Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп: устройство + схема подключения

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Зачем нужен дроссель для люминесцентных ламп: устройство + схема подключения

Действительно ли дроссель для люминесцентных ламп является незаменимым элементом, обеспечивающим запуск прибора и его последующее беспроблемное функционирование? Согласитесь, что лишние приспособления, без которых вполне может работать система освещения, покупать и устанавливать ни к чему. Вы сомневаетесь, нужен ли дроссель в схеме подключения или без него можно обойтись?

Мы поможем вам разобраться с возникшим вопросом — в статье подробно рассмотрены особенности, назначение дросселя и выполняемые им функции.

Также приведены тематические фотоматериалы и схема подключения, которая поможет самостоятельно собрать люминесцентный светильник и выполнить его запуск, правильно подключив все компоненты в электроцепь.

В помощь домашнему мастеру мы подобрали ряд видеороликов, содержащих рекомендации по подключению люминесцентных лампочек, по выбору нужного дросселя в зависимости от типа лампы.

  • Назначение и устройство дросселя
    • Назначение балласта в схеме включения
    • Из чего состоит пускорегулятор?
  • Схема + самостоятельное подключение
  • Перегрев дросселя и возможные последствия
  • Выводы и полезное видео по теме

Назначение и устройство дросселя

Разрядные лампы, представителем которых является люминесцентная, нельзя зажечь как обычные, обеспечив электроснабжение. Они попросту не будут работать.

Чтобы получить свечение такого типа источника, потребуется дополнительно использовать пуско-регулирующий аппарат.

Назначение балласта в схеме включения

Выходит, что для функционирования люминесцентной лампочки необходимо не только обеспечить протекание тока, но и приложить к ней напряжение.

Поэтому в схеме включения задействуют балласт – сопротивление. Оно включается последовательно с лампой и предназначено для ограничения тока, протекающего через ее электроды.

Его роль могут выполнять различные электротехнические компоненты:

  • в случае постоянного тока – это резисторы;
  • при переменном – дроссель, конденсатор и резистор.

Среди этих приспособлений наиболее удачным вариантом является дроссель. Он обладает реактивным сопротивлением без выделения излишнего тепла. Способен ограничить ток, предотвратив его лавинообразное нарастание при включении в электросеть.

Дроссель не только является неотъемлемым элементом в стартерной схеме включения, он выполняет такие функции:

  • способствует созданию безопасного и достаточного для конкретной лампочки тока, который обеспечивает оперативный разогрев ее электродов при разжигании;
  • импульс повышенного напряжения, образующийся в обмотке, способствует возникновению разряда в колбе люминесцента;
  • обеспечивает стабилизацию разряда при номинальном значении электротока;
  • способствует беспроблемной работе лампочки вопреки отклонениям напряжения, периодически возникающим в сети.

Важное значение для функционирования люминесцентных источников света имеет индуктивность дросселя.

Поэтому при покупке этого электромеханического компонента следует обращать внимание на технические параметры, которые должны соответствовать характеристикам лампочки.

Из чего состоит пускорегулятор?

Дроссель, используемый в схемах включения лампочек люминесцентного типа, – это не что иное, как намотка провода на сердечнике – катушка индуктивности.

Именно ее промышленное исполнение и носит название дросселя в электротехнике, что дословно переводится как «ограничитель».

Дроссель с нужными техническими характеристиками производят в промышленных условиях, поэтому у потребителя не возникнет проблем при подборе нужного варианта, соответствующего параметрам подключаемой лампочки.

Более того, имея навыки сбора различных электротехнических приспособлений, соответствующие комплектующие и электроинструменты, можно попытаться самостоятельно соорудить катушку с нужной индуктивностью.

Дроссель состоит из следующих элементов:

  • проволока в изоляционном материале;
  • сердечник – чаще всего ферритового типа или из прочего материала;
  • заливочная масса, компаунд – в ее состав входят вещества, устойчивые к горению, что обеспечивает дополнительную изоляцию витков обмоточного провода;
  • корпус, в который помещена намотка – его производят из термоустойчивых полимеров.

