уже идет стандартная, но в разы улучшенная схема двухтактого преобразователя. Тут сразу на глаза бросаются две вещи — теплоотводы транзисторов и применение более мощных резисторов в силовых цепях, обычно китайцам без разницы, где ток в цепи больше или меньше, они используют стандартные резисторы 0,25вт.


   После генератора идут два дросселя, именно благодаря им происходит повышение напряжения, тут тоже все очень аккуратно, никаких претензий. Даже в мощных электронных трансформаторах китайские производители редко используют теплоотводы для транзисторов, но здесь как видим они есть, и не только есть, но и очень аккуратны — транзисторы прикручены через дополнительные изоляторы и через шайбы. 


   С обратной стороны плата тоже сияет аккуратностью монтажа, никаких острых выводов и испорченных дорожек, олово так-же не пожалели, все очень красиво и качественно.

   Подключил устройство — оно отлично работает! Я уже начал думать, что сборку делали немцы, под суровым контролем, но тут вспомнил цену и почти поменял свое мнение о китайских производителях — молодцы парни, поработали на славу! Обзор подготовил АКА КАСЬЯН.

   Форум по электронным преобразователям

   Форум по обсуждению материала ЭЛЕКТРОННЫЙ БАЛЛАСТ ДЛЯ ЛАМП ЛДС

Электронный балласт — схема и принцип работы

Автор Aluarius На чтение 4 мин. Просмотров 1.8k. Опубликовано

Если кто-то не знает, как работают люминесцентные лампы, то важным моментом здесь является электрический ток, но не в плане питания, а в плане его вида. Люминесцентные лампы работают от постоянного тока, поэтому в электрическую схему светильника устанавливается так называемый регулируемый высокочастотный инвертор или по-другому электронный балласт. По сути, это обычный выпрямитель, только от стандартного прибора его отличает небольшие размеры, а соответственно и небольшой вес. Как приятное добавление инвертор не издает шума при работе. Давайте рассмотрим в этой статье, что собой представляет электронный балласт – схема его внутренней начинки.

В первую очередь необходимо отметить тот факт, что прибор отвечает не только за выпрямление переменного тока, но и за пуск самой лампы. То есть, его можно сравнить с обычным (стандартным) дроссельным контактом. Правда, надо быть до конца откровенным и сказать, что электронный балласт для люминесцентных ламп является прибором капризным, поэтому его срок годности оставляет желать лучшего.

Разновидности и назначение

В настоящее время производители предлагают два основных типа:

  • Одиночные.
  • Парные.

Здесь все понятно. Одиночные предназначаются для включения одной лампы, парные для нескольких, соединенных в единую сеть. Самое важно, выбирая инвертор, необходимо учитывать общую яркость светильника в целом, потому что именно по этому показателю и подбирается балласт для люминесцентных ламп.



Итак, кроме вышеописанных функций, для чего еще необходим электронный балласт.

  1. Установленный в схему инвертор должен обеспечить подачу постоянного тока, тем самым обеспечить источник света равномерным излучением без мерцания.
  2. При помощи него производится быстрое включение лампы. Без него она загорится тоже, но только через несколько секунд и при работе будет обязательно гудеть.
  3. Скачки напряжения – враг номер один для системы освещения. Так вот балласт сглаживает данные скачки за счет выпрямления тока в независимости от его амплитуды.
  4. В схеме электронного балласта есть специальный регулятор. Он фиксирует неисправности внутри самого светильника. Если поломка обнаружена, регулятор тут же отключает источник света от подачи электрического тока.

Внимание! Многие производители в схемах используют различные детали и элементы, с помощью которых можно экономить потребляемую электроэнергию. Во многих моделях данный показатель составляет 20%. Неплохой результат.

Как работает балласт

Как уже было сказано выше, балласт для люминесцентных ламп – это практически дроссель. Поэтому данный прибор и выпрямляет электрический ток, и тут же нагревает катоды люминесцентных ламп. После чего на них поступает то количество напряжения, которое быстро включает осветительный прибор. Напряжение выставляется специальным регулятором, который установлен в схеме инвертора, именно им устанавливается диапазон напряжений. Вот почему мерцание источника света отсутствует.

В схеме также присутствует свой собственный стартер. Он отвечает за передачу напряжения и за зажигание. Когда включается лампа, на микросхеме балласта напряжение падает, соответственно снижается и сила тока. Это дает возможность найти оптимальный режим работы светильника.

В настоящее время люминесцентные светильники комплектуются двумя видами балластов:

  • С плавным запуском – это так называемый холодный вариант.
  • Быстрый запуск – горячий. Сюда в основном относятся дроссели ПРА.

Сегодня все больше производителей стараются найти золотую середину, так называемые комбинированные схемы (универсальные). К примеру, вот модель такого электронного балласта «ЭПРА SEA T8-18». И еще один момент, который касается доработки схемы. Считается, что нормальная яркость светового потока, который обеспечивает люминесцентная лампа, обеспечивается мощностью 200 Вт. Если мощность падает до 110 Вт, то яркость люминесцентного светильника серьезно снижается.

Схема электрическая принципиальная etl 236 электронного балласта. Эпра для лампы своими руками. Эпра для компактных лдс

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.

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 – конденсаторы

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.



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.


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.

Балласт для газоразрядной лампы (люминесцентные источники света) применяется с целью обеспечения нормальных условий работы. Другое название – пускорегулирующий аппарат (ПРА). Существует два варианта: электромагнитный и электронный. Первый из них отличается рядом недостатков, например, шум, эффект мерцания люминесцентной лампы.

Второй вид балласта исключает многие минусы в работе источника света данной группы, поэтому и более популярен. Но поломки в таких приборах тоже случаются. Прежде чем выбрасывать, рекомендуется проверить элементы схемы балласта на наличие неисправностей. Вполне реально самостоятельно выполнить ремонт ЭПРА.

Разновидности и принцип функционирования

Главная функция ЭПРА заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. По-другому электронный балласт для газоразрядных ламп называется еще и высокочастотным инвертором. Один из плюсов таких приборов – компактность и, соответственно, небольшой вес, что дополнительно упрощает работу люминесцентных источников света. А еще ЭПРА не создает шум при работе.

Балласт электронного типа после подключения к источнику питания обеспечивает выпрямление тока и подогрев электродов. Чтобы люминесцентная лампа зажглась, подается напряжение определенной величины. Настройка тока происходит в автоматическом режиме, что реализуется посредством специального регулятора.

Такая возможность исключает вероятность появления мерцания. Последний этап – происходит высоковольтный импульс. Поджиг люминесцентной лампы осуществляется за 1,7 с. Если при запуске источника света имеет место сбой, тело накала моментально выходит из строя (перегорает). Тогда можно попытаться сделать ремонт своими руками, для чего требуется вскрыть корпус. Схема электронного балласта выглядит так:

Основные элементы ЭПРА люминесцентной лампы: фильтры; непосредственно сам выпрямитель; преобразователь; дроссель. Схема обеспечивает еще и защиту от скачков напряжения питающего источника, что исключает необходимость ремонта по данной причине. А, кроме того, балласт для газоразрядных ламп реализует функцию коррекции коэффициента мощности.

По целевому назначению встречаются следующие виды ЭПРА:

  • для линейных ламп;
  • балласт, встроенный в конструкцию компактных люминесцентных источников света.

ЭПРА для люминесцентных ламп подразделяются на группы, отличные по функциональности: аналоговые; цифровые; стандартные.

Схема подключения, запуск

Пускорегулирующий аппарат подключается с одной стороны к источнику питания, с другой – к осветительному элементу. Нужно предусмотреть возможность установки и крепления ЭПРА. Подключение производится в соответствии с полярностью проводов. Если планируется установить две лампы через ПРА, используется вариант параллельного соединения.

