Балласт для люминесцентных ламп: зачем нужен, как работает, виды + как подобрать

Электронный балласт для люминесцентных ламп – принцип работы и применение

Электромагнитный или электронный балласт для люминесцентных ламп нужен для нормальной работы этого источника освещения. Главная задача пускорегулирующего аппарата – преобразовывать постоянное напряжение в переменное. У каждого из них есть свои плюсы и минусы.

Схема подключения балластника к ЛЛ

Обратите внимание на эту схему подключения. Маркировка LL1 – это балластник. Внутри ламп дневного света находится газовая среда.

С увеличением тока напряжение между электродами в лампе постепенно падает, а сопротивление отрицательное.

Балласт используется как раз для того, чтобы ограничивать ток, а также создает повышенное кратковременное напряжение зажигания ламп, так как в обычной сети его не хватает. Этот элемент еще называют дросселем.

В подобном устройстве используется стартер – небольшая лампа тлеющего разряда (Е1). В ней находятся два электрода. Один из них – биметаллический (подвижный).

В исходном положении они разомкнуты. Замыкая контакт SA1 и подавая напряжение на схему, ток сначала не проходит через источник освещения, а вот в стартере между двумя электродами появляется тлеющий разряд. Происходит нагрев электродов, и биметаллическая пластина в результате выгибается, замыкая контакт. Проходящий через балласт ток возрастает, нагревая электроды люминесцентной лампы.

Обратите внимание

Далее электроды в стартере размыкаются. Возникает процесс самоиндукции. Дроссель создает высокий импульс напряжения, который и зажигает ЛЛ.

Через нее проходит номинальный ток, но затем он падает в два раза из-за снижения напряжения на дросселе. Электроды стартера остаются в разомкнутом положении до того, пока горит лампочка.

А конденсаторы С2 и С1 увеличивают КПД и уменьшают реактивные нагрузки.

Подключение люминесцентных ламп

Плюсы классического электромагнитного балласта:

• низкая стоимость;
• простота в использовании.

Минусы ЭмПРА:

• шум работающего дросселя;
• мерцание ЛЛ;
• долгое зажигание лампы;
• вес и крупные габариты;
• до 15 % потерь энергии из-за опережения переменного напряжения тока по фазе (коэффициент мощности);
• плохое включение в среде с низкой температурой.

На заметку! Проблему энергопотерь можно решить подключением (параллельно сети) конденсатора с емкостью 3-5 мкФ.

к содержанию ↑

Самые распространенные причины неисправностей ЛЛ с электромагнитным балластом

Выделяют следующие проблемы:

1. Отказ стартера. Признаки: светильник не включается, колба светится только по краям, светится стартер, но лампа не запускается, ЛЛ мигает стробоскопом. Решение: замена. На заметку! Проверить стартер на работоспособность можно с помощью обыкновенной лампы накаливания с патроном. Подключите один провод от патрона в розетку, а другой через стартер. С исправным стартером лампа «Ильича» должна работать. См. рисунок ниже.
2. Отказ ЛЛ. Признаки: черные края колбы, мигание ЛЛ стробоскопом, слабое свечение, светильник не работает. Решение: замена. Совет! Часто дешевые светильники не включаются из-за потери контакта в ламподержателях. Из-за высокой температуры они плавятся. Поэтому можно отделаться лишь заменой гнезда или восстановлением контакта с лампой/стартером.
3. Отказ дросселя. Признаки: сразу бросаются в глаза почернение обмотки и расплавленные клеммы. Проверить состояние дросселя своими руками можно с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления. У исправного оно составляет 30-40 Ом. Если мультиметр показывает меньше, дроссель закорочен, и его лучше заменить.

к содержанию ↑

Как работает ЛЛ с электронным балластом

Из-за массы недостатков электромагнитного балласта создали новый, более долговечный и технологичный ЭПРА. Это единый электронный блок питания. Сейчас он самый распространенный, так как лишен недостатков, имеющихся в ЭмПРА. К тому же он работает без стартеров.

Для примера, возьмем схему любого электронного балласта.

