Люминесцентные лампы не могут работать напрямую от сети 220В. Для их розжига нужно создать импульс высокого напряжения, а перед этим прогреть их спирали. Для этого используют пускорегулирующие аппараты. Они бывают двух типов — электромагнитные и электронные. В этой статье мы рассмотрим ЭПРА для люминесцентных ламп, что кто такое и как они работают.
Z čeho se skládá zářivka a proč je potřeba předřadník?
Люминесцентная лампа этот газоразрядный источник света. Он состоит из колбы трубчатой формы наполненной парами ртути. По краям колбы расположены спирали. Соответственно на каждом краю колбы расположена пара контактов — это выводы спирали.
Provoz takové lampy je založen na luminiscenci plynů, když jí prochází elektrický proud. Ale proud nebude protékat jednoduše mezi dvěma kovovými spirálami (elektrodami). K tomu musí mezi nimi dojít k výboji, takový výboj se nazývá doutnavý výboj. K tomu se spirály nejprve zahřejí průchodem proudu a poté se mezi ně přivede vysokonapěťový impuls 600 nebo více voltů. Zahřáté cívky začnou emitovat elektrony a pod vlivem vysokého napětí se vytvoří výboj.
Aniž bychom zacházeli do podrobností, popis procesu postačuje k nastavení úkolu pro zdroj energie takových lamp; musí:
1. Zahřejte cívky;
2. Vytvořte zapalovací impuls;
3. Udržujte dostatečné napětí a proud pro provoz lampy.
Интересно: Компактные люминесцентные лампы, которые чаще называют «энергосберегающими», имеют аналогичную структуру и требования для их работы. Единственное отличие состоит в том, что их габариты значительно уменьшены благодаря особой форме, по сути это такая же трубчатая колба, на форма не линейная, а закрученная в спиралевидную.
Устройство для питания люминесцентных ламп называется пускорегулирующим аппаратом (сокращенно ПРА), а в народе просто — балластом.
Existují dva typy balastu:
1. Электромагнитный (ЭмПРА) — состоит из дросселя и стартера. Его преимущества — простота, а недостатков масса: низкий КПД, пульсации светового потока, помехи в электросети при его работе, низкий коэффициент мощности, гудение, стробоскопический эффект. Ниже вы видите его схему и внешний вид.
2. Электронные (ЭПРА) — современный источник питания для люминесцентных ламп, он представляет собой плату, на которой расположен высокочастотный преобразователь. Лишен всех перечисленных выше недостатков, благодаря чему лампы выдают больший световой поток и срок службы.
Obvod elektronického předřadníku
Typický elektronický předřadník se skládá z následujících součástí:
2. Vysokofrekvenční generátor vyrobený na PWM regulátoru (u drahých modelů) nebo na obvodu autogenerátoru s polomůstkovým (nejčastěji) měničem.
3. Spouštěcí prahový prvek (obvykle dinistor DB3 s prahovým napětím 30V).
4. Obvod LC výkonu zapalování.
Typický diagram je uveden níže, podívejme se na každý z jeho uzlů:
Střídavé napětí je přiváděno na diodový můstek, kde je usměrněno a vyhlazeno filtračním kondenzátorem. Obvykle se před most instaluje pojistka a filtr elektromagnetického rušení. Většina čínských elektronických předřadníků však nemá filtry a kapacita vyhlazovacího kondenzátoru je nižší, než je nutné, což způsobuje problémy se zapalováním a provozem lampy.
Rada: pokud opravujete elektronické předřadníky, přečtěte si článek „Jak zkontrolovat diodový můstek“ na našem webu.
После этого напряжение поступает на автогенератор. Из названия понятно, что автогенератор — это схема, которая самостоятельно генерирует колебания. В этом случае она выполнена на одном или двух транзисторах, в зависимости от мощности. Транзисторы подключены к трансформатору с тремя обмотками. Обычно используются транзисторы типа MJE 13003 или MJE 13001 и подобные, в зависимости от мощности лампы.
