Как зажечь лампу дневного света без дросселя: практические нюансы

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.

Принцип действия лампы дневного света

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. Газ.
9. Нити накала лампы.
10. Ультрафиолетовое излучение.
11. 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) Из строя вышел стартер. 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) Из строя вышла сама ЛДС. 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.

Как подключить люминесцентную лампу с традиционным электромагнитным дросселем, с электронным дросселем, с перегоревшими нитями разогрева, а также полезные советы для увеличения срока эксплуатации ламп

Схема подключения люминесцентных ламп — это графическое изображение соединения различных деталей, совместная работа которых обеспечивает излучение света осветительным прибором.

Правильно выполненное подключение обеспечит максимально возможное время эксплуатации ламп, снизит создающее некомфортность гудение электромагнитного балласта, но и обеспечит существенную экономию электроэнергии по сравнению с лампами накаливания – более пятнадцати процентов. Люминесцентные  лампы при работе излучают намного меньшее количество тепла, чем традиционные лампы накаливания. Это дает возможным применять для дизайнерского оформления светильников даже те материалы, которые представляют опасность с позиций легкой возгораемости.

Подключить люминесцентную лампу намного сложнее, чем обычную лампу накаливания. Это вызвано характером получения видимого света, используемого для освещения.

 

Как происходит процесс включения лампы дневного света

Люминесцентная лампа — это своеобразный трансформатор, преобразующий частоты света – недоступного зрению ультрафиолетового излучения в видимый свет, излучаемый атомами вещества, из которого изготавливается слой внутреннего покрытия лампы.

Как происходит включение люминесцентной лампы

Конструкционно люминесцентная лампа выполнена как герметичнаф стеклянная колба, внутрь которой закачена специальная смесь газов. Состав смеси подбирается так, чтобы потребность в электроэнергии для процесса ионизации атомов газовой смеси требовалось значительно меньше, чем для обеспечения работы лампы накаливания такой же мощности.

Для того, чтобы люминесцентная лампа служила постоянным источником света необходимо постоянная ионизация. Для этого в системе постоянно поддерживается тлеющий разряд с помощью непрерывной подачи необходимого напряжения на ламповые электроды.

Отличается от ламп накаливания и процесс, в результате которого начинают светиться люминесцентные лампы. Чтобы начался процесс ионизации требуется высоковольтный разряд, который происходит после прогрева смеси газов вокруг электродов. Чтобы обеспечить протекание этого процесса в лампе имеются две тонкие спирали подогрева. При подаче на спирали электрического тока они разогреваются и этот разогрев делает более легким выход анионов – отрицательно заряженных частиц. Напряжение в сети, то есть 220 вольт, поданное непосредственно на спирали, вызовет их перегорание, поэтому используют схемы запуска через индуктивный дроссель. В этом элементе при подаче переменного напряжения начинают возникать электромагнитные процессы, ограничивающие силу тока, который протекает по цепи, в результате чего достигается ограничение сетевого напряжения. Для протекания этого процесса на электроды подается высоковольтный импульс.

Индуктивный дроссель также служит генератором импульса высоковольтного напряжения благодаря которому  осуществляется пробой газовой смеси в внутреннем пространстве люминесцентной лампы. Высокая электродвижущая сила возникает в результате внутренней самоиндукции дросселя. Для получения импульса требуется включение в схему элемента, который обеспечит в цепи кратковременное прерывание. Такую функцию выполняет электрический стартер.

Таким образом в целом схематически протекание электрического тока в включаемой люминесцентной лампе можно представить следующим образом:

• сетевое напряжение подается на индуктивный дроссель;
• пройдя через индуктивный дроссель ток подается на первую разогревающую спираль лампы;
• пройдя первую разогревающую спираль ток идет на стартер – его контакты разогреваясь замыкаются и ток разогревает спирали нагрева до 900˚С, a затем размыкаются вызывая высоковольтный импульс дросселя;
• импульс подается на ламповые электроды и вызывает пробой и инициирование работы лампы.