Схема электронного балласта для люминесцентных ламп

Входящее напряжение выпрямляется, как обычно, диодами VD4-VD7. Затем идет фильтрующий конденсатор С1. Его емкость зависит от мощности лампы. Обычно руководствуются расчетом: 1 мкФ на 1 Вт мощности потребителя.

Далее заряжается конденсатор С4 и пробивается динистор CD1. Образующийся импульс напряжения задействует транзистор Т2, после чего в работу подключается полумостовой автогенератор из трансформатора TR1 и транзисторов Т1 и Т2.

Электроды лампы начинают разогреваться. К этому добавляется колебательный контур, входящий в электрический резонанс перед разрядкой из дросселя L1, генератора и конденсаторов С2 и С3. Его частота составляет около 50 кГц.

Как только конденсатор С3 заряжается до напряжения запуска, интенсивно нагреваются катоды, и происходит плавное зажигание ЛЛ. Дроссель сразу же ограничивает ток, а частота генератора падает.

Колебательный контур выходит из резонанса, и устанавливается номинальное рабочее напряжение.

Плюсы электронных балластов:

• малый вес и небольшие габариты за счет высокой частоты;
• высокая светоотдача благодаря повышенному КПД;
• нет миганий у ЛЛ;
• защита лампы от перепадов напряжения;
• отсутствие шума при работе;
• долговечность благодаря оптимизации режима запуска и работы;
• есть возможность установить моментальный пуск или с задержкой.

Минус электронных балластов – только лишь высокая стоимость.

к содержанию ↑

Причина поломок ламп с электронным балластом, а также их ремонт

Да, ничего вечного не бывает. Ломаются и они. А вот ремонт электронного балласта куда сложнее, нежели чем электромагнитного. Здесь нужны навыки в пайке и знания радиодела. И не помешает также знать, как проверить электронный балласт на работоспособность, если нет заведомо рабочей ЛЛ.

Снимите лампу со светильника. Замкните выводы нитей накала, например, скрепкой. И между ними подключите лампу накаливания. См. рисунок ниже.

При подаче питания исправный балласт зажжет лампочку.

Чаще всего в электронном балласте «вылетают» 5 деталей:

1. Предохранитель (резистор на 2-5 Ом).
2. Диодный мост.
3. Транзисторы. Вместе с ними по цепи могут сгореть и резисторы номиналом 30 Ом. Выходят из строя они в основном из-за скачков напряжения.
4. Чуть реже обнаруживается пробой конденсатора, соединяющего нити накаливания. Его емкость – всего 4,7 нФ. В дешевых светильниках ставят такие пленочные конденсаторы с рабочим напряжением 250 – 400 В. Этого очень мало, поэтому лучше заменить их на конденсаторы той же емкости, только с напряжением 1,2 кВ, а то и 2 кВ.
5. Динистор. Часто обозначается как DB3 или CD1. Проверить его без специального оборудования нельзя. Поэтому, если все элементы на плате целы, а балласт по-прежнему не работает, попробуйте поставить другой динистор.

Если у вас нет знаний и опыта в электронике, лучше просто замените свой балласт на новый. Сейчас каждый из них выпускается с инструкцией и схемой на корпусе. Внимательно ознакомившись с ней, вы сможете без труда подключить балласт самостоятельно.

Электронный балласт для люминесцентных ламп – принцип работы и применение

Баластник для люминесцентных ламп

Несмотря на широкое распространение светодиодных люстр и светильников, люминесцентные лампы не сдают свои позиции. Но такую лампу нельзя просто подключить к сети 220В. Для работы ей необходимо дополнительное устройство – баластник, или пускорегулирующий аппарат – ПРА.

Зачем нужен баластник в светильнике

Люминесцентная лампа – это запаянная стеклянная трубка. Внутри неё находятся инертный газ и небольшое количество паров ртути. В концах трубки находятся нити накала из вольфрамовых спиралей. Их нагрев вызывает эмиссию электронов и облегчает появление внутри трубки тлеющего разряда.