Хоть и этот элемент называется трансформатором, но выглядит он не привычно — это ферритовое кольцо, на котором намотано три обмотки, по несколько витков каждая. Две из них управляющие, в каждой по два витка, а одна — рабочая с 9 витками. Управляющие обмотки создают импульсы включения и выключения транзисторов, соединены одним из концов с их базами.
Vzhledem k tomu, že jsou navinuty v protifázi (začátky vinutí jsou označeny tečkami, věnujte pozornost schématu), jsou řídicí impulsy proti sobě. Tranzistory se tedy otevírají jeden po druhém, protože pokud se otevřou zároveň, tak jednoduše zkratují výstup diodového můstku a něco z něj shoří. Pracovní vinutí je na jednom konci připojeno k bodu mezi tranzistory a na druhém konci k pracovnímu induktoru a kondenzátoru, přes něj je napájena lampa.
Když proud protéká jedním z vinutí, indukuje se EMF odpovídající polarity v dalších dvou, což vede ke spínání tranzistorů. Vlastní oscilátor je naladěn na frekvenci nad rozsahem zvuku, tedy nad 20 kHz. Právě tento prvek převádí stejnosměrný proud na proud s proměnnou frekvencí.
Pro spuštění generátoru je instalován dinistor, který zapne obvod poté, co napětí na něm dosáhne určité hodnoty. Obvykle se instaluje dinistor DB3, který se otevírá v rozsahu napětí cca 30V. Dobu, po které se otevře, nastavuje RC obvod.
Pokročilejší verze elektronických předřadníků nejsou postaveny na obvodu s vlastním oscilátorem, ale na bázi regulátorů PWM. Mají stabilnější vlastnosti. Za více než pět let studia elektroniky jsem však na takové elektronické předřadníky nenarazil, všechny, se kterými jsem pracoval, byly samogenerátory.
LC obvod byl několikrát zmíněn výše. Jedná se o tlumivku instalovanou v sérii se spirálou a kondenzátor instalovaný paralelně s lampou. Tímto obvodem nejprve protéká proud, který ohřívá cívky, a poté se na kondenzátoru vytvoří vysokonapěťový impuls, který jej zapálí. Tlumivka je vyrobena na feritovém jádru ve tvaru W.
Tyto prvky jsou voleny tak, aby rezonovaly na pracovní frekvenci. Protože induktor a kondenzátor jsou instalovány v sérii při této frekvenci, je pozorována napěťová rezonance.
Když napětí na indukčnosti a kapacitě rezonují, napětí v idealizovaných teoretických příkladech začne silně stoupat na nekonečně velkou hodnotu, zatímco spotřebovaný proud je extrémně malý.
V důsledku toho máme frekvenčně přizpůsobený generátor a rezonanční obvod. V důsledku zvýšení napětí na kondenzátoru se lampa zapálí.
Níže je další verze obvodu, jak můžete vidět – vše je v podstatě stejné.
Díky vysoké pracovní frekvenci je možné dosáhnout malých rozměrů transformátoru a tlumivky.
Pro konsolidaci informací, které jsme probrali, uvažujme skutečnou desku elektronického předřadníku; obrázek zdůrazňuje hlavní komponenty popsané výše:
A toto je deska z energeticky úsporné lampy:
Závěr
Elektronický předřadník výrazně zlepšuje proces zapalování lampy a funguje bez pulzování a hluku. Jeho obvod není příliš složitý a na jeho základě lze postavit nízkoenergetický zdroj. Proto jsou elektronické předřadníky z přepálených úspor energie vynikajícím zdrojem volných rádiových součástek.