Наличие последнего элемента зависит от особенностей и характеристик конкретной модели ограничителя тока.

Стартерная схема несовершенна, хотя и показывает отличный результат. Но мерцание лампочки, шумность дросселя и его большие размеры, а также фальшстарт из-за ненадежного стартера привели к изобретению более совершенной версии пускорегулятора – электронной.

ЭПРА в процессе функционирования способствуют снижению мощности по­терь до 50%, избавляют от миганий лампочки. Их использование позволило уменьшить массу дросселей, а также существенно повысить отдачу осветительного прибора.

Правда стоимость электронного балласта существенно выше ЭМПРА, да и приобретать нужно у производителей с отличной репутацией – таких как Philips, Osram, Tridonic, прочие.

Схема + самостоятельное подключение

Люминесцентную лампочку просто так не включишь – ей требуется зажигатель и ограничитель тока.

В миниатюрных моделях производитель все эти элементы предусмотрительно встроил в корпус и потребителю остается лишь вкрутить изделие в подходящий патрон светильника/люстры и щелкнуть выключателем.

А для более габаритных изделий потребуется пускорегулирующая аппаратура, которая бывает как электромеханического, так и электронного типа.

Чтобы ее правильно подсоединить, обеспечив беспроблемную работу прибора, предстоит знать порядок подключения отдельных элементов в электроцепь.

Правда, имея схему, но не имея практического опыта по выполнению подобного рода работ, сложно будет справиться с задачей.

Более того, если подключение требуется выполнить вне дома – в коридоре учебного учреждения или прочего общественного заведения – то самовольное вмешательство в работу электросети может обернуться проблемами.

Для этого в штате учреждений должен быть электрик, работающий на постоянной основе или же обслуживающий заведение по мере возникновения потребностей в его услугах.

Рассмотрим пошаговое подключение двух трубчатых ЛЛ к электросети с использованием стартерной схемы. Для чего понадобится 2 стартера, дросселирующий компонент, тип которого должен обязательно соответствовать типу лампочек.

А также следует обратить внимание на суммарную мощность пускателей, которая не должна превышать этот параметр у дросселя.

Для чего нужен стартер и дроссель в схемах включения люминесцентных ламп

Основными элементами схемы включения люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА являются дроссель и стартер. Стартер это миниатюрная неоновая лампа, один или оба электрода которой выполнены из биметалла. При возникновении тлеющего разряда внутри стартера биметаллический электрод нагревается и, затем изгибаясь, накоротко смыкается со вторым электродом.

После подачи напряжения на схему ток через люминесцентную лампу не течет, так как газовый промежуток внутри лампы это изолятор, и для пробоя его нужно напряжение, превышающее напряжение питающей сети. Поэтому загорается только лампочка стартера, напряжение зажигания которой ниже сетевого. Ток величиной 20 – 50 мА течет по дросселю, электродам люминесцентной лампы, неоновой лампе стартера.

Стартер состоит стеклянного баллона, наполненного инертным газом. В баллон впаяны металлический неподвижный и биметаллический электроды, имеющие выводы, проходящие через цоколи. Баллон заключен в металлический или пластмассовый корпус с отверстием в верхней части.

Схема устройства стартера тлеющего разряда: 1 — выводы, 2 – металлический подвижный электрод, 3 — стеклянный баллон, 4 — биметаллический электрод, 6 — цоколь

Стартеры для включения люминесцентных ламп в сеть выпускаются на напряжение 110 и 220 В.

Под воздействием тока электроды стартера разогреваются и замыкаются. После замыкания по цепи течет ток, превышающий в 1,5 раза номинальный ток лампы. Величина этого тока ограничена в основном сопротивлением дросселя, так как электроды стартера замкнуты, а электроды ламп имеют незначительное сопротивление.