Чтобы обеспечить такое прохождения тока создаются различные схемы для подключения люминесцентных ламп.

Классическая схема c использованием электромагнитного балласта

Совокупность дросселя и стартера также называют электромагнитным балластом. Схематически такой вид подключения можно представить в виде нижерасположенного рисунка.

Неисправность дросселя легко можно проверить при помощи обычной лампы накаливания. Один провод подсоединяют непосредственно к патрону лампы, а второй провод – через проверяемый дроссель. Если дроссель исправен, то при включении цепи в сеть лампочка должна гореть.

Для увеличения коэффициента полезного действия,a также уменьшения реактивных нагрузок в схему вводятся два конденсатора – они обозначены С1 и С2.

• Обозначение LL1- дроссель, иногда его называют балластником.
• Обозначение Е1 – стартер, как правило он представляет собой небольшую лампочку тлеющего разряда c одним подвижным биметаллическим электродом.

Изначально, до подачи тока эти контакты разомкнуты, поэтому ток в схеме напрямую на лампочку не подается, а нагревает биметаллическую пластину, которая нагреваясь выгибается и замыкает контакт. В результате возрастает ток, нагревающий нити нагрева в люминесцентной лампе, а самом стартере ток уменьшается и электроды размыкаются. В балласте начинается процесс самоиндукции, приводящий к созданию высокого импульса напряжения, обеспечивающего образование заряженных частиц, которые взаимодействуя с люминофором покрытия, обеспечивают возникновение светового излучения.

Такие схемы с использованием балласта имеют ряд достоинств:

• небольшая стоимость требуемого оборудования;
• простота в использовании.

К недостаткам таких схем можно отнести:

• «мерцающий» характер светового излучения;
• значительный вес и крупные габариты дросселя;
• долгое зажигание люминесцентной лампы;
• гудение работающего дросселя;
• почти 15% потерь энергии.
• невозможно использовать совместно с устройствами, которые плавно регулируют яркость освещения;
• на холоде включение значительно замедляется.

Для того, чтобы снизить потери энергии, в цепь схемы можно включить конденсатор ёмкостью до 5 мкФ. Включение выполняют параллельно сети.

Дроссель выбирают строго в соответствии c инструкцией к конкретному виду люминесцентных ламп. Это обеспечит полноценное выполнение им своих функций:

• ограничивать в требуемых значениях величину тока при замыкании электродов;
• генерировать достаточное для пробоя газовой среды в колбе лампы напряжение;
• обеспечивать поддержку горения разряда на стабильном постоянном уровне.

Несоответствие выбора приведет к преждевременному износу ламп. Как правило, дроссели имеют ту же мощность, что и лампа.

Среди наиболее распространенных неисправностей светильников, в которых используют люминесцентные лампы, можно выделить такие:

• отказ дроселля, внешне это появляется в почернении обмотки, в оплавлении контактов: проверить его работоспособность можно самостоятельно, для этого понадобится омметр – сопротивление исправного балласта составляет порядка сорока Ом, если омметр показывает менее тридцати Ом – дроссель подлежит замене;
• отказ стартера – в этом случае лампа начинает светиться только по краям, начинается мигание, иногда лампочка стартера светится, нол сам светильник не зажигается, устранить неисправность можно только заменой стартера;
• иногда все детали схемы исправны, но светильник не включается, как правило, причиной является потеря контактов в ламподержателях: в некачественных светильниках они изготавливаются из некачественных материалов и поэтому плавятся – устранить такую неисправность можно только заменой гнезд ламподержателей;
• лампа мигает по типу стробоскопа, по краям колбы наблюдается почернение, свечение очень слабое – устранение неисправности замена лампы.

При использовании электромагнитного балласта вместо стартера можно применить обычную кнопку для входного звонка. Он включается в схему так, чтобы после его нажатия происходила подача электроэнергии, а после того как люминесцентная лампа засветится, можно прекратить удержание кнопки.