Схема будет выглядеть следующим образом:

Группа газоразрядных люминесцентных ламп не может нормально работать без пускорегулирующего аппарата. Его электронный вариант конструкции обеспечивает мягкий, но одновременно с тем и практически мгновенный запуск источника света, что дополнительно продлевает срок его службы.

Поджиг и поддержание функционирования лампы осуществляется в три этапа: прогрев электродов, появление излучения в результате высоковольтного импульса, поддержание горения осуществляется посредством постоянной подачи напряжения небольшой величины.

Определение поломки и ремонтные работы

Если наблюдаются проблемы в работе газоразрядных ламп (мерцание, отсутствие свечения), можно самостоятельно сделать ремонт. Но сначала необходимо понять, в чем заключается проблема: в балласте или осветительном элементе. Чтобы проверить работоспособность ЭПРА, из светильников удаляется линейная лампочка, электроды замыкаются, и подсоединяется обычная лампа накаливания. Если она загорелась, проблема не в пускорегулирующем аппарате.

В противном же случае нужно искать причину поломки внутри балласта. Чтобы определить неисправность люминесцентных светильников, необходимо «прозвонить» все элементы по очереди. Начинать следует с предохранителя. Если один из узлов схемы вышел из строя, необходимо заменить его аналогом. Параметры можно увидеть на сгоревшем элементе. Ремонт балласта для газоразрядных ламп предполагает необходимость использования навыков владения паяльником.

Если с предохранителем все в порядке, далее следует проверить на исправность конденсатор и диоды, которые установлены в непосредственной близости к нему. Напряжение конденсатора не должно быть ниже определенного порога (для разных элементов эта величина разнится). Если все элементы ПРА в рабочем состоянии, без видимых повреждений и прозвон также ничего не дал, осталось проверить обмотку дросселя.

В некоторых случаях проще купить новую лампу. Это целесообразно сделать в случае, когда стоимость отдельных элементов выше ожидаемого предела или при отсутствии достаточных навыков в процессе пайки.

Ремонт компактных люминесцентных ламп выполняется по сходному принципу: сначала разбирается корпус; проверяются нити накала, определяется причина поломки на плате ПРА. Часто встречаются ситуации, когда балласт полностью исправен, а нити накаливания перегорели. Починку лампы в этом случае произвести сложно. Если в доме имеется еще один сломанный источник света сходной модели, но с неповрежденным телом накала, можно совместить два изделия в одно.

Таким образом, ЭПРА представляет группу усовершенствованных аппаратов, обеспечивающих эффективную работу люминесцентных ламп. Если было замечено мерцание источника света или он и вовсе не включается, проверка балласта и его последующий ремонт позволят продлить срок службы лампочки.

Занятий, с достаточным световым потоком и в тоже время экономичного, подвигло, можно даже сказать, на некоторые искания и пробу вариантов. Сначала использовал обычную небольшую лампу прищепку, поменял её на маленький настольный люминесцентный светильник, затем был 18 ваттный люминесцентный светильник «потолочно — настенного» варианта китайского производства. Последнее понравилось более всего, но крепление непосредственно самой лампы в арматуре было несколько занижено, буквально на два — три сантиметра, однако «для полного счастья» их и не хватало. Выход нашёл в том, чтобы сделать тоже самое, но по своему. Так как работа имевшегося ЭПРА нареканий не вызывала логично было схему повторить.

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.

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.

Электронный балласт

: принцип работы и принципиальная схема

Что такое электронный балласт?

Электронный балласт (или электрический балласт) — это устройство, которое регулирует пусковое напряжение и рабочие токи осветительных устройств.

Это происходит по принципу газового разряда . Электронный балласт преобразует частоту питания в очень высокую частоту, чтобы инициировать процесс газового разряда в люминесцентных лампах — путем управления напряжением на лампе и током через лампу.

Использование электронного балласта

Использование электронного балласта вместо электромагнитного балласта дает некоторые преимущества.

  1. Работает при низком напряжении питания. Он производит высокую частоту, чтобы дать очень высокое выходное напряжение на начальном этапе для запуска процесса разряда.
  2. Во время работы создает очень низкий уровень шума.
  3. Не создает стробоскопического эффекта или радиопомех.
  4. Поскольку он работает с очень высокой частотой, он помогает мгновенно включить лампу.
  5. Не требует пускателя, который используется в электромагнитном балласте.
  6. Не создает мерцания.
  7. Нет вибрации при запуске.
  8. Его вес очень минимален.
  9. Потери балласта очень меньше. Следовательно, возможна экономия энергии.
  10. Увеличивает срок службы лампы.
  11. Из-за работы на более высокой частоте процесс разряда в люминесцентной лампе происходит с большей скоростью. Следовательно, качество света повышается.

Принцип работы электронного балласта

Электронный балласт работает с частотой 50-60 Гц.Сначала он преобразует переменное напряжение в постоянное. После этого выполняется фильтрация этого постоянного напряжения с использованием конфигурации конденсатора. Теперь отфильтрованное постоянное напряжение подается на каскад высокочастотных колебаний, где колебания обычно представляют собой прямоугольную волну, а диапазон частот составляет от 20 кГц до 80 кГц.

Следовательно, выходной ток имеет очень высокую частоту. Предусмотрена небольшая индуктивность, связанная с высокой скоростью изменения тока на высокой частоте, чтобы генерировать высокое значение.

Обычно для включения процесса газового разряда в свете люминесцентных ламп требуется более 400 В.Когда переключатель находится в положении ON, начальное напряжение на лампе становится около 1000 В из-за высокого значения, следовательно, газовый разряд происходит мгновенно.

Как только процесс разряда начинается, напряжение на лампе снижается от 230 В до 125 В, а затем этот электронный балласт позволяет ограниченному току проходить через эту лампу.

Этот контроль напряжения и тока осуществляется блоком управления электронного балласта. В рабочем состоянии люминесцентных ламп электронный балласт действует как диммер для ограничения тока и напряжения.

Базовая схема электронного балласта


В наши дни конструкция электронного балласта настолько прочна и в некоторой степени сложна для очень плавной работы с высокой управляемой способностью. Основные компоненты, используемые в электронном балласте , перечислены ниже.

  1. Фильтр электромагнитных помех: блокирует любые электромагнитные помехи.
  2. Выпрямитель: преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока.
  3. PFC: выполняет коррекцию коэффициента мощности. 80 кГц).
  4. Цепь управления: Управляет напряжением и током через лампу и через нее соответственно.

Что такое СПРЯТАННЫЙ балласт?

HID балласт (HID означает разряд высокой интенсивности) — это устройство, которое используется для управления напряжением и током дуги разрядных ламп высокой интенсивности во время их работы. Принципиальная схема для различных типов балластов HID показана ниже.

Типы балласта HID

Балласты HID можно разделить на четыре различные категории / типы:

  1. Балласт реактора
  2. Балласт задержки
  3. Балласт регулятора
  4. Балласт автоматического регулятора

Краткое описание каждого типа приведено нижеприведенный.

Балласт реактора

  • Этот балласт реактора представляет собой катушку из проволоки на железном сердечнике, установленную последовательно с лампой.
  • Конденсатор вводится для корректировки коэффициента мощности, и этот конденсатор необходимо вставить поперек линии.
  • Изменение напряжения в лампе из-за реактора составляет 18%, для мощности это изменение 5% и изменение напряжения сети 5%.
  • Он очень хорошо регулирует напряжение лампы, но очень плохо регулирует сетевое напряжение.
  • Балласт реактора обеспечивает низкий пик-фактор тока около 1.5.
  • Величина пускового напряжения, которое она может обеспечить лампе, имеет ограничения вплоть до линейного напряжения.

Балласт регулятора показан ниже.

