Общий принцип работы элемента
По сути, балласт для люминесцентных ламп представляет собой дроссель. Он регулирует силу подачи тока, ограничивая или разделяя разночастотные электрические сигналы. Ликвидирует пульсации постоянного тока. Происходит нагрев катодов люминесцентных ламп.
Далее, на них производится подача необходимого количества напряжения, которое активирует работу осветительного прибора. Напряжение корректируется с помощью особого регулятора, который впаян в инверторную схему. Именно он отлаживает диапазон напряжений. За счет вышеперечисленных особенностей работы балласта мерцание в источнике света полностью исключается.
В схему встроен и стартер. Его функции – трансляция напряжения и зажигание. При включении лампы, на микросхеме балласта происходит снижение силы тока. Данная особенность позволяет выстроить необходимый режим работы осветительного прибора.
Сегодня на рынке широко представлены такие виды балластных устройств, как:
- электромагнитные;
- электронные;
- балласты для компактных ламп.
Представленные категории отмечены надёжной работой и обеспечивают длительное функционирование и простоту эксплуатации всех люминесцентных ламп. Все эти приборы имеют идентичный принцип действия, однако отличаются по некоторым пунктам.
Электромагнитные
Данные балласты применимы для ламп, подключенных к электросети при помощи стартера. Первично возникающий разряд интенсивно разогревает и замыкает биметаллические электродные элементы. Происходит резкое увеличение рабочего тока.
Электромагнитный балласт легко узнать по внешнему виду. Конструкция более массивная, по сравнению с электронным прототипом.
При выходе из строя стартера, в схеме электромагнитного балласта, возникает фальстарт. При поступлении питания лампа начинает мигать, впоследствии идёт ровная подача электроэнергии. Эта особенность значительно снижает рабочий ресурс источника освещения.
| Плюсы | Минусы |
| Высококлассный уровень надежности, доказанный практикой и временем. | Долгий запуск — на первом этапе эксплуатации запуск осуществляется за 2-3 секунды и до 8 секунд к моменту завершения срока службы. |
| Простота конструкции. | Повышенный расход электроэнергии. |
| Удобство эксплуатации модуля. | Мерцание лампы с частотой 50 Гц (эффект стробирования). Негативно влияет на человека, который длительно находится в помещении с подобным видом освещения. |
| Доступная цена для потребителей. | Слышен гул работы дросселя. |
| Количество фирм производителей. | Значительный вес конструкции и громоздкость. |
Электронные
Сегодня применяются магнитные и электронные балластники, которые состоят в первом случае из микросхемы, транзисторов, динисторов и диодов, а во втором – из металлических пластин и медного провода. Посредством стартера лампы запускаются, причем в качестве единой функции этого элемента с балластником в одной схеме организовано явление в электронном варианте детали.
- малый вес и компактность;
- плавное быстрое включение;
- в отличие от электромагнитных конструкций, которым для работы требуется сеть 50 Гц, высокочастотные магнитные аналоги функционируют без шумов от вибрации и мерцания;
- снижены потери на нагревание;
- коэффициенты мощности в электронных схемах достигают 0,95;
- продленный срок эксплуатации и безопасность применения обеспечиваются несколькими видами защиты.
| Достоинства | Недостатки |
| Автоматическая настройка балласта под различные виды ламп. | Более высокая стоимость, по сравнению с электромагнитными моделями. |
| Моментальное включение осветительного прибора, без дополнительной нагрузки на устройство. | |
| Экономия потребления электроэнергии до 30%. | |
| Исключен нагрев электронного модуля. | |
| Ровная световая подача и отсутствие шумовых эффектов в процессе освещения. | |
| Увеличение срока службы люминесцентных ламп. | |
| Дополнительная защита гарантирует увеличение степени пожаробезопасности. | |
| Снижение рисков в процессе эксплуатации. | |
| Ровная подача светопотока исключает быструю утомляемость. | |
| Отсутствие негативных функций в условиях пониженных температур. | |
| Компактность и легкость конструкции. |
Для компактных люминесцентных ламп
Компактные типы ламп дневного света представлены приборами, аналогичным лампой накаливания типов Е27, Е40 и Е14. В таких схемах электронные балласты встраиваются вовнутрь патрона. В данной конструкции исключён ремонт в случае поломки. Дешевле и практичнее будет приобрести новую лампу.
