Соединить люминесцентные лампы. Принцип работы люминесцентной лампы и устройство прибора. Ведь их использование позволяет

Ремонт квартиры

Люминесцентные лампы достаточно часто стали применяться в быту, и на данный момент обладают высокой популярностью, поскольку тарифы на электроэнергию с каждым разом растут выше и выше, и в связи с этим применение стандартных ламп накаливания превращается в достаточно недешевое решение. А покупка энергосберегающих ламп требует большого стартового вложения денежных средств, да и ультрамодные люстры диктуют применение большого числа данных изделий, что практически лишает данный процесс экономической целесообразности. В связи с этим в своих жилищах люди часто подключают люминесцентные лампы.

Конструкция лампы дневного света

Для того чтобы разобраться, как функционирует люминесцентная лампа, необходимо хотя бы поверхностно изучить ее конструкцию. В состав лампы входит тончайшая цилиндрическая колба из стекла, которая обладает разным диаметром и формой.

Разновидности ламп:

• прямые;
• кольцевые;
• U-образные;
• компактные (с цоколем Е14 и Е27).

Несмотря на то, что все они различаются по своему облику, в них всех есть внутри люминесцентное покрытие, электроды и заполнено это все инертным газом, в котором присутствует ртуть в парообразном состоянии. Электроды внешне похожи на маленькие спирали, которые приобретают высокую температуру на несколько секунд и поджигают газ. С помощью данного газа люминофор (которым обработана колба лампы), начинает светиться. Поскольку спирали для розжига обладают небольшими габаритами, то обычное напряжение, из квартирной электросети для них непригодно. Для этого используют специализированные изделия – дроссели, которые позволяют регулировать силу тока до нужного значения, с помощью индуктивного сопротивления. Кроме этого, чтобы спираль загоралась лишь на миг и не перегорела раньше срока, применяют еще один прибор – стартер, который позволяет после поджигания газа в колбе лампы, выключить накал электродов.

Как работают люминесцентные лампы?

На контакты нашей конструкции подается электрический ток 220 вольт, который идет через дроссель на стартовую нить лампы. Затем ток поступает на стартер, который включается и доставляет напряжение на следующую нить, подсоединенную к сетевому контакту.

Довольно часто на входных контактах ставят «емкость», которая выполняет функции сетевого фильтра. Благодаря ей часть большой мощности, поставляемой дросселем, гасится, и лампа «съедает» меньше энергии.

Как подключить люминесцентную лампу?

Схема подключения ламп дневного света, которую вы видели выше, относится к элементарной и справедлива для подключения одной лампы. Для организации работы двух люминесцентных ламп, нужно слегка модифицировать схему, следуя тому же правилу последовательного подключения всех приборов.
В нашем варианте применяется пара стартеров, по одному на каждую лампу. При подсоединении двух ламп к единственному дросселю необходимо брать в расчет его заявленную мощность, которая написана на его кожухе. К примеру, если он обладает мощность 60 Вт, то к нему, возможно подключить две идентичные лампы, обладающие нагрузкой не выше 30 Вт.

Кроме этого есть схема подключения люминесцентной лампы без применения стартеров. С помощью установки электронных балластных изделий «поджиг» ламп производится моментально, без свойственного «мерцания» со стартерным вариантом электроуправления.

Подсоединить лампу к подобным изделиям достаточно несложно: на их кожухе нанесен полный порядок действий при установке, какие клеммы лампы нужно подключить к соответствующим контактам. Однако чтобы стало абсолютно ясно, как сделать подсоединение люминесцентной лампы к электронному балласту, надо рассмотреть несложную схемку:

К достоинству подобного электроуправления относится отсутствие вспомогательных узлов, требуемых для стартерного варианта подключения ламп. Кроме этого, с адаптацией проекта повышается надежность функционирования осветительного изделия, поскольку убираются вспомогательные подключения кабелей со стартерами, которые как показывает практика, являются еще и достаточно ненадежными приборами.
Кроме этого есть проект подсоединения двух ламп дневного света к электронному балласту.

Обычно, в наборе с электронным балластным устройством уже есть все требуемые кабеля для установки, в связи с этим нет надобности, что-то выдумывать и производить лишние траты на приобретение отсутствующих элементов.

Как проверить лампу дневного света?