V průmyslových a domácích prostorách je zakázáno používat zářivky s elektromagnetickými předřadníky. Faktem je, že mají silné pulzace a je možný stroboskopický efekt, to znamená, že pokud jsou instalovány v soustružnické dílně, pak se vám při určité rychlosti otáčení vřetena soustruhu a dalšího zařízení může zdát že je nehybný, což může způsobit zranění. To se s elektronickým předřadníkem nestane.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Domácí osvětlení, Elektrické spotřebiče a přístroje
Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram a buďte první, kdo se dozví o nejnovějších trendech, tipech na osvětlení a technologiích, díky kterým bude váš domov pohodlnější a stylovější: Moderní osvětlení
Лампы дневного света довольно широко распространены в использовании, поскольку обладают некоторыми преимуществами перед лампами накаливания. А именно, они экономнее в потреблении электроэнергии, поскольку меньше расходуют энергии на образование тепла, так же у них более рассеянный свет и имеется возможность выбирать свечение с определённым цветом, хотя наиболее популярные и ходовые всё же являются с белым свечением. Ну, а что касается специфики их работы, то скажу следующее: для любой люминесцентной лампы или лампы дневного света, необходимы определённые условия. То есть, поскольку в них содержится инертный газ с парами ртути, а как известно, газы являются плохими проводниками электрического тока. И для их зажигания требуется высокое напряжение пробоя.
Так же, для облегчения этого зажигания, делаются внутри люминесцентной лампы спиральки, которые при подачи напряжения накаляются и тем самым облегчают выход электронов из металла электродов. Учитывая данные условия, простое подключение к контактам лампы дневного света сетевого напряжения не пойдёт. Для этого однажды придумали очень простую схему на дросселе. В ней сочетаются все благоприятные условия для осуществления зажигания и дальнейшего горения люминесцентной лампы. Дроссель, как Вы должны знать, при подаче на него переменного напряжения способен ограничить силу тока, за счет индуктивного сопротивления. Это нам понадобится для дальнейшего поддержания непосредственного горения люминесцентной лампы.
Ещё дроссели умеют выдавать большие ЭДС, за счет внутренней самоиндукции, но для этого необходимо создать в цепи питания кратковременное прерывания, в виде замыкания и размыкания. Это и обеспечивает ещё один элемент схемы, под названием стартёр. Итак, на вход схемы лампы дневного света подается сетевое напряжение 220в. Оно проходит через дроссель и поступает на первую спиральку лампы, с неё переходит на стартёр и с него идёт во вторую спиральку, с которой поступает на вторую клемму сетевого напряжения. Первым срабатывает стартёр.
Напряжение зажигания тлеющего разряда стартера меньше напряжения сети, но больше рабочего напряжения лампы. Его внутренние контакты нагреваются и замыкаются, тем самым обеспечивая прохождение тока через спиральки лампы, нагревая их до температуры 800-900 градусов. Это позволяет легче проходить запуску лампы. После, контакты стартера остывают и размыкаются, что даёт кратковременный импульс на дроссель, а он выдаёт выброс высокого напряжения на электроды люминесцентной лампы, обеспечивая тем самым пробой и дальнейшее горение. Что касается подключённой емкости на входе. Это сетевой фильтр для гашения реактивной мощности, которую вырабатывает дроссель. Без ёмкости конечно лампа то же будет работать, но при этом потребляя больше энергии.
В первом варианте схемы происходит включение одной лампы. В этом случае элементы схемы будут такими: если лампа на 40Вт, то и дроссель на 40Вт, а стартер на напряжение 220в (если лампа одна). При подключении двух ламп к одному дросселю, общая схема уже имеет вид варианта 2, на нашем рисунке. В этом случае, дроссель на 40 Вт, а лампы на 20Вт и стартера, напряжением по 127в каждый. Ну а конденсатор, в первом и втором варианте можно поставить на напряжение не меньше сетевого, а лучше с запасом и емкостью около 0.22мкФ. На этом данная тема, схема люминесцентной лампы электрическая принципиальная, закончена. До следующих статей и удачи.
NÍŽE JE VIDEO K TOMTO TÉMATU
LED освещение с регулировкой яркости для рабочего стола с питанием от трансформаторного блока питания