Балласт запаздывания

  • Комбинация автотрансформатора и реактора образует балласт запаздывания.
  • Этот запаздывающий балласт имеет те же характеристики регулирования, что и балласт реактора.
  • Но запаздывающий балласт преодолевает ограничение пускового напряжения, т. Е. Больше, чем напряжение в сети.
  • Большой размер с большей потерей.
  • Затягивающий балласт дороже.

Принципиальная схема запаздывающего балласта показана ниже.

ПРА регулятора

  • ПРА регулятора изолированы первичная и вторичная обмотки.
  • Достигается ограничение тока через последовательный конденсатор.
  • Этот конденсатор проводит ток, чтобы вести вторичное напряжение.
  • С балластом регулятора достигается отличное регулирование.
  • При использовании этого балласта регулятора изменение линейного напряжения составляет ± 13%, а примерно ± 3% — изменение мощности лампы.
  • Его коэффициент мощности около 0,95.
  • Минимизирует проблемы с заземлением и предохранителями.
  • Более высокий коэффициент амплитуды тока является только его недостатком, поскольку этот коэффициент амплитуды находится в пределах от 1,65 до 2,0.

Принципиальная схема балласта регулятора показана ниже.

Балласт авторегулятора

  • Балласт авторегулятора имеет характеристики как запаздывающего балласта, так и балласта регулятора.
  • Этот балласт с авторегулятором является самым популярным и предназначен в качестве компромисса.
  • Его стоимость меньше, и он не обеспечивает изоляцию между первичной и вторичной обмотками.
  • Недвижимость в плохом состоянии.
  • Это вызывает изменение напряжения в сети на ± 10% и изменение мощности на ± 5%.

Принципиальная схема балласта авторегулятора показана ниже.

Какой текущий пик-фактор для балласта HID?

Текущий пик-фактор — это отношение пикового значения к среднеквадратичному току балласта HID , т.е.е.

Какой балласт используется в натриевой лампе?

В натриевых лампах используется балласт другого типа. Пик-фактор не должен превышать 1,8 для правильной работы лампы. Как и в натриевой лампе, для ионизации газообразного ксенона требуется очень высокое напряжение, поэтому пусковое напряжение с более высоким значением должно быть получено с помощью такого специального балласта.

Мощность лампы тщательно контролируется для контроля испарения амальгамы. Характеристики этого балласта приведены ниже.

  • Громоздкий электромагнитный балласт.
  • Комбинирован с воспламенителями.
  • Он имеет гораздо лучшую способность поддерживать световой поток.
  • Недавно были введены электронные балласты для более эффективного выполнения тех же задач.

Каковы балластные потери в разных балластах?

HID балласт потери суммированы в таблице ниже:

(PDF) Конфигурации электронных балластных цепей для люминесцентных ламп

6

при открытой нагрузке [17]. После ионизации лампы S2 приводит в действие лампу

.Как только сопротивление лампы падает, напряжение на

S2 становится меньше, чем при запуске. Ток нити

вместе с напряжениями на S1 и S3 уменьшается. Обратная связь

обмоток выходного трансформатора Т1 управляют транзисторами.

На рисунке 10 показаны формы установившихся сигналов балластной цепи, питаемой напряжением

, для различных значений токов индуктивности и коллектора

.

В установившемся режиме пиковое напряжение на транзисторе

Рис.9. Двухтактная резонансная схема балласта [17]

Рис. 10. Формы установившихся сигналов двухтактного балласта

торс равняется удвоенному пиковому напряжению питания из-за отражения

от трансформатора:

Vpeak = 2 × √2 × Vmains (1)

Для сети 220 В это дает значение около 620 В. Добавлен запас прочности

для защиты устройства от переходных процессов

при включении и выключении, и следует использовать устройства с рейтингом около 1400

[17].В таблице 2 показаны значения тока рабочего коллектора

для различных топологий балласта ламп для различных рабочих напряжений

. Показаны различные топологии

, работающие в своих собственных диапазонах мощности.

IX. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой статье мы представили различные типы схем

конфигураций для люминесцентных ламп, работающих на электронных балластах

. Характеристики электронных балластов также примерно

по сравнению с магнитными балластами.Высокоэффективные электронные балласты

предпочтительнее электромагнитных из-за

Рис. 11. Значения тока рабочего коллектора для топологий балласта ламп

с их особенностями, такими как уменьшение веса, повышение эффективности и уменьшение мерцания

. В частности, это достигается за счет увеличения рабочей частоты

с нормальной рабочей частоты

до гораздо более высокой частоты, таким образом повышая эффективность лампы

примерно на 10%

ССЫЛКИ

[1] Майкл Байранзаде, «Конструкция электронного балласта лампы. , Примечание по применению

AN1543 / D, 1995.

[2] Азлан Камил Б. Мохаммад Фаузи, «Самоколебательный диммируемый электронный балласт

tronic, март 2006 г.

[3] Спенглер, Джим, и Ануп К. Бехера. «Методы коррекции коэффициента мощности

, используемые для балластов люминесцентных ламп». Общество промышленных приложений An-

Ежегодное собрание, 1991 г., Отчет о конференции 1991 г., IEEE. IEEE, 1991.

[4] Тростл, А., «Самоконфигурируемый интерфейс регулировки яркости для люминесцентных ламп

балластов», Отчет конференции 2001 IEEE Industry Applications

Conference, 2001.Тридцать шестое ежегодное собрание МСФО, том 2, №, стр. 906-

911 том 2, 30 сентября — 4 октября 2001 г.

[5] Бланко, Сесилио, Маркос Алонсо, Эмилио Лопес, Антонио Каллеха , и

Мануэль Рико. «Одноступенчатый балласт для люминесцентных ламп с высокой мощностью

с коэффициентом

». На конференции и выставке прикладной силовой электроники, 1996.

APEC’96. Материалы конференции 1996 г., одиннадцатый ежегодник, т. 2. С.

616-621. IEEE, 1996.

[6] Wu, T-F., M-C. Чан и Э.Б.Чанг. «Анализ и проектирование одноступенчатого электронного балласта с высоким коэффициентом мощности

и функцией диммирования». В

Конференция и выставка по прикладной силовой электронике, 1997. APEC’97

Conference Proceedings 1997., Twelfth Annual, vol. 2. С. 1030-1036.

IEEE, 1997.

[7] Сринвасан, Р., Оруганти, Р., «Единичный коэффициент преобразователя мощности с использованием топологии повышения мощности моста Half-

, IEEE, Transactions on Power Electronics», vol.

13, вып.13, 1999.

[8] Фрейтас-Виейра, Дж. К. М., Зорал, Л., «Электронный балласт с высоким коэффициентом мощности

на основе одного каскада обработки мощности», IEEE, PESC’95, стр. 687-

693, 1995.

[9] Alonso, JM, Calleja, AJ, Ferrero, FJ, Lopez, E., Ribas, J., Rico —

Secades, M., «Одноступенчатая установка постоянной мощности высокой мощности. Factor Elec-

tronic Ballast с возможностью диммирования », IEEE, PESC’98, vol 2. 1998.

[10] do Prado, RN, Bonalso, S.А., Грефф Д.С., «К высокомощному факс-

tor Flyback-Half Bridge для преобразовательного люминесцентного освещения», IEEE,

IECON’98, 1998.

[11] Deng, e., Cuk, S. , «Одноступенчатый, с высоким коэффициентом мощности, балласт лампы»,

IEEE, APEC’94, 1994.

[12] Бриоши, Р. О., Ламего, М. М., Виейра, Л. Ф., «Недорогая высокопроизводительная электроника с коэффициентом

. Ballast, Proceedings of the IEEE Industry Applications

Society Annual Meeting », 1997, pp. 2360-2365.

[13] Алонсо, Дж.M., Calleja, AJ, Ribas, J., Lopez, E., Rico-Secades, M., «A

Новый недорогой интегрированный балласт с высоким коэффициентом мощности для люминесцентных ламп

», Труды IEEE Конференция по промышленной электронике

IECON97, pp.941-946.