В случае если лампа перестала гореть, то, скорее всего, произошел разрыв вольфрамовой нити, с помощью которой подогревается газ, тем самым провоцируя свечение люминофора. В течении своей жизни вольфрам потихоньку испаряется, накапливаясь на внутренней поверхности лампы. Вместе с этим на концах колбы из стекла образуется темный слой, говорящий о том, что в ближайшее время лампа перегорит.

Как узнать, работоспособна ли вольфрамовая нить? Для этого, нужно взять стандартный тестер, с помощь которого возможно замерить сопротивление проводника и дотронуться его клеймами до выводных контактов лампы.

Если отражает сопротивление примерно 10 Ом, то это лучше всех слов сигнализирует нам, о том, что нить работоспособна.

Если же прибор показывает абсолютный 0, то эта лампа обладает обрывом спирали, вследствие чего не загорается.

Разрыв нити случается из-за того, что с течением времени спираль становится тоньше и потихоньку нарастает напряжение, идущее по ней. В связи с увеличением напряжения в первую очередь ломается стартер – это заметно по свойственному «мерцанию» ламп. После смены вышедших из строя ламп и стартеров конструкция обязана функционировать как часы.

Если при включении люминесцентных ламп слышны не характерные шумы или чувствуется смрад гари, необходимо срочно отключить осветительный прибор и изучить дееспособность всех его узлов. Есть вариант того, что контактные зоны ослабли, и происходит нагревание подсоединенных кабелей. Помимо того, если низкокачественно произведен дроссель, возможно замыкание обмоток с последующей поломкой люминесцентных ламп.

Лампы дневного света (ЛДС) широко применяются для освещения как больших площадей общественных помещений, так и в качестве бытовых источников света. Популярность люминесцентных ламп обусловлена в большей мере их экономическими характеристиками. По сравнению с лампами накаливания у данного типа ламп высокий КПД, повышенная светоотдача и более долгий срок службы. Однако функциональным недостатком ламп дневного света является необходимость наличия пускового стартера или специального пускорегулирующего устройства (ПРА). Соответственно задача пуска лампы при выходе из строя стартера или при его отсутствии является насущной и актуальной.

Принципиальное отличие ЛДС от лампы накаливания в том, что преобразование электроэнергии в свет происходит благодаря протеканию тока через пары ртути, смешанные с инертным газом в колбе. Ток начинает протекать после пробоя газа высоким напряжением, приложенным к электродам лампы.

1. Дроссель.
2. Колба лампы.
3. Люминесцентный слой.
4. Контакты стартера.
5. Электроды стартера.
6. Корпус стартера.
7. Биметаллическая пластина.
8. Нити накала лампы.
9. Ультрафиолетовое излучение.
10. Ток разряда.

Образующееся ультрафиолетовое излучение лежит в невидимой для человеческого глаза части спектра. Для его преобразования в видимый световой поток стенки колбы покрывают специальным слоем, люминофором. Меняя состав этого слоя можно получать разные световые оттенки.
Перед непосредственным запуском ЛДС электроды на её концах разогреваются прохождением через них тока или же за счёт энергии тлеющего разряда.
Высокое напряжения пробоя обеспечивает ПРА, который может быть собран по известной традиционной схеме или же иметь более сложную конструкцию.

Принцип действия стартера

На рис. 1 представлено типовое подключение ЛДС со стартером S и дросселем L. К1, К2 – электроды лампы; С1 – косинусный конденсатор, С2 – фильтрующий конденсатор. Обязательным элементом таких схем является дроссель (катушка индуктивности) и стартер (прерыватель). В качестве последнего зачастую используется неоновая лампа с биметаллическими пластинами. Для улучшения низкого коэффициента мощности из-за наличия индуктивности дросселя применяют входной конденсатор (С1 на рис.1).

Рис. 1 Функциональная схема подключения ЛДС

Фазы запуска ЛДС следующие:
1) Разогрев электродов лампы. В этой фазе ток течёт по цепи «Сеть – L – К1 – S – К2 – Сеть». В этом режиме стартер начинает хаотично замыкаться / размыкаться.
2) В момент разрыва цепи стартером S энергия магнитного поля, накопленная в дросселе L, в виде высокого напряжения прикладывается к электродам лампы. Происходит электрический пробой газа внутри лампа.
3) В режиме пробоя сопротивление лампы ниже, чем сопротивление ветви стартера. Поэтому ток течёт по контуру «Сеть – L – К1 – К2 – Сеть». В этой фазе дроссель L выполняет роль реактивного токоограничивающего сопротивления.
Недостатки традиционной схемы пуска ЛДС: звуковой шум, мерцание с частотой 100 Гц, увеличенное время пуска, низкий КПД.

