Способ подключения люминесцентных ламп

Обзор работоспособных схем подключения люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа — источник света, где свечение достигается за счет