Как проверить электронный дроссель люминесцентной лампы: Дроссели для люминесцентных ламп купить в Москве не дорого с доставкой, цена, фото, гарантия производителя.

Содержание

Дроссели и трансформаторы ЭПРА для люминесцентных и светодиодных ламп

Полезная информация

Для питания низковольтных галогенных ламп, рассчитанных на работу с напряжением в 6, 12 или 24 В, используются специальные адаптеры питания — трансформаторы для галогенных ламп. Они выполняют роль преобразователя обычного сетевого напряжения 220 В в требуемое для «галогенок».

Классификация трансформаторов

Электромагнитные (индукционные) — главным составляющим элементом их конструкции являются индукционные катушки. Преимуществом их является небольшая стоимость и высокий уровень надежности оборудования, а к недостаткам можно отнести чувствительность к скачкам напряжения и большой вес (1,5-2 кг), из-за которого такие трансформаторы имеют ограничения по применению. Например, их затруднительно использовать для питания встроенных потолочных ламп.

Электронные — являются более совершенным видом трансформаторов для галогенных ламп. Отличаются стабильным напряжением на выходе, высоким коэффициентом мощности, компактными массогабаритными характеристиками, что практически исключает ограничения в сфере использования.

В особую группу стоит выделить блоки защиты ламп. При подключении к сети они обеспечивают плавный запуск и защиту от скачков и перепадов напряжения как галогенных, так и обычных ламп накаливания. Это значительно продлевает срок службы осветительных устройств.

Технические характеристики

  • Мощность — от этого параметра напрямую зависит количество подключенных к трансформатору галогенных ламп: его мощность должна быть не меньше суммарной мощности ламп, поэтому рекомендуется выбирать трансформатор с 10-15% запасом по мощности, чтобы устройство не работало на предельной нагрузке. Но и с излишком тоже не стоит покупать, так как каждый трансформатор должен иметь минимальную нагрузку, обеспечивающую его стабильную работу.
  • Напряжение — показывает, в напряжение какого значения (6, 12 или 24 В) преобразуется стандартное сетевое.

разновидности устройств, назначение, схема и отзывы

Лампы дневного света (ЛДС) — это первые экономичные приборы, которые появились после традиционных светильников с нитью накаливания. Они относятся к газоразрядным устройствам, где обязательно требуется элемент, ограничивающий мощность в электрической цепи.

Назначение дросселя

Дроссель для ламп дневного света управляет напряжением, подаваемым на электроды лампы. Кроме того, у него есть следующие назначения:

  • защита от скачков напряжения;
  • разогрев катодов;
  • создание высокого напряжения для запуска лампы;
  • ограничение силы электрического тока после пуска;
  • стабилизация процесса горения лампы.

Для экономии дроссель подключается на две лампы.

Принцип действия электромагнитного пускорегулирующего устройства (ЭмПРА)

Первая схема запуска люминесцентной лампы, которая была создана и применяется до сих пор, включает элементы:

  • дроссель;
  • стартер;
  • два конденсатора.

Схема лампы дневного света с дросселем подключается в сеть на 220 В. Все детали, соединенные вместе, называются электромагнитным балластом.

При подаче питания замыкается цепь вольфрамовых спиралей лампы, и включается стартер в режиме тлеющего разряда. Через лампу ток пока не проходит. Нити постепенно разогреваются. Контакты стартера в исходном состоянии разомкнуты. Один из них выполнен биметаллическим. Он сгибается при нагревании от тлеющего разряда и замыкает цепь. При этом ток возрастает в 2-3 раза и катоды лампы разогреваются.

Как только замкнутся контакты стартера, разряд в нем прекращается и биметаллическая пластина начинает остывать. В результате подвижный контакт размыкается и происходит самоиндукция дросселя в виде значительного импульса напряжения. Его достаточно, чтобы электроны пробили газовую среду между электродами и лампа зажглась. Через нее начинает проходить номинальный ток, который затем снижается в 2 раза по причине падения напряжения на дросселе. Стартер постоянно остается в выключенном состоянии (контакты разомкнуты), пока ЛДС горит.

Таким образом, балласт запускает лампу и в дальнейшем поддерживает ее в активном состоянии.

Достоинства и недостатки ЭмПРА

Электромагнитный дроссель для ламп дневного света отличается низкой ценой, простотой конструкции и высокой надежностью.

Кроме того, имеются недостатки:

  • пульсирующий свет, приводящий к усталости глаз;
  • до 15 % теряется электроэнергия;
  • шумы в момент запуска и при работе;
  • лампа плохо запускается при низкой температуре;
  • большие размеры и вес;
  • длительный запуск лампы.

Обычно гудение и мерцание лампы происходят при нестабильном питании. Балластники производят с разными уровнями шума. Чтобы его уменьшить, можно выбрать подходящую модель.

Лампы и дроссели подбираются равными друг другу по мощности, иначе срок службы светильника значительно сократится. Обычно их поставляют в комплекте, а замену балласта делают устройством с теми же параметрами.

Люминесцентные лампы в комплекте с ЭмПРА стоят недорого, и для них не нужна настройка.

Для балластника характерным является потребление реактивной энергии. Для снижения потерь параллельно сети питания подключается конденсатор.

Электронный балласт

Все недостатки электромагнитного дросселя необходимо было устранить, и в результате исследований был создан электронный дроссель для ламп дневного света (ЭПРА). Схема представляет собой единый блок, производящий запуск и поддерживание процесса горения путем формирования заданной последовательности изменения напряжения. Подключить его можно с помощью прилагаемой к модели инструкции.

Дроссель для ламп дневного света электронного типа имеет достоинства:

  • возможность мгновенного запуска или с любой задержкой;
  • отсутствие стартера;
  • отсутствие моргания;
  • повышенная светоотдача;
  • компактность и легкость устройства;
  • оптимальные режимы работы.

ЭПРА дороже электромагнитного устройства из-за сложной электронной схемы, которая включает фильтры, коррекцию коэффициента мощности, инвертор и балласт. В некоторых моделях устанавливается защита от ошибочного запуска светильника без ламп.

В отзывах пользователей говорится об удобстве применения ЭПРА в энергосберегающих ЛДС, которые встраиваются непосредственно в цоколи для обычных стандартных патронов.

Как запустить люминесцентную лампу с помощью ЭПРА?

При включении от электронного балласта на электроды подается напряжение, и происходит их разогрев. Затем на них поступает мощный импульс, зажигающий лампу. Он образуется путем создания колебательного контура, входящего в резонанс перед разрядом. Таким путем хорошо подогреваются катоды, испаряется вся ртуть в колбе, благодаря чему происходит легкий запуск лампы. После возникновения разряда резонанс колебательного контура тут же прекращается и напряжение снижается до рабочего.

Принцип работы ЭПРА похож на вариант с электромагнитным дросселем, так как лампа запускается высоким напряжением, которое затем снижается до постоянной величины и поддерживает разряд в лампе.

Частота тока достигает 20-60 кГц, за счет чего мерцание исключено, а КПД становится выше. В отзывах часто предлагается заменить электромагнитные дроссели на электронные. Важно, чтобы они подходили по мощности. Схема может создавать мгновенный пуск или с постепенным нарастанием яркости. Холодный пуск производить удобно, но при этом срок службы светильника становится намного меньше.

Лампа дневного света без стартера, дросселя

ЛДС можно включать без громоздкого дросселя, используя вместо него простую лампу накаливания с аналогичной мощностью. В данной схеме стартер также не нужен.