Принцип действия ЭПРА

Электронные ПРА (ЭПРА) используют потенциал современной силовой электроники и являются более сложными, но и более функциональными схемами. Такие устройства позволяют контролировать три фазы запуска и регулировать световой поток. В результате повышается срок службы лампы. Также, из-за питания лампы током более высокой частоты (20÷100 кГц) отсутствует видимое мерцание. Упрощённая схема одной из популярных топологий ЭПРА приведена на рис. 2.

Рис. 2 Упрощённая принципиальная схема ЭПРА
На рис. 2 D1-D4 – выпрямитель сетевого напряжения, С – фильтрующий конденсатор, Т1-Т4 – транзисторный мостовой инвертор с трансформатором Tr. Опционально в ЭПРА могут присутствовать входной фильтр, схема коррекции коэффициента мощности, дополнительные резонансные дроссели и конденсаторы.
Полная принципиальная схема одного из типовых современных ЭПРА приведена на рис 3.

Рис. 3 Схема ЭПРА BIGLUZ
В схеме (рис. 3) присутствуют основные выше названные элементы: мостовой диодный выпрямитель, фильтрующий конденсатор в звене постоянного тока (С4), инвертор в виде двух транзисторов с обвязкой (Q1, R5, R1) и (Q2, R2, R3), дроссель L1, трансформатор с тремя выводами TR1, схема запуска и резонансный контур лампы. Две обмотки трансформатора служат для включения транзисторов, третья обмотка входит в состав резонансного контура ЛДС.

Способы пуска ЛДС без специализированного ПРА

При выходе из строя лампы дневного света возможны две причины:
1) . В таком случае достаточно заменить стартер. Эту же операцию следует провести при появлении мерцания лампы. В таком случае при визуальном осмотре на колбе ЛДС нет характерных затемнений.
2) . Возможно, перегорела одна из нитей электродов. При визуальном осмотре могут быть заметны потемнения на концах колбы. Здесь можно применить известные схемы запуска для продолжения эксплуатации лампы даже с перегоревшими нитями электродов.
Для экстренного запуска лампу дневного света можно подключить без стартера по схеме, приведенной ниже (рис. 4). Здесь роль стартера выполняет пользователь. Контакт S1 замыкается на весь период работы лампы. Кнопка S2 замыкается на 1-2 секунды для зажигания лампы. При размыкании S2 напряжение на ней в момент зажигания будет значительно больше сетевого! Поэтому при работе с такой схемой следует проявлять повышенную осторожность.

Рис. 4 Принципиальная схема запуска ЛДС без стартера
Если требуется быстро зажечь ЛДС со сгоревшими нитями накала, то необходимо собрать схему (рис. 5).

Рис. 5 Принципиальная схема подключения ЛДС со сгоревшей нитью накала
Для дросселя 7-11 Вт и лампы 20 Вт номинал С1 – 1 мкФ с напряжением 630 В. Конденсаторы с меньшим номиналом использовать не стоит.
Автоматические схемы запуска ЛДС без дросселя предполагают использование в качестве ограничителя тока обыкновенной лампы накаливания. Такие схемы, как правило, являются умножителями и питают ЛДС постоянным током, что вызывает ускоренный износ одного из электродов. Однако подчеркнём, что такие схемы позволяют некоторое время запускать даже ЛДС со сгоревшими нитями электродов. Типовая схема подключения люминесцентной лампы без дросселя приведена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема подключения ЛДС без дросселя

Рис. 7 Напряжение на ЛДС подключенной по схеме (рис. 6) до момента пуска
Как видим на рис. 7 напряжение на лампе в момент пуска доходит до уровня 700 В примерно за 25 мс. Вместо лампы накаливания HL1 можно использовать дроссель. Конденсаторы в схеме рис. 6 следует выбирать в пределах 1÷20 мкФ с напряжением не меньше 1000В. Диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение 1000В и ток от 0,5 до 10 А в зависимости от мощности лампы. Для лампы мощностью 40 Вт будет достаточно диодов, рассчитанных на ток 1.
Ещё один вариант схемы запуска показан на рис 8.