Схема для подключения нескольких ламп

Преимущественно во всех светильниках используют не одну люминесцентную лампу, а несколько, минимум две. B этом случае элементы соединяют в схеме последовательно: А между проводами фазы и ноля устанавливается конденсатор. Их включают в схемы для предотвращения помех в общей электросети, а также для компенсирования возникающей реактивной мощности.

Недостаток такой схемы – параллельность подключения. Если испортится один элемент схемы – все остальные также не будут работать.

Использование электронного балласта для подключении люминесцентных ламп

На сегодняшний день подобные схемы подключения светильников c лампами дневного света наиболее распространены. Они лишены тех недостатков, которые присущи работе светильников c применением электромагнитного балласта. Среди преимуществ – такие схемы не требует наличия стартера.

Выбирая светильник с люминесцентными лампами нужно уделять внимание качеству выключателей – повышенные стартовые токи могут стать причиной «залипания» контактов.

Современные электронные балласты дают возможность экономить электроэнергию, увеличить срок работы светильников. При этом свет при таких схемах подключения в отличие от схем с использованием дросселей, не мигающий эффект стробоскопа отсутствует. Это достигается благодаря тому, что рабочее напряжение для ламп имеет частоту, отличную от частоты в сетях – до 133 kGz.

Применение микросхем позволило значительно снизить вес пусковых устройств, уменьшить их габариты. Это дало возможность непосредственно встраивать балласт непосредственно в цоколь лампы, предложить потребителям люминесцентные лампы, которые можно прямо вкручивать в обычный патрон подобно лампочке накаливания.

Использование микросхем дало возможность обеспечить плавный нагрев электродов в лампах, а это не только повышает эффективность их работы, но и значительно удлиняет время эксплуатации.

Электронный балласт дает возможность применять люминесцентные лампы совместно c устройствами, которые предназначены для плавной регулировки освещенности – диммерам.

К достоинствам светильников, в которых применяется такая схема можно отнести нанесение изображения порядка подключения контактов на устройство, что делает такие приборы очень удобными для пользователей, которые не являются электриками-профессионалами.

Устройство электронного балласта

Как видно из принципиальной схемы, пускатель в виде электронного баласта является своеобразным преобразователем напряжения. Миниатюрный инвертор преобразует постоянный ток в переменный высокой частоты. Этот ток подается на электроды-нагреватели. Интенсивность нагревания этих электродов повышается. Включение преобразователя сделано так, что на первых этапах частота тока имеет высокую частоту. Сама люминесцентная лампа включена в контур, у которого резонансная частота меньше, чем начальная частота преобразователя. B дальнейшем частота уменьшается, a напряжение, a напряжение на колебательном контуре и на лампе растет,  в результате чего контур начинает приближаться к резонированию. Одновременно увеличивается степень нагрева электродов. Это приводит к созданию условий возникновения разряда в газовой смеси и люминофорное покрытие колбы начинает светиться.

Электронный балласт составляется таким образом, чтобы регулирующее устройство могло подстраиваться под те характеристики, которые имеет люминесцентная лампа. Это дает возможность сохранять изначальные световые характеристики осветительного прибора в течение продолжительного времени. По мере износа люминесцентные лампы требуют все большего напряжения для достижения момента начального разряда. Электронный балласт самостоятельно подстраивается под произошедшие изменения и качество освещения остается прежним.

По сравнению с дроссельным, электронный балласт имет несколько достоинств:

• он обеспечивает большую экономичность при эксплуатации;
• дает возможность создать условия для бережного нагревания электродов;
• обеспечивает плавное включение лампы;
• использование электронного баланса дает возможность преодолеть такой недостаток люминесцентного освещения, как мерцание;
• дает возможность применять люминесцентные лампы в условиях холода;
• увеличивает временные эксплуатационные характеристики;
• имеет намного меньший вес и размеры.

К недостаткам электронного балласта можно отнести высокие требования, предъявляемые к качеству комплектующих,a также точности выполнения монтажа, усложненность схемы подключения.