Полезные советы при выборе балласта для светящихся ламп
1. Узнайте правильное напряжение для вашей светящейся лампы
Перед покупкой балласта необходимо определить правильное напряжение для вашей светящейся лампы. Неправильное напряжение может привести к неполадкам и неправильному функционированию лампы.
2. Определите тип балласта, соответствующий вашей светящейся лампе
Существует несколько типов балластов для светящихся ламп, таких как электромагнитные, электронные и магнитоэлектронные
Каждый тип балласта имеет свои особенности и требования, поэтому важно выбрать балласт, подходящий именно для вашей лампы
3. Изучите технические характеристики балласта
Перед покупкой балласта внимательно изучите его технические характеристики
Важно обратить внимание на мощность, сопротивление и другие параметры балласта, чтобы быть уверенным, что он соответствует требованиям вашей светящейся лампы
4
Обратите внимание на энергоэффективность. При выборе балласта также стоит обратить внимание на его энергоэффективность
Более эффективные балласты помогут сократить потребление электроэнергии и уменьшить затраты на освещение в долгосрочной перспективе
При выборе балласта также стоит обратить внимание на его энергоэффективность. Более эффективные балласты помогут сократить потребление электроэнергии и уменьшить затраты на освещение в долгосрочной перспективе
5. Консультируйтесь с профессионалами
Если у вас возникли сомнения или вопросы при выборе балласта, лучше проконсультироваться с профессионалами, например, электриками или продавцами. Они смогут дать вам рекомендации и помочь выбрать наиболее подходящий балласт для вашей светящейся лампы.
Схема пускорегулирующей аппаратуры
Чаще всего схема состоит из 2-тактного преобразователя напряжения. Конструкция бывает мостовой и полумостовой. Мостовые варианты очень редко применяются.Сначала диодный мост выпрямляет напряжение, далее оно сглаживается емкостью до постоянного напряжения.
Полумостовой инвертор делает напряжение высокочастотным.В схеме применяется трансформатор с сердечником в виде тора с тремя катушками. Основная обмотка подает изменяющееся напряжение резонанса на лампу. Остальные работают в качестве дополнительных обмоток, которые в противофазе открывают ключи на транзисторах.
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.
Как подключить лампу
Люминесцентную лампу можно подключить несколькими способами. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений пользователя.
Подключение с использованием электромагнитного балласта
Распространен метод подключения с использованием стартера и ЭмПРА. Питание в сети запускает стартер, который замыкает биметаллические электроды.
Ограничение тока в схеме осуществляется за счет внутреннего дроссельного сопротивления. Рабочий ток можно увеличить практически в три раза. Стремительный нагрев электродов и появление процесса самоиндукции вызывают зажигание.
Подключение при помощи ЭмПРА.
Сравнивая метод с другими схемами подключения ламп дневного света, можно сформулировать недостатки:
- значительный расход электроэнергии;
- длительный запуск, который может занимать 3 с;
- схема не способна функционировать в условиях пониженных температур;
- нежелательное стробоскопическое мигание, негативно влияющее на зрение;
- дроссельные пластинки по мере износа могут издавать гудение.
Две трубки и два дросселя
В данном случае реализуется последовательное подключение нагрузок с подачей фазы на вход сопротивления.
Выход через фазу соединяется с контактом осветительного прибора. Второй контакт направляется на нужный вход стартера.
Схема с двумя трубками и двумя дросселями.
От стартера контакт идет к лампе, а свободный полюс — к нулю схемы. Так же подключается второй светильник. Подсоединяется дроссель, после чего монтируется колба.
Схема подключения двух ламп от одного дросселя
Для подсоединения двух осветительных приборов от одного стабилизатора потребуется два стартера. Схема экономная, поскольку дроссель это наиболее дорогой компонент системы. Схема показана на рисунке ниже.
Схема подключения двух светильников от одного дросселя.
Электронный балласт
Электронный балласт представляет собой современный аналог традиционного электромагнитного стабилизатора. Он значительно улучшает пуск схемы и делает использование осветительного прибора более комфортным.
Поступающий на нагрузку ток выпрямляется через диодный мост. При этом напряжение сглаживается, а конденсаторы гарантируют стабильную подачу электроэнергии.
Подключение с помощью электронного балласта.
Обмотки трансформатора в данном случае включаются противофазно, а генератор нагружается высокочастотным напряжением. При подаче резонансного напряжения внутри колбы происходит пробой газовой среды, который порождает необходимое свечение.