Свет, появляющийся при этом, бледно-синий, с большим количеством ультрафиолета, поэтому внутренние стенки трубки покрыты слоем люминофора, переизлучающего ультрафиолет в видимый свет.

Устройство лампы дневного света

Включение люминесцентных светильников

Схема включения люминесцентных ламп

Есть три основных вида пусковых устройств ЛДС.

С помощью стартёра и дросселя

При такой схеме включения нити накала соединяются последовательно со стартёром и баластником. Другое название электромагнитного баластника – дроссель. Это катушка индуктивности, ограничивающая ток через светильник.

При включении светильника стартёр подключает вольфрамовые спирали последовательно с дросселем. При их нагреве происходит эмиссия электронов, что облегчает появление между электродами разряда.

Периодически стартёр разрывает цепь и, если в это время происходит запуск лампочки, то напряжение между электродами падает, и он больше не включается.

Важно

Если же разряд не возникает, то стартёр снова замыкает цепь, и процесс зажигания повторяется.

Недостатки этой схемы:

• длительное время запуска, особенно зимой в неотапливаемых помещениях;
• дроссель гудит при работе;
• свет мерцает с частотой 100Гц, что незаметно глазу, но может вызвать головную боль.

Электромагнитный баластник для люминесцентных ламп

Интересно. Для уменьшения мерцания в светильниках из двух ламп одна из них включается через конденсатор. При этом колебания света в них не совпадают, что благоприятно влияет на освещённость в помещении.

Умножитель напряжения

Для работы таких светильников раньше использовались самодельные умножители напряжения. Роль токоограничивающего баласта в этой схеме играют конденсаторы С3 и С4, а С1 и С2 создают высокое напряжение, необходимое для появления внутри трубки разряда.

Высоковольтный разряд зажигает ЛДС сразу, но мерцание такого светильника сильнее, чем в схеме со стартёром и дросселем.

Интересно. Умножитель напряжения позволяет использовать колбы с перегоревшими вольфрамовыми спиралями.

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)

Электронный балласт для люминесцентных ламп – это преобразователь напряжения, зажигающий и питающий лампу во время работы. Вариантов реализации таких устройств много, но собраны они по одной блок-схеме. В некоторых конструкциях добавляется регулировка яркости.

Запуск светильников с ЭПРА производится двумя способами:

• Перед включением нити накала разогреваются, из-за чего запуск откладывается на 1-2 секунды. Яркость света может нарастать постепенно или сразу включаться на полную мощность;
• Зажигание лампы производится при помощи колебательного контура, который входит в резонанс с колбой. При этом происходит постепенное повышение напряжения и разогрев нитей накала.

Такие устройства обладают рядом достоинств:

• питание светильника осуществляется напряжением высокой частоты, что устраняет мерцание света;
• компактность, что позволяет уменьшить габариты светильника;
• быстрое, но плавное включение, продлевающее срок службы лампы;
• отсутствие шума и нагрева при работе;
• высокий КПД – до 95%;
• встроенные защиты от короткого замыкания.

Электронные ПРА изготавливаются на 1, 2 или на 4 лампы.

Устройство электромагнитных ПРА

Какой вред от разбитых люминесцентных ламп

Схемы электронных баластников разных производителей отличаются друг от друга, но построены по одному принципу.

Блок-схема ЭПРА

Плата состоит из следующих элементов:

• фильтра, защищающего схему от помех, создаваемых другим оборудованием;
• выпрямителя, преобразующего переменное напряжение сети в постоянное, необходимое для работы схемы;
• фильтра, сглаживающего пульсации напряжения после выпрямителя;
• инвертора, питающего элементы платы;
• самого электронного баластника.

На плате есть три пары выводов или клемм: одна – для подключения 220В и две – для нитей накала.

Принцип работы электронного баластника

Условно процесс поджига и работы люминесцентного светильника делится на три этапа:

1. Разогрев нитей накала. Это необходимо для возникновения эмиссии свободных электронов, облегчающих появления разряда внутри колбы;
2. Появление разряда между электродами. Это делается при помощи высоковольтного импульса;
3. Стабилизация тлеющего разряда и дальнейшая работа светильника.