Как подключают люминесцентную лампу, у которой сгорели нити накала

Существуют схемы включения, которые позволяют пользоваться светильником даже в тех случаях, когда лампа не горит при использовании умножительного устройства.

Чтобы вернуть такую лампу к жизни достаточно включить в цепь перед стартером включают конденсатор мощностью в 4 Мкф.

Опытные электрики советуют раз в год переворачивать лампу дневного света, меняя местами контакты подключения – такая маленькая хитрость значительно увеличивает эксплуатационный срок люминесцентных ламп.

Такое изменение возобновит свечение, но устранить мерцание по краям оно не сможет.

Существуют схемы для включения люминесцентных ламп, у которых вышли из строя нити накала, которые не только восстанавливают осветительный прибор, но и устраняют такой недостаток, как гудение электромагнитного дросселя.

Как включают люминесцентные лампы без стартера и с перегоревшей нитью накала можно узнать из видеоролика

Вечная лампа дневного света | Электрик в доме

Автор: admin, 06 Июн 2013

Схема подключения ламп дневного света

Многие используют лампы дневного света, конечно в основном они используются на предприятиях, но используют их и дома, эти лампы экономичны, по сравнению с обычными лампами накаливания они дают примерно в три раза больший световой поток, при одинаковой электрической мощности. Когда лампа «перегорает» её обычно выкидывают на помойку, что неправильно, люминесцентные лампы нужно сдавать в специальные пункты утилизации.

Но оказывается и перегоревшую лампу дневного света (ЛДС) можно использовать повторно, причём срок её эксплуатации будет большим, но конечно же не вечным…Обычно перегорает одна из спиралей лампы, служащих для разогрева электродов лампы. Рассмотрим стандартную схему подключения лампы дневного света изображенную выше.

На схеме обозначено:

• Др — дроссель (балласт, ПРА).
• L — лампа дневного света.
• S — стартёр.

Работа схемы

При подаче сетевого напряжения 220В на схему на стартёр подаётся полное напряжение сети, так как контакты его разомкнуты, ток через лампу не идёт и падение напряжения на дросселе практически равно нулю. Напряжения сети недостаточно для розжига разряда в лампе, но достаточно для розжига разряда в неоновой лампочке стартёра. Неоновая лампочка имеет два электрода, неподвижный и биметаллический. Биметаллический электрод в стартёре разогревается изгибается и замыкает электрическую цепь, при этом начинают разогреваться нити разогрева электродов лампы, разряд в неоновой лампочке гаснет и биметаллический электрод остывает, за это время нити люминесцентной лампы успевают разогреться.  Затем остывший электрод размыкает цепь и происходит скачок напряжения на дросселе из-за явления самоиндукции. Для разогретых электродов этого скачка напряжения достаточно для розжига тлеющего разряда в лампе. Происходит, так называемый, «тёплый» пуск лампы.

Теперь уже падение напряжения на дросселе есть, соответственно к стартёру приложено уже не полное напряжение сети, поэтому розжига неоновой лампочки и повторного срабатывания стартёра не будет. В стартёре также стоит параллельно неоновой лампочке конденсатор, который вместе с дросселем образует резонансный контур, служащий для увеличения длительности скачка напряжения и уменьшения его амплитуды. Дроссель также служит для ограничения тока через лампу. Также параллельно схеме ставят конденсатор, для компенсации индуктивности дросселя, он увеличивает коэффициент мощности (cos φ), тем самым уменьшая потребляемую схемой мощность.

Электроды лампы это вольфрамовые нити накала, покрытые специальной защитной пастой, со временем паста выгорает и нить накала перегорает, также нить накала может перегореть из-за неисправного стартёра. При перегорании хотя бы одной нити накала лампа перестаёт зажигаться. Рассмотрим схему, позволяющую запустить лампу даже с перегоревшими нитями накала.