Сразу после розжига сопротивление и подаваемое на нагрузку напряжение падают. Запуск при помощи схемы обычно занимает не более секунды. Причем можно легко использовать источники освещения без стартера.
Использование умножителей напряжения
Использование умножителей напряжения.
Метод помогает использовать люминесцентную лампу без электромагнитной балансировки. В ряде случаев он наиболее эффективен и продлевает срок службы аппарата. Даже перегоревшие приборы способны проработать некоторое время при мощностях, не превышающих 40 Вт.
Схема выпрямления дает значительное ускорение и возможность увеличить напряжение в два раза. Для его стабилизации используются конденсаторы.
Важно помнить, что люминесцентные лампочки не предназначены для работы с постоянным током. С течением времени ртуть скапливается в определенном участке, что снижает яркость. Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу
Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор
Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу. Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор.
Подключение без стартера
Схема подключения без стартера.
Стартер увеличивает время разогрева прибора. Однако он недолговечен, поэтому пользователи задумываются о подключении освещения без него через вторичные трансформаторные обмотки.
Как подключить ЭмПРА
Пара слов о конструкционных особенностях ЭмПРА. Электромагнитный ПРА состоит как минимум из индуктивного балласта и импульсного зажигающего устройства ИЗУ. Индуктивный балласт служит для накопления электродвижущей силы (ЭДС) перед запуском лампы. ИЗУ обеспечивает непосредственно процесс запуска лампы. Если в комплект входит компенсирующий конденсатор, то эффективность ЭмПРА повышается. Конденсатор сдвигает и сглаживает пиковые значения потребляемой мощности, компенсирует реактивную мощность (она не расходуется на выполнение полезной работы и фактически растрачивается впустую). Т. е. с применением конденсатора повышается коэффициент мощности светильника.
Как правильно выбрать
Перед тем как выбрать устройство для ламп освещения обращают внимание на такие характеристики:
Тип, мощность и количество ламп в схеме освещения. В листе спецификаций для электронного флуоресцентного балласта будет указано, какие типы и конфигурации светильников предназначены для работы балласта. Тип запуска — мгновенный или запрограммированный. Если система освещения характеризуется частым переключением из-за датчиков присутствия или других факторов, выбирают «запрограммированный запуск». В противном случае — «мгновенный», который является лучшим выбором. Балластный фактор. Обычный балластный коэффициент (от 0,77 до 1,1) является значением по умолчанию для большинства общего освещения. Низкий балластный коэффициент ( 1.1) полезен, когда целью является увеличение световой мощности для таких помещений, как склады или крупные розничные магазины. В этом случае пользователь получит примерно 10% увеличение светового потока по сравнению с номинальной освещенностью прибора. Входное напряжение. Некоторые ЭБ обеспечивают универсальное напряжение, другие удельное. В любом случае, проверяют требования к входному напряжению — 120/277/347 В. Минимальная начальная температура. Листы спецификации балласта включают температуры, которые будут варьироваться в зависимости от типа светильника, управляемой балластом. Например, ЭБ может показывать минимальную начальную температуру с −17 С до +30 С. Очевидно, что вариации довольно значительные. Поэтому при выборе ЭБ исходят из минимальной и максимальной температуры воздуха в помещении. Нормальная схема подключение — параллель. Это позволяет другим светильникам оставаться зажженными, даже если одна лампа в приборе гаснет. Контроль анти-стратификации: страты — это нежелательные яркие и тусклые области, которые могут образовывать структуру стоячей волны по всей длине светильника. Полоски более вероятны, когда лампа работает при низких температурах. Производители разработали способы минимизации этих зон и часто ссылаются на функцию защиты от зачистки в спецификации на ЭБ. Оценка звука. ЭБ с рейтингом «А» будет тихо гудеть, с рейтингом «D» вызовет ярко выраженный шум
Важность оценки звука зависит от назначения помещений. В библиотеках устанавливают ЛЛ с максимально тихим балластом, в то время как этот параметр, не так важен для складов
Светодиодный переход: у некоторых производителей ЭБ есть списки мгновенных и запрограммированных стартовых балластов, которые они называют «LED Ready». Гарантия производителя.
Выбор ЭПРА
Если вы решили модернизировать свои светильники, заменив дроссель и стартер современным люминесцентным электронным стартером, первым фактором, который следует учитывать, является производитель.
