Схемы подключения люминесцентных ламп

Подключение через современный электронный балласт

Подключение источника света с электронным балластом

Особенности схемы

Современный вариант подключения. В схему включается электронный балласт – это экономное и усовершенствованное устройство обеспечивает гораздо более длительный срок службы люминесцентных ламп по сравнению с вышерассмотренным вариантом.

В схемах с электронным балластом люминесцентные лампы работают на повышенном напряжении (до 133 кГц). Благодаря этому свет получается ровным, без мерцаний.

Современные микросхемы позволяют собирать специализированные пусковые устройства с низким энергопотреблением и компактными размерами. Это дает возможность помещать балласт прямо в цоколь лампы, что делает реальным производство малогабаритных осветительных приборов, вкручивающихся в обыкновенный патрон, стандартный для ламп накаливания.

При этом микросхемы не только обеспечивают светильники питанием, но и плавно подогревают электроды, повышая их эффективность и увеличивая срок службы. Именно такие люминесцентные лампы можно использовать в комплексе с диммерами – устройствами, предназначенными для плавного регулирования яркости света лампочек. К люминесцентным лампам с электромагнитными балластами диммер не подключишь.

По конструкции электронный балласт является преобразователем электронапряжения. Миниатюрный инвертор трансформирует постоянный ток в высокочастотный и переменный. Именно он и поступает на нагреватели электродов. С повышением частоты интенсивность нагрева электродов уменьшается.

Включение преобразователя организовано таким образом, чтобы сначала частота тока находилась на высоком уровне. Люминесцентная лампочка, при этом, включается в контур, резонансная частота которого значительно меньше начальной частоты преобразователя.

Далее частота начинает постепенно уменьшаться, а напряжение на лампе и колебательном контуре увеличиваться, за счет чего контур приближается к резонансу. Интенсивность нагрева электродов также увеличивается. В какой-то момент создаются условия, достаточные для создания газового разряда, в результате возникновения которого лампа начинает давать свет. Осветительный прибор замыкает контур, режим работы которого при этом изменяется.

При использовании электронных балластов схемы подключения ламп составлены так, что у регулирующего устройства появляется возможность подстраиваться под характеристики лампочки. К примеру, спустя определенный период использования люминесцентные лампы требуют более высокого напряжения для создания начального разряда. Балласт сможет подстроиться под такие изменения и обеспечить необходимое качество освещения.

Таким образом, среди многочисленных преимуществ современных электронных балластов нужно выделить следующие моменты:

• высокую экономичность эксплуатации;
• бережный прогрев электродов осветительного прибора;
• плавное включение лампочки;
• отсутствие мерцания;
• возможность использования в условиях низких температур;
• самостоятельную адаптацию под характеристики светильника;
• высокую надежность;
• небольшой вес и компактные размеры;
• увеличение срока эксплуатации осветительных приборов.

Недостатков всего 2:

• усложненная схема подключения;
• более высокие требования к правильности выполнения монтажа и качеству используемых комплектующих.

Взрывозащищенные люминесцентные светильники серии EXEL-V из нержавеющей стали

Классическая схема включения люминесцентных ламп

Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:

Люминесцентная лампа — это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов). Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.

Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:

Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.

В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.

Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.

3

Особенности электронной схемы – современный вариант

Основное преимущество такого способа – более продолжительная служба ЛДС. Устройство собрано на микросхемах, благодаря этому у него компактные размеры, низкое энергопотребление. Прибор работает на частоте 130 кГц, свет от этого ровный, не мерцает. С применением электроники также собирают современные люминесцентные лампы, у которых балласт расположен в стандартном цоколе.

Конструктивно это печатная плата, размещенная в небольшом корпусе. На обратной стороне имеется схема подключения, из которой понятно, как и сколько ламп подключается. Графическую информацию повторяют надписи. Имеются удобные контакты, куда требуется вставить провода.

