Устройство и схема включения люминесцентной лампы

• Главная страница
• Строительство
• Электрика

Отличительный принцип схемы подключения люминесцентных светильников заключается в необходимости включения в нее приборов пускового типа, от них зависит длительность эксплуатации.

Для того чтобы разбираться в схемах необходимо понимать принцип работы данных светильников.

Технические характеристики люминесцентных ламп

Устройство светильника люминесцентного типа – это герметичный сосуд, наполненный особой консистенцией из газа. Расчёт смеси производился с целью растрачивания меньшей энергии ионизации газов в сравнении с обычными лампами, за счет этого можно хорошо сэкономить на освещении дома или квартиры.

Для постоянного освещения необходимо удержание тлеющего разряда. Этот процесс обеспечивается с помощью подачи нужного напряжения. Проблема заключается лишь в следующей ситуации – такой разряд появляется от подающего напряжения, которое выше рабочего. Но и эта задача была решена производителями.

На двух сторонах лампы устанавливаются электроды, которые принимают напряжение, и поддерживают разряд. Каждый электрод имеет два контакта, с которыми происходит соединение источника тока. За счет этого происходит нагревание зоны, которая окружает электроды.

Светильник загорается впоследствии нагрева каждого электрода. Происходит это за счет воздействия на них высоковольтных импульсов и последующей работы напряжения.

При воздействии разряда газы находящиеся в емкости лампы активизируют излучение ультрафиолетового света, который не воспринимается глазом человека. Для того чтобы зрение человека различало это свечение колба внутри покрыта люминофорным веществом, которое смещает частотный интервал освещения в видимый интервал.

Изменяя структуру данного вещества происходит изменение гаммы цветовых температур.

Важно! Нельзя попросту включить светильник в сеть. Дуга появится после обеспечения прогревания электродов и импульсного напряжения.

Специальные балласты помогают обеспечить такие условия.

Подключение через электромагнитный балласт

Нюансы схемы подключения

Цепь данного вида должна включать в себя наличие дросселя и стартера.

Стартер выглядит как небольшой по мощности источник неонового освещения. Для его питания необходима электросеть с переменным значением тока, также он оснащен некоторым количеством биметаллических контактов.

Подключение дросселя, стартерных контактов и электродных нитей происходит последовательно.

Другой вариант возможен при замещении стартера на кнопку от входного звонка.

Напряжение будет осуществляться удержанием кнопки в состоянии нажатия. Когда светильник зажжётся ее необходимо отпустить.

1-й способ подключения люминесцентных ламп

• подключенный дроссель сохраняет электромагнитную энергию;
• с помощью стартерных контактов поступает электричество;
• перемещение тока осуществляется с помощью вольфрамовых нитей нагревания электродов;
• нагрев электродов и стартера;
• затем размыкаются контакты стартера;
• энергия, которая аккумулируется с помощью дросселя освобождается;
• светильник включается.

Для того чтобы увеличить показатель полезного действия, уменьшить помехи в модель схемы вводятся два конденсатора.

Плюсы данной схемы:

– простота;

– демократичная цена;

– она надежна;

Недостатки схемы:

– большая масса устройства;

– шумная работа;

– лампа мерцает, что не хорошо сказывается на зрении;

– потребляет большое количество электроэнергии;

– включается устройство около трех секунд;

– плохое функционировании при минусовых температурах.

Очередность подключения

Подключение с помощью вышеописанной схемы происходит со стартерами. Рассматриваемый ниже вариант имеет модель стартера S10 мощностью 4-65Вт., лампу на 40Вт и такую же мощность у дросселя.

Этап 1. Подключение стартера к штыревым контактам лампы, которые имеют вид нитей накаливания.

Этап 2. Остальные контакты подключается к дросселю.

Этап 3. Конденсатор подключается к контактам питания параллельным образом. За счет конденсатора компенсируется уровень реактивной мощностью, и происходит уменьшение количества помех.

Подключение люминесцентных ламп через электронный балласт

Особенности схемы подключения

За счет электронного балласта лампе обеспечивается долгий период функционирования и экономия затрат электроэнергии. При работе с напряжением до 133 кГц свет распространяется без мерцания.

Микросхемами обеспечивается питание светильников, подогрев электродов, тем самым повышается их продуктивность и увеличиваются сроки эксплуатации. Имеется возможность совместно с лампами данной схемы подключения использовать диммеры – это устройства, которые плавно регулируют яркость свечения.

Электронный балласт преобразует напряжение. Действие постоянного тока трансформируется в ток высокочастотного и переменного вида, который переходит на нагреватели электродов.