Эта последовательность обеспечивает плавный пуск, увеличивающий срок службы лампы и стабильную работу при низких температурах.

Принципиальная схема электронного балласта

На следующем рисунке изображена одна из распространённых принципиальных схем ЭПРА.

Принципиальная схема ЭПРА для люминесцентных ламп

Порядок её работы следующий:

1. Диодный мост преобразовывает переменное напряжение сети 220В в постоянное пульсирующее. Конденсатор С2 сглаживает пульсации;
2. Постоянное напряжение поступает на двухтактный полумостовой инвертор. Он собран на двух n-p-n транзистора, являющихся генераторами высокой частоты;
3. Управляющий ВЧ сигнал в противофазе поступает на обмотки W1 и W2 трансформатора. Это трёхобмоточный трансформатор L1, намотанный на ферритовом магнитопроводе;
4. Обмотка W3 подаёт высокое резонансное напряжение на нити накала. Оно создаёт ток, достаточный для нагрева спиралей и появления эмиссии электронов;
5. Параллельно колбе включён конденсатор С4. При резонансе напряжения на нём возникает высокое напряжение, достаточное для появления разряда внутри трубки;
6. Появившаяся дуга закорачивает ёмкость и прекращает резонанс напряжений. Дальнейшая работа обеспечивается токоограничивающими элементами L2 и С3.

Ремонт и замена ЭПРА

Неисправностей светильников два вида: сгоревшая лампа и неисправный блок. Лампочка подлежит замене, а неисправный электронный баластник можно отремонтировать или заменить новым.

Ремонт ЭПРА

Как проверить люминесцентную лампу 

Для того чтобы выполнить ремонт люминесцентных светильников и устранение неполадок в ЭПРА, необходимы начальные навыки ремонта электронной аппаратуры:

1. Проверить и заменить предохранитель. В некоторых моделях для этого используется резистор номиналом 1-5 Ом. Вместо него припаивается кусочек тонкой проволоки;
2. Производятся визуальный осмотр и проверка тестером элементов платы;
3. Оценить стоимость неисправных деталей. При условии, что она ниже цены нового ЭПРА, произвести ремонт электронного балласта.

Замена электронного ПРА

Неисправный электронный дроссель меняется на новый. Это может быть готовая плата или схема из сгоревшей энергосберегающей лампочки. Используя такую плату, можно выполнить ремонт светильников с люминесцентными лампами или сделать люминесцентный светильник своими руками.

Принцип работы и запуск компактной люминесцентной лампы аналогичен обычным трубчатым ЛДС. Плата, которая находится внутри неё, без проблем управляет обычной лампой дневного света.

Важно! Мощность энергосберегающей лампы должна быть равна или больше мощности люминесцентного светильника.

Как проверить плату КЛЛ:

1. Разобрать пластмассовый корпус. Он состоит из двух половин, соединённых защёлками. В щель просовывается нож и проводится по кругу;
2. На плате находятся четыре штырька с намотанными проволочками, расположенные парами. Это нити накала. Они прозваниваются тестером;
3. Если нити целые, то поломка в плате. Проводки разматываются, и колба отсоединяется для использования с платой от другой КЛЛ;
4. Если одна из нитей накала оборвана, то плата отсоединяется и подключается вместо сгоревшего электронного баластника в люминесцентный светильник. При установке её необходимо изолировать от металлического корпуса и зафиксировать клеевым пистолетом или силиконовым герметиком.

Подключение ЭПРА от КЛЛ к лампе дневного света

Важно! Ремонт люминесцентных ламп выполняется при отключенном напряжении.

Использование электронных баластников в люминесцентных лампах увеличивает их срок службы и делает освещение более приятным. Это альтернатива замене таких светильников на КЛЛ.

Видео

Балласт для люминесцентных ламп – принцип работы, устройство, стоимость

Балласт для люминесцентных ламп – пускорегулирующее устройство, которое применяется с целью эффективного ограничителя тока.

Применение такого балласта особенно актуально при недостаточной электрической нагрузке и отсутствии достаточного ограничения при потреблении тока.