Элементы схемы с дросселем и стартером: 1 – зажимы сетевого напряжения; 2 – дроссель; 3, 5 – катоды лампы, 4 – трубка, 6, 7 – электроды стартера, 8 – стартер.

За 1 – 2 с электроды лампы разогреваются до 800 – 900 °С, вследствие этого увеличивается электронная эмиссия и облегчается пробой газового промежутка. Электроды стартера остывают, так как разряда в нем нет.

При остывании стартера электроды возвращаются в исходное состояние и разрывают цепь. В момент разрыва цепи стартером возникает э. д. с. самоиндукции в дросселе, величина которой пропорциональна индуктивности дросселя и скорости изменения тока в момент разрыва цепи. Образовавшееся за счет э. д. с. самоиндукции повышенное напряжение (700 – 1000 В) импульсом прикладывается к лампе, подготовленной к зажиганию (электроды разогреты). Происходит пробой, и лампа начинает светиться.

Читайте также:  Инструкции по ремонту светодиодных ламп своими руками

К стартеру, который включен параллельно лампе, прикладывается приблизительно половина напряжения сети. Этой величины недостаточно для пробоя неоновой лампочки, поэтому она больше не зажигается. Весь период зажигания длится меньше 10 с.

Рассмотрение процесса зажигания лампы позволяет уточнить назначение основных элементов схемы.

Стартер выполняет две важные функции:

1) замыкает накоротко цепь для того, чтобы повышенным током разогреть электроды лампы и облегчить зажигание,

2) разрывает после разогрева электродов лампы электрическую цепь и тем самым вызывает импульс повышенного напряжения, обеспечивающего пробой газового промежутка.

Дроссель выполняет три функции:

1) ограничивает ток при замыкании электродов стартера,

2) генерирует импульс напряжения для пробоя лампы за счет э. д. с. самоиндукции в момент размыкания электродов стартера,

3) стабилизирует горение дугового разряда после зажигания.

Схема импульсного зажигания люминесцентной лампы в работе:

Для чего нужны дроссели (ПРА) для люминесцетных ламп

Что такое дроссель и для чего он нужен.

Люминесцентные лампы, которые являются представителями типа газоразрядных лам, невозможно зажечь как обычные лампы накаливания, просто подключив к ним напряжение питающей сети. Просто не произойдет ничего. Чтобы выполнить зажигание такой лампы необходима специальная схема или электронный пускорегулирующий аппарат.

В случае применения простейшей схемы для запуска тлеющего разряда в колбе газоразрядной лампы потребуется стартер и дроссель. Со стартером все понятно. Он требуется только для запуска, после чего он отключается. В работе всегда участвует дроссель. Его задача ограничивать ток, протекающий через лампы. Может показаться, что достаточно резистора. Он и меньшие размеры имеет. Теоретически, в цепи на переменном токе можно ограничивать ток резистором, конденсатором, катушкой индуктивности. Но в отличие от резистора, она обладает реактивным сопротивлением. И это делает его наиболее уместным вариантом, для его использования в качестве балластного элемента. В схеме он подключается последовательно с лампой.

Благодаря реактивному сопротивлению и выполняется защита от лавинообразного нарастания тока.

Устройство дросселя (ПРА).

Внешний вид дросселя

На фотографии представлен дроссель для люминесцентных ламп дневного света. По большому счету он является катушкой индуктивности с металлическим сердечником в корпусе (кожухе) из листового металла. Более современные изготавливаются в термоустойчивом пластиковом корпусе, имеют более низкие массо-габаритные показатели. Это промышленное название (максимально близкий перевод – ограничитель). Его сопротивление по постоянному току порядка 60 Ом. При проверке мультиметром, в случае индикации бесконечного сопротивления – дроссель неисправен, в обрыве. Если сопротивление менее 55 Ом, это также означает неисправность дросселя. В этом случае он, скорее всего, имеет межвитковое замыкание. Это случалось со старыми ПРА, когда начинает рассыпаться компаунд и происходит отслоение лака с проволоки. В простейшей схеме он выполняет функцию балласта.

Дроссель в разрезе

Сердечник дросселя обычно изготавливается из трансформаторной стали, при этом пластины, входящие в его набор, электрически не контактируют между собой. Это сделано для уменьшения вихревых токов.

Принцип работы дросселя.

Основное, что делает дроссель – это производит сдвиг фазы переменного тока в момент перехода через ноль. За счет этого поддерживается тлеющий разряд в колбе газоразрядной лампы. Для ограничения тока, проходящего через электроды лампы выбран дроссель так как он имеет реактивное сопротивление. Кроме того, любая катушка индуктивности может накапливать энергию.

Для зажигания тлеющего разряда необходим импульс электрического тока, это тоже обеспечивается дросселем.

При подаче питания на схему происходит следующее:

  1. Ток идет по схеме через каушку, электроды лампы и стартер. Он сравнительно не велик, не более 50 мА.
  2. В колбе стартера происходит ионизация газа, температура растет.
  3. Биметаллические контакты замыкаются, сила тока возрастает до 600 мА. Дальнейший ток ограничивается дросселем
  4. Этого тока вполне достаточно для разогрева электродов лампы EL
  5. В лампе EL1 начинает протекать тлеющий разряд, образуется ультрафиолетовое излучение.
  6. Люминофорное покрытие под действием образовавшегося ультрафиолета начинает испускать свет с видимой длиной волны.

Важно помнить, что параметры лампы и дросселя коррелируют. Обычно самостоятельное изготовление дросселя лишено смысла. Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры. Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации.

Классификация и разновидности дросселей.

В разных схемах дроссели могут выполнять разные функции. Допустим в схеме осветителя на люминесцентной лампе у него одни задачи, в электронике при помощи катушки можно, допустим, произвести развязку разночастотных электронных схем, или использовать в LC-фильтре. Это и определяет классификацию.

Вид дросселя зависит от его назначения в каждой конкретной схеме. Это могут быть фильтрующие, сглаживающие, сетевые, моторные, особого назначения. В любом случае, их объединяет общее свойство: высокое сопротивление по переменному току и низкое – по постоянному. Этим можно добиться снижения электромагнитных помех и наводок. В однофазных цепях катушку индуктивности можно применить в качестве ограничителя (предохранителя) от бросков напряжения. Функцию сглаживания дроссель выполняет в фильтрах выпрямителей. Обычно применяется LC-фильтр.

Схема подключения дросселя для люминесцентных ламп.

Схема подключения дросселя для люминесцентной лампы

Это простейшая схема для одного источника света. В случае использования двух ламп можно ограничится одним дросселем, но в этом случае, он должен выдерживать суммарную мощность двух ламп.

Схема подключения дросселя для двух люминесцентных ламп

В данной схеме конденсатор С1 желателен, но он не является обязательной частью схемы. Теоретически вместо стартеров можно поставить обычные кнопки без фиксации. После зажигания светильника эти кнопки необходимо отпустить.

Ремонт дросселя.

Неисправность дросселя можно установить с помощью замены стартера и/или люминесцентной лампы на заведомо исправные. Если в этом случае освещения нет, то причина в нем. Неисправность дросселя можно определить и при помощи мультиметра в режиме измерения сопротивления. Работоспособный электромагнитный дроссель имеет сопротивление около 60 Ом. Допустимое отклонение составляет около 10 процентов. Если сопротивление мало, то это указывает на межвитковое замыкание. Это случается на дросселе, который достаточно долго эксплуатируется. Причина заключается в отслоении лакокрасочной изоляции и замыкании витков. Бесконечное сопротивление указывает (либо вообще нет прозвонки) на обрыв, отсутствие контакта. Скорее всего он просто сгорел, так был скачок напряжения.