ЭПРА выполняет те же функции, что и дроссель со стартером, но делает это более качественно.

Схема подключения электронного балласта устроена так, что регулирующее устройство подстраивается под потребности лампы. Чем старее светильник, тем более высокое напряжение необходимо для пуска. ЭПРА это учитывает и обеспечивает качественную работу прибора.

По сравнению с ЭмПРА электронный балласт обладает большими преимуществами:

высокая экономичность и надежность;бережно прогревает электроды и плавно включает лампочки;малый вес, компактность;самостоятельно адаптируется под светильник;низкие температуры не влияют на работоспособность.

К недостаткам относят несколько усложненную схему подключения. Ошибки в монтаже недопустимы – не только не засветится лампочка, но и устройство выйдет из строя.

Полупроводниковый балласт можно установить вместо электромагнитного. Как это сделать, показывает видео.

Выбор стартера: на что обращать внимание

Самые распространенные критерии, основываясь на которых потребители покупают элементы освещения для своего дома, — это производитель и цена

Такие параметры важны, но далеко не всегда можно выбрать подходящее конструктивное решение устройства, руководствуясь лишь этими моментами При покупке пускового элемента стоит обратить внимание на:

1. Номинальное напряжение. Для подключенной двухламповой системы подойдет устройство пуска, рассчитанное на 127 В. Если система подключения одноламповая, применим стартер на 220 В. В маркировке это указано.
2. Мощность. В зависимости от уровня мощности ламп принято различать и пусковые устройства, которые также обладают разными мощностными показателями.
3. Качественный корпус. Основной параметр — огнеустойчивость. Так как в конструкции элемента не исключен вариант возгорания за счет электродуги, перегрева.
4. Срок эксплуатации. Этот параметр по-разному оценивается у разных производителей. К примеру, срок службы стартеров фирмы Филипс, при нормальных условиях эксплуатации, обозначенных на упаковке, подразумевает возможное количество включений лампы, превышающее 6 000 раз.
5. Продолжительность замкнутого состояния электродов или время катодного подогрева. Разброс в значениях этой характеристики у разных производителей — значителен.
6. Тип конденсатора.

Стоит помнить! Маркировка отечественных производителей отличается от заграничных.

Основа маркировки по ГОСТу:

1. Буква «С» — стартер.
2. Цифры перед «С» — это мощность источника света (60 Вт; 90 Вт или 120 Вт).
3. Цифры после — это напряжение (127 В или 220 В).

Заграничная маркировка:

1. Под лампы мощностью от 4 Вт до 80 Вт и с показателем напряжения в 220 В стартеры обозначаются: S10; FS-U; ST 111.
2. Для лампочек мощностью не больше 22 Вт и напряжением 127 В пускатели маркированы: S2; FS-2; ST 151.

Обратите внимание! Маркировки по ГОСТу таких деталей для ЛДС приводятся на корпусе пускателя. Производителей подобных элементов стартерной системы зажигания ламп достаточно много. Основной момент, на который покупатель должен обратить внимание при выборе модели, – соответствие всех технических характеристик прописанным профильным параметрам ГОСТа

Основной момент, на который покупатель должен обратить внимание при выборе модели, – соответствие всех технических характеристик прописанным профильным параметрам ГОСТа

Производителей подобных элементов стартерной системы зажигания ламп достаточно много

Основной момент, на который покупатель должен обратить внимание при выборе модели, – соответствие всех технических характеристик прописанным профильным параметрам ГОСТа

Дроссели и их назначение при использовании люминесцентных ламп

Дроссель — деталь, служащая для регулировки силы тока. Эта деталь разделяет или ограничивает электросигналы различной частоты и устраняет пульсацию постоянного тока.

Для чего и зачем нужен в устройствах дневного света

Люминесцентные лампы (дневного света) как один из видов разрядных ламп, невозможно подключить для освещения таким же образом, как и обычную нагревательную электролампу. Для их подключения необходимо использовать дополнительный пускорегулирующий аппарат.

Дроссель включается методом последовательного соединения с лампой дневного света и предназначается для ограничения тока, который протекает через ее электроды. Это устройство характеризуется наличием реактивного сопротивления, а также отсутствием излишнего тепловыделения. Дроссель может ограничить ток и организовать предотвращение его лавинообразного нарастания при включении в сеть.

Дроссель — неотъемлемая составная часть любой стартерной системы включения. Помимо этого, он способен исполнять следующие дополнительные функции:

• создание безопасного тока для конкретной лампы, при котором возможно обеспечение разогрева ее электродов при разжигании;
• образование импульса повышенного напряжения, способствующего возникновению разряда в колбе лампы;
• обеспечение стабилизации электрического разряда;
• способствование бесперебойной работы лампы при отклонениях напряжения в электрической сети.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками рассматриваемой детали являются коэффициент потери мощности и индуктивность. Для обозначения этого коэффициента на устройстве указываются параметры тока, мощности и емкости конденсатора.

Индуктивностью называется индуктивное сопротивление, которое представляет возможным регулировать мощность электричества, поступающего на ламповые контакты.

Виды

Дроссели делятся на те же виды, что и подключаемые к ним лампы. Если подключить лампу к дросселю, который не соответствует ее характеристикам, то это, вероятнее всего, приведет к поломке какого-либо из элементов, используемых в системе подключения. Существуют следующие виды дросселей, подразделяемых в зависимости от мощности:

• дроссель мощностью в 9 Вт — для энергосберегающих ламп;
• 11 Вт — для миниатюрных светильников;
• 15 Вт — для настольных светильников;
• 18 Вт — для офисных ламп;
• 36 Вт — для малых люминесцентных ламп;
• 58 Вт — для потолочных светильников;
• 65 Вт — для многоламповых потолочных светильников;
• 80 Вт — для большых люминесцентных ламп.

Устройство

Типичная схема подключения дросселя газоразрядного типа представлена на рисунке ниже.

Условные обозначения:

• EL — лампа;
• SF — стартер;
• LL — дроссель;
• 1, 2 — спирали лампы;
• C — конденсатор.

Отчего может греться

Дроссели чаще всего изготавливают из двух металлических материалов — алюминия и меди. Алюминиевые устройства обладают одним существенным недостатком — сильным нагреванием. В свою очередь, медные греются меньше из-за меньшего сопротивления в электрической цепи, и поэтому они являются гораздо более долговечными.

При использовании ламп дневного света дроссель должен постоянно поддерживать свою рабочую температуру. Для снижения температуры достаточно использовать простой компьютерный кулер. Однако, существует возможность выбрать и другой путь, заключающийся в покупке более дорогой системы охлаждения, например, водяной.

Помимо самой работы дросселя, он также способен перегреваться из-за короткозамкнутых витков. При такой проблеме помочь может только полная замена устройства. При замене рекомендуется выбрать детали из меди, основываясь на том, что они менее подвержены перегреву.

Практика показывает, что дроссели являются весьма долговечными устройствами при правильной их эксплуатации. А также нельзя не отметить тот факт, что дроссель способен погашать броски напряжения, даже очень сильные. Поэтому, если вы правильно подберете дроссель к своей люминесцентной лампе, то эта лампа может прослужить вам годами, и даже десятилетиями.

15,00

Подключение ламп

Каждый светильник имеет посадочное место, снабженное двумя разъемами для подключения штырей цоколя. Всего для питания люминесцентного источника света необходимо четыре контакта, расположенных на обоих концах колбы.

Они выполняют следующие функции:

• Каждая пара контактов служит для питания спиралей, служащих для запуска люминесцентного источника света. Когда к ним подключается напряжение, они разогреваются, продуцируя свободные электроны;
• Облако электронов служит для облечения начала процесса ионизации насыщенного парами ртути инертного газа, которым наполнена колба. Также высокая температура катодов позволяет испарить ту часть ртути, которая конденсировалась;
• После поступления высоковольтного импульса из дросселя возникает тлеющий разряд, который потом поддерживается сетевым напряжением. В результате тлеющего разряда образуется ультрафиолетовое излучение, которое потом превращается в свет видимого спектра с помощью люминофора, нанесенного на стенки колбы.

Поскольку дроссель – это индуктивность, его подключение приводит к тому, что возникает сдвиг фаз между напряжением и током. Чтобы нивелировать негативное влияние катушки на питающую сеть, параллельно пускающему устройству включается конденсатор соответствующей емкости.

Как запустить лампу с использованием дросселя

Традиционная схема с катушкой широко используется уже более 40 лет. Она проста, но менее надежна, чем другие альтернативы (электронные пускатели).

Чтобы запустить люминесцентный источник с помощью дросселя необходимо собрать схему из стартера, лампы и корректирующего конденсатора:

1. Параллельно лампе включается стартер: его подсоединяют к верхней или нижней паре отводов по обе стороны колбы;
2. К одному из оставшихся отводов подключают дроссель питания;
3. Одна клемма сетевого источника питания присоединяется ко второй клемме катушки, а вторая – подает напряжение на оставшийся свободный отвод лампы.

Как запустить лампу без использования дросселя

Для возникновения тлеющего разряда необходимо кратковременно подать на контакты люминесцентного источника света импульс высокого напряжения. Если нет возможности использовать дроссель, то собирают умножитель напряжения на диодах или стабилитронах.

Схема собирается так:

1. Сама лампа питается от мостового выпрямителя;
2. Для ограничения рабочего тока применяют вольфрамовую спираль. Для этих целей можно использовать лампочку накаливания;
3. Для создания пускающего напряжения используется умножитель на диодах или стабилитронах;
4. После возникновения тлеющего заряда умножитель отключается. Люминесцентный источник света продолжает светиться, получая питание из сети.

Классический вариант подключения через электромагнитный ПРА

Схема подключения для лампы дневного света со стартером и дросселем выглядит так:

Схема подключения люминесцентной лампы к ЭмПРА

Принцип работы схемы с ЭмПРА следующий:

1. При подаче напряжения ток, через дроссель идёт на первую спираль и на стартер.
2. Устройство стартера таково, что в холодном состоянии его контакты разомкнуты. При прохождении тока, контакты начинают нагреваться, а затем замыкаются.
3. После того, как контакты замкнулись, сила тока в цепи сильно вырастает.
4. От быстрого роста силы тока температура электродов сильно растёт.
5. Температура стартера падает, его контакты размыкаются.
6. Из-за самоиндукции, после размыкания контактов стартера, на дросселе происходит резкий скачек напряжения.
7. Происходит пробой аргоновой среды, испарение ртути, лампа разжигается.
8. Напряжение в схеме падает, становится ниже, чем требуемое напряжение для замыкания стартера. Его даже можно удалить из схемы – светильник при этом продолжит гореть.

При этом, функции стартера:

• Запускает лампу;
• Разрывает цепь, после того, как электроды нагреются, из-за чего происходит пробой газовой среды.

Функции дросселя:

• Ограничивает ток, когда контакты стартера замкнулись;
• Увеличивает напряжение, когда стартер размыкается;
• Поддерживает стабильное напряжение, во время работы.

Схема последовательного подключения двух люминесцентных ламп от одного дросселя

Так как дроссель – самая дорогая деталь, то в светильниках может применяться один дроссель на две лампочки. При этом схема люминесцентного светильника будет выглядеть так:

Схема подключения люминесцентного светильника на две лампы и один дроссель

Перед тем, как начинать подключать лампу дневного света по этой схеме, нужно обратить внимание, что дроссель должен быть предназначен для работы с двумя источниками света. Например, если на нём есть маркировка 2х18, то это значит, что он предназначен для двух источников света по 18 ватт каждый

Последовательность действий:

• Отключаем питание внешней сети с помощью автоматического выключателя, если светильник подключен к ней;
• Снимаем плафон, если он установлен;
• Проверяем отсутствие напряжения при помощи индикатора;
• Если светильник находится в труднодоступном месте, то его лучше снять на время монтажа;
• Подключаем параллельно к каждой лампе стартер таким образом, чтобы один из контактов с каждой стороны был к присоединён к контактам стартера;
• Два свободных контакта источников света соединяем между собой последовательно;
• Оставшийся контакт одного из источников света подключаем к нулю сети;
• Контакт другого источника подключаем к выходу дросселя;
• Дроссель подключаем к фазному проводу внешней сети;
• Перед тем, как собрать светильник, проверяем надёжность крепления проводов в клеммных колодках;
• Собираем светильник, проверяем работоспособность.

Фаза через дроссель идёт на электрод первого источника света и на её стартер. На второй электрод первой лампы ток приходит со стартера, и подключается на первую обмотку второй. От второй лампы к цепи подключается ноль. Также в цепи, между фазой и нулём, находится небольшой стабилизирующий конденсатор 0,047 мкФ.

Видео по подключению двух ламп от одного дросселя:

Подключение двух люминесцентных ламп через один дроссель.

Подключение двух люминесцентных ламп от одного дросселя

Схемы подключение люминесцентного светильника без стартера

Одна из альтернативных схем – это схема подключения люминесцентной лампы без стартера. Она подразумевает использование вторичных трансформаторных обмоток. Но для такого подключения подойдут только источники света с маркировкой RS, что означает быстрый запуск.

Схема подключения люминесцентной лампы без стартера

Также, если стартера нет, то из положения можно выйти, использовав обычную кнопку от звонка. Для запуска нужно кратковременно нажать на кнопку.

Схема подключения лампы дневного света от кнопки

Конструкция и принцип работы люминесцентных ламп

Почему же такой источник вообще нашел своего покупателя? Главная причина кроется в возможности использования специальных энергосберегающих ламп, которые вставляются в патроны, а соединения с проводами происходят благодаря зажимам, выполненным целиком из бронзы.

Давайте рассмотрим устройство люминесцентных светильников. Лампа представляет собой несколько стеклянных трубок, которые наполнены инертным газом, чаще всего аргоном. Концы трубок запаяны.

Когда на патроны, в которых закреплена трубка, приходит напряжение, между двумя электродами происходит дуговой разряд. Именно этот разряд вызывает ультрафиолетовое свечение. Затем это излучение поглощается любым люминофором и преобразуется в еще одно свечение, которое уже заметно человеческому взгляду.

На цвет свечения прежде всего влияет тип люминофора. Светильники бывают открытого и закрытого (с плафоном) типов. Решетка бывает белой, зеркальной или матовой. Основные элементы светильника:

• корпус;
• отражатель;
• рассеиватель. Люминесцентные светильники с рассеивателем были очень популярны из-за своей невысокой цены.

Для правильной работы недостаточно просто соединить корпус и лампу. Нужна так называемая пускорегулирующая установка. В прошлом лампы имели дроссель, по-умному назывался электромагнитной пускорегулирующей установкой. Именно она при работе издавала неприятный шум и в целом увеличивала габариты самой лампы. Именно из-за нее такой вид освещения был не сильно популярен среди обычных потребителей.

Время идет, технологии совершенствуются, поэтому у современных люминесцентных ламп такого недостатка уже нет. На смену магнитной пришла электронная пускорегулирующая установка. С помощью нее подобные лампы можно встраивать даже в систему «Умный дом».