Принцип работы

Основной принцип действия электронного балласта люминесцентной лампы может варьироваться в зависимости от исполнения этого устройства.

Принцип работы балластного устройства в электромагнитном исполнении:

• подача напряжения сопровождается разрядом, а также последующим разогревом и замыканием биметаллических электродов;
• в процессе замыкания стартерных электродов в несколько раз возрастает рабочий ток, что обусловлено ограничением внутреннего сопротивления дроссельной катушки;
• остывание стартера вызывает размыкание биметаллических электродов;
• при размыкании цепи стартером, в индукционной катушке возникает импульс высокого напряжения и «зажигание».

Принцип работы балласта в электронном исполнении достаточно простой, но предполагает обязательное наличие пускового устройства – стартера, пускорегулирующего дросселя, а также конденсаторов. Стартер позволяет в автоматическом режиме осуществлять включение и отключать предварительного накала электродов.

Электронные пускорегулирующие устройства или балласты получили наиболее широкое распространение благодаря отсутствию шума и мерцания источника света, потребления меньшего количества электрической энергии, а также более компактным размерам.

Электронный балласт для люминесцентных ламп: устройство

Стандартные электронные балласты – своеобразные преобразователи напряжения, посредством которых происходит питание люминесцентных осветительных приборов. На сегодняшний день известно большое количество видов электронных балластов, но наибольшую популярность, вполне заслуженно, получили:

• Устройства, в которых осуществляется предварительный подогрев перед передачей зажигающего потенциала на катоды. Высокая частота подающегося напряжения существенно увеличивает КПД и устраняет мигание, а зажигание – нарастающее или моментальное.
• Устройства комбинированного типа, характеризующиеся участием колебательного контура при «зажигании» и резонансом до момента разряда, сопровождающегося повышением показателей напряжения и подогревом катодов.

Как правило, схема запуска в условиях комбинированного метода предполагает наличие в контуре катодной нити накала.

Важно отметить, что особенностью компактных люминесцентных ламп, рассчитанных на установку в стандартные патроны «Е-14» и «Е-27», является наличие встроенного в общую конструкцию, электронного балласта.

Виды и характеристики

В настоящее время используется несколько вариантов балласта, которые имеют определенные существенные отличия:

• энергоэффективное балластное устройство для трубчатой люминесцентной лампы, предназначенное для бесперебойной работы и получения рассеянного освещения;
• активное балластное устройство, предназначенное для максимально равного распределения напряжения вне зависимости от участка;
• балластное устройство типа «Т8-Nаvigаtоr», имеющее высокие технические характеристики и стабилизирующее работоспособность всей системы.

Компактные люминесцентные источники света с балластным устройством не имеют каких-либо отличий в плане технических характеристик от стандартных приборов.

Внимание следует обратить на балластные устройства интегральных контроллеров, которые устанавливаются непосредственно в схему, но практически не поддаются самостоятельному ремонту.

Схемы

Схематично процесс включения стандартных осветительных приборов с электронными балластными устройствами представлен четырьмя основными фазами:

• фаза включения;
• фаза предварительного нагрева;
• фаза поджига;
• фаза горения.

Работоспособность индуктивного балластного устройства обеспечивается электромагнитной индукцией.

Схема электронного балласта для люминесцентных ламп

Подключение

Электронное балластное устройство внешним видом похоже на небольшой блок с клеммами снаружи и печатной платой внутри, от типа которой зависит количество подключаемых источников света.

Принцип самостоятельного подключения одного источника света достаточно прост и не требует особых познаний:

• подключение первого и второго коннектора на выходе балластного устройства к паре контактов на осветительном приборе;
• подключение третьего и четвертого коннектора на выходе балластного устройства к другой паре контактов на осветительном приборе;
• подача электропитания на входе.

Соединение лампы с балластным устройством

Самостоятельное подключение пары источников света осуществляется в соответствии со следующими рекомендациями:

• подсоединение дросселя на разрыв в питающей нити цепи;
• параллельное ведение стартера к электродам.

Соединение электронного балластного устройства, стартерных коннекторов и нитей накала обязательно должно быть последовательным.