Повышается частота за счет этого происходит уменьшение интенсивности нагревания электродов. Использование электронного балласта в схеме подключения позволяет подстроиться под свойства светильника.

Плюсы схемы данного вида:

• большая экономия;
• лампочка плавно включается;
• отсутствует мерцание;
• бережно прогреваются электроды лампы;
• допустимая эксплуатация при низких температурах;
• компактность и маленькая масса;
• долговременный срок действия.

Минусы схемы данного вида:

• усложненность схемы подключения;
• большая требовательность к установке.

Порядок подключения ламп

Светильник подключается в три этапа:

– происходит прогревание электродов, за счет чего аккуратно и размеренно запускается устройство;

– создается мощный импульс, который требуется для поджигания;

– рабочее напряжение балансируется и подается на лампу.

Подключение люминесцентных ламп последовательно

Очередность подключения

Этап 1. Параллельное подсоединение стартера к каждой лампе.

Этап 2. Последовательное подсоединение с помощью дросселя свободных контактов к сети.

Этап 3. Параллельное подсоединение конденсаторов к контактам лампы. За счет этого происходит снижение помех, а также компенсирование реактивной мощности.

Видео – Подключение люминесцентных ламп

Добавить комментарий

Люминесцентные лампы чаще всего используются в производственных условиях, в магазинах, теплицах  и на складах. Для дома их стали покупать только с появлением образцов, имеющих цоколь Е27. При всей экономичности создать оптимальный режим их эксплуатации без дополнительных устройств достаточно сложно, например, когда речь идет о параллельном подключении люминесцентных ламп. В особенностях этого процесса мы и попытаемся разобраться.

Принцип работы

Лампа представляет собой колбу, в которую закачан инертный газ аргон с парами ртути. В конструкции имеется анод и катод. Между ними возникает разряд, вследствие чего происходит загорание в момент пуска.

Разогретые пары ртути начинают излучать инфракрасное свечение, которое не доступно глазу человека. Чтобы перевести свечение в необходимый диапазон, стенки колбы покрывают специальным люминофором. Он активизируется и начинает излучать подходящий глазу свет.

Однако испарение ртутных паров требует иного напряжения, нежели имеется в обычной сети. Способы подключения люминесцентных ламп более сложные.

Дополнительно к электродам запускаются установленные дополнительно электронные и электромагнитные ПРА. Они стимулируют появление нужного скачка напряжения и гарантируют отсутствие неконтролируемого его роста в процессе работы.

Использование стартеров

Для эксплуатации ламп с электромагнитным типом ПРА требуется стартер. Он обеспечивает замыкание в цепи. В результате электроды разогреваются, и происходит зажигание. После нагрева до требуемого уровня цепь размыкается, аргоновый промежуток пробивается.

А вот дроссель в момент замыкания электродов ограничивает ток до нужного уровня, способствует генерированию импульса напряжения для пробоя, а также является важным фактором стабильности горения разряда.

Чтобы подключить лампу надо к ее входу параллельно законтачить стартер. Для этого используют только один штырь на каждой стороне колбы. К оставшимся контактам лампы присоединяется дроссель. Параллельно надо подключить и конденсатор, который компенсирует реактивную мощность и уменьшит помехи.

На фото подключения люминесцентных ламп можно увидеть схему с электромагнитным балластом. У нее существует множество недостатков:

• долгое зажигание;
• пульсирование;
• наличие шумов;
• отсутствие пуска при низких температурах.

Поэтому использование моделей с электромагнитными ПРА сейчас ограничено. Рекомендуется использовать более эффективные устройства.

Работа без стартера

Подключение люминесцентных ламп без стартера производится при помощи пускорегулирующей аппаратуры электронного типа. Поскольку такая лампа является источником освещения с отрицательным показателем сопротивления, то ЭПРА играет роль преобразователя. Высокие токи могут испортить светильник, поэтому пускорегулирующее устройство ограничивает напряжение и сохраняет его в требуемом диапазоне.

Данная схема имеет достоинства. Во-первых, лампочка не мерцает. Во-вторых, шум в процессе работы отсутствует. В-третьих, осветительный прибор остается в рабочем состоянии намного дольше. В-четвертых, ЭПРА более компактна по сравнению с дросселем.

Электронный балласт – это блок с клеммами. Внутри корпуса есть плата. Компактность прибора позволяет его применять в любых по размеру светильниках. При выборе ЭПРА можно подобрать устройство под нужное число ламп и их мощность.