Ремонт дросселя для люминесцентной лампы заключается в разборке: снятии кожуха при его присутствии, разборке пластин сердечника и перемотке катушки. Однако, это нецелесообразный процесс в следствие его трудоемкости и низкой цены нового. Его проще заменить на заведомо исправный. При замене необходимо соблюсти мощностные параметры.

Выводы.

Хоть схема и имеет полувековую историю, она до сих пор остается актуальной. ПРА необходим для работы люминесцентной лампы. Все компоненты производятся и стоят недорого. К достоинствам этой схемы можно отнести ее простоту и доступность компонентов. Обычно дроссель является самым долгоживущим компонентом схемы.

Из минусов отмечено, что при использовании классической схемы при включении освещения несколько секунд наблюдается мерцание. Это плохо отражается на сроке полезной эксплуатации самого источника света. Т.е. Лампа проработает меньше в такое схеме, чем при использовании электронного пускателя.

В плане экономической целесообразности, при частом включении и выключении света использовать такую элементную базу не выгодно, проще приобрести электронный пускатель, хоть его покупка и обойдется дороже, но это будут одномоментные затраты.

Читайте также:  Выключатель света с регулятором яркости: критерии выбора диммера

Для чего нужен дроссель для люминесцентных ламп?

Электромагнитный дроссель находит применение в цепях коммутации люминесцентной лампы.

Назначение дросселя – формирование импульса для пробоя газонаполненной среды и поддержание необходимого напряжения и тока в схеме и на контактах элементов работающего светильника. Принцип работы дросселя основан на способности катушки индуктивности извлекать энергию из источника тока и сохранять ее в виде магнитного поля.

Чтобы выяснить, как работает дроссель, нужно рассмотреть свойства катушки индуктивности. Она плохо проводит переменный ток или совсем не проводит его. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и ее значение можно увеличить путем применения сердечника, оно таким образом повышается в несколько раз.

Во время замыкания контактов выключателя величина тока на катушке постепенно возрастает, а при размыкании сначала растет многократно, а затем плавно уменьшается. В соленоиде этот параметр не изменяется мгновенно.

Дроссель для люминесцентных ламп – это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Он находит применение только в электрических цепях, в которых предусмотрено наличие электромагнитного ПРА.

На картинках показана схема подключения газоразрядной лампы низкого давления с использованием электромагнитного дросселя.

  • 2 – электроды лампы;
  • 1 – колба (трубка);
  • Ст – стартер;
  • С1 – конденсатор, находящийся в одном корпусе со стартером;
  • С2 – конденсатор, повышающий коэффициент мощности;
  • Д – дроссель.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

При замыкании выключателя ток протекает по следующему пути: «дроссель – электрод лампы – стартер – второй электрод лампы – сеть».

Величины этого тока очень мало для зажигания лампы. Но его значения хватает для нагревания электродов стартера и появления в нем тлеющего разряда. Напряжение этого разряда меньше напряжения сети, но больше напряжения работающей лампы.

Разогретый биметаллический электрод в стартере замыкается со вторым, после чего тлеющий разряд между ними гаснет, электроды остывают и занимают первоначальное положение.

В момент замыкания электродов в стартере ток в схеме значительно возрастает и электроды люминесцентной лампы начинают нагреваться. В то же время при размыкании цепи на дросселе (в результате самоиндукции) происходит скачок напряжения, который, складываясь с входным напряжением сети, создает условия для включения лампы.

К этому моменту температура на электродах лампы успевает повыситься до значения, необходимого для эмиссии, а дросселирующее устройство создает высоковольтный импульс. Поэтому в лампе создаются условия для возникновения тлеющего разряда, который сначала происходит в аргоновой среде до тех пор, пока ртуть, помещенная в колбу, не перейдет полностью в парообразное состояние. После этого разряд будет происходить в ртутных парах, и лампа войдет в стабильный рабочий режим.

Напряжение на работающей лампе меньше сетевого за счет его падения на дросселе. Поскольку для срабатывания стартера напряжение на нем должно превышать величину напряжения на включенной лампе, повторно разряд в этом приборе не зажжется.

Зажигание лампы происходит при условии совпадения по фазе импульса дросселируемого напряжения и напряжения сети. Но поскольку совпадения этих значений относительно разбросаны по времени, стартер может срабатывать неоднократно перед тем, как лампа войдет в рабочий режим. В этом случае наблюдается мигание лампы в процессе включения. Одновременно в стартере создаются радиопомехи, для подавления которых служит конденсатор, находящийся в общем со стартером футляре.

Так выглядит электромагнитный дроссель

Это означает, что кроме зажигания этого осветительного прибора дроссель необходим для ограничения возрастания тока разряда до величины, при достижении которой лампа выходит из строя.

Все, изложенное выше, объясняет, для чего нужен дроссель.

В результате того, что он ограничивает ток в схеме работающей лампы, он представляет собой дополнительную нагрузку (балласт) и на нем теряется какая-то часть мощности. По уровню этих потерь дроссели делятся на следующие классы: D – с обычными; C – с пониженными; B – с особо низкими.

Потери мощности в дросселях

Подробно о дросселе для люминесцентных ламп

Конструкция люминесцентной лампы такова, что без пускорегулирующего устройства будет очень сложно организовать ее работу. Для этого раньше использовался электромагнитный балласт или ЭмПРА (его основной элемент – дроссель), а сегодня на его смену пришел более совершенный вариант – электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Несмотря на это, сегодня все еще в ходу оба вида приборов.

Где еще применяется?

Дроссель используется все реже, быть может, со временем он выйдет из употребления за ненадобностью. Ведь подключение газоразрядной лампы таким способом является основной сферой применения данного прибора. Дроссель играет решающую роль в работе люминесцентной лампы, так как создает приемлемые условия для работы осветительного прибора данного вида: сдерживает возрастающий ток на определенном уровне, что позволяет поддерживать достаточное значение напряжения на электродах в колбе.

Эта особенность переводит дроссель в разряд балласта. Кроме того, схема подключения люминесцентной лампы содержит еще один элемент – стартер. Он ответственен за размыкание цепи.

Это приводит к возникновению ЭДС самоиндукции в дросселе, что, в свою очередь, способствует повышению напряжения до уровня 700-1000В. Результатом данных процессов является пробой и включение люминесцентной лампы.

Принцип работы и обзор видов

Устройство дросселя для газоразрядных ламп довольно простое: по сути, это катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Такой прибор используется, только если схема предусматривает подключение лампы с помощью электромагнитного пускорегулирующего аппарата. Электронный ПРА содержит в своей конструкции стабилизатор и преобразователь частоты, эти элементы позволяют зажечь свет, так как реализуют функции дросселя и стартера.

Чтобы ответить на вопрос, зачем нужен дроссель, рекомендуется сначала понять принцип его работы. При включении в цепь происходит сдвиг фаз между основными электрическими параметрами: напряжением и током. Это отставание определяется такой характеристикой, как cosφ (коэффициент мощности). При определении расчетного значения активной составляющей нагрузки учитывается данная величина. Если показатель коэффициента мощности небольшой, возрастает уровень нагрузки. Поэтому в схему включают еще и конденсатор с компенсационной функцией.

Используя данный элемент (3-5 мкФ) при подключении люминесцентных ламп, мощность которых достигает 36 Вт, можно добиться увеличения cosφ до 0,85. Минимальный предел мощности люминесцентных ламп в данном случае – 18 W. Емкость конденсатора для источников света 18 W и 36 W может быть одинаковой. Уровень выдерживаемой дросселем нагрузки должен соответствовать мощности источника света.

Различают несколько исполнений таких приборов, каждое из которых отличается по величине потери мощности:

Принцип действия дросселя предполагает расход части мощности не по прямому назначению, а на нагрев прибора. Полезная работа при этом не выполняется, а значит, уровень потерь определяет эффективность функционирования: чем выше эта величина, тем больше греется дроссель для подключения люминесцентной лампы.

Основные плюсы

Несмотря на то, что сегодня популярность ЭмПРА заметно снизилась, такие приборы все равно используются. Это обусловлено рядом преимуществ:

  • обеспечение безопасной работы люминесцентной лампы, для чего нужен еще и стартер;
  • возможность сдерживать ток на определенном уровне;
  • частичная стабилизация светового потока, но принцип работы ЭмПРА таков, что полностью убрать мерцание газоразрядных ламп невозможно;
  • доступная цена.

Именно благодаря последнему фактору из вышеназванных, пускорегулирующее устройство электромагнитного типа с дросселем сегодня еще используется. Кроме того, эти приборы отличаются простотой монтажа и несложной эксплуатацией.

Если есть проблемы в работе ламп, подключенных через дроссель (например, они не включаются), проверяется схема на предмет ошибок и качество соединения (подключение, обрывы проводов).

В случае, когда видимых причин нет, следует проверить исправность дросселя. Сделать это можно, подключив рабочую лампу накаливания. При обрыве источник света не горит, при витковом замыкании – светит в полную силу. Нормальный режим работы – вполнакала.

Читайте также:  Обжим витой пары 8 и 4 жилы: схемы обжимки + пошаговая инструкция

Варианты включения люминесцентных источников света

Схема подключения ламп данного вида через стартер и дроссель выглядит следующим образом:

Схема подключения к питанию

Можно выбрать вариант с компенсационным конденсатором или без него, все зависит от коэффициента мощности. От того, какой тип стартера используется, будет зависеть количество подключаемых последовательно ламп:

Принято считать, что без ПРА невозможно включить газоразрядный осветительный прибор. Это не совсем так. Если изменить схему, то бездроссельное подключение выполнить вполне реально. Чтобы обеспечить нормальные условия работы люминесцентного источника света, напряжение сети должно быть удвоенным и выпрямленным, для чего в схему вводится выпрямитель. А вместо балласта используется миниатюрная лампа накаливания, резистор или конденсатор для этой цели не подходит.

Непосредственно, схема подключения через источник света с нитью накаливания и выпрямителем:

Таким образом, газоразрядные лампы, в частности, люминесцентные исполнения, будут работать, если предусмотреть для них пускорегулирующее устройство. В зависимости от его типа (электронный или электромагнитный вариант) можно обеспечить разный уровень эффективности освещения. ЭмПРА включает в себя дроссель и стартер.

Первый из элементов создает нормальные условия для функционирования источника света (сдерживает рабочий ток на определенном уровне), поэтому считается, что без него освещение работать не будет. Но альтернатива есть – схема питания без дросселя, но с удвоенным напряжением источника питания.

Как подключить люминесцентную лампу – схемы с дросселем и балластом

Люминесцентные светильники основаны на свечении газового разряда в парах ртути. Излучение находится в ультрафиолетовом диапазоне и для его преобразования в видимый свет колба лампы покрыта слоем люминофора.

Принцип работы люминесцентного светильника

Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.

Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).

Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.

Для чего нужен дроссель

Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:

  • формирование напряжения запуска;
  • ограничение тока через электроды.

Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.

Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.

В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.

Отличия дросселя от ЭПРА

Дроссельная схема включения люминесцентных источников освещения отличается простотой и высокой надежностью. Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска.

В то же время схема имеет существенные недостатки, которые заставили искать новые решения включения ламп:

  • длительное время запуска, которое увеличивается по мере износа лампы или снижения напряжения питания;
  • большие искажения формы напряжения питающей сети (cosф Читайте также: Установка точечных светильников в подвесной потолок – схемы соединения, расчёт количества ламп

Классическое подключение через электромагнитный балласт — дроссель

Наиболее распространенная схема подключения люминесцентной лампы включает в себя дроссель и стартер, которые именуются электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА). Схема представляет собой последовательную цепь: дроссель — нити накала — стартер.

В начальный момент включения через элементы цепи протекает ток, нагревающий нити накала лампы и одновременно контактную группу стартера. После нагрева контактов они размыкаются, провоцируя появление ЭДС самоиндукции на концах обмотки электромагнитного балласта. Высокое напряжение вызывает пробой газового промежутка между электродами.

Конденсатор малой емкости, подключенный параллельно контактам стартера, образует с дросселем колебательный контур. Такое решение повышает величину напряжения импульса запуска и снижает подгорание контактов стартера.

При появлении устойчивого разряда сопротивление между электродами на противоположных концах колбы падает и ток протекает по цепи дроссель-электроды. Ток в это время ограничен индуктивным сопротивлением дросселя. Электрод в стартере замыкается, стартер в это время в работе уже не участвует.

Если разряд в колбе не возник, процесс подогрева и поджига повторяется несколько раз. В это время возможно мерцание лампы. Если люминесцентная лампа моргает, но не загорается, то это может свидетельствовать о выходе ее из строя в результате снижения эмиссионной способности электродов или о пониженном напряжении питающей сети.

Подключение люминесцентных ламп с дросселем может дополняться конденсатором, который снижает искажения сети. Также конденсатор устанавливается в сдвоенных светильниках для взаимного сдвига фар между соседними лампами для визуального уменьшения эффекта мерцания.

Подключение через современный электронный балласт

В светильниках, использующих для работы электронную пускорегулирующую аппаратуру, схема включения люминесцентных ламп приведена на кожухе ЭПРА. Для правильного включения необходимо в точности следовать указаниям. При этом не требуется никакой регулировки. Правильно собранная схема при исправных элементах начинает работать сразу же.

Схема для последовательного подключения двух ламп

Люминесцентные лампы допускают последовательное включение двух осветительных устройств в одну цепь при наличии следующих условий:

  • использование двух идентичных источников света;
  • предназначенный для подобной схемы электромагнитный балласт;
  • дроссель, рассчитанный на удвоенную мощность.

Преимущество схемы с последовательным включением заключается в использовании только одного тяжелого дросселя, но при неисправности в одной из лампочек или стартер светильник оказывается полностью неработоспособным.

Современные ЭПРА допускают включение только согласно приведенной схеме, но много конструкций рассчитано на включение двух ламп. При этом в схеме организовано два независимых канала формирования напряжения, поэтому двойной электронный балласт обеспечивает работоспособность одной лампы при неисправности или отсутствии соседней.

Подключение без стартера

Разработано несколько вариантов включения люминесцентных светильников без дросселя и стартера. Во всех используется принцип создания высокого напряжения запуска при помощи умножителя напряжения.

Многие из схем допускают работу с перегоревшими нитями накала, что позволяет использовать неисправные лампы. Некоторые решения используют питание постоянным током. Это приводит к полному отсутствию мерцания, но электроды при этом изнашиваются неравномерно. Это можно заметить по наличию темных пятен люминофора с одной из сторон колбы.

Некоторые электрики вместо стартера устанавливают отдельную кнопку запуска, но это подразумевает управление включением светильника при помощи выключателя и кнопки, что неудобно и чревато повреждением лампы при излишне длительном нажатии на кнопку из-за перегрева электродов.

Схемы включения люминесцентных светильников без использования стартера, если не считать ЭПРА, промышленностью не выпускаются. Это связано с их низкой надежностью, отрицательным влиянием на срок службы ламп, большими габаритами из-за наличия конденсаторов большой емкости.

Ссылка на основную публикацию