От неизвестных брендов и подозрительно дешевых устройств лучше отказаться. Но нельзя сразу сказать, что дешевое — это плохо и недолговечно. Вся информация сегодня открыта, рекомендуется ознакомиться с отзывами по той или иной модели в интернете. Среди основных производителей:
- Хелвар,
- Филипс,
- Осрам,
- Тридоник
Типы электронных балластов
При выборе важно изучить документацию. Наиболее важные особенности:
- Тип источника света,
- Мощность источников света,
- Условия и режимы работы.
На что смотреть при выборе
Выбирая балласт для люминесцентной лампы, первоочередно необходимо обращать внимание на такой параметр, как мощность модуля. Она должна полностью совпадать с мощностью осветительного прибора, иначе лампа просто не сможет полноценно функционировать и выдавать светопоток в требуемом режиме
Она должна полностью совпадать с мощностью осветительного прибора, иначе лампа просто не сможет полноценно функционировать и выдавать светопоток в требуемом режиме.
Включать балласт в сеть без нагрузки категорически запрещено. Устройство может сразу же перегореть и придется его ремонтировать либо покупать новое
Правда, такие приборы считаются устаревшим, имеют громоздкие габариты и потребляют дополнительный энергоресурс. Это заметно снижает их привлекательность, даже несмотря на доступную изначальную цену.
Чтобы проверить исправность электронного балласта, пригодится специальный измерительный прибор – карманный осциллограф
Электронные устройства стоят значительно дороже. Особенно этот пункт касается изделий, выпущенных крутыми брендовыми производителями. Но их цена с лихвой компенсируется энергоэкономичностью, практичностью, безупречной сборкой и высоким уровнем общего качества приборов.
Принцип работы
Давайте разберём, что такое люминесцентная лампа, и как она работает. Представляет из себя стеклянную трубку, которая начинает работать за счёт разряда, который зажигает газы внутри её оболочки. На обоих концах установлен катод и анод, именно между ними и происходит разряд, который вызывает пусковое загорание.
Пары ртути, которые помещают в стеклянный футляр, при разряде начинаю излучать особый невидимый свет, который активизирует работу люминофора и других дополнительных элементов. Именно они и начинают излучать тот свет, который нам необходим.
Принцип работы лампы
Благодаря разным свойствам люминофора, такой светильник излучать большой спектр разнообразных цветов.
Проверка балласта ПРА мультиметром
Но чтобы убедиться, что газ поврежден, все же лучше воспользоваться мультиметром и провести замеры.
Различают пять типов повреждений клапана гортани:
поделиться
короткое замыкание нескольких обмоток
короткое замыкание витков в обмотке
неисправность магнитной цепи
разбивка дела
Обрыв
Часть проводов, запускающих стартер, может просто оборваться. Это легко заметить.
Установите мультиметр в режим измерения сопротивления и коснитесь щупами выводов катушки индуктивности. Если отображается «бесконечность», это указывает на паузу.
Во время измерения не касайтесь оголенных концов щупов руками. В противном случае измеряйте сопротивление своего тела, а не педали газа.
Кстати, поломки всех типов выявить проще всего. Это можно сделать и без мультиметра, с помощью обычной индикаторной отвертки.
Не нужно ничего отсоединять и разбирать, даже провода не отсоединяются. Если горит индикатор на клемме входа передачи:
а свечения на выходе нет:
то считайте, что вы нашли скалу.
Замыкание обмоток
Некоторые дроссели могут иметь не одну, а две обмотки. В обычном режиме они должны быть изолированы друг от друга.
Но изоляция может высохнуть или порваться.
Чтобы обнаружить короткое замыкание, проверьте мультиметром выводы не одной, а нескольких обмоток. Если выделить непонятные мелкие цифры, обмотки замкнуты.
Межвитковое замыкание
Если стартер постоянно горячий, то окрашенная изоляция проводов может пересыхать. А одно или несколько соседних колец просто спекаются вместе.
Обнаружить такую поломку даже мультиметром очень сложно.
нужно точно знать начальные значения сопротивления обмоток, чтобы было с чем сравнивать. Если вы прошли круг или два, вы не заметите разницы с обычным тестером.
неисправность инверсии можно обнаружить путем спекания достаточно большого количества проводников. Так что разница будет видна сразу.
Обычный (не китайский дроссель) имеет примерно следующие сильные стороны:
мощность при 20Вт — сопротивление от 55 до 60 Ом
мощность 40Вт — сопротивление от 24 до 30 Ом
мощность 80Вт — сопротивление от 15 до 20 Ом
Магнитопровод
Сердечник индуктора изготовлен из ферромагнитных материалов. Да и сами они (раненые) довольно капризны.