Подключение производится через выпрямитель, в котором напряжение удваивается с помощью конденсаторов и поджигает лампу без разогрева катодов. Последовательно с ЛДС через фазный провод включается лампа накаливания, ограничивающая ток. Конденсаторы и диоды выпрямительного моста следует подбирать с запасом по допустимому напряжению. При питании ЛДС через выпрямитель колба с одной стороны скоро начнет темнеть. В таком случае надо изменить полярность питания.

Подключение лампы дневного света без дросселя, где вместо него применяется активная нагрузка, дает слабую яркость.

Если вместо лампы накаливания установить дроссель, лампа будет светиться заметно сильней.

Проверка исправности дросселя

Когда ЛДС не горит, причина кроется в неисправности электропроводки, самой лампы, стартера или дросселя. Простые причины выявляются тестером. Перед тем как проверить дроссель лампы дневного света мультиметром, следует отключить напряжение и разрядить конденсаторы. Затем переключатель прибора устанавливается в режим прозвонки или на минимальный предел измерения сопротивления и определяются:

  • целостность обмотки катушки;
  • электросопротивление обмотки;
  • межвитковое замыкание;
  • обрыв в обмотке катушки.

В отзывах предлагается проверять дроссель, подключив его к сети через лампу накаливания. При межвитковом замыкании она горит ярко, а исправная — вполнакала.

При обнаружении неисправности дроссель проще заменить, поскольку ремонт может обойтись дороже.

Чаще всего в схеме выходит из строя стартер. Для проверки его работоспособности вместо него подключают заведомо исправный. Если лампа так и не зажигается, значит, причина в другом.

Дроссель также проверяют с применением исправной лампы, подключив от него два провода к ее цоколю. Если лампа загорится ярко, значит, дроссель работоспособен.

Заключение

Дроссель для ламп дневного света совершенствуется в направлении улучшения технических характеристик. Электронные устройства начинают вытеснять электромагнитные. Вместе с тем продолжают применяться старые варианты моделей в связи с их простотой и низкой ценой. Необходимо разбираться во всем многообразии типов, правильно их эксплуатировать и подключать.

Дроссель для ламп дневного света

ОСК Лампы.РФ осуществляет оптовую реализацию светотехнической продукции. В условиях постоянно растущего спроса на производительные энергосберегающие приборы предприятие делает упор на инновационные изделия, отвечающие современным требованиям.

Стандартное напряжение домашней сети для люминесцентных ламп не подходит. Использование специальных приборов, дросселей, позволяет преобразовать силу тока до номинального показателя. Это катушка с проводом, намотанным на специальный ферромагнитный сердечник. Индуктивные свойства дросселя дают возможность использовать его для запуска люминесцентных ламп.

Технические характеристики дросселей

Фото

Артикул

Наименование

Напряжение, В

Упаковка

503875. 58

L 7/9/11.851 230V/50HZ 85x41x28 VS — дроссель 2250/п

230V

10

12682600

L 26.826H 230V 0,325А 155x41x26 Schwabe Hellas — дроссель

230V

10

534142.12

L 4/6/8-265H 220V VS — дроссель

220V

10

13283100

L 32.830H 0.45A 230V 155x41x26 Schwabe Hellas — дроссель

230V

10

10707134

NAHJ 70.713.4 230V 1,00A 112x66x52 SCHWABE HELLAS -дроссель

230V

кор. 6

11256134

Q 125.613.4 230V 1,15A 112x66x52 SCHWABE HELLAS — дроссель

230V

1

12282200

L 22.890H 0. 4A 230V 155x41x26 Schwabe Hellas — дроссель

230V

10

534487.11

NAHJ 1000.089 220V 10,3A 203x102x92 метгал-натрий -дроссель Vossloh Schwabe 105/палл

220V

1

12506146

Q 250.614.6 220V 2,13A 145x66x52 SCHWABE HELLAS — дроссель

220V

1

13083000

L 30.832H 0.36A 230V 155x41x26 Schwabe Hellas — дроссель

230V

10

20041210

CD-Z 400M 35-400W 230V 50Hz d35x87 FOTON металл+гайка -ИЗУ

230V

30

20040202

CD-Z 1000 600-1000W 230V 4-5kV 1 метр FOTON металл+гайка — ИЗУ

230V

30

x02564752

FOTON 1000W 230V 10,3А 248x102x92 МГ-натрий -дроссель

230V

1

3545454646

FL-01 2000W 10,3A 400x265x188 IP65 FOTON LIGHTING- моноблок

230V

1

434641

FL-02 BOX 70W 250×85 IP65 FOTON LIGHTING- пустой корпус

230V

1

246466

FL-11 GEAR BOX 70W 224x170x105 IP65 FOTON LIGHTING-моноблок

230V

10

246467

FL-11 GEAR BOX 150W 224x170x105 IP65 FOTON LIGHTING-моноблок

230V

10

20110071

FL-19 GEAR BOX 70 FOTON LIGHTING (моноблок) (225Х125Х75)

230V

8

556444

FL-20 GEAR BOX 2x18w IP20 FOTON LIGHTING моноблок 225x125x75

230V

8

511031

GBP-23 35W зеленый FOTON LIGHTING моноблок 215x82x73

230V

10

Принцип работы дросселя

Дроссель (катушка индуктивности) работает, как электрический трансформатор с одной намоткой. Он представляет собой сдерживающий барьер при резком снижении или сильном росте напряжения в сети. Катушка используется для подавления помех и пульсаций в цепи, изоляции и развязки частей схемы.

В низкочастотном дросселе сердечник и ферромагнитные пластины изолированы для предотвращения помех, вызванных токами Фуко. Такая катушка отличается большой индуктивностью и защищает сеть и приборы от резких скачков напряжения. Высокочастотные устройства не имеют сердечника – многослойная навивка осуществляется на стандартные резисторы или пластиковые каркасы.

Сфера применения дросселей

При покупке изделий необходимо следить за тем, чтобы их мощность соответствовала количеству подключаемых люминесцентных ламп. Особенно это касается больших площадей, например, офисных центров, магазинов, конференц-залов, промышленных цехов.

Дроссели используются:

  • в моноблоках;
  • компактных источниках света;
  • линейных источниках света.

Разновидности дросселей

Катушки индуктивности различаются в зависимости от назначения, места установки, видов ламп, в которых применяются, и объема мощностных потерь.

По назначению выделяют следующие типы дросселей:

  • переменного тока — для ограничения напряжения в сети;
  • сглаживающие — для подавления пульсаций выпрямленного тока;
  • насыщения — для установки в стабилизаторах напряжения;
  • усилители — с подмагничивающимся от постоянного тока в сети сердечником, который допускает изменение значений индуктивного сопротивления.

По типу ламп, с которыми используются, различают два вида катушек индуктивности:

  • однофазные, рассчитанные на офисные и бытовые системы освещения, работающие от сети 220 В;
  • трехфазные, подходящие для ламп ДРЛ и ДНАТ, рассчитанные на напряжение 220 и 380 В.

По месту установки различают дроссели:

  • открытые — встраиваемые непосредственно в корпус светильника, который защищает устройство от внешних факторов;
  • закрытые герметичные устройства с водостойким корпусом подходят для установки в уличных условиях и помещениях с повышенным уровнем влажности.

В процессе работы люминесцентной лампы сопротивление дросселя уменьшает силу тока, который протекает по цепи, до некого необходимого значения. Какая-то часть мощности тратится на нагрев устройства, не выполняя при этом никакой полезной работы.

По объему мощностных потерь дроссели делятся на следующие виды:

  • В — низкий уровень потерь;
  • С — пониженный уровень;
  • D — обычный уровень.

Гибкий подход к вопросам ценообразования и внимательное отношение к покупателям позволяют ОСК Лампы.РФ занимать одну из лидирующих позиций на рынке реализации светотехнических изделий.

Отзывы наших клиентов

Кристина Алексеевна

В помещениях нашего завода постоянно наблюдалось мерцание света. Удалось решить проблему путем установки дросселей. Важно, что менеджеры уделили внимание всем помещениям, подобрали устройства с расчетом количества ламп, мощности. Теперь все поставленные задачи выполнены, провели установку оборудования, и увеличилась производительность труда! Спасибо!

Кирилл

Убедился, что всегда нужно обращаться к профессионалам. До этого покупал продукцию в другом месте, и постоянно были проблемы с освещением. Все решилось просто, после консультации со специалистами ОСК Лампы.РФ. Поставили на складах дросселя и перестали перегоратьь лампы, что важно — снизилось энергопотребление!

Дмитриев

Заказывал раньше люминесцентные лампы и решил сэкономить на покупке дросселей. Оказалось, сделал ошибку, при малейших сбоях в сети приборы сгорали. В общем, скупой платит дважды, хорошо хоть теперь удалось наладить работу. Хочу поблагодарить вашу компанию за грамотные консультации и быструю поставку продукции!

Смотрите также:

Балластные весы — Как работают люминесцентные лампы

В предыдущем разделе мы видели, что газы не проводят электричество так, как твердые тела. Одним из основных различий между твердыми телами и газами является их электрическое сопротивление (противодействие протекающему электричеству). В твердом металлическом проводнике, таком как проволока, сопротивление является постоянным при любой заданной температуре и зависит от размера проводника и природы материала.

В газовом разряде, таком как люминесцентная лампа, ток вызывает уменьшение сопротивления.Это связано с тем, что чем больше электронов и ионов проходит через определенную область, они сталкиваются с большим количеством атомов, что высвобождает электроны, создавая больше заряженных частиц. Таким образом, ток в газовом разряде будет расти сам по себе, пока есть соответствующее напряжение (а в домашнем переменном токе большое напряжение). Если ток в флуоресцентном светильнике не контролируется, он может вывести из строя различные электрические компоненты.

Балласт люминесцентной лампы служит для управления этим.Простейший тип балласта, обычно называемый магнитным балластом , работает как индуктор. Базовая катушка индуктивности состоит из катушки провода в цепи, которая может быть намотана на кусок металла. Если вы читали книгу «Как работают электромагниты», то знаете, что когда вы пропускаете электрический ток по проводу, он генерирует магнитное поле. Расположение проволоки в концентрических петлях усиливает это поле.

Такое поле воздействует не только на объекты вокруг петли, но и на саму петлю.Увеличение тока в петле увеличивает магнитное поле, которое прикладывает напряжение, противоположное протеканию тока в проводе. Короче говоря, скрученный отрезок провода в цепи (индуктор) препятствует изменению тока, протекающего через него (подробности см. в разделе «Как работают индукторы»). Элементы трансформатора в магнитном балласте используют этот принцип для регулирования тока в люминесцентной лампе.

Балласт может только замедлить изменения тока — он не может их остановить. Но переменный ток, питающий флуоресцентную лампу, постоянно меняет направление на противоположное , поэтому балласту нужно только препятствовать увеличению тока в определенном направлении в течение короткого промежутка времени. Посетите этот сайт для получения дополнительной информации об этом процессе.

Магнитные балласты модулируют электрический ток с относительно низкой частотой циклов , что может вызвать заметное мерцание. Магнитные балласты также могут вибрировать с низкой частотой. Это источник слышимого гудения, которое люди ассоциируют с люминесцентными лампами.

Современные конструкции балластов используют передовую электронику для более точного регулирования тока, протекающего через электрическую цепь. Поскольку они используют более высокую частоту циклов, вы обычно не замечаете мерцания или гудения, исходящего от электронного балласта.Для разных ламп требуются специальные балласты, предназначенные для поддержания определенных уровней напряжения и тока, необходимых для различных конструкций ламп.

Люминесцентные лампы бывают разных форм и размеров, но все они работают по одному основному принципу: электрический ток стимулирует атомы ртути, что заставляет их испускать ультрафиолетовые фотоны. Эти фотоны, в свою очередь, стимулируют люминофор, который испускает фотоны видимого света. На самом базовом уровне это все, что нужно!

Чтобы узнать больше об этой замечательной технологии, включая описание различных конструкций ламп, перейдите по ссылкам ниже.

Связанные статьи HowStuffWorks

Другие полезные ссылки

Балласты флуоресцентных ламп — электрические 101

Люминесцентные лампы используют балласт, который преобразует линейное напряжение в напряжение для запуска и работы лампы (лампы). Новые люминесцентные балласты обычно рассчитаны как на 120 вольт, так и на 277 вольт. Некоторые рассчитаны только на 120 вольт, другие только на 277 вольт (используются в коммерческих условиях).

КЛЛ для дома имеют встроенный балласт в основании колбы. Коммерческие КЛЛ используют отдельный балласт. У балластов есть схема подключения, показывающая, как они подключаются к патронам.

Существует четыре основных типа люминесцентных балластов:

Электронные балласты мгновенного запуска

используют высокое пусковое напряжение (около 600 вольт) для очень быстрого запуска (менее 0,1 секунды). Электроды не имеют предварительного нагрева для максимальной энергоэффективности, но лучше всего подходят для ограниченного количества переключений (от 10 000 до 15 000 циклов переключения до отказа).ПРА мгновенного пуска подключаются параллельно.

Электромагнитные балласты с быстрым или триггерным пуском используются в светильниках T12 и более старых моделях T8 и подключаются последовательно.

Электронные балласты быстрого запуска

нагревают электроды при подаче пускового напряжения (около 500 вольт) для быстрого запуска ламп примерно за 0,5–1,0 секунды. Нагрев электродов продолжается при включенных лампах и потребляет немного больше энергии (около 2 Вт на лампу), чем балласты мгновенного пуска. Они могут работать от 15 000 до 20 000 циклов переключения до отказа. Балласты быстрого пуска подключаются последовательно.

Электронные балласты с программируемым пуском быстро запускаются примерно за 1,0 — 1,5 секунды. Они предварительно нагревают электроды контролируемым образом перед подачей пускового напряжения. Запрограммированные пусковые балласты сводят к минимуму нагрузку на электроды и продлевают срок службы лампы при частом включении (зоны с датчиками присутствия). Они могут работать до 50 000 циклов переключения до отказа. Программируемые пусковые балласты подключаются последовательно.

Лампы

T8 с новым электронным балластом потребляют примерно на 20- 30% меньше энергии, чем магнитный балласт T12.В случае выхода из строя магнитного балласта T12 его следует заменить электронным балластом T8. Доступны балласты T12, но лампы T12 сняты с производства. В зависимости от светильника и того, как он установлен, может быть проще и примерно по той же цене заменить светильник вместо балласта. Новый люминесцентный светильник в гараже может стоить меньше, чем замена балласта.

Типы ламп, совместимые с этим балластом

(4) F32T8 — До четырех люминесцентных ламп, 32 Вт, лампа T8.

(4) F25T8 — До четырех люминесцентных ламп, 25 Вт, лампа T8.

(4) F17T8 — До четырех люминесцентных ламп, 17 Вт, лампа T8.

Светильники с пускорегулирующими аппаратами иногда имеют этикетки, указывающие на требуемый тип лампы и пускорегулирующего устройства (F32T8).

Флуоресцентные этикетки балласта

На этикетке балласта показаны две важные этикетки.

  • Таблица совместимости ламп (типы ламп, которые можно использовать с этим балластом)
  • Схема подключения балласта (показывает, как балласт подключается к лампам)

Диаметр люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы имеют две распространенные формы: прямую и U-образную. Наиболее распространенными типами являются T12, T8 и T5. T обозначает трубчатый, а число указывает диаметр в 1/8 дюйма. Диаметр лампы определяется типом балласта. В светильнике с балластом T12 должна использоваться лампа накаливания T12. Светильник с балластом T8 должен использовать лампу T8 и т. д.

Подбор балласта к лампе

При подборе балласта к лампе необходимо выполнить три требования. В приведенном выше примере к лампе типа F32T8 предъявляются следующие три требования:

1.Люминесцентная лампа

2. 32 Вт

3. Т8.

Люминесцентные лампы T12 Снято с производства

Люминесцентные лампы T12 больше не производятся из-за низкой энергоэффективности. Хотя эти лампы все еще есть в наличии в некоторых магазинах, замена балласта на более эффективный электронный балласт T8 может быть лучшим выбором.

Люминесцентные лампы – обзор

7.6.3 Сравнение с люминесцентными лампами

В случае светодиодных «ламповых» ламп по сравнению с люминесцентными лампами T8 (или T5) уравнение сложнее, но улучшается. В начале 2013 г. были сообщения о лампах >100 лм/Вт (например, светодиодные лампы Green Ray, www.greenrayled.com), однако замена ламп по-прежнему не рекомендуется, поскольку светильники разработаны с учетом люминесцентных ламп и не являются оптимальными. для светодиодных (направленных). Хотя светодиодные чипы достигли эффективности >200 лм/Вт, эти диоды еще не производятся в промышленных масштабах, и светодиодная трубка будет иметь все компоненты, упомянутые в предыдущих разделах, а «неэффективность» этих компонентов снизит общую эффективность светильника. (в данном случае приспособлением является светодиодная трубка).Светодиодные трубки совершенствуются [19], и ожидается, что в течение следующих двух лет или около того их можно будет заменить. Сегодня есть много предприятий, которые решили провести модернизацию светодиодных трубок и довольны результатами. С сегодняшними светодиодными трубками экономия оптимистично находится в диапазоне 20%, а при довольно большой разнице в цене окупаемость дольше, чем приемлемо (если не доступны привлекательные местные стимулы). Кроме того, срок службы люминесцентных ламп хорошего качества может достигать 30 000 часов.

Несмотря на то, что предприятия, испытывающие нехватку денежных средств, всегда будут отдавать предпочтение замене ламп, лучший способ заменить люминесцентные трофферы (прямоугольные встраиваемые люминесцентные светильники) на светодиоды — заменить весь светильник на светодиодный. Это в основном связано с тем, что светильники с призматическими линзами и параболическими линзами оптимально разработаны для люминесцентных ламп и формируют рисунок света светильника в соответствии со световым рисунком от ламп, который является всенаправленным. Светодиоды являются однонаправленными (как объяснялось в предыдущих разделах), поэтому эти люминесцентные светильники плохо работают со светодиодами.Сменные светодиодные светильники размером 2 фута x 4 фута (60 см x 120 см) или 2 фута x 2 фута (60 см x 60 см), которые вписываются в потолочную плитку, имеют отличные характеристики (например, 100 лм/Вт от Cree [20]), эстетически приятны, имеют индекс цветопередачи 92 (которые отлично подходят для замены в розничной торговле), легко контролируются (регулируются яркостью и оснащены датчиками) и превосходят по производительности типичные флуоресцентные троферы. Дополнительную экономию часто можно получить за счет использования элементов управления, встроенных в светодиодные светильники, что сложнее для флуоресцентных ламп.Экономическое уравнение остается немного сложным для проектов чистой модернизации, если кто-то хочет заменить приспособление, но для новых или ремонтных проектов окупаемость может составлять < 3 лет по сравнению с эквивалентным приспособлением T8.

Одной из основных экологических причин, по которой некоторые потребители могут отказаться от люминесцентных ламп (КЛЛ или ламп), является то, что эти лампы содержат ртуть, и хотя переработка приветствуется, к сожалению, она не так распространена, как хотелось бы. Вместо этого использование светодиодов устраняет эту проблему.

Еще одно замечание по поводу ламп: применение, в котором замена светодиодов T8 оказалась чрезвычайно успешной, — это холодильники (в продуктовых магазинах) и холодильные склады, где из-за низких температур достигается существенная экономия. Проникновение светодиодных «палочек-холодильников», как их называют, в США составляет почти 100%. Если вы зайдете в Walmart, Target, Walgreens, Whole Foods и многие другие крупные сети, вы увидите только светодиоды в их холодильниках. В Великобритании Tesco также оснастила все свои холодильники светодиодами.

Хотя это не является предметом рассмотрения в этой главе, я хотел бы кратко остановиться на заменителях металлогалогенидов, поскольку они становятся все более распространенными. Уличные фонари, прожекторы и настенные светильники, в которых используются металлогалогенные лампы, составляют серьезную конкуренцию светодиодным светильникам. В этом случае заменой редко (если вообще когда-либо) является светодиодная лампа, поскольку мощность, необходимая для светодиодных ламп, высока (> 30 Вт для прожекторов и> 100 Вт для уличных фонарей), а радиатор должен быть хорошо спроектирован и должен получить достаточную циркуляцию воздуха, вместо этого это светодиодный светильник.Есть некоторые светодиодные светильники, которые могут вписаться в существующий светильник MH (металлогалогенный) (например, головка кобры), но только некоторые из них хорошо спроектированы. Как правило, экономия составляет 50%. Несколько городов по всему миру проводят крупные тесты светодиодного уличного освещения, чтобы определить, какие типы являются оптимальными, включая Лондон, Лос-Анджелес, Сан-Диего, Роли, Нью-Йорк и несколько крупных городов Китая. Самые большие проблемы возникают в местах с очень высокими температурами, таких как регион Ближневосточного залива или Аризона и Невада в США.В этих регионах ночные температуры могут оставаться довольно высокими, поэтому износ светодиодных светильников, вероятно, будет более быстрым, поэтому необходимо выбирать соответствующие светильники. Абу-Даби в ОАЭ (Объединенные Арабские Эмираты) планирует заменить свои традиционные уличные фонари на светодиодные светильники и туннельные светильники после проведения 18-месячных испытаний, которые дали очень удовлетворительные результаты.

Основная мысль, которую следует понять из этой главы, заключается в том, что существует множество модифицированных светодиодов и светильников, которые являются отличной заменой для существующих галогенных ламп/ламп накаливания, а также других технологий, но, как указано в ссылке [19] и ранее в этой Глава, покупатель, будьте осторожны! Убедитесь, что для светильника доступны данные LM-79, а также данные о сроке службы, если это возможно, этикетка с данными об освещении или рейтинг Energy Star (если нет, другой хороший пример — Design Lights Consortium).

Почему для люминесцентных ламп с электронным балластом не нужен стартер?


Вы можете заметить, что когда мы используем электронный балласт с флуоресцентным светом, то Люминесцентному свету не нужен стартер, но когда мы используем электрический дроссель, тогда люминесцентному свету нужен стартер, но зачем? Большинство людей говорят, что Внутри электронного балласта находится стартер, но это неправда. Если вы проверите внутри электронного балласта вы не найдете внутри него никакого стартера. Таким образом, основная причина заключается в том, что электронный балласт может автоматически создавать высокое напряжение на лампе в момент запуска для ионизации газа внутри ламповой лампы и автоматического снижения напряжения и ток после ионизации газа.Так как общая операция автоматический, поэтому стартер не требуется. Но, в случае электрического дросселя, стартер необходимо, потому что в момент запуска он замкнул цепь, поэтому большое количество через электрический дроссель протекает ток, поэтому очень высокое напряжение применяется поперек трубки света. После ионизации газа стартер размыкает цепь, поэтому ток через электрический дроссель уменьшается и напряжение на лампе также уменьшается.

Как работает стартер люминесцентного света?

Собственно, Стартер используется для КЗ и разомкнутая цепь.Давайте разберемся с помощью приведенной ниже диаграммы.
Когда мы просто включаем переключатель, подается напряжение 230 В. через лампу света и стартер через электродроссель. Как есть очень небольшое количество неонового газа внутри стартера, чем ламповый свет, это начинает ионизироваться. Как только газ внутри стартера ионизируется, начинается ток. течет через дроссель и стартер. Ионизация газа внутри стартера нагревает биметаллические полосы, поэтому биметаллические полосы соприкасаются друг с другом и короткий создается цепь, поэтому через электрическую цепь протекает большой ток. подсос и стартер.Так как большой ток протекает через электрический дроссель, он создает очень высокое напряжение и подается через трубку свет. Это высокое напряжение на лампе ионизировало газ внутри нее. После ионизации газа ток течет снижается за счет падения напряжения в дроссельной катушке и биметаллических планках становится прохладным и отделяется. Таким образом, цепь размыкается, и напряжение уменьшается. к нормальному напряжению. Итак, теперь вы можете понять, здесь функция дроссельная катушка должна производить высокое напряжение, а функция стартера — закорачивать и Разомкните цепь.

Электронный балласт

Электронный балласт потребляет 230 В при частоте 50-60 Гц переменного тока. поставка. Во-первых, он преобразует переменный ток в постоянный. После фильтрации ДК, ДК на колебательный контур подается напряжение. Цепь генератора создает выходное напряжение прямоугольной формы с очень высокой частотой.
Этот высокочастотный сигнал подается на индуктор. Поскольку частота очень высока, изменения напряжения также очень велики. Следовательно очень высокое напряжение создается в соответствии с приведенным ниже уравнением, Это высокое напряжение подается через трубку света на ионизировать газ. После ионизации газа трубка начинает светиться. проводят ток, и напряжение на лампе уменьшается. Схема управления внутри электронный балласт принимает обратную связь с выхода. Итак, когда процесс ионизации завершен, электронный балласт снижает напряжение и ток. Итак, вы можете понять, что электронный балласт создает высокое напряжение, а также сам ВКЛ, ВЫКЛ.

Спасибо! вам за посещение веб-сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Как работают люминесцентные лампы

Как работают люминесцентные лампы
Эллиот Саунд Продактс Как работают люминесцентные лампы 

© 2007 Род Эллиотт (ESP)


Основной индекс Лампы и индекс энергопотребления
Содержимое
1 Введение

В статье «Традиционные люминесцентные лампы и их альтернативы» работа люминесцентных ламп рассматривается довольно просто, но здесь мы рассмотрим лампы, их балласты (как «традиционные» магнитные, так и электронные) и немного углубимся в их внутреннее устройство. работы.Используются альтернативные схемы балласта (например, схема «опережающий/запаздывающий»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о том, как подключаются фитинги.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и в современных люминесцентных лампах (особенно в компактных люминесцентных лампах или КЛЛ) используются электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать зажигание внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен до безопасного значения для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который на протяжении многих лет является основой производства люминесцентных ламп.

Обратите внимание, что показанные здесь осциллограммы представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений. При необходимости смоделированные сигналы корректируются для соответствия измеренным. Причина такого подхода проста… симулятор не может представлять нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими ударными напряжениями и другими характеристиками, присущими люминесцентной лампе. Точно так же очень сложно (и потенциально смертельно опасно) попытаться зафиксировать все напряжения и токи, которые существуют в реальных цепях люминесцентных ламп.

Несмотря на то, что выбранный подход вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, и конечный результат находится в пределах любых традиционных производственных допусков для балластов, ламп и других компонентов.


2 Индуктивный балласт

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для тестирования. Хотя он все еще работает, светоотдача несколько ниже, чем должна быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются вообще.

Сама лампа имеет следующие характеристики…

Диаметр трубки 11,3 мм (нестандартный)
Длина 533 мм (21″)
Сопротивление нити (холодная) 4 4 4 4 4 4 8 Ом
Волокно сопротивления (горячий) 23 Ом
Балласт Сопротивление 105 Ом
Балласт Индуктивность 2,11 Н
Стартер Обычные неоновые
Стартер Конденсатор 1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно обозначается как T8 (например). Это означает, что диаметр равен 8 x 1/8 дюйма, что равно 1 дюйму (25.4 мм). Ранние лампы были T12 (диаметром 1½ дюйма или 38 мм), но их размер был уменьшен до T8, когда были представлены (тогда) «новые» высокоэффективные типы. но их замена была 36 Вт, а светоотдача была улучшена. Последнее воплощение — T5 (диаметр 16 мм), в котором используется меньшее расстояние между контактами и другое крепление надгробия.  Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. предназначен для более ранних ламп.

В случае с моим тестовым образцом диаметр трубки намного меньше обычного, потому что лампа обозначена как компактная, поэтому она складывается для уменьшения общей длины.Сопротивление нити упоминается, потому что оно будет упоминаться далее в этой статье. Схема показана ниже и традиционна во всех отношениях.


Рис. 1. Схема люминесцентной лампы

Катушка индуктивности является балластом и на самом деле является гораздо более важным компонентом, чем может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама трубка люминесцентной лампы имеет нагреватель на каждом конце, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон). Стенка трубки покрыта люминофором, излучающим видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — подробнее об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку, внутри которой находится (обычно) неон. При подаче питания напряжения более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом стартере, но недостаточно, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги заставляет биметаллическую полосу изгибаться до замыкания контактов. Затем дуга в неоновом пускателе останавливается, и сеть подключается через балласт и нити накала на каждом конце трубки через выключатель стартера.

Когда в пускателе нет дуги (или свечения), биметаллическая пластина остывает, и примерно через секунду выключатель размыкается. Прерывание тока через индуктор вызывает «обратный ход» напряжения — импульс высокого напряжения, который (будем надеяться) зажжет дугу в трубке. Если дуга не загорится с первого раза, процесс повторяется до тех пор, пока не загорится. Вот почему стандартные люминесцентные лампы мигают несколько раз при включении. Нити накала представляют собой нагреватели, которые действуют как катоды (излучатели электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и для получения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно, чтобы поддерживать нити накала при приемлемой рабочей температуре. Обе нити действуют как катоды и аноды попеременно, потому что полярность меняется 50 (или 60) раз в секунду.

Интересная характеристика плазмы… отрицательное сопротивление! Как только возникает дуга, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления, и на трубке появляется меньшее напряжение. Если бы это продолжалось, трубка очень быстро разрушилась бы. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательное сопротивление для ограничения тока. Сопротивление не сработает, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для создания всплеска обратного напряжения для повторного зажигания дуги при каждом изменении полярности.


Рис. 2. Рабочие сигналы

На рис. 2 видно, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубке минимально. Вы можете увидеть эффект сразу после каждого скачка напряжения. С ростом тока напряжение падает (для этой лампы минимальное значение составляло ±126 В). Всплеск в точке пересечения нуля формы волны тока создается балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода приложенной сети.На рис. 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют выбросам, подаваемым на лампу, и происходят вблизи пика напряжения, где ток прерывается при переходе через ноль.


Рис. 3. Напряжение и ток через балласт

Форма сигнала напряжения на балласте представляет собой разницу между приложенным сетевым напряжением и напряжением на трубе. Для работы на 120 В напряжение, очевидно, меньше, но лампе по-прежнему требуется где-то между 300-400 В для зажигания (или повторного зажигания) дуги, поэтому балласт должен быть в состоянии компенсировать разницу с импульсом обратного хода при каждом нуле. — пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или балласта, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают при напряжении 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» автотрансформатора, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.


3  Системные потери

В системе есть несколько потерь, одна из главных причин которых — балласт.Балласт, использованный для моих тестов, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому теряется почти 7 Вт. На самом деле потери выше, потому что стальные пластины очень быстро нагреваются, поэтому «потери в железе» значительны. Это можно уменьшить только за счет использования более качественной стали и более тонких пластин. И то, и другое значительно увеличит стоимость.

Каждая нить имеет сопротивление в горячем состоянии 23 Ом, и при работе лампы на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что при работе конец нити накала, идущий к пускателю, отсоединен (за исключением очень маленькой емкости на пускателе).Измеряемое напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Только на эти компоненты люминесцентная лампа теряет 10 Вт приложенной мощности в виде тепла (7 Вт на балласт, 3 Вт на нити накала).

Несмотря на то, что расход балласта можно уменьшить с помощью более качественной лампы, потери накала необходимы для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется такой же специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь в новых моделях их заменяют светодиодами.

Есть еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эти потери являются результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп и вызваны преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает отстающий коэффициент мощности, когда максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и катушка индуктивности) фактически возвращает некоторую мощность в источник питания.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны выдерживать больший ток, чем должно быть. Это становится очень дорогостоящим, когда большое количество нагрузок имеет низкий коэффициент мощности.


Рис. 4. Зависимость напряжения от напряжения. Текущий, неисправленный и исправленный

На рис. 4 видно, что нескорректированная форма кривой тока имеет видимое искажение вблизи точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичное значение тока также значительно выше, чем указано в номинальной мощности. Реактивные нагрузки имеют разную мощность и номинальные значения ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 составляет 256 мА, а с добавлением C2 падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240В это означает, что…

некомпенсирован Общая мощность = 38 Вт
VA = 61,4 Коэффициент мощности = 0,62
Компенсировал Общая мощность = 38 Вт
VA = 38.9 Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности можно рассчитать с помощью фазовой задержки или путем деления фактической мощности на ВА (Вольты * Амперы). Для фазового угла ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — в этом случае 0,53. Цифры разные, потому что текущая форма волны не является чистой синусоидой — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, поэтому скомпенсированная форма волны тока приобретает плоскую вершину (что-то вроде клиппинга усилителя).Несмотря на то, что это приводит к появлению гармоник в сети, их влияние далеко не так сильно, как в некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного номинала к чисто индуктивной цепи (без искажения формы волны) даст коэффициент мощности, равный единице — идеал.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла ( CosΦ ) является сокращением, и может использоваться только , когда оба напряжение и ток — синусоиды.Он вообще не работает для сильно искаженных сигналов, таких как сигналы, создаваемые электронными нагрузками, и дает неправильный результат. ответ для индуктивных нагрузок, которые включают искажение (например, люминесцентные лампы). Вы всегда получите правильный ответ, если поделите реальную мощность на ВА.

Доступны также балласты для быстрого пуска и безстартерные балласты. Они выходят за рамки данной статьи, целью которой является описание основных принципов, а не подробное описание каждого доступного балласта люминесцентного освещения.


4 Электронные балласты

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что их можно сделать более эффективными, чем обычные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (изготовить, но не обязательно покупать), чем люминесцентные лампы, использующие обычный балласт. В частности, в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) теперь используется электронный балласт, который обычно поставляется с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов из-за того, что все электронные детали просто выбрасываются, когда лампа выходит из строя.Лампы T5 в настоящее время становятся стандартом для люминесцентного освещения, и для максимального срока службы обязателен электронный балласт.

В некоторой степени улучшение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере частично. Поскольку они намного легче, существует реальная и определенная экономия транспортных расходов, но магнитные балласты можно сделать такими же эффективными, как электронные версии, а может быть, даже более эффективными. Как бы то ни было, переход на электронные балласты сейчас не остановить, и по мере снижения цены использование будет продолжать расти.У электронных балластов есть и другие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Ниже показана (более или менее) типичная принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но обычно будут использовать модернизированные компоненты. В то время как электроника в CFL может работать только 15 000 часов, ожидается, что фиксированный электронный балласт прослужит, возможно, 100 000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы). На самом деле электронный балласт должен работать столько же, сколько и его магнитный аналог, поэтому 40-летний срок службы не так глуп, как может показаться.


Рис. 5. Схема электронного балласта [2]

Схема на рис. 5 представляет собой несколько упрощенную версию схемы, показанной в техническом описании Infineon. Он полностью корректирует коэффициент мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным видом отказа люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить накала (катод) становится значительно слабее другой.Если его не обнаружить, смещение постоянного тока приведет к выходу из строя коммутационных устройств, что сделает балласт бесполезным (крайне маловероятно, что кто-то будет чинить их, когда они сломаются).

Электронный балласт имеет некоторые преимущества перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью гаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Его не нужно наносить повторно, он просто меняет направление [1]. Кроме того, светоотдача увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому улучшается светоотдача.

До тех пор, пока все эти электронные балласты не будут скорректированы по коэффициенту мощности, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах для маломощных (обычно менее 75 Вт) приборов не требуется коррекция коэффициента мощности, но, учитывая распространение КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах, это придется изменить. Так как освещение используется в каждом домашнем хозяйстве, проблемы с нескорректированным коэффициентом мощности выйдут из-под контроля, если что-то не сделать.

В отличие от магнитного (индуктивного) балласта, в электронном балласте нельзя скорректировать коэффициент мощности, просто добавив конденсатор. Как видно на приведенной выше диаграмме (хотя это может быть не сразу заметно), на выходе входного мостового выпрямителя имеется только очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается прямо через каждый полупериод. Таким образом, среднеквадратический ток, потребляемый от сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока приблизительно синусоидальна.Это дает очень хороший коэффициент мощности — возможно лучше 0,9. Чтобы предотвратить попадание высокоскоростных коммутационных импульсов обратно в сеть, необходима тщательная фильтрация, на что указывает фильтр EMI (электромагнитных помех) на входе.

Несколько более простая схема используется для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), так как схема предназначена для выбрасывания. Лично я считаю это бессмысленным расточительством и надеюсь, что это не продолжится (или, по крайней мере, будет организована переработка, чтобы восстановить как можно больше).Достаточно типичный инвертор CFL показан ниже …


Рис. 6. Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типично», потому что реальные схемы сильно различаются. Доступны специальные микросхемы драйверов MOSFET, но в большинстве дешевых (бытовых) компактных люминесцентных ламп будет использоваться вариант вышеперечисленного. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно является плавким резистором, и он используется в первую очередь как предохранитель. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство деталей будут выбраны так, чтобы выдерживать назначенный срок службы лампы, поэтому лучшие методы проектирования обычно игнорируются, если можно ожидать, что деталь с более низким рейтингом (и более дешевая) прослужит около 10 000 часов.

Трансформатор (T1) обеспечивает обратную связь с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для надежного переключения. Цикл инициируется ДИАК — двунаправленным устройством, имеющим резкий переход из непроводящего состояния в проводящее.Поскольку он имеет характеристики, очень похожие на устройство с отрицательным импедансом, он часто используется в диммерах, флуоресцентных балластах и ​​даже стробоскопах. Для получения дополнительной информации щелкните здесь, чтобы просмотреть руководство по DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть выполнены так, как показано на рисунке. Некоторые компоненты требуют очень специфических номиналов, трансформаторы и катушки индуктивности имеют решающее значение. В схемах нет ничего изначально неправильного, просто им не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.


5 Коэффициент мощности

Коэффициент мощности не очень хорошо понимается большинством энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что в общих схемах электроники он мало используется. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которые должны знать лучше. Когда создаются несинусоидальные токовые формы, даже многие инженеры делают двойной дубль, потому что они могут быть непривычны для работы с электронными нагрузками. Здесь я рассмотрю оба случая, а также намерен показать как пассивные, так и активные методы коррекции коэффициента мощности. В то время как пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) привлекателен своей простотой, на самом деле он оказывается более дорогим из-за необходимости в большой катушке индуктивности. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но после его разработки используются относительно дешевые компоненты.

В простейшем случае нагрузка является индуктивной. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, они проявляются как резистивная нагрузка и имеют отличный коэффициент мощности. При малых нагрузках эта же часть оказывается индуктивной, и это приводит к отставанию тока от напряжения. Если нагрузка работает в этом режиме большую часть своего срока службы, необходимо применить коррекцию, чтобы вернуть коэффициент мощности как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки всегда единица — идеально. Каждый вольт и каждый ампер используется для выработки тепла.Типичными примерами являются электрические обогреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Однако не все нагрузки являются резистивными, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребоваться полная мощность при запуске или для работы с кратковременными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор — две из наиболее распространенных электрических машин (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (при половинной мощности), а осциллограммы напряжения, тока и мощности выглядят так…


Рис. 7. Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, при равенстве резистивной и индуктивной составляющих возникает фазовый сдвиг на 45°, при этом ток отстает от напряжения (отстающий коэффициент мощности). Приложенное напряжение 240В, резистивная часть нагрузки 120Ом, индуктивное сопротивление тоже 120Ом, мощность 240Вт.Мы, , должны потреблять 1 А от сети (240 В x 1 А = 240 Вт), но вместо этого потреблять 1,414 А. Дополнительный ток необходимо подавать, но он полностью теряется. Ну, это не совсем так — он возвращается в сеть питания. Однако, если многие нагрузки делают то же самое, то это просто рассеивается в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередачи и генераторах электростанций. Очень немногие реальные нагрузки являются емкостными, поэтому в цепь добавляется конденсатор.

При фазовом сдвиге 45° коэффициент мощности равен 0.707, а от сети потребляем 1,42А вместо 1А. Чтобы восстановить ток, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить в цепь конденсатор. Конденсатор фактически является противоположностью индуктора и (сам по себе) создает опережающий коэффициент мощности — ток возникает раньше напряжения. Добавив в цепь конденсатор нужного номинала, можно восстановить коэффициент мощности до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого от сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеальна, но даже 10 мкФ уменьшит фазовый сдвиг до 14.2°, и это повышает коэффициент мощности до 0,96, что обычно считается максимально близким к идеальному.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем должно, достаточно легко понять, но то, что повторное потребление большего тока через конденсатор уменьшит ток сети, кажется, не имеет никакого смысла. Все дело в относительной фазе двух токов, и это действительно работает. Если бы это было не так, наша энергосистема была бы в ужасном состоянии.


Рис. 8. Флуоресцентная лампа при нормальной работе

На приведенной выше несколько упрощенной диаграмме показаны формы напряжения и тока люминесцентной лампы. Упрощение заключается в том, что симуляторы не включают нелинейные нагрузки с отрицательным сопротивлением, но основной принцип (и результирующие формы сигналов) существенно не затрагиваются. Как видите, текущая форма волны слегка искажена, и это влияет на форму волны после применения компенсации. По сути, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма волны тока выглядит как обрезанная синусоида.Правда, после компенсации коэффициент мощности очень хороший, 0,98 — отличный результат.

Без компенсации потребляемый ток составляет 276,5 мА (коэффициент мощности равен 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) 29,8Вт, а резистивная составляющая балласта (R1) рассеивает 7,8Вт — это тратится в виде тепла. Все потери тепла снижают общую эффективность, но это неизбежно, потому что реальные компоненты имеют реальные потери.

Все становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рис. 9 показана эквивалентная схема и осциллограммы — ток потребляется только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока совсем не похожа на синусоиду. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и отдаваемая в нагрузку, значительно меньше.


Рис. 9. Кривые мощности электронной нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для коррекции формы сигнала необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки имеет синусоидальную форму (или близок к ней), простое добавление конденсатора ничего полезного не даст. Всплески тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного только для пропуска частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2 А. Нагрузка рассеивает 28 Вт, но «полная мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — действительно очень плохой. Если вам интересно, куда исчезла разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, которая теряется в диодах.

Добавив фильтр (пассивный PFC), состоящий из катушки индуктивности и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности значительно увеличивает вес и стоимость. Один Генри примерно такой же маленький, как вы можете использовать для номинальной мощности нагрузки, и хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также будет иметь более высокие потери. По этим причинам пассивная коррекция коэффициента мощности обычно не используется с импульсными источниками питания.


Рис. 10. Пассивная коррекция коэффициента мощности

При добавлении катушки индуктивности и конденсатора, как показано, коэффициент мощности существенно повышается.Форма волны тока по-прежнему не очень хороша, но намного лучше, чем схема без коррекции вообще. Среднеквадратичное значение тока снижено с 296 мА до 136 мА, что дает 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь равен 0,88, что гораздо более респектабельно. Как и на рисунке 9, считается, что электроника практически не имеет потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет о PFC, а не о потерях в цепи.

Катушка индуктивности (L1) является относительно большим компонентом, и поэтому будет сравнительно дорогой.Для снижения стоимости и веса электронная схема PFC является лучшим предложением, и она также будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньше потерь тепла и более холодную электронику.


Рис. 11. Цепь активной коррекции коэффициента мощности

Показанная здесь схема почти идентична схеме на рис. 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Входящая сеть проходит через фильтр электромагнитных помех, состоящий из C1 и L1. Затем он идет на мостовой выпрямитель, но вместо большого электролитического конденсатора достаточно конденсатора 220 нФ (C2).Выход представляет собой пульсирующий постоянный ток и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В при среднеквадратичном напряжении питания 240 В). Затем он переходит к очень умному импульсному повышающему преобразователю — L2, Q1 и D5. Это повышает любое мгновенное напряжение, присутствующее на его входе, до пикового напряжения — в этом случае смоделированный преобразователь стабилизировался на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, пропорционального входной форме волны переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения-выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен, чтобы обеспечить быструю зарядку крышки основного фильтра (C3) от сети, а также обеспечивает дополнительную зарядку крышки. Это позволяет несколько упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулировка не обязательно должна быть замечательной, что опять же до некоторой степени упрощает схему. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что дроссель повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить контроллеру IC, когда был достигнут правильный ток.В упрощенной схеме, показанной на рис. 11, это не используется — период переключения фиксирован (схема была смоделирована, чтобы я мог воспроизвести форму волны тока, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая вещь», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.


Рис. 12. Кривые активной коррекции коэффициента мощности

Как видите, текущая форма волны довольно искажена, но измеренная производительность симулятора весьма впечатляет, несмотря на его относительную простоту.При нагрузке 60Вт (ЭПРА и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61Вт (потери на диодах прежние), а при токе сети 266мА потребляет 64ВА. Таким образом, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем пассивная схема PFC, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема PFC превосходит пассивную схему как с точки зрения общего КПД, так и с точки зрения коэффициента мощности. Катушки индуктивности малы (электрически и физически), а потери будут намного ниже, чем в любой пассивной схеме ККМ.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза больше, чем в двух предыдущих примерах, потому что выходное напряжение повышающего преобразователя выше желаемого. Я очень не хотел тратить много времени, пытаясь сопоставить уровни мощности, и моя упрощенная версия не имеет правил. Обеспечить успешную симуляцию импульсного преобразователя оказалось сложной задачей, а симуляции занимают много времени из-за высокой частоты переключения.

В настоящее время довольно стандартно, что искажение формы сигнала указывается как THD (общее гармоническое искажение), которое в случае активной схемы PFC равно 11.7%. Делай из этого что хочешь.


6   Температура

Одной вещью, которая имеет решающее значение для правильной работы всех ртутных дуговых люминесцентных ламп, является температура. Существует относительно узкая полоса выше и ниже, где дуга уменьшается, что приводит к более низкому, чем ожидалось, световому потоку. Когда трубка холодная, в ней меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной мощности, потому что молекул ртути недостаточно для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высока, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая разрядный ток. Для большинства компактных ламп (и, вероятно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) трубка должна иметь температуру около 40°C для максимальной светоотдачи. При 0°C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не так критичны, но лампа, которая слишком сильно нагревается, все равно будет значительно падать.


Рис. 13. Световой поток в сравнении сТемпература

При приближении температуры к -38,83°C световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому пары ртути не могут поддерживать дугу и излучать УФ-излучение. Кроме того, по мере снижения температуры напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0°C лампе потребуется примерно на 40 % больше напряжения для зажигания по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 0°C (или меньше) является нормальной температурой окружающей среды в течение многих месяцев в году, поэтому лампу будет труднее запустить, и она будет иметь низкую мощность до тех пор, пока трубка немного не нагреется. .В таких климатических условиях трубка должна быть закрыта для защиты от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

98%
Относительный световой выход (RLO) [3]
43 Открытый крепеж Закрытый приспособлений *
-10 ° C 25% 50%
0 ° C 50% 50% 80% 90% 10 ° C 80 ° C 80% 100%
25 ° C 100% 98%
Light Exputa VS .Температура окружающей среды
*   Примечание. В закрытом светильнике температура выше температуры окружающей среды на +10 °C.

Как и все материалы по теме, существуют различия в способе подачи материала, и разные типы трубок могут существенно отличаться друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но небольшое примечание предполагает, что указанные температуры находятся в тепловом равновесии. Это может занять некоторое время, чтобы стабилизироваться, поэтому первоначальный световой поток при первом включении лампы будет одинаковым для открытых и закрытых светильников.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие различия, если корпус больше или меньше, чем (неуказанные) значения, используемые в таблице.


Ссылки
  1. Электронный балласт для люминесцентных ламп, Учебный модуль для студентов – Цзинхай Чжоу, Политехнический институт и государственный университет Вирджинии
  2. ICB1FL02G ИС интеллектуального управления балластом для балластов люминесцентных ламп, техническое описание версии 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
  3. Работа флуоресцентных систем при низких температурах (Sylvania)


Основной индекс Указатель ламп и энергии
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 2007. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторское право © Июнь 2007.

EMF-Portal | Люминесцентная лампа

напряженность электрического поля 0,89 В/м (максимум, измерено) рабочая частота не указана в центре люминесцентной лампы; частота измерения не указана [1]
напряженность электрического поля 241 В/м (максимум, измерено) рабочая частота: 45 кГц максимальное значение 5 различных люминесцентных ламп; расстояние: 10 см; частота измерения соответствует рабочей частоте [3]
напряженность электрического поля 471 В/м (максимум, измерено) рабочая частота: 45 кГц максимальное значение 5 различных люминесцентных ламп; расстояние: 5 см; частота измерения соответствует рабочей частоте [3]
напряженность электрического поля 1244.9 В/м (максимум, измерено) рабочая частота: 45 кГц максимальное значение 5 различных люминесцентных ламп; расстояние: 0 см; частота измерения соответствует рабочей частоте [3]
плотность магнитного потока 0.012692 мкТл (иметь в виду, измерено) рабочая частота не указана пространственно-усредненное значение в диапазоне от 30 см до 3,05 м [6]
плотность магнитного потока 0.0166 мкТл (максимум, измерено) рабочая частота не указана усредненное максимальное значение различных люминесцентных ламп на расстоянии 50 см; диапазон измерения: 10 кГц — 150 кГц [7]
плотность магнитного потока 0.0181 мкТл (максимум, измерено) рабочая частота не указана усредненное максимальное значение различных люминесцентных ламп на расстоянии 10 см; диапазон измерения: 150 кГц — 30 МГц [7]
плотность магнитного потока 0.02–0,25 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 1 м; частота измерения не указана [8]
плотность магнитного потока 0.03 мкТл (иметь в виду, измерено) рабочая частота не указана среднее значение 3 разных люминесцентных ламп на расстоянии 1 м; диапазон измерения: 40 Гц — 800 Гц [9]
плотность магнитного потока 0.15 мкТл (иметь в виду, измерено) рабочая частота не указана среднее значение 3 разных люминесцентных ламп на расстоянии 50 см; диапазон измерения: 40 Гц — 800 Гц [9]
плотность магнитного потока 0.5–2 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 30 см; частота измерения не указана [8]
плотность магнитного потока 0.55–0,6 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 80 см; частота измерения не указана [10]
плотность магнитного потока 0.8 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 61 см; частота измерения не указана [11]
плотность магнитного потока 2–10 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 15 см; частота измерения не указана [11]
плотность магнитного потока 3–3.5 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 40 см; частота измерения не указана [10]
плотность магнитного потока 4.186 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 15 см от люминесцентной лампы; частота измерения не указана [1]
плотность магнитного потока 5.87 мкТл (иметь в виду, измерено) рабочая частота не указана среднее значение 3 разных люминесцентных ламп на расстоянии 5 см; диапазон измерения: 40 Гц — 800 Гц [9]
плотность магнитного потока 20 мкТл (измерено) рабочая частота не указана непосредственно под люминесцентной лампой; частота измерения не указана [10]
плотность магнитного потока 40–400 мкТл (измерено) рабочая частота не указана на расстоянии 3 см; частота измерения не указана [8]

В настоящее время у вас недостаточно прав для чтения этого закона

В настоящее время у вас недостаточно прав для чтения этого закона Логотип паблика.Логотип Resource.Org представляет собой черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати красная круглая полоса с белым шрифтом, на которой в верхней половине написано «The Creat Seal of the Seal of Approval», а в нижней половине «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круглая серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Дорогой земляк:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource судится за ваше право читать и высказываться в соответствии с законом. Для получения более подробной информации см. досье этого незавершенного судебного дела:

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (Общественный ресурс), DCD 1:13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы хотим управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на чтение этого закона, ознакомьтесь со Сводом федеральных правил или применимыми законами и правилами штата. для имени и адреса поставщика. Для получения дополнительной информации о указах правительства и ваших правах как гражданина в соответствии с верховенством права , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Более подробную информацию о нашей деятельности вы можете найти на сайте Public Resource. в нашем реестре деятельности 2015 года. [2][3]

Благодарим вас за интерес к чтению закона.Информированные граждане являются фундаментальным требованием для того, чтобы наша демократия работала.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.