Рис. 8 Принципиальная схема умножителя с двумя диодами
Параметры конденсаторов и диодов в схеме на рис. 8 аналогичны схеме на рис. 6.
Один из вариантов использования низковольтного источника питания приведен на рис. 9. На основе такой схемы (рис. 9) можно собрать беспроводную лампу дневного света на аккумуляторе.

Рис. 9 Принципиальная схема подключения ЛДС от низковольтного источника питания
Для вышеприведенной схемы необходимо намотать трансформатор с тремя обмотками на одном сердечнике (кольце). Как правило, первой наматывают первичную обмотку, затем главную вторичную (на схеме обозначена, как III). Для транзистора необходимо предусмотреть охлаждение.

Заключение

При выходе из строя стартера лампы дневного света можно применить экстренный «ручной» запуск или простые схемы питания постоянным током. При использовании схем на основе умножителей напряжения есть возможность запускать лампу без дросселя, используя лампу накаливания. Работая на постоянном токе, отсутствует мерцание и шум ЛДС, однако уменьшается срок службы.
В случае перегорания одной или двух нитей катодов люминесцентной лампы её можно продолжать эксплуатировать некоторое время, применяя упомянутые схемы с повышенным напряжением.

Схема стандартного "дроссельного" включения ламп дневного света:

В данном случае лампе мощностью 40Вт должен соответствовать балласт (Др) мощностью 40Вт. Стартер S служит для запуска электродугового разряда в газовой трубке лампы.
Если одна из нитей накала лампы сгорит, то лампу невозможно будет запустить. Для неё неообходима нижеследующая схема подключения.

Схема для сгоревших ламп дневного света (лд-40)

Вопросы эксплуатационной надежности ламп дневного света (ЛДС), их "реанимации" неоднократно освещались на страницах журнала "Радио" . Для повышения надежности ЛДС в их рекомендуют питать выпрямленным током сети с использованием бесстартерного устройства запуска. Нити накала лампы по прямому назначению не используют, каждая из них шунтирована перемычкой и выполняет функцию электрода, на который подают напряжение, необходимое для включения лампы. По сути, предлагается мгновенное "холодное зажигание" резким повышением напряжения на ЛДС при пуске без предварительного подогрева ее электродов.

Схема для "сгоревших" ламп дневного света

Однако отметим, что зажигание с холодными электродами серийных ЛДС, предназначенных для работы с подогревом нитями накала, является для электродов более тяжелым режимом, чем включение обычным образом . Лампы быстро изнашиваются, и в этом случае, естественно, говорить о наработке среднего гарантированного заводом-изготовителем срока службы ЛДС не представляется возможным.

Другая особенность при работе ЛДС на постоянном токе - возникновение явления катафореза из-за перемещения ионов ртути в лампе к катоду. В результате происходит затемнение лампы со стороны анода, что снижает ее световой поток. Уменьшить влияние такого явления можно, если периодически (один-два раза в месяц), согласно рекомендации в [б], менять полярность подключения ЛДС, а это усложняет эксплуатацию светильников.

К сказанному следует добавить, что зажигание ЛДС с холодными электродами требует повышения напряжения до 400...750 В. Такое напряжение, несмотря на его кратковременность, небезопасно в эксплуатации, особенно в быту.

Поэтому приведенные в советы больше подойдут для ЛДС, которые не могут работать от сети переменного тока, что бывает при обрыве или разрушении нитей накала, потере эмиссии одним из электродов лампы.

Для улучшения общего или местного освещения в предлагается обычный светильник с лампой накаливания дополнить светильником с ЛДС, включенным на питание постоянным током, причем лампа накаливания выполняет функцию балластного резистора. Так, для ламп накаливания мощностью 75 или 100 Вт необходимо установить светильник с ЛДС мощностью 20 Вт, а для 200 или 250 Вт - 80-ваттную ЛДС.

Однако использование лампы накаливания вместо дросселя значительно снижает экономичность такого комбинированного светильника. Лампа накаливания мощностью 100 Вт и напряжением 220...235 В создает световой поток 1000 лм. При работе такой лампы, выполняющей функцию балластного резистора, совместно с ЛДС мощностью 20 Вт напряжение на ней - около 180 В (по результатам измерения), что составляет 80 % от номинального. Мощность, потребляемая лампой накаливания в этом случае, составляет 70 % от номинальной (примерно 70 Вт), а световой поток - всего 45 % (450 лм). При световом потоке ЛДС в 1200 лм общий световой поток комбинированного светильника составит 1650 лм, а потребляемая мощность - 90 Вт. В то же время ЛДС мощностью 30 Вт создает световой поток в 2100 лм, на 27 % больше при меньшей в три раза потребляемой мощности. Очевидно, что намного экономичнее вместо комбинированного светильника использовать обычный с ЛДС мощностью 30 Вт, исключив дополнительные затраты на монтажные работы по соединению светильников между собой.

Проведенный подобным образом анализ работы комбинированного светильника с лампой накаливания 200 Вт и ЛДС мощностью 80 Вт, рабочее напряжение которой 102 В, в отличие от ЛДС - 20 Вт, показывает, что световой поток лампы накаливания составляет всего лишь 5,4 % (280 лм) от светового потока ЛДС (5220 лм), а общая потребляемая мощность - 160 Вт (80 Вт лампа накаливания и 80 Вт ЛДС). По создаваемому световому потоку лампа "двухсотка" в комбинированном светильнике будет эквивалентна лампе накаливания "сороковке" (300 лм). По сути, в таком светильнике лампа накаливания только "греет", потребляя мощность 80 Вт, но не светит (5,4 %), и, естественно, необходимость в таком светильнике отсутствует.

Повысить световой поток комбинированного светильника с ЛДС мощностью 30, 40, 65, 80 Вт можно, если использовать лампы накаливания на напряжение 127 В. Однако в этом случае, при пробое диодов моста, от которого питается ЛДС, лампа накаливания оказывается под напряжением сети 220 В, и ее нить перегорает . Чтобы исключить выход из строя лампы накаливания, ее необходимо включить в цепь постоянного тока последовательно с ЛДС (см. схему). Подобный способ изложен в [б]. При включении выключателя SA1 устройство работает как удвоитель напряжения, выходное напряжение которого приложено к промежутку катод-анод лампы EL2. После зажигания лампы устройство переходит в режим двуполупе-риодного выпрямления с активной нагрузкой. Выпрямленное напряжение примерно одинаково распределено между лампами EL1 и EL2, что справедливо для ЛДС мощностью 30, 40, 65, 80 Вт, имеющих рабочее напряжение в среднем около 100 В.

Для ЛДС мощностью 80 Вт целесообразно использовать две лампы накаливания на 127 В по 60 Вт каждая, включив их параллельно. При таком включении световой поток ламп накаливания будет составлять примерно 24 % от потока ЛДС.

Для ЛДС мощностью 65 Вт наиболее подходящая лампа накаливания на 100 Вт, 127 В. Световой поток этой лампы в комбинированном светильнике примерно 20 % от потока ЛДС. Соответственно для ЛДС мощностью 40 Вт необходима лампа накаливания на 60 Вт, 127 В. Ее световой поток составит 20 % от потока ЛДС. И наконец, для ЛДС мощностью 30 Вт можно применить две лампы накаливания на 127 В по 25 Вт каждая, включив их параллельно. Световой поток этих двух ламп накаливания - около 17 % светового потока ЛДС. Такое увеличение светового потока лампы накаливания в комбинированном светильнике объясняется тем, что они работают при напряжении, близком к номинальному, когда их световой поток приближается к 100 %. В то же время, при напряжении на лампе накаливания около 50 % от номинального, их световой поток составляет всего лишь 6,5 %, а потребляемая мощность - 34 % от номинальной .

Для питания ЛДС мощностью 30, 40, 65 Вт лучше всего использовать диодную сборку КЦ404А, которая имеет держатель предохранителя. ЛДС мощностью 80 Вт (рабочий ток 0,86 А) потребует более мощных диодов, например, КД202Р, КД203Г, Д248Б.

Схема включения люминесцентных ламп гораздо сложнее, нежели у ламп накаливания.
Их зажигание требует присутствия особых пусковых приборов, а от качества исполнения этих приборов зависит срок эксплуатации лампы.

Чтоб понять, как работают системы запуска, нужно до этого ознакомиться с устройством самого осветительного устройства.

Люминесцентная лампа представляет из себя газоразрядный источник света, световой поток которого формируется в главном за счёт свечения нанесённого на внутреннюю поверхность колбы слоя люминофора.

При включении лампы в парах ртути, которыми заполнена пробирка, случается электронный разряд и возникшее при всем этом уф-излучение воздействует на покрытие из люминофора. При всем этом происходит преобразование частот невидимого уф-излучения (185 и 253,7 нм) в излучение видимого света.
Ети лампы обладают низким потреблением электроэнергии и пользуются большой популярностью, особенно в производственных помещениях.

Схемы

При подключении люминесцентных ламп используется особая пуско-регулирующая техника – ПРА. Различают 2 вида ПРА: электронная – ЭПРА (электронный балласт) и электромагнитная – ЭМПРА (стартер и дроссель).

Схема подключения с применением электромагнитный балласта или ЭмПРА (дросель и стартер)

Основные недостатки

• В сравнении со схемой с электронным балластом на 10-15 % больший расход электричества.

• Долгий пуск не менее 1 до 3 секунд (зависимость от износа лампы)

• Неработоспособность при низких температурах окружающей среды. К примеру, зимой в неотапливаемом гараже.

• Стробоскопический результат мигания лампы, что плохо оказывает влияние на зрение, при чем детали станков, вращающихся синхронно с частотой сети- кажутся неподвижными.

• Звук от гудения пластинок дросселя, растущий со временем.

Схема включения с двумя лампами но одним дросселем . Следует заметить что индуктивность дросселя должна быть достаточной по мощности етих двух ламп.
Следует заметить что в последовательной схеме включения двох ламп применяются стартеры на 127 Вольт, они не будут работать в одноламповой схеме, для которой понадобятся стартеры на 220 Вольт

Ета схема где, как видите, нет ни стартера ни дроселя, можна применить если у ламп перегорели нити накала. В таком случае зажечь ЛДС можно при помощи повышающего трансформатора Т1 и конденсатора С1 который ограничит ток протекающий через лампу от сети 220вольт.

Ета схема подойдет все для тех же ламп у которых перегорели нити накала, но сдесь уже ненада повышающего трансформатора что явно упрощает конструкцию устройства

А вот такая схема с применением диодного выпрямительного моста устраняет ее мерцание лампы с частотой сети, которое снановится очень заметным при ее старении.

или сложнее

Если в вашем светильнике вышел с строя стартер или мигает постоянно лампа (вместе с стартером если присмотрется под корпус стартера) и под рукой нечем заменить, зажечь лампу можна и без него - достаточно на 1-2 сек. закоротить контакты стартера или поставить кнопку S2 (осторожно опасное напряжение)

тот же случай но уже для лампы с перегоревшей нитей накала

Схема подключения с применением электронного балласта или ЭПРА

Электронный Пускорегулирующий Аппарат (ЭПРА) в отличии от электромагнитного подает на лампы напряжение не сетевой частоты, а высокочастотное от 25 до 133 кГц. А это полностью исключает вероятность появления приметного для глаз мерцания ламп. В ЭПРА используется автогенераторная схема, включающая трансформатор и выходной каскад на транзисторах.

Люминесцентный светильник

Лампы дневного света (сокращенно ЛДС) заняли достойную нишу на рынке электроосветительных приборов благодаря своей экономичности и высоким эксплуатационным характеристикам.

Появились различные модификации ЛДС, позволяющие усовершенствовать устройства запуска ламп (ЭПРА), минимизировать размеры светильников, сделать компактные люминесцентные лампы (КЛС), совместив колбу и электрическую плату в одном корпусе.

Данные осветительные электроприборы существенно дороже обычных лампочек накаливания, поэтому, при выходе из строя люминесцентных светильников, стоит задуматься об их ремонте и восстановлении.

Подробно принцип работы люминесцентных источников света, их подключение и замена описаны в предыдущей , а узнать о видах, достоинствах и преимуществах люминесцентных энергосберегающих ламп можно, перейдя по данной . Здесь будут описаны основные неполадки люминесцентных светильников, методы продления срока службы ЛДС и возможности ремонта пускорегулирующих аппаратов (ПРА).

Причины неполадок люминесцентных светильников

Стоит коротко описать взаимодействие компонентов люминесцентного светильника – сама лампа не может работать без пускорегулирующего аппарата (балласта), который бывает электромагнитным (ЭмПРА ) в виде дросселя и стартера, и электронным (ЭПРА ), в котором физические условия запуска и свечения источника света обеспечиваются радиоэлектронными составляющими.

Соответственно, причиной неработающего светильника могут быть неполадки, как в электронной схеме пускорегулирующего аппарата, так и старение, износ и перегорание самой лампы. Правильное определение причин позволит осуществить своими руками ремонт неработающей лампы дневного света.

Мигание лампы как признак неполадок

В отличие от обычных лампочек накаливания, которая перестает работать (перегорает) мгновенно и всегда неожиданно, скорый износ лампы дневного света можно определить по тому, как она моргает (мигает) во время запуска. Данный процесс свидетельствует об изменениях в химическом составе светящегося газа (вырождение паров ртути) а также о выгорании электродов.

Мигает, как правило, лампа дневного света, у которой с торцов наблюдается почернение – данный нагар свидетельствует о выгорании спирали и об необратимых химических процессах, происходящих внутри колбы – ремонту такой источник света не подлежит, но можно продлить срок его службы.

Очень часто люминесцентный светильник моргает из-за неполадок в ЭмПРА или ЭПРА. Замена лампы на новую позволит точно определить причину мигания

Но не стоит выбрасывать старую лампу. Во первых, ее нужно утилизировать, согласно государственным законам, так как внутри колбы имеются вредные пары ртути.

Во вторых, даже если перегорели нити накаливания, можно продлить строк эксплуатации данного источника света, при помощи несложной схемы, которую можно спаять своими руками, или подключив лампу к ЭПРА с холодным запуском, замкнув контактные выводы, как показано на видео:

Иногда даже исправный люминесцентный светильник моргает при запуске из-за череды неблагоприятных стартовых обстоятельств – разрыв цепи стартера происходит в момент прохождения синусоидой нуля, из-за чего индукционный всплеск напряжения оказывается недостаточным для ионизации газа внутри колбы.

По аналогичной причине люминесцентная лампа мигает на старте из-за низкого напряжения сети. Во время работы, если скачки напряжения не превышают допустимых пределов, исправный светильник дневного света мигать не должен – пускорегулирующий аппарат поддерживает ток в газе на одном уровне.

Ремонт люминесцентных светильников

Алгоритм ремонта мигающего светильника дневного света происходит по этапам:

• Проверяется напряжение сети и качество контактов подключения;
• Производится замена лампы на исправную;
• Если светильник и дальше моргает:
  • в светильниках с ЭмПРА нужно поменять стартер и проверить дроссель (балласт);
  • в источниках дневного света с ЭПРА необходим ремонт или замена электронного балласта;

Проверка и ремонт пускорегулирующих аппаратов, как и продление срока службы изношенной лампы, требует радиотехнических познаний и соответствующих инструментов, таких как мультиметр, паяльник, набор отверток и т д.

Электромагнитный балласт

Поскольку люминесцентный светильник с ЭмПРА достаточно прост, после замены лампы и стартера, алгоритм ремонта заключается в следующих этапах:

Электронный балласт

У разных производителей ЭПРА электронные схемы различаются, но, в общем, их принцип действия одинаков – нити накала люминесцентных ламп обладают некой индуктивностью, что позволяет включить их в автоколебательный контур, состоящий из конденсаторов и катушек. Данный контур имеет обратную связь с инвертором, собранным на мощных транзисторных ключах.

При нагреве нитей их сопротивление увеличивается, изменяются характеристики колебаний, на что реагирует инвертор, выдавая напряжение розжига лампы. Ток через ионизированный газ шунтирует напряжение на нитях, уменьшая их накал. Обратная связь инвертора с автоколебательным контуром позволяет регулировать силу тока в лампе.

Для питания инвертора применяется диодный выпрямитель с системой фильтрации и сглаживания помех. Высокочастотный инвертор является одной из причин большой популярности ЭПРА – подключенная лампа не моргает с удвоенной частотой сети 100 Гц, и не гудит при работе, как это происходит при применении ЭмПРА.

Ремонт электронного балласта

Большинство радиолюбителей не задаются целью понять предназначение и функцию каждого элемента схемы, тем более, если нет возможности проверить характеристики в работе. Поэтому будет намного полезней описать последовательность действий при ремонте.

Для диагностики ЭПРА в ремонтных мастерских используется осциллограф, генераторы частоты и другое измерительное оборудование. В домашних условиях возможности поиска неисправных компонентов сводится к визуальному осмотру электронной платы и последовательному поиску перегоревшей детали при помощи имеющихся измерительных инструментов.

Первым делом следует проверить предохранитель, если он присутствует в схеме. Выход из строя предохранителя может оказаться единственной проблемой, возникшей из-за перенапряжения в сети. Но чаще перегоревший предохранитель, как правило, указывает на более сложные неисправности пускорегулирующего аппарата лампы дневного света.

Как показывает практика, в электронном балласте могут выйти из строя любые компоненты – конденсаторы, резисторы, транзисторы, диоды, дроссели и трансформаторы. Визуально определить неисправность можно по характерному почернению деталей, изменению цвета платы или вспучиванию конденсаторов, как показано на видео:

Для проверки деталей мультиметром (особенно транзисторов и диодов) их лучше выпаять из платы – сопротивление других элементов схемы может давать ложные показания измерений. Не выпаивая детали, их можно гарантированно проверить только на пробой. При проверке деталей может возникнуть проблема с их идентификацией, поэтому, будет полезно для ремонта сначала скачать схему устройства.

Выявленный дефектный элемент подлежит замене. Паять полупроводниковые приборы – диоды и транзисторы следует с особой осторожностью – они чувствительны к перегреву. Следует помнить, что запускать электронный балласт без нагрузки нельзя, то есть, нужно подключить к нему лампу дневного света соответствующей мощности.

Самодельный ЭПРА

Многие радиолюбители переходят с ЭмПРА, изготовляя самодельный электронный балласт для люминесцентных источников дневного света. Схема электронного балласта с измеренными в контрольных точках осциллограммами приведена на рисунке:

На рисунке ниже показана осциллограмма в момент запуска (розжига) лампы дневного света, а также приводится чертеж печатной платы и внешний вид электронного пускорегулирующего аппарата.

На видео ниже мастер, изготовивший данный электронный балласт, указывает на основные особенности собственноручного изготовления данного устройства:

Продление срока службы лампы дневного света

Уже во время начала массовой эксплуатации люминесцентных светильников радиолюбители научились продлевать срок их службы и заставляли зажигаться лампы дневного света, у которых перегорели нити накаливания. Зажигание обеспечивалось путем увеличения напряжения , приложенного к электродам лампы.

Увеличение напряжения производится по схеме с двухполупериодным умножителем на диодах и конденсаторах. Таким образом на электродах лампы в момент запуска достигается пик напряжения свыше 1000 В, что является достаточным для холодной ионизации паров ртути и возникновения разряда в газе колбы. Поэтому возможен розжиг и стабильная работа лампы даже с перегоревшими спиралями.

Основным недостатком данной схемы запуска ламп дневного света является большое номинальное напряжение конденсаторов – не менее 600 В , что делает устройство весьма громоздким. Другим недостатком является постоянный ток, из-за чего пары ртути будут накапливаться возле анода, поэтому лампу нужно будет периодически переключать, вынимая из держателей и оборачивая.

Резистор выполняет функцию ограничения тока, иначе лампа может взорваться. Резистор можно намотать своими руками, используя проволоку из нихрома, но, такие же результаты дает правильно подобранная лампа накаливания, в которой рассеиваемая тепловая энергия не пропадет даром, а будет выделяться в виде дополнительного свечения лампочки.

В большинстве случаев радиолюбители используют вместо резистора лампы накаливания на 127 В, мощностью 25-150 Вт, комбинируя их в случае надобности. Мощность лампы, подключаемой вместо резистора, должна в несколько раз превышать мощность подключаемого люминесцентного светильника. Номиналы других элементов, рассчитанные исходя из мощности лампы дневного света, указаны в таблице.

В данной таблице требуемое сопротивление и мощность рассеивающей лампы достигается путем параллельного подключения нескольких лампочек на 127 В. Диоды могут быть заменены на импортные, с аналогичными характеристиками. Конденсаторы должны выдерживать напряжение не менее 600 В.