Как показывает практика, очень удобным является замена традиционного стартера обычной кнопкой стандартного электрического звонка. При этом нажим на кнопку вызывает подачу напряжения к осветительному прибору.

Как проверить электронный балласт для люминесцентных ламп?

Если в темном помещении при включении источника света отмечается едва заметное свечение накаливающих нитей, то вероятен выход из строя электронного балластного устройства, а также пробой конденсатора.

Стандартная схема всех осветительных приборов практически идентична, но может иметь существенные отличия, поэтому на первом этапе проверки нужно определиться с типом электронного балласта.

Проверка балласта

Проверка начинается с демонтажа трубки, после чего требуется закоротить выводы с нитей накаливания и подключить традиционную лампу на 220В с низкими показателями мощности. Диагностика устройства в условиях профессиональной ремонтной мастерской осуществляется посредством осциллографа, генератора частоты и других необходимых измерительных приборов.

Самостоятельная проверка предполагает не только визуальный осмотр электронной платы, но также последовательный поиск и выявление вышедших из строя деталей.

Бюджетные балластные устройства характеризуются наличием быстро выходящих из строя конденсаторов на 400V и 250V.

Неисправности и ремонт люминесцентных ламп

Как показывает практика, причиной неисправности электронного балластного устройства может стать выход из строя компонентов, представленных конденсаторами, диодами, резисторами, транзисторами, дросселями и трансформаторами.

Визуальное определение неисправности базируется на почернении элементов, изменении окрашивания платы и разной деформации конденсаторов. Все пришедшие в негодность элементы подлежат обязательной замене.

Сгоревший ЭПРА

Чтобы произвести правильное самостоятельное выявление неисправностей посредством мультиметра, детали выпаиваются из платы, так как в противном случае наличие сопротивления в других элементах схемы часто становится причиной ложных показаний измерительного прибора.

Где купить?

Современные механизмы, используемые для запуска люминесцентной лампы, реализуются не только розничными магазинами электроники, но также и многими компаниями, имеющими интернет-сайты.

При выборе балластного устройства нужно обязательно помнить, что показатели мощности такого прибора не должны слишком превышать мощность источника света, так как в этом случае отмечается перегрев и быстрый выход из строя лампы.

Обратное превышение также допускается, но в пределах разумного, так как такая ситуация часто становится причиной сгорания самого балластного устройства.

Подключение более мощного источника света к менее мощному пускорегулирующему устройству вполне возможно, но потребует грамотной оценки уменьшения яркости осветительного прибора и контроля нагрева балласта.

Стоимость

Средняя цена балластного устройства вполне доступна даже для рядового потребителя, но варьируется в зависимости от типа, а также ценовой политики производителя:

• балластное устройство для люминесцентной лампы с крепежами и патронами от производителя Feron – 220 рублей;
• аппарат пускорегулирующий электронный 2х18W – 240 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Foton – 320 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя OSRAM – 410 рублей;
• электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентной лампы от производителя Tridonic – 450 рублей;
• балластное устройство для люминесцентной лампы VS ELXc – 530 рублей.

Стоимость качественного балласта-переходника также вполне доступна, и составляет порядка 150-170 рублей.

Видео на тему

Устройство электронного балласта для люминесцентных ламп

21.05.2017

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.

Совет

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

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

Фото внутреннего устройства ЭПРАФото типового устройства ЭПРА

Ремонт ЭПРА

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

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

Эпра для компактных лдс

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

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

Лампа OSRAM с цоколем E27

Люминесцентные лампы T8

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

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

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

Как изготовить светильник своими руками?

Сделать простейший светильник из двух ламп можно следующим образом:

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

Простейший светильник из двух ламп

Электронный балласт для люминесцентных ламп

Что представляет собой балласт

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

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

В зависимости от реализации, балласт может представлять собой:

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

Рассмотрим варианты реализации, получившие наибольшее распространение.

Виды балласта

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

Электромагнитная реализация

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

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

Ниже показаны два варианта ПРА.