Вечная лампа дневного света

Вечная лампа дневного света

 На схеме обозначено:

С1 — конденсатор 0,047 мкФ, 630В.
С2 — конденсатор 1,0-2,0 мкФ, 400 В.
L — лампа дневного света ЛБ — 40.
Др — дроссель УБИ 36-002, 220В, 40 Вт.

 

Как видно из схемы добавились конденсаторы С1 — про него я уже говорил, это компенсирующий конденсатор (его ставить необязательно), С2 — конденсатор, с помощью которого создаётся скачок напряжения, необходимого для розжига разряда. Обе нити накала лампы закорочены, чтобы в качестве электродов использовались обе половинки перегоревшей нити накала. В этой схеме происходит розжиг лампы повышенным напряжением, без предварительного прогрева электродов, это, так называемый, «холодный»  пуск лампы.

Все детали схемы взяты от стандартной лампы дневного света с ПРА (пускорегулирующее устройство), за исключением конденсатора С2.

На испытаниях макета этой схемы, разжигались лампы как хорошие, так и уже вышедшие из строя, но дроссель в обоих случаях нагревался выше допустимой температуры. Существуют и другие схемы подключения лампы дневного света с перегоревшими нитями накала.

Розжиг перегоревшей ЛДС

Альтернативная схема подключения

Вечная ЛДС

 

На схеме обозначено:

Др — дроссель (ПРА) соответствующий по мощности лампе.
D1-D4 — диоды Д226Б или Кд105.
С1, С2 — конденсаторы 0,47 мкФ, 400 В.
L — лампа дневного света (ЛДС).

Данная схема представляется мне наиболее надёжной из многих разновидностей подобных схем. Дроссель можно заменить на обычную лампу накаливания, в этом случае мощность лампы накаливания будет зависеть от мощности ЛДС, в следующих соотношениях:

• ЛДС 20 Вт — лампа накаливания 40 Вт.
• ЛДС 30 Вт — лампа накаливания 60 Вт.
• ЛДС 40 Вт — лампа накаливания 75 Вт.

В этой схеме также используется «холодный» запуск ЛДС. Но без стартёра. Единственным недостатком схемы является то, что свечение ЛДС будет со временем смещаться к одному из концов лампы, так как питается она выпрямленным током. Это явление называется электрофорез. Бороться с ним можно время от времени меняя полярность подключения лампы (1-2 раза в месяц) менять полярность можно переворачиванием лампы, либо поставить переключатель, что значительно упростит эксплуатацию.

Будьте осторожны при эксплуатации устройства, детали схемы могут быть под опасным напряжением. Помните о способности конденсаторов сохранять заряд, даже после отключения от сети.

Пишите вопросы и пожелания в комментариях ниже, статья может быть изменена и дополнена.

P.S. Выражаю благодарность г-ну Яковлеву В.М. за помощь.

 

Будет интересно почитать:

Рубрики: Экономим электричество, Электросхемы
Метки: экономия, электричество, электросхема

ПИТАНИЕ ЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ ЛАМП

     Недавно посмотрел на целую коробку сгоревших энергосберегающих ламп, в основном с хорошей электроникой, но перегоревшими нитями накала люминисцентной лампы, и подумал – надо куда-то всё это добро применить. Как известно, ЛДС со сгоревшими нитями накала надо питать выпрямленным током сети с использованием бесстартерного устройства запуска. При этом нити накала лампы шунтируют перемычкой и на который подают высокое напряжение для включения лампы. Происходит мгновенное холодное зажигание лампы, резким повышением напряжения на ней, при пуске без предварительного подогрева электродов. 

     И хотя зажигание с холодными электродами является для более тяжелым режимом, чем включение обычным образом, этот метод позволяет ещё долгое время использовать люминисцентную лампу для освещения. Как известно, зажигание лампы с холодными электродами требует повышенного напряжения до 400…600 В. Реализуется это простым выпрямителем, напряжение выхода которого будет почти в два раза выше входного сетевого 220В. В качестве балласта устанавливается обычная маломощная лампочка накаливания, и хотя использование лампы вместо дросселя снижает экономичность такого светильника, если использовать лампы накаливания на напряжение 127 В и её включить в цепь постоянного тока последовательно с люминисцентной лампой, то будем иметь достаточную яркость. 