В процессе эксплуатации на поверхности легко могут образоваться трещины или сколы. Если это произойдет, то изменятся параметры катушек индуктивности в дросселе.
Также в сердечниках из-за механических нагрузок могут изменяться специальные отверстия.
Не все мультиметры могут проверить индуктивность катушки индуктивности. К сожалению, у большинства из них отсутствует эта функция.
Но опять же, для понимания задачи необходимо знать начальные значения этой индуктивности.
Пробой на корпус
О неисправности катушки можно судить по ее нулевому сопротивлению относительно корпуса. Здесь нет ничего сложного.
Приложите один щуп мультиметра к металлическим частям корпуса, а другим коснитесь выводов воздушной катушки.
Вы также можете проверить в режиме непрерывности. Если звукового сигнала нет, то ошибки нет.
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.
Watch this video on YouTube
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<0.5);
- мерцание свечения с удвоенной частотой питающей сети из-за малой инерционности светимости газового разряда;
- большие массо-габаритные характеристики;
- низкочастотный гул из-за вибрации пластин магнитной системы дросселя;
- низкая надежность запуска при отрицательных температурах.
Проверка дросселя ламп дневного света затрудняется тем, что приборы для определения короткозамкнутых витков распространены мало, а при помощи стандартных приборов можно только констатировать факт наличия или отсутствия обрыва.
Для устранения указанных недостатков разработаны схемы электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА). Работа электронных схем основана на другом принципе формирования высокого напряжения запуска и поддержания горения.
Watch this video on YouTube
Высоковольтный импульс генерируется электронными компонентами, а для поддержки разряда используется высокочастотное напряжение (25-100 кГц). Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах:
- с предварительным подогревом электродов;
- с холодным запуском.
В первом режиме на электроды подается низкое напряжения в течение 0.5-1 секунды для первоначального нагрева. По истечении времени подается высоковольтный импульс, из-за которого происходит зажигание разряда между электродами. Данный режим технически реализуется сложнее, но увеличивает срок службы ламп.
Режим холодного запуска отличается тем, что напряжение запуска подается на непрогретые электроды, вызывая быстрое включение. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами (с перегоревшими нитями накала).
Схемы с электронным дросселем имеют такие преимущества:
полное отсутствие мерцания; широкий температурный диапазон использования; малые искажения формы напряжения сети; отсутствие акустических шумов; увеличение срока службы источников освещения; малые габариты и вес, возможность миниатюрного исполнения; возможность диммирования — изменения яркости путем управления скважности импульсов питания электродов
Роли и функции балласта в люминесцентных лампах
Балласт в люминесцентных лампах выполняет несколько важных ролей и функций. Он обеспечивает стабильность работы лампы, регулирует ток и напряжение, а также защищает лампу от повреждений и длительного износа.
Одной из основных функций балласта является ограничение тока, проходящего через люминесцентную лампу. Без установленного балласта ток может нести опасность перегрева и повреждения лампы. Балласт действует как регулятор тока, обеспечивая его постоянство и защищая лампу от перегрузок.
Кроме того, балласт выполняет функцию стабилизации напряжения. Входной ток и напряжение могут изменяться в зависимости от внешних условий, таких как понижение или повышение напряжения в электрической сети. Балласт компенсирует эти изменения, обеспечивая постоянное напряжение для работы лампы.
Другая важная функция балласта — запуск лампы и поддержание ее работы на протяжении всего времени использования. При включении люминесцентной лампы требуется достаточно высокое напряжение для запуска газового разряда в трубке лампы. Балласт создает такое напряжение и удерживает его на определенном уровне в процессе работы.
Балласт также защищает лампу от износа и повреждений. Он предотвращает чрезмерное возрастание тока, что может привести к перегрузке и перегреву лампы. Кроме того, балласт устанавливает ограничение мощности для лампы, предотвращая появление избыточного тока и повреждение компонентов лампы.
Итак, балласт в люминесцентных лампах играет важную роль в обеспечении стабильной и безопасной работы лампы. Он контролирует ток и напряжение, запускает и поддерживает работу лампы, а также защищает ее от повреждений и износа. Правильный выбор балласта является необходимым условием для эффективного и долговечного использования люминесцентных ламп.