Первый и второй контакты балласта надо подсоединить паре выходов лампы, а третий и четвертый – ко второй паре. Затем на вход надо подать напряжение, лампа будет функционировать.

Подключение на две лампы

Чтобы произвести подключение двух люминесцентных ламп, необходимо ко всем линейным светильникам подсоединить параллельно устройство стартера.

Контакт происходит на два штыря, каждый из которых находится на разных сторонах колбы. Остальные контакты используются для присоединения индукционного дросселя. На них будет подаваться электропитание.

Параллельное подключение конденсатора относительно контактов запитывающего действия позволяет влиять на реактивную мощность и снижать уровень помех.

Использование пускорегулирующих приспособлений позволяет эффективно эксплуатировать люминесцентные светильники в помещениях разного типа. При этом обеспечивается надежность и долговечность работы, компенсируются скачки напряжения.

Современное оборудование позволяет облегчить подключение люминесцентной лампы к выключателю, однако работы связанные с этой задачей требуют от исполнителей электротехнических навыков.

Фото подключения люминесцентных ламп

Также рекомендуем посетить:

Содержание

Люминесцентную лампочку сегодня можно встретить практически в любом помещении. Она является источником дневного света и дает возможность экономить электроэнергию. Поэтому такие лампы называются еще экономками.

Внешний вид люминесцентной лампы

Но такие изделия имеют один существенный недостаток – они перегорают. И причиной тому является сгорание электронной начинки – дросселя или стартера. Данная статья расскажет вам о том, существует ли способ подключения люминесцентных ламп без использования дросселя в электросхеме.

Как работает экономка

Внешний облик ламп дневного света может быть различным. Несмотря на это они имеют одинаковый принцип работы, который реализуется благодаря следующим элементам, которые обычно содержит схема прибора:

• электродов;
• люминофор – специальное люминесцентное покрытие;
• стеклянная колба с инертным газом и парами ртути внутри.

Строение люминесцентной лампочки

Такая лампа дневного света представляет собой газоразрядное устройство с герметичной стеклянной колбой. Газовая смесь внутри колбы подобрана таким образом, чтобы снижать затраты энергии, необходимые на поддержку процесса ионизации.

Обратите внимание! Для таких ламп, чтобы поддерживать свечение, нужно создать тлеющий разряд.

• нагрев электродов;
• далее на них осуществляется подача высоковольтного импульса;
• в электроцепи поддерживается оптимальное напряжение для создания тлеющего разряда.

• дросселя. Он выступает в роли балласта и предназначен для ограничения силы тока, текущего по прибору, до оптимального уровня;

Дроссель для люминесцентных лампочек

• стартера. Он предназначен для защиты лампы дневного света от перегрева. При этом он регулирует накал электродов.

Очень часто причиной поломки экономок является выход из строя электронной начинки балласта или перегорания стартера. Чтобы этого избежать, можно не использовать в подключении перегорающие детали.

Стандартная схема соединения

Стандартная схема, применяемая для подключения люминесцентных ламп, может быть видоизменена (идти без дросселя). Это позволит минимизировать рис выхода из строя осветительного прибора.

Вариант включения без балласта

Как мы выяснили, балласт в устройстве лампы дневного света играет важную роль. При этом на сегодняшний день существует схема, при которой можно избежать включение данного элемента, который очень часто выходит из строя. Можно избежать включения, как балласта, так и стартера.

Обратите внимания! Такой способ подключения может использоваться и к сгоревшим трубкам дневного света.

• трубка/источник света мощностью 18 Вт;
• сборка GBU 408. Она будет выступать в роли диодного моста;

Диодный мост

• конденсаторы с рабочим напряжением не превышающего 1000 В, имеющие емкость 2 и 3 нФ.

Обратите внимание! При использовании более мощных источников света необходимо увеличивать и емкость используемых в схеме конденсаторов.

Собранная схема

Что позволяет добиться нестандартный вариант соединения

Изменение обычного способа соединения компонентов электросети в люминесцентных светильниках проводится для того, чтобы минимизировать риск поломки прибора. Лампы дневного света, несмотря на наличие внушительных достоинств, таких как отличный световой поток и низкое потребление электроэнергии, имеют и некоторые недостатки. К ним необходимо отнести:

• во время своей работы они производят определенный шум (гудение), который обусловлен функционирование балластного элемента;
• высокий риск перегорания стартера;
• возможность перегрева нити накала.