Теперь предлагаю разобраться для чего подходят люминесцентные светильники больше всего. В большом помещении, например, на складе, очень дорого и не эффективно использовать лампы накаливания или светодиодные лампы. А люминесцентные светильники сочетают в себе небольшое энергопотребление и хорошую мощность. Именно поэтому они широко применяются для освещения цехов, складов, подъездов. А также используются при создании аварийных световых систем.

Как подключить лампу

Люминесцентную лампу можно подключить несколькими способами. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений пользователя.

Подключение с использованием электромагнитного балласта

Распространен метод подключения с использованием стартера и ЭмПРА. Питание в сети запускает стартер, который замыкает биметаллические электроды.

Ограничение тока в схеме осуществляется за счет внутреннего дроссельного сопротивления. Рабочий ток можно увеличить практически в три раза. Стремительный нагрев электродов и появление процесса самоиндукции вызывают зажигание.

Подключение при помощи ЭмПРА.

Сравнивая метод с другими схемами подключения ламп дневного света, можно сформулировать недостатки:

• значительный расход электроэнергии;
• длительный запуск, который может занимать 3 с;
• схема не способна функционировать в условиях пониженных температур;
• нежелательное стробоскопическое мигание, негативно влияющее на зрение;
• дроссельные пластинки по мере износа могут издавать гудение.

Схема включает один дроссель на две лампочки, для одноламповой системы метод не подойдет.

Две трубки и два дросселя

В данном случае реализуется последовательное подключение нагрузок с подачей фазы на вход сопротивления.

Выход через фазу соединяется с контактом осветительного прибора. Второй контакт направляется на нужный вход стартера.

Схема с двумя трубками и двумя дросселями.

От стартера контакт идет к лампе, а свободный полюс — к нулю схемы. Так же подключается второй светильник. Подсоединяется дроссель, после чего монтируется колба.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Для подсоединения двух осветительных приборов от одного стабилизатора потребуется два стартера. Схема экономная, поскольку дроссель это наиболее дорогой компонент системы. Схема показана на рисунке ниже.

Схема подключения двух светильников от одного дросселя.

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой современный аналог традиционного электромагнитного стабилизатора. Он значительно улучшает пуск схемы и делает использование осветительного прибора более комфортным.

Такие аппараты не гудят во время работы и потребляют значительно меньше электроэнергии. Мерцаний не появляется даже при низких частотах напряжения.

Подключение с помощью электронного балласта.

Обмотки трансформатора в данном случае включаются противофазно, а генератор нагружается высокочастотным напряжением. При подаче резонансного напряжения внутри колбы происходит пробой газовой среды, который порождает необходимое свечение.

Сразу после розжига сопротивление и подаваемое на нагрузку напряжение падают. Запуск при помощи схемы обычно занимает не более секунды. Причем можно легко использовать источники освещения без стартера.

Использование умножителей напряжения

Использование умножителей напряжения.

Метод помогает использовать люминесцентную лампу без электромагнитной балансировки. В ряде случаев он наиболее эффективен и продлевает срок службы аппарата. Даже перегоревшие приборы способны проработать некоторое время при мощностях, не превышающих 40 Вт.

Схема выпрямления дает значительное ускорение и возможность увеличить напряжение в два раза. Для  его стабилизации используются конденсаторы.

Тематическое видео: Подробно про умножитель напряжения

Важно помнить, что люминесцентные лампочки не предназначены для работы с постоянным током. С течением времени ртуть скапливается в определенном участке, что снижает яркость

Для восстановления показателя необходимо периодически менять полярность, переворачивая колбу. Можно установить переключатель, чтобы не разбирать прибор.

Подключение без стартера

Схема подключения без стартера.

Стартер увеличивает время разогрева прибора. Однако он недолговечен, поэтому пользователи задумываются о подключении освещения без него через вторичные трансформаторные обмотки.

В продаже можно найти аппараты с маркировкой RS, которая говорит о возможности подключения без стартера. Установка такого элемента в осветительный прибор помогает значительно сократить время зажигания.