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

Работа осуществляется по следующему принципу:

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

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

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

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

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

Электронная реализация

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

Фото электронного устройства для подключения двух ЛДС

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

Блок-схема типичной реализации ЭПРА

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

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

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

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

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

Пример схемы такого устройства показан на рисунке.

Схема простой электронной реализации баланса для ЛДС мощностью 18Вт

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

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

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

Видео: как сделать балласт для ламп

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

Установленный внутри источника электронный балласт

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

Схема балласта для компактной ЛДС Osram

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

Преимущества

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

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

Эпра – что это такое, и как работает

Люминесцентные лампы напрямую от сети в 220 вольт не работают. Им необходим специальный переходник, который будет стабилизировать напряжение и сглаживать пульсацию тока.

Этот прибор носит название пускорегулирующая аппаратура (ПРА), состоящая из дросселя, с помощью которого сглаживается пульсация, стартер, используемый как пускатель, и конденсатор для стабилизации напряжения. Правда, ПРА в этом виде – это старый блок, который постепенно выводится из оборота.

Все дело в том, что ему на смену пришла новая модель – ЭПРА, то есть, тот же пускорегулирующий аппарат, только электронного типа. Итак, давайте разберемся в ЭПРА – что это такое, его схема и основные составляющие.

Конструкция и принцип работы ЭПРА

По сути, ЭПРА – это электронное плато, небольшого размера, в состав которого входит несколько специальных электронных элемента. Компактность конструкции дает возможность установить плато в светильник вместо дросселя, стартера и конденсатора, которые все вместе занимают больше места, чем ЭПРА. При этом схема подключения достаточно проста. О ней чуть ниже.

Преимущества

• Люминесцентная лампа с ЭПРА включается быстро, но плавно.
• Она не моргает и не шумит.
• Коэффициент мощности – 0,95.
• Новый блок практически не греется по сравнению с устаревшим, а это прямая экономия электрического тока до 22%.
• Новый пусковой блок снабжен несколькими видами защиты лампы, что повышает ее пожарную безопасность, безопасность эксплуатации, а также продлевает в несколько раз срок службы.
• Обеспечение плавного свечения, без мерцания.

Внутреннее устройство ЭПРА

Схема устройства

Начнем с того, что люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света, которые работают по следующей технологии. В стеклянной колбе находятся пары ртути, в которые подается электрический разряд.

Он-то и образует ультрафиолетовое свечение. На саму колбу изнутри нанесен слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый глазами свет.

Внутри лампы всегда находится отрицательное сопротивление, вот почему они не могут работать от сети в 220 вольт.

Но тут необходимо выполнить два основных условия:

1. Разогреть две нитки накала.
2. Создать большое напряжение до 600 вольт.

Теперь сама схема ЭПРА.

Начнем с того, что люминесцентные лампы, к примеру, ЛВО 4×18, со старым блоком всегда мерцали и издавали неприятный шум. Чтобы этого избежать, необходимо подать на нее ток частотой колебания более 20 кГц.

Для этого придется повысить коэффициент мощности источника света. Поэтому реактивный ток должен возвращаться в специальный накопитель промежуточного типа, а не в сеть.

Кстати, накопитель с сетью никак не связан, но именно он питает лампу, если случиться сетевой переход напряжения через ноль.

Что такое балласт люминесцентных ламп

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

Назначение и виды устройства

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

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

Электромагнитное исполнение

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

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

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

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

Электронный вариант

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

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

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

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

Преимущества

Электронная «начинка» ЛДС имеет неоспоримые преимущества перед дроссельными пусковыми устройствами:

• Упрощение схемы: балласт включает в себя все функции других устройств;
• Более компактная схема подключения, которая, к тому же потребляет меньше электроэнергии;
• Отсутствие мерцания и постороннего шума в процессе работы;
• Возможность горячего старта, что продлевает срок эксплуатации.

Проверка и замена балласта

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

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

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

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

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

Особенности ремонта

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

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

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

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

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

Обратите внимание

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

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

Типовые неисправности

В электромагнитных устройствах чаще всего требуют ремонт следующие элементы:

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

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

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