     Диоды любые выпрямительные, на напряжение от 400В и ток 1А, можно и советские коричневые КЦ-шки. Конденсаторы так-же с рабочим напряжением не менее 400В.

     Данное устройство работает как удвоитель напряжения, выходное напряжение которого приложено к катоду — аноду ЛДС. После зажигания лампы устройство переходит в режим двуполупе-риодного выпрямления с активной нагрузкой и напряжение одинаково распределено между лампами EL1 и EL2, что справедливо для ЛДС мощностью 30 — 80 Вт, имеющих рабочее напряжение в среднем около 100 В. При таком включении схемы, световой поток лампы накаливания будет составлять примерно четверть от потока ЛДС. 

     Для люминисцентной лампоы мощностью 40 Вт необходима лампа накаливания 60 Вт, 127 В. Ее световой поток составит 20 % от потока ЛДС. А 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.

     Форум по лампам

   Обсудить статью ПИТАНИЕ ЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Вечная люминесцентная лампа — Управление освещением — Конструкции для дома и дачи

    Как-то наткнулся в интернете на статейку о реанимации люминесцентных ламп с перегоревшими нитями накала. И так как в наличии имелась  люминесцентная  лампа мощностью 40 Вт и несколько экономок мощностью 15 Вт, с перегоревшей нитью накала решил поэкспериментировать.  И так начнём с ламп, а точнее с того каким образом может перегореть нить накала. Если перегорание (или струшиванье) происходит как показано на рисунке №1, то такую лампу можно засветить. Если же так как на рисунке №2, то засветить такую лампу навряд удастся.

                                                                       

                     Рис. №1                                                    Рис.№2

   На рисунке №3 приведена схема, которая позволит лампе с перегоревшей нитью засветится. На этой схеме указаны номиналы деталей для лампы мощностью 20Вт, но в некоторых источниках эта схема предназначена для ламп 30 Вт.

Рис.№3

   В таблице ниже, указаны номиналы деталей в зависимости от мощности нагрузки.

   Конденсаторы С1, С4 должны быть бумажными, с рабочим напряжением минимум в 1,5 раза больше питающего напряжения. Конденсаторы С2, С3 желательно, чтобы были слюдяными. 
   Резистор R1 обязательно проволочный, по мощности лампы, указанной в таблице.

   В момент включения напряжение на нитях накала достигает 900В, что обеспечивает надежное зажигание лампы, а в момент зажигания лампы, напряжение уменьшается и обеспечивает нормальную работу лампы, рассчитанной на напряжение 220 В.

   Конденсаторы С2, С3 также способствуют подавлению радиопомех.

   Лампа может работать без Д1, Д4, С2, С3, но при этом надежность включения уменьшается. 
   В моём случае были использованы детали таких номиналов С1,С4 – 4,7 мкФх400В, С2,С3 – 3300пФ (вольтаж не знаю), VD1…VD4 – HER208, R1 – 62Ом 5Вт керамика.

   Даже с использованием компонентов рассчитанных на лампу мощностью 20-30 Вт, лампа мощностью  40 Вт зажглась сразу, но при роботе был очень сильный разогрев резистора.

Пробная версия на скорую руку.

 

Напряжение между нитями накала, но без подключения лампы.

 

 

Напряжение между нитями накала с подключенной лампой 15 Вт экономка).

 

Подключена люминесцентная лампа мощностью 40 Вт.