Приведенная выше схема соединения компонентов электроцепи позволит избежать всех этих минусов. При ее использовании вы получите:

• лампочку, которая будет зажигаться моментально;

Как выглядит сборка

• прибор будет работать бесшумно;
• отсутствует стартер, который чаще остальных деталей перегорает при частом использовании осветительной установки;
• появляется возможность использовать светильник с перегоревшей нитью накала.

Здесь роль дросселя будет выполнять обычная лампочка накаливания. Поэтому в такой ситуации нет нужды использовать дорогостоящий и достаточно громоздкий балласт.

Еще один вариант соединения

Существует еще и немного другая подходящая схема:

Другой вариант соединения

• в момент включения внутри стеклянной колбы отсутствует разряд;
• далее на нее падает удвоенное напряжение сети. Благодаря этому происходит зажигание света;
• активация устройства происходит без предварительного подогрева катодов;
• после запуска в работу электроцепи включается токоограничивающая лампа (HL1);
• в тоже время HL2 происходит установление рабочего напряжения и тока. В результате лампа накаливания будет светиться еле-еле.

Заключение

Используя модификации обычного способа подключения ламп дневного света, можно исключить из электроцепи такой элемент, как дроссель. В таком случае можно минимизировать негативный эффект (например, шум), которые наблюдаются при работе стандартной осветительной установки данного типа.

Невзирая на появление более «продвинутых» светодиодных ламп, приборы дневного света продолжают пользоваться спросом благодаря доступной цене. Но есть одна загвоздка: их нельзя просто включить в розетку и зажечь, если не поставить парочку дополнительных элементов. Электрическая схема подключения люминесцентных ламп, куда входят эти детали, довольно проста и служит для запуска светильников данного типа. Вы без проблем сможете собрать ее самостоятельно после прочтения нашего материала.

Устройство и особенности работы лампы

Возникает вопрос, зачем для включения подобных лампочек нужно собирать какую-то схему. Чтобы на него ответить, стоит разобрать их принцип действия. Итак, люминесцентные (иначе – газоразрядные) лампы состоят из следующих элементов:

1. Стеклянная колба, чьи стенки покрыты изнутри веществом на основе фосфора. Этот слой выделяет равномерное белое свечение при попадании на него ультрафиолетового излучения и носит название люминофора.
2. По бокам колбы установлены герметичные торцевые цоколи с двумя электродами каждая. Внутри контакты соединены вольфрамовой нитью накала, покрытой специальной защитной пастой.
3. Источник дневного света наполнен инертным газом вперемешку с парами ртути.

Справка. Стеклянные колбы бывают прямые и выгнутые в форме латинской «U». Изгиб делается для того, чтобы сгруппировать подключаемые контакты с одной стороны и таким образом добиться большей компактности (пример – широко применяющиеся лампочки – экономки).

Свечение люминофора вызывает поток электронов, проходящий сквозь пары ртути в среде аргона. Но вначале между двумя нитями накала должен возникнуть устойчивый тлеющий разряд. Для этого требуется кратковременный импульс высокого напряжения (до 600 В). Чтобы его создать при включении светильника, как раз и нужны вышеупомянутые детали, подключенные по определенной схеме. Техническое название устройства — балласт или пускорегулирующая аппаратура (ПРА).

В экономках ПРА уже встроена в цоколь

Традиционная схема с электромагнитным балластом

В данном случае ключевую роль играет катушка с сердечником – дроссель, который благодаря явлению самоиндукции способен обеспечить импульс требуемой величины для создания тлеющего разряда в люминесцентной лампе. Как ее подключить к питанию через дроссель, изображено на схеме:

Второй элемент ПРА – это стартер, представляющий собой цилиндрическую коробочку с конденсатором и маленькой неоновой лампочкой внутри. Последняя снабжена биметаллической пластиной и действует как прерыватель цепи. Подключение через электромагнитный балласт работает по такому алгоритму:

1. После замыкания контактов главного выключателя ток проходит дроссель, первую спираль накала лампы и стартер, а возвращается через вторую вольфрамовую нить.
2. Биметаллическая пластина в стартере разогревается и замыкает цепь напрямую. Возрастает ток, отчего начинают накаляться вольфрамовые нити.
3. После охлаждения пластина принимает первоначальную форму и снова размыкает контакты. В этот момент в дросселе и образуется импульс высокого напряжения, вызывающий разряд в лампе. Дальше для поддержания свечения хватает 220 В, поступающих из электросети.

Так выглядит начинка стартера — всего 2 детали

Справка. Принцип подключения с дросселем и конденсатором похож на систему автомобильного зажигания, где мощная искра на свечах проскакивает в момент разрыва цепи высоковольтной катушки.

Конденсатор, установленный в стартере и присоединенный параллельно биметаллическому прерывателю, выполняет 2 функции: продлевает действие высоковольтного импульса и служит защитой от радиопомех. Если же необходимо подключить 2 люминесцентных лампы, то одной катушки будет достаточно, а вот стартеров потребуется два, как показано на схеме.

Подробнее о работе газоразрядных лампочек с ПРА рассказано в видеоролике:

Электронная система включения

Электромагнитный балласт постепенно вытесняется новой электронной системой ЭПРА, лишенной таких недостатков:

Справка. Установка источников дневного света запрещена на производственном оборудовании с вращающимися деталями именно из-за эффекта стробоскопа. При таком освещении происходит обман зрения: рабочему кажется, что шпиндель станка неподвижен, а на самом деле он крутится. Отсюда – несчастные случаи на производстве.

ЭПРА представляет собой единый блок с контактами для присоединения проводов. Внутри стоит электронная плата преобразователя частоты с трансформатором, заменяющая устаревшую ПРА электромагнитного типа. Схемы подключения люминесцентных ламп с электронным балластом обычно изображаются на корпусе блока. Здесь все просто: на клеммах стоят обозначения, куда подсоединить фазу, ноль и заземление, а также провода от светильника.

Запуск лампочек без стартера

Эта деталь электромагнитного балласта выходит из строя довольно часто, а в запасе не всегда есть новая. Чтобы и дальше пользоваться источником дневного света, можно вместо стартера поставить ручной прерыватель – кнопку, как это продемонстрировано на схеме:

Суть в том, чтобы вручную имитировать работу биметаллической пластины: сначала замкнуть цепь, обождать 3 секунды, пока прогреются нити лампы, а потом разомкнуть. Здесь важно правильно подобрать кнопку под напряжение 220 В, чтобы вас не ударило током (подойдет от обычного дверного звонка).

В процессе эксплуатации люминесцентной лампы покрытие вольфрамовых нитей постепенно осыпается, отчего они могут сгореть. Явление характеризуется почернением краевых зон около электродов и говорит о том, что светильник скоро выйдет из строя. Но даже с перегоревшими спиралями изделие остается работоспособным, только его надо подключить к электросети по такой схеме:

При желании газоразрядный источник света можно зажечь без дросселей и конденсаторов, используя готовую мини-плату от сгоревшей энергосберегающей лампочки, работающей по такому же принципу. Как это сделать, показано в следующем видео:

Заключение

Как нетрудно убедиться, для подключения люминесцентных ламп вовсе не обязательно разбираться в электротехнике, поскольку все схемы просты в исполнении. От вас требуется аккуратность при сборке и подсоединении проводов, а также соблюдение элементарных правил безопасности, дабы не получить удар током.

Люминесцентные трубчатые лампы долгое время были популярны в освещении помещений любой площади. Они долго работают и не перегорают, а значит их нужно значительно реже обслуживать. Основная проблема — это не перегорание самой лампочки (выгорание спирали и люминофора), а выход из строя пускорегулирующей аппаратуры. В этой статье мы расскажем, как выполнить подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера, а также запитать от низковольтного источника постоянного тока.

Классическая схема включения люминесцентных ламп

Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:

Люминесцентная лампа — это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов). Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.

Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:

Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.

В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.

Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.

Питание от 220В без дросселя и стартера

Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.

Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ. Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели.

Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.

Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.

На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:

Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.

Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:

Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.

На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:

Питание ламп от 12В

Но любители самоделок часто задаются вопросом «Как зажечь люминесцентную лампу от низкого напряжения?», мы нашли один из вариантов ответа на этот вопрос. Для подключения люминесцентной трубки к низковольтному источнику постоянного тока, например, аккумулятору на 12В, нужно собрать повышающий преобразователь. Простейшим вариантом является схема автогенераторного преобразователя на 1 транзисторе. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.

Такую схему можно использовать для подключения люминесцентных ламп к бортовой сети автомобиля. Для её работы также не нужен дроссель и стартер. Более того она будет работать даже если её спирали перегорели. Возможно вам понравится одна из вариаций рассмотренной схемы.

Запуск люминесцентной лампы без дросселя и стартера можно осуществить по нескольким рассмотренным схемам. Это не идеальное решение, а скорее выход из ситуации. Светильник с такой схемой подключения не следует использовать в качестве основного освещения рабочих мест, но допустимо для освещения помещений, где человек не приводит много времени — коридоры, кладовые и прочее.

© Источник