[14] Сюн, Вэй. «Контроль истечения срока службы балласта параллельных ламп». Патент США

8,947,020, выдан 3 февраля 2015 г.

[15] Xiong, Wei. «Непрямое определение угла проводимости линейного напряжения для балласта с регулируемой яркостью прерывателя

.”Патент США 8,947,015, выдан 3 февраля

2015.

[16] Виджаясаратхи, Н. и С. Сантия. «Моделирование и анализ рабочих характеристик параллельного резонансного инвертора для применения с электронным балластом».

Моделирование 4, вып. 2 (2015).

[17] A.Vitanza, R.Scollo, A.Hayes, «Электронный балласт для люминесцентных ламп,

Application Note STMicroelectronics, 1999.

[18] Робертс, Л. Майкл. «Как работают магнитно-индукционные лампы». Интернет, 2011.

Как работают люминесцентные лампы

Как работают люминесцентные лампы
Elliott Sound Products Как работают люминесцентные лампы

© 2007 Род Эллиотт (ESP)


Лампы и индекс энергии
Главный указатель

Содержание
1 Введение

Статья «Традиционные люминесцентные ламповые лампы и их альтернативы» рассматривает работу люминесцентных ламп в довольно простых терминах, но здесь мы рассмотрим лампы и их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннюю часть. выработки.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережение / запаздывание»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о способе подключения фитингов.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и современные люминесцентные лампы (особенно компактные люминесцентные лампы или КЛЛ) используют электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать возникновение внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который был основой производства люминесцентных ламп на протяжении многих лет.

Обратите внимание, что показанные здесь формы сигналов представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений.При необходимости смоделированные формы сигналов корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста … симулятор не может представить нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими напряжениями удара и другими характеристиками, которые представляет люминесцентная лампа. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно) пытаться уловить все напряжения и токи, которые существуют в цепях реальных люминесцентных ламп.

Хотя принятый подход действительно вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, а конечный результат находится в пределах любого традиционного производственного допуска для балластов, ламп и других компонентов.


2 Индуктивный балласт

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он по-прежнему работает, световой поток несколько ниже, чем должен быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются.

Сама лампа имеет следующие характеристики …

Диаметр трубки 11,3 мм (нестандартный)
Длина 533 мм (21 дюйм)
Сопротивление нити (холодная) 12.8 Ом
Сопротивление нити (горячее) 23 Ом
Балластное сопротивление 105 Ом
Балластная индуктивность 2,11 H
Стартер 2,11 H
Стартер 1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр составляет 8 x 1/8 дюйма, что составляет 1 дюйм (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (1½ дюйма или 38 мм в диаметре), но они были уменьшены в размерах до T8, когда были представлены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. Стандартная 4-футовая трубка (1200 мм) раньше рассчитывалась на 40 Вт, но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между выводами и другой фитинг надгробной плиты. Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. разработан для более ранних ламп.

В случае моего тестового образца диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому ее складывают, чтобы уменьшить общую длину.Упоминается сопротивление нити, потому что оно будет упомянуто позже в этой статье. Схема представлена ​​ниже и является стандартной во всех отношениях.


Рисунок 1 — Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности — это балласт, и на самом деле это гораздо более важный компонент, чем он может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама люминесцентная лампа имеет на каждом конце нагреватель, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон).Стенка трубки покрыта люминофором, излучающим видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку с (обычно) неоновым газом внутри. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом пускателе, но не настолько, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться, пока она не замыкает контакты. Затем дуга в неоновом стартере прекращается, и сеть подключается через балласт и нити на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе отсутствует дуга (или накал), биметаллическая полоса охлаждается, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через катушку индуктивности вызывает возврат напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке.Если дуга не запускается с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не начнется. Вот почему стандартные люминесцентные лампы при включении несколько раз мигают. Нити — это нагреватели, которые действуют как катоды (эмиттеры электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и обеспечения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно для поддержания приемлемой рабочей температуры нити накала. Обе нити действуют как катоды и аноды поочередно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

Плазма имеет интересную характеристику … отрицательное сопротивление! Как только начинается дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления и меньшее напряжение появляется на трубке. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательный импеданс для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для генерации всплеска обратного напряжения для повторного зажигания дуги при каждом изменении полярности.


Рисунок 2 — Рабочие осциллограммы

На Рисунке 2 вы можете видеть, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Эффект можно увидеть сразу после каждого скачка напряжения. По мере увеличения тока напряжение падает (для этой трубки минимум составлял ± 126 В). Пик в точке пересечения нуля формы волны тока генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода подключенной сети.На рисунке 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют пикам, приложенным к лампе, и происходят около пика напряжения, где ток прерывается, когда проходит через ноль.


Рисунок 3 — Напряжение и ток в балласте

Форма волны напряжения на балласте по существу представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на лампе. Для работы на 120 В напряжение явно меньше, но лампе все еще нужно где-то между 300-400 В, чтобы зажигать (или повторно зажигать) дугу, поэтому балласт должен иметь возможность компенсировать разницу с помощью обратного импульса на каждом нуле. -пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или пускорегулирующего устройства, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают с напряжением 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.


3 Системные потери

В системе несколько потерь, причем балласт является одним из основных факторов.Балласт, использованный в моих тестах, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому расходуется почти 7 Вт. Потери на самом деле выше, потому что стальные листы очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования стали более высокого качества и более тонких листов. Оба значительно увеличат стоимость.

Каждая нить накала имеет горячее сопротивление 23 Ом, и при работающей лампе на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что во время работы конец нити накала, идущий к стартеру, отключается (за исключением очень маленькой емкости на стартере).Измеренное напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить накала рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только в этих компонентах люминесцентная лампа расходует 10 Вт подаваемой мощности в виде тепла (7 Вт для балласта, 3 Вт для нити накала).

Хотя отходы балласта можно уменьшить с помощью более качественного блока, потеря накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, за исключением специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь их заменяют светодиоды в новых моделях.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп, и это вызвано преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает запаздывающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и индуктор) фактически возвращает некоторую мощность источнику питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должен быть. Это становится очень дорогостоящим, когда очень много нагрузок имеют низкий коэффициент мощности.


Рисунок 4 — Напряжение Vs. Текущие, нескорректированные и исправленные

На рисунке 4 вы можете видеть, что нескорректированная форма волны тока имеет видимые искажения около точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичный ток также значительно выше, чем указано в номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разные значения мощности и ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а при добавлении C2 он падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240 В это означает, что …

Без компенсации Общая мощность = 38 Вт
ВА = 61,4 Коэффициент мощности = 0,62
Компенсированный Общая мощность = 38 Вт
ВА =9 Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать, используя фазовую задержку или разделив фактическую мощность на ВА (Вольт * Ампер). Для угла сдвига по фазе ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — 0,53 в данном случае. Цифры разные, потому что форма волны тока не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, так что форма сигнала компенсированного тока становится плоской (что-то вроде ограничения усилителя).Хотя это вносит гармоники в сеть, их влияние далеко не так плохо, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала в чисто индуктивную цепь (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеальный вариант.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла (CosΦ) является сокращением, и можно использовать только , когда оба напряжение и ток являются синусоидальными волнами.Он вообще не работает для сильно искаженных сигналов, например, генерируемых электронными нагрузками, и будет давать неверные ответ для индуктивных нагрузок, которые включают искажения (например, люминесцентные лампы). Вы получите , всегда получите правильный ответ, если разделите реальную мощность на ВА.

Также доступны пускорегулирующие аппараты «быстрого запуска» и пускорегулирующие устройства без стартера. Они выходят за рамки данной статьи, которая предназначена для описания основных принципов, а не для подробного описания всех имеющихся балластов люминесцентного освещения.


4 электронных балласта

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем типичный магнитный балласт, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (в изготовлении, но не обязательно для покупки вами), чем люминесцентные лампы с обычным балластом. В частности, теперь во всех компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) используется электронный балласт, который обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов, потому что все электронные компоненты просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы электронный балласт является обязательным.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере, частично. Поскольку они намного легче, есть реальная и определенная экономия на транспортных расходах, но магнитные балласты могут быть такими же эффективными, как и электронная версия, а может быть, даже больше. Как бы то ни было, переход к электронным балластам сейчас не остановить, и по мере того, как цена снизится, их использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Типичная (более или менее) принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ, показана ниже. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но, как правило, будут использовать обновленные компоненты. В то время как электроника в КЛЛ может прослужить всего 15000 часов, фиксированный электронный балласт, как ожидается, прослужит около 100000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы).На самом деле электронный балласт должен быть в состоянии прослужить столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому срок службы 40 лет не так глуп, как может показаться.


Рисунок 5 — Схема электронного балласта [2]

Схема на Рисунке 5 представляет собой немного упрощенную версию схемы, показанной в листе данных Infineon. Он полностью скорректирован по коэффициенту мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным режимом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если не обнаружено, смещение постоянного тока приведет к отказу коммутирующих устройств, что сделает балласт бесполезным (маловероятно, что кто-то отремонтирует их, когда они выйдут из строя).

Электронный балласт действительно имеет ряд преимуществ перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью погаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, а просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому улучшается световая отдача.

До тех пор, пока коэффициент мощности всех этих электронных балластов не будет скорректирован, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах не требуется, чтобы приборы малой мощности (обычно менее 75 Вт) имели коррекцию коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Поскольку освещение используется в каждом доме, проблема неисправленного коэффициента мощности выйдет из-под контроля, если что-то не будет сделано.

В отличие от магнитного балласта (индуктора), коэффициент мощности электронного балласта нельзя скорректировать простым добавлением конденсатора. Как видно на диаграмме выше (хотя это может быть не сразу очевидно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый полевой МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается на протяжении каждого полупериода. Таким образом, среднеквадратичный ток, потребляемый из сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока является приблизительно синусоидальной.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить возвращение высокоскоростных коммутационных импульсов в сеть, необходима обширная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) используется несколько более простая схема, так как схемы предназначены для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не будет продолжаться (или, по крайней мере, будет введена переработка, чтобы восстановить как можно больше).Достаточно типичный инвертор CFL показан ниже …


Рисунок 6 — Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типичный», потому что в реальных схемах есть большие различия. Доступны специализированные микросхемы драйверов MOSFET, но большинство дешевых (потребительских) CFL будут использовать вариант вышеупомянутого. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно представляет собой плавкий резистор, и он используется в первую очередь в качестве предохранителя. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будет выбрано таким образом, чтобы выжить в течение установленного срока службы лампы, поэтому передовые методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким номиналом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется DIAC — двунаправленным устройством, которое имеет резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку он имеет характеристики, очень похожие на устройство с отрицательным импедансом, его часто используют в диммерах, люминесцентных балластах и ​​даже в стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы перейти к руководству по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены так, как показано. Некоторым компонентам требуются очень специфические характеристики, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего неправильного, им просто не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.


5 Коэффициент мощности Коэффициент мощности

не совсем понятен большинству энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что он мало востребован в общих электронных схемах. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которым следует знать лучше. Когда создаются несинусоидальные формы волны тока, даже многие инженеры делают двойное замечание, потому что они не могут быть использованы для работы с электронными нагрузками.Я рассмотрю здесь оба случая, а также намереваюсь показать методы пассивной и активной коррекции коэффициента мощности. Хотя пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекает своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогостоящим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но однажды спроектированный использует относительно дешевые компоненты.

Самый простой случай — индуктивная нагрузка. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, он проявляет себя как резистивная нагрузка и имеет отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо применить поправку, чтобы вернуть PF как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки равен , всегда единицы — это идеально. Каждый вольт и каждый ампер используются для выработки тепла.Распространенными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Не все нагрузки резистивные, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (но упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает при половинной нагрузке, но может потребоваться полная мощность при запуске или для работы с переходными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных используемых электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (для половинной мощности), а формы сигналов напряжения, тока и мощности выглядят следующим образом …


Рисунок 7 — Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, когда резистивная и индуктивная составляющие равны, наблюдается сдвиг фазы на 45 °, при этом ток отстает от напряжения (запаздывающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение — 240 В, резистивная часть нагрузки — 120 Ом, индуктивное реактивное сопротивление — также 120 Ом, мощность — 240 Вт.Мы должны использовать 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), а вместо этого потреблять 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью расходуется впустую. Что ж, это не совсем так — его возвращают в сеть. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то оно просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень мало реальных нагрузок являются емкостными, поэтому в схему добавляется конденсатор.

При сдвиге фаз 45 ° коэффициент мощности равен 0.707, и мы получаем 1,42 А от сети вместо 1 А. Чтобы восстановить ток так, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в схему конденсатор. Конденсатор фактически противоположен катушке индуктивности и (сам по себе) будет создавать ведущий коэффициент мощности — ток будет предшествовать напряжению. Добавив в схему конденсатор нужного номинала, коэффициент мощности можно восстановить до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого из сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальны, но даже 10 мкФ уменьшат фазовый сдвиг запаздывания до 14.2 °, и это увеличивает коэффициент мощности до 0,96 — обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно быть, достаточно легко понять, но то, что повторное прохождение большего тока через конденсатор уменьшит сетевой ток, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. В противном случае наша энергосистема оказалась бы в крайне тяжелом положении.


Рисунок 8 — Люминесцентный свет при нормальной работе

На несколько упрощенной диаграмме выше показаны формы сигналов напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение состоит в том, что симуляторы не включают в себя нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но на основной принцип (и результирующие формы сигналов) это существенно не влияет. Как видите, форма сигнала тока немного искажена, и это влияет на форму сигнала после применения компенсации. Фактически, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Однако после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (что дает коэффициент мощности 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) составляет 29,8 Вт, а резистивный компонент балласта (R1) рассеивает 7,8 Вт — это теряется в виде тепла. Все потраченное впустую тепло снижает общую эффективность, но это неизбежно, поскольку реальные компоненты имеют реальные потери.

Ситуация становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рисунке 9 показаны эквивалентная схема и осциллограммы — ток протекает только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и передаваемая в нагрузку, намного меньше.


Рисунок 9 — Осциллограммы мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки является синусоидальным (или близок к нему), простое добавление конденсатора ничего полезного не принесет. Пики тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного для пропускания только частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохо. Если вам интересно, куда пропала разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, она теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно настолько мал, насколько вы можете использовать для определения номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также снова будет больше, а также с более высокими потерями. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.


Рисунок 10 — Пассивная коррекция коэффициента мощности

За счет добавления катушки индуктивности и конденсатора, как показано, коэффициент мощности значительно повышается.Форма волны тока все еще не очень хорошая, но намного лучше, чем схема без коррекции. Среднеквадратичный ток снижен с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь составляет 0,88, что намного более достойно. Как показано на рисунке 9, электроника считается практически без потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет скорее о PFC, чем о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) — это относительно большой компонент, и по этой причине он будет сравнительно дорогим.Для снижения стоимости и веса лучше использовать электронную схему коррекции коэффициента мощности, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более прохладную электронику.


Рисунок 11 — Схема активной коррекции коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на рисунке 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора все, что нужно, — конденсатор 220 нФ (C2).Выходной сигнал является пульсирующим постоянным током и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В для источника питания 240 В RMS). Затем он передается на очень умный повышающий преобразователь режима переключения — L2, Q1 и D5. Это увеличивает любое мгновенное напряжение на его входе до пикового напряжения — в этом случае моделируемый преобразователь стабилизируется на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно используется).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, который пропорционален форме волны входящего переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен для обеспечения быстрой зарядки крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает подзарядку крышки. Это позволяет упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулирование не обязательно должно быть прекрасным, что опять же в некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что катушка индуктивности повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить IC контроллера, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рисунке 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог получить форму тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.


Рисунок 12 — Формы сигналов активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, форма сигнала тока довольно искажена, но измеренные характеристики симулятора впечатляют, несмотря на его относительную простоту.При 60 Вт в нагрузке (балласт и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61 Вт (потери в диодах, как и раньше), а при сетевом токе 266 мА он потребляет 64 ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем схема пассивной коррекции коэффициента мощности, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема коррекции коэффициента мощности превосходит пассивную схему как с точки зрения общей эффективности, так и коэффициента мощности. Катушки индуктивности имеют небольшие размеры (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной цепи PFC.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, из-за того, что повышающий преобразователь имеет более высокое выходное напряжение, чем желаемое. Мне очень не хотелось тратить много времени на попытки подобрать уровни мощности, а моя упрощенная версия не регулируется. Успешно запустить симуляцию для импульсного преобразователя было непросто, а симуляция требует много времени из-за высокочастотного переключения.

Сейчас довольно стандартно, что искажение формы волны обозначается как THD (полное гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делайте из этого то, что хотите.


6 Температура

Для правильной работы всех ртутных люминесцентных ламп очень важна температура. Есть относительно узкая полоса над и под которой уменьшается дуга, что приводит к более низкому, чем ожидалось, светоотдаче. Когда трубка холодная, в ней остается меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной силы из-за недостатка молекул ртути для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая ток разряда. Для большинства компактных ламп (а также, вероятно, большинства стандартных люминесцентных ламп) температура трубки должна быть около 40 ° C для максимальной светоотдачи. При 0 ° C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не так сильны, но слишком горячая лампа все равно будет сильно разряжена.


Рисунок 13 — Светоотдача в зависимости отТемпература

Когда температура приближается к -38,83 ° C, световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, при понижении температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0 ° C лампе для зажигания потребуется примерно на 40% больше напряжения по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 0 ° C (или ниже) — это нормальная температура окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить и она будет иметь низкую мощность, пока лампа не нагреется немного. .В таком климате трубка должна быть закрыта, чтобы защитить ее от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

.Температура окружающей среды
* Примечание — закрытый светильник обеспечивает повышение температуры на + 10 ° C по сравнению с окружающей средой.

Как и все материалы по этой теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но в небольшом примечании предполагается, что указанные температуры находятся в состоянии теплового равновесия. Для стабилизации может потребоваться некоторое время, поэтому исходная светоотдача при первом включении лампы будет одинаковой для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие отклонения, если размер корпуса больше или меньше (неустановленных) значений, используемых в таблице.


Ссылки
  1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, учебный модуль для студентов — Цзинхай Чжоу, Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет
  2. ICB1FL02G Интеллектуальная микросхема управления балластом для балластов люминесцентных ламп, техническое описание, версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
  3. Работа люминесцентных систем при низких температурах (Sylvania)


Лампы и энергетический индекс
Основной указатель
Относительный световой поток (RLO) [3]
Окружающая температура Открытое приспособление Закрытое приспособление *
-10 ° C %
0 ° C 50% 80%
10 ° C 80% 100%
25 ° C 100% Выход 98%

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2007. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторские права © июнь 2007 г.

Балласты люминесцентных ламп | ASAP Appliance Standard Awareness Project

ПРОДУКТ:

Балласты люминесцентных ламп используются для запуска и работы люминесцентных ламп, обеспечивая высокое напряжение, необходимое для запуска ламп, а затем ограничивая ток до безопасного значения. Есть два основных типа люминесцентных балластов: магнитные (низкочастотные) и электронные (высокочастотные). Большинство люминесцентных балластов в настоящее время являются электронными, которые более эффективны, чем магнитные балласты.Флуоресцентные балласты также различаются по способу запуска: мгновенный запуск (IS), быстрый запуск (RS) и запрограммированный запуск (PS). IS балласты по своей природе более эффективны, чем балласты RS и PS, потому что они полагаются на очень высокое начальное напряжение для инициирования дуги, а не на нагрев электрода. Однако искробезопасные балласты могут привести к значительному сокращению срока службы лампы, если они используются с датчиками присутствия и часто включаются и выключаются. Балласты PS, которые представляют собой усовершенствованные версии балластов RS, могут значительно увеличить срок службы лампы в датчиках присутствия.

СТАНДАРТ:

Стандарты эффективности для люминесцентных балластов T12 были установлены Конгрессом в 1990 году и изменены Министерством энергетики США в 2000 году. Люминесцентные лампы T12 имеют диаметр 1 1/2 дюйма; Лампы T8 имеют диаметр 1 дюйм; и лампы T5 имеют диаметр 5/8 дюйма. Правило 2000 года фактически требует наличия электронных балластов для новых люминесцентных светильников T12, изготовленных после 1 июля 2005 г., и фактически требует наличия электронных балластов как для новых светильников T12, так и для заменяемых балластов T12 после 1 июля 2010 г.Министерство энергетики опубликовало обновленные стандарты для балластов люминесцентных ламп 11 апреля 2011 года, которые вступили в силу в ноябре 2014 года.

Правило значительно расширяет сферу действия, включая балласты, которые работают с лампами T8 и T5, балласты для наружных вывесок и балласты для жилых помещений, среди других категорий. DOE разработал новый показатель эффективности, балластную световую отдачу (BLE), которая представляет собой общую мощность дуги люминесцентной лампы, деленную на входную мощность балласта. BLE позволяет сравнивать эффективность балластов независимо от типа балласта или количества ламп, с которыми работает балласт.

Программа NEMA Premium способствует использованию высокоэффективных балластов.

КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТЫ:

В коммерческих и промышленных зданиях самая распространенная арматура на рынке имеет длину четыре фута. Технологические варианты повышения эффективности балластов люминесцентных ламп включают улучшенные компоненты (трансформаторы, диоды, конденсаторы и транзисторы) и улучшенную схему.

Какие бывают типы балластов?

Слышали ли вы когда-нибудь жужжание лампочки?

Технически нет.Жужжание, которое вы слышите, исходит от балласта, а не от самой лампы.

Я знаю, что такое неловкое освещение. Балласты, лампочки — все равно, не правда ли?

Ну не совсем так. Если вам нужно немного узнать, что такое балласт, попробуйте прочитать эту статью «Что такое балласт?»

Если у вас уже есть основы балласта и вы готовы делать покупки, нажмите здесь, чтобы зарегистрировать свой бизнес по сниженным ценам.

Магнитные балласты vs.электронные балласты

Есть два семейства ламп, которые работают с балластом: люминесцентные и HID. Причем в каждом семействе есть два типа балластов: магнитные и электронные.

Магнитные балласты — это более старая балластная технология. Что касается семейства люминесцентных ламп, то в линейных люминесцентных лампах T12 и двухконтактных люминесцентных лампах используются магнитные балласты. Для HID, в некоторых металлогалогенных лампах и HPS-лампах используются магнитные балласты.

Магнитные балласты обычно являются причиной жужжания и мерцания, поскольку они постепенно регулируют электричество.

Сегодня большинство люминесцентных и HID-ламп работают от электронного балласта . Электронные балласты могут выдавать электричество на нескольких частотах без изменения входного напряжения. Это устраняет любое мерцание и жужжание.

Процесс замены магнитных балластов на электронные балласты довольно прост и понятен. Это направление, в котором движется индустрия освещения, так почему бы не поменять их раньше, чем позже, чтобы оптимизировать свое пространство с помощью лучшего и более тихого освещения?

Типы люминесцентных балластов

Флуоресцентные балласты используют три различных типа пусковых технологий: быстрый, мгновенный и программируемый.

Балласты для быстрого пуска

Балласты быстрого старта работают как разогрев духовки. Представьте, что духовка постоянно разогревается, чтобы вы могли в любой момент испечь печенье.

ПРА для быстрого пуска используют этот метод предварительного нагрева, поэтому при включении света лампа сразу включается.

Вы когда-нибудь нажимали выключатель света и получали эффект проблескового маячка? Балласты при быстром запуске не мерцают, поэтому вы не получите эффекта дискотеки при включении света.

У балластов быстрого старта есть два недостатка:

  1. Балласты для быстрого пуска не очень энергоэффективны.
  2. Лампы в паре с балластами быстрого запуска не будут надежно включаться, если они находятся в климате ниже 50 градусов, например, в морозильной камере, или на улице в холодном климате.

Балласты мгновенного пуска

Лампы мгновенного запуска не используют метод предварительного нагрева. Вместо этого они посылают на лампу высокое напряжение при зажигании.

Обычно балласты с мгновенным запуском потребляют на лампу на 1,5-2 Вт меньше, чем балласты с быстрым запуском. Лампы мгновенного пуска также надежно запускаются при температуре до нуля градусов.

Программируемый пуск балласта

Запрограммированные пусковые балласты обычно работают в паре с датчиками присутствия или движения. Если вы неоднократно включаете и выключаете флуоресцентные лампы в короткие промежутки времени, вы фактически потребляете больше энергии, чем если бы вы оставили свет включенным.

Еще одно преимущество запрограммированного пускового балласта: он увеличивает количество циклов запуска лампы при сохранении энергоэффективности.

Если в вашем здании есть комната для встреч или отдыха, которая часто используется, или другое место, где в течение дня есть несколько циклов включения-выключения, запрограммированный пусковой балласт может быть лучшим сочетанием с вашим освещением.

Балласты с программируемым пуском надежны и при низких температурах.

Типы балластов HID

Есть только два типа способов пуска балластов HID.

Пусковой балласт датчика

Пусковые балласты для пробников — это более старый тип, который не очень удобен для СПРЯТАННЫХ ламп.Электроны прыгают по дуговой трубке между двумя рабочими электродами. После запуска лампы пусковой электрод зонда удаляется из цепи.

Но при таком способе пуска лампам требуется много времени, чтобы прогреться и достичь полной яркости. Период повторной забастовки также намного дольше.

ПРА импульсного пуска

Импульсные пусковые балласты не используют пусковой электрод. Вместо этого они используют воспламенитель высокого напряжения, который работает рядом с балластом.Эта технология запускает лампу импульсами.

Использование пускового балласта с импульсным запуском может действительно продлить срок службы лампы, поэтому люмены не обесцениваются так быстро. Пусковые балласты импульсного запуска также более энергоэффективны, чем пусковые балласты пробника.

Типы аварийного балласта

Аварийные балласты относятся к отдельной категории. Их цель — запитать лампу при пониженной светоотдаче до 90 минут.

Кроме того, знаете ли вы, что большинство аварийных балластов перезаряжаются после каждого использования? Это довольно интересная функция, но если балласт часто используется или подходит к концу, обязательно замените его.Перезаряжаемый аккумулятор в конечном итоге перестанет держать заряд.

Вы покупаете аварийный балласт? Вот четыре вопроса, на которые вам нужно ответить, чтобы найти нужный продукт:

  1. Какую лампу она питает?
  2. Сколько ламп он запитывает?
  3. Сколько времени нужно для питания ламп?
  4. Существуют ли требования или ограничения по размеру приспособления?

Если у вас есть ответы на эти четыре вопроса, вы сможете получить точный аварийный балласт.

Все еще не уверены, какой балласт вам нужно купить? Наши специалисты по освещению всегда готовы помочь.

Или, если вы готовы совершить покупку, зарегистрируйте свой бизнес в нашем интернет-магазине, чтобы получить скидку.

В эту статью добавлены новейшие технологии освещения. Первоначально он был опубликован в 2016 году.

Как перейти с магнитного балласта на электронный балласт | Home Guides

В старых люминесцентных светильниках использовался магнитный балласт для управления потоком электричества через лампочки.Магнитные приспособления требовали отдельного пускателя, чтобы запустить поток электронов через трубки. Свету требовалось время, чтобы прогреться, и он мигал, особенно когда было холодно. Новые электронные балласты гораздо более энергоэффективны, не требуют стартера и не так подвержены воздействию низких температур, как магнитные предшественники. Если у вас более старый прибор, вы можете переключиться с магнитного балласта на электронный балласт за несколько минут с помощью некоторых основных ручных инструментов.

Выключите прерыватель цепи, управляющей люминесцентным светом.Ослабьте винты и снимите пластину переключателя, закрывающую выключатель люминесцентного света, с помощью отвертки. Держите конец бесконтактного электрического тестера рядом с проводами на стороне переключателя света. Если индикатор тестера загорелся, выключите дополнительные выключатели или главный автоматический выключатель и повторите попытку, пока индикатор тестера не перестанет светиться. Установите на место крышку переключателя.

При необходимости поместите стремянку под осветительный прибор. Снимите рассеиватель света с корпуса светильника и снимите лампочки.Ослабьте винты и снимите съемную панель.

Снимите гайки с черного и белого проводов, соединяющих балласт с электрической цепью. Обрежьте все провода магнитного балласта на расстоянии не более двух дюймов от корпуса балласта. Ослабьте крепежные винты и снимите балласт.

Поместите электронный балласт в монтажные прорези приспособления. Затяните крепежные винты, чтобы закрепить балласт. Если площадь основания нового электронного балласта отличается по размеру от размера магнитного балласта, вбейте саморезный винт по металлу через корпус приспособления, чтобы удерживать балласт на месте.

Снимите 1/2 дюйма изоляции с концов каждого из проводов, отрезанных от магнитного балласта на шаге 3, с помощью приспособлений для зачистки проводов. Если необходимо зачистить провода от балласта, удалите с них изоляцию на 1/2 дюйма.

Скрутите красный провод от балласта к красному и синему проводам от патронов. Закрепите соединение проволочной гайкой. Подключите один из синих проводов от балласта к черным проводам от патронов 120-вольтового светильника.В качестве альтернативы, если напряжение в приборе составляет 277 вольт, подключите синий провод к желтым проводам. Закрепите провода проволочной гайкой. Подключите другой синий вывод к белым проводам от патронов лампы.

Подключите балласт к питанию от панели выключателя, подключив черный провод от панели выключателя к черному проводу на балласте с помощью проволочной гайки. Подключите белый провод от прерывателя к белому проводу от балласта.

Заправьте провода в отсек для проводов и установите крышку панели.Установите на место лампочки и диффузор.

Включите прерыватель и проверьте работу света.

Ссылки

Ресурсы

Советы

  • Если в цепи 277 вольт вместо 120 вольт, все соединения будут такими же, за исключением того, что будут желтые провода вместо черных проводов, идущих от одного из патронов лампы.

Предупреждения

  • Не пытайтесь выполнять какие-либо электрические работы в цепи, не проверив сначала, что на панели выключателя отключено питание, и не проверив цепь с помощью бесконтактного электрического тестера.

Writer Bio

Крис Бейлор пишет на различные темы, уделяя особое внимание деревообработке, с 2006 года. Вы можете увидеть его работы в таких публикациях, как «Consumer’s Digest», где он написал «Лучшие покупки для электроинструментов за 2009 год» и Лучшие покупки для аппаратов высокого давления 2013 года.

Руководство по применению электронных балластов (1033)

Руководство по применению электронных балластов (1033)

Люминесцентная лампа на сегодняшний день является самой распространенной из всех типов газоразрядных ламп.Он используется почти повсеместно, особенно в офисном освещении. Наиболее распространенный тип люминесцентных ламп — это трубчатые лампы линейной формы, длина которых варьируется от 600 мм (18 Вт) до 1500 мм (58 Вт). Разрядная трубка имеет электрод, запаянный на каждом конце, и заполнен инертным газом и небольшим количеством ртути, причем последняя присутствует как в жидкой, так и в парообразной форме. Внутренняя часть трубки покрыта смесью флуоресцентных порошков.

Они преобразуют ультрафиолетовое излучение ртутного разряда в более длинные волны видимого диапазона.Доступно множество различных флуоресцентных порошков или «люминофоров» для любой желаемой цветовой температуры и характеристик цветопередачи.

В отличие от лампы накаливания люминесцентную лампу нельзя подключать напрямую к электросети. В схему необходимо включить какое-нибудь устройство для ограничения протекающего через него электрического тока. Это устройство может быть электромагнитным (обычным) балластом со стартером или электронным балластом, работающим на высокой частоте.

Базовая конструкция типичного электронного балласта включает фильтр нижних частот, выпрямитель, буферный конденсатор и высокочастотный (ВЧ) генератор.Основной принцип работы заключается в том, что после прохождения фильтра нижних частот сетевое напряжение на частоте 50 Гц выпрямляется в преобразователе переменного тока в постоянный. Этот преобразователь также содержит буферный конденсатор, который заряжается постоянным напряжением. В генераторе ВЧ-мощности это постоянное напряжение преобразуется в ВЧ-напряжение, которое обеспечивает питание лампы.

В балласте используется характеристика люминесцентной лампы, благодаря которой достигается большая эффективность при высокой рабочей частоте выше 10 кГц.Эффективность из-за работы на высокой частоте увеличивается примерно на 10%, что позволяет лампе работать при более низкой входной мощности, чем при частоте сети 50 Гц. Потери балласта уменьшены по сравнению с обычным (электромагнитным) балластом, поскольку твердотельная схема не содержит медных обмоток. В случае схемы с двумя лампами 1200 мм мощностью 36 Вт потери могут быть уменьшены с 24 Вт до всего лишь 6 Вт при использовании электронного балласта. Таким образом, общим достижением подходящего светильника является снижение потребления энергии в диапазоне от 20% до 30%.Эти функции энергосбережения позволяют поддерживать уровень освещения при резком сокращении затрат на электроэнергию. При меньшем выделении тепла снижается и охлаждающая нагрузка на оборудование для кондиционирования воздуха.

Общая эффективность системы освещения может быть увеличена на 20-30 процентов за счет трех основных факторов:

  1. Повышенный КПД лампы при работе на высоких частотах.
  2. Пониженные потери мощности в цепи.
  3. Лампа работает ближе к оптимальным характеристикам в большинстве закрытых светильников.

Другие преимущества предлагаемого электронного балласта:

  • Быстрое или мгновенное включение лампы без мерцания.
  • Одиночный балласт может быть рассчитан на управление одной, двумя, тремя или даже четырьмя лампами.
  • Увеличенный срок службы лампы за счет более низкого рабочего тока лампы.
  • Тихая работа без слышимого шума.
  • Нет видимого мерцания во время работы.
  • Без стробоскопического эффекта и работы на ВЧ.
  • Нижний коэффициент гармонических искажений (THD)
  • Высокий общий коэффициент мощности за счет низкого THD.
  • Более низкая температура окружающей среды внутри светильников для оптимальной работы лампы, ПРА, конденсатора и батарей для аварийного освещения.
  • Отсутствие обугливания и почернения светильников и декоративных элементов в непосредственной близости.
  • Меньше влияние на изменение светового потока из-за колебаний напряжения в сети.
  • Намного легче.

Общая мощность люминесцентных ламп

Номинальная длина лампы T12 T8 T8 (HF) T5
600 мм 20 Вт 18 Вт 17 Вт 14 Вт
1200 мм 40 Вт 36 Вт 32 Вт 28 Вт
1500 мм 65 Вт 58 Вт 35 Вт

Пригодность типов балласта для различных групп люминесцентных ламп

Группа ламп Балласт с малыми потерями Электронный балласт Балласт с регулируемой яркостью (магнитный) Балласт с регулируемой яркостью (электронный)
T12 (38 мм) Есть Есть
T8 с критоновым наполнением (25 мм) Есть Есть Есть
T8 HF, наполненный аргоном (25 мм) Есть Есть
T5 (16 мм) Есть Есть Есть

Ассортимент продукции для электронных балластов

Ассортимент электронных балластов для ламп T8
1x18W 2×18 Вт 3×18 Вт 4×18 Вт 1×36 Вт 2×36 Вт 3×36 Вт 1×58Вт 2×58 Вт
Ассортимент электронных балластов для ламп T5
1x14W 2×14 Вт 3×14 Вт 4×14 Вт 1×21Вт 2×21 Вт 1×24Вт 2×24 Вт
1x28W 2×28 Вт 1×35Вт 2×35 Вт 1×49 Вт 2×49 Вт 1×54 Вт 2×54 Вт

Для обеспечения качества электронных балластов необходимо указать следующие национальные или международные стандарты:

  • IEC 60928 / EN 60928 / GB 15143-94 A.Электронные балласты для трубчатых люминесцентных ламп — общие требования и требования безопасности
  • IEC 60929 / EN 60929 / GB 15144-94 Электронные балласты переменного тока для трубчатых люминесцентных ламп — Требования к рабочим характеристикам
  • IEC 611000-3-2 / EN 61000-3-2 Пределы излучения гармонических токов (входной ток оборудования ≤16 А на фазу)
  • EN 55015 Предел и метод измерения характеристик радиопомех осветительного и аналогичного оборудования
  • EN 61547 Оборудование для общего освещения — Требования к устойчивости к электромагнитным помехам

Электромагнитная совместимость (ЭМС) в основном определяется характеристиками электронного балласта в сочетании с конструкцией светильника.При применении ЭПРА в светильниках проектировщики должны учитывать следующие технические аспекты и основные правила:

  1. Необходимо обеспечить эффективное защитное заземление для всех открытых токопроводящих частей металлического светильника.
  2. Функциональное заземление требуется для выполнения определенных требований ЭМС или для гарантии правильной работы системы.
  3. Обеспечьте надежное электрическое соединение между электронным балластом и металлическим светильником.
  4. Силовая проводка и проводка лампы внутри светильника должны быть как можно короче, прочно закреплены на распорках и далеко друг от друга, чтобы свести к минимуму паразитную емкость.
  5. Обеспечьте хороший электрический контакт между металлическим светильником и отражателем и / или жалюзи. Отражатель и жалюзи служат защитой вокруг лампы.

Контрольный список для замены электроники в существующих светильниках:

  • Электронный балласт разработан для конкретного типа лампы и мощности лампы, убедитесь, что для замены выбран соответствующий тип электронного балласта.
  • Использование электронных балластов для управления несколькими лампами в светильниках с более чем одной лампой более рентабельно.
  • Для мест, где требуется частое переключение, необходимо указать электронные балласты для горячего или быстрого пуска.
  • В местах, где не требуется частое переключение, можно использовать электронные балласты с холодным или мгновенным запуском. Электронные балласты холодного пуска не требуют предварительного нагрева для запуска и более энергоэффективны.
  • Во избежание высокого пускового тока и случайного отключения MCB выключатель освещения не должен включать более 10 светильников с электронными балластами.
  • Все существующие обычные балластные сопротивления, пускатели и конденсаторы коррекции коэффициента мощности должны быть удалены из модернизированного светильника.

За дополнительной информацией о применении электронных балластов обращайтесь в Управление по энергоэффективности по тел. нет. 2808 3465.

Руководство по применению электронных балластов

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.