ПИТАНИЕ ЛДС

ПИТАНИЕ ЛДС

     Лампы дневного света всё ещё находят применение в осветительных приборах и данный преобразователь как раз и служит для питания экономичных ЛДС цокольного типа. Лампы дневного света на настоящее время признаны наиболее эффективным источником света. Обыкновенная лампа накаливания имеет эффективность около 10 Люмен/Ватт, в то время как эффективность ЛДС достигает 100 Люмен/Ватт. ЛДС потребляет почти в 7 раз меньше электроэнергии, чем обыкновенная лампа накаливания, и к тому-же имеет в 12 раз большее время работы. Конечно с каждым годом всё большее распространение получают сверхъяркие светодиоды, даже под ЛДС их уже стали делать,

     Но их окончательное превосходство ещё будет не скоро. Тем более, что за хорошие яркие светодиоды надо платить денюжку, а всяких ламп дневного света у многих, и у меня в том числе, валяется достаточно. Собрав эту схему мы получим автономное, яркое и экономичное освещение дома, гаража, салона автомобиля или походного фонарика.

     Тех, кто ожидал увидеть в этой схеме микроконтроллеры с фазоимпульсным управлением и ШИМ-модуляцией, вынужден огорчить — это обычный вульгарный блокинг-генератор. Почему? Потому, что повторялся сотни раз разными людьми и отлично работает. И нечего всё усложнять. Помните, краткость — сестра таланта. Схема преобразователя для ЛДС не требует дорогостоящих деталей, к тому-же позволяет использовать неисправные лампы. На транзисторе Т1 КТ817, собран блокинг-генератор. Резистор на 3 кОм задает ток и режим работы транзистора. В результате работы генератора на верхней обмотке появляется импульсное высокое напряжение, поступающее на ЛДС.    

     Базовая обмотка трансформатора, намотанного на ферритовом сердечнике содержит 20 витков ПЭВ-2 0,5мм, коллекторная 40 витков того-же провода, а высоковольтная около 500.

     Радиатор нужен, т.к. продолжительная работа вызывает ощутимый нагрев транзистора. В качестве него используем кусок алюминия со спичечный коробок. Нити накала лампы шунтированы перемычкой и выполняют функцию электрода, на который подают напряжение, необходимое для включения лампы. Происходит холодное зажигание с помощью резкого повышения напряжения на ЛДС при пуске, без предварительного подогрева электродов ЛДС.

     Другой вариант преобразователя для ЛДС немного сложнее, но и стабильнее. Схема срисована с китайского походного фонаря.

     Питается от 6 — 12В и потребляет ток до 0.5А. Транзистор лучше заменить на КТ805 — для надёжности. Настройка заключается в подборе тока и частоты, для получения максимальной яркости свечения ЛДС. Внимание, на выходе схемы высокое напряжение и оно может серьезно ударить! Будьте внимательны при сборке схемы. Представляется интересным использование в качестве трансформатора строчный трансформатор от телевизоров ТВС, как это реализовано тут.

     Ценные рекомендации Александра: Из недостатков вышеуказанных схем стоит отметить отсутствие плавного прогрева нитей лампы, что уменьшит срок службы, хоть и могут применяться в таких схемах лампы с перегоревшей нитью но света от них значительно меньше чем от новой лампы, в таких схемах довольно быстро выгорает люминофор, низкое КПД, много энергии уходит просто в нагрев транзистора. При перегорании ЛДС или просто если при работе преобразователя отошел контакт лампы произойдёт работа на холостом ходу, без нагрузки, что может привести к перегреву транзистора и выходу его из строя, либо что еще хуже — к пробою высоковольтной обмотки трансформатора. Напряжение на высоковольтной обмотке на холостом ходу может достигать 1200 В, под нагрузкой примерно 80-120 В, зависит от мощности самой ЛДС. Для подобия плавного запуска ЛДС, ее надо подключить не сразу к высоковольтной обмотке,а через конденсатор (его емкость подбирают экспериментально). Конденсатор ставится только на провод фазы, а не на нулевой! Не перепутайте! После этого ЛДС начнет запускаться более плавно! При этом у нее несколько упадет яркость свечения. Но это все поправимо подбором резистора.

     Что можно предпринять для предотвращения выхода из строя генератора?
1 — Сделать обратную связь. 
2 — Самое простое: подключить параллельно самой ЛДС неоновую лампу или стартер через резистор на 1 мОм, (можно чуть меньше). На работе самой ЛДС неонка не отразиться, зато при внештатных ситуациях она вполне может сыграть роль нагрузки и тем самым спасти сам блокинг-генератор. 

     Можно применить в данных схемах готовый трансформатор. В 1-м варианте можно применить трансформатор из дежурной марки EEL-19 (или подобный) из компьютерного БП. Возможно так-же применение трансформатора ТВС от черно-белых ламповых телевизоров. Для второй схемы вполне подходят сетевые трансформаторы от лазерных принтеров и сетевые трансформаторы от ЖК мониторов. В этих случаях трансформаторы можно применять как есть без перемотки.

     Расчёт тока потребления преобразователя можно вести по такой приближённой методике: Например лампе ЛБ-20 нужно 1,66 А, следовательно — 20 Ватт/12 в=1,66 А. Умножаем на кпд 90% — получится должен потреблять около 1.8 А.

     Ещё одно: первый вариант схемы блокинг- генератора допускает применение радиатора меньшего размера — будет меньший нагрев транзистора, чем второй вариант схемы питания ЛДС. В первом варианте желательно поставить конденсатор на 0,01 мкф — 0,022 мкф, меду базой и эмиттером, тем самым уменьшив нагрев транзистора. Самая оптимальная мощность для таких схем 9-11 W! Но не более 20W. Нежелательно применять резисторы менее 0.5-1W. Применять в схеме КТ817 не рекомендую, так как он не предназначен для таких рабочих токов, соответственно в этой схеме с невысоким КПД, он еще больше упадет. Диод на входе я бы советовал поставить обязательно, так как даже при случайном кратковременном перепутывании полярности питания, произойдёт сгорание транзистора!

     Вопросы по схеме на ФОРУМ

   Схемы блоков питания

Подключение лампы дневного света без дросселя

Вошедшие в моду лампы дневного света имеют один большой недостаток, они, как и обычные лампочки, иногда перегорают. Часто сгорает электронная начинка балласта, выходит из строя дроссель или стартер, а иногда сгорают и нити накала самой люминесцентной трубки. Но явным преимуществом люминесцентной лампы есть то, что их можно использовать даже со сгоревшими нитями накала. Также можно с легкостью обыгрывать стандартные схемы подключения и избавляться от компонентов, которые неисправны.

Подключение лампы дневного света без дросселя

Такую схему можно применять даже к сгоревшим трубкам дневного света. Нить накала в такой схеме не используется, а сама трубка питается повышенным постоянным напряжением через диодный мост.

Поскольку питание трубки производиться постоянным током, со временем она сильно начнет темнеть с одной из своих сторон.

Подключение ламп дневного освещения без дросселя и стартера имеют очень простую схему и ее легко можно воссоздать из старых компонентов. Для эксперимента схема собрана на трубке дневного света мощностью 18 Вт, в роли диодного моста выступает сборка GBU 408, а конденсаторы используются емкостью 2 и 3 нФ с рабочим напряжением до 1000 В.

При включении более мощных трубок емкость конденсаторов стоит увеличить. Подключенная последовательно диодному мосту лампочка имеет мощность 40 Вт.

Внимание! Конденсаторы и диоды в диодном мосту необходимо подбирать с запасом по напряжению.

Собранная схема начинает работать сразу же, яркость свечения трубки невысокая, заметно ниже, чем при включении ее в обычную схему.

Схема подключения люминесцентных ламп без стартера

Принципиально эта схема ничем особо и не отличается от предыдущего описания. Вместо лампы последовательно подключен обычный дроссель.

Как и в предыдущей схеме, лампа моментально загорается, но яркость ее свечения гораздо выше.

Подключение лампы дневного света без дросселя и стартера не панацея. Со временем трубка в любом случае рано или поздно перестанет излучать свет, а экономия электричества в этих схемах желает лучшего. В таких случаях только вам решать стоит ли продлевать жизнь умершим светильникам дневного света или бежать в магазин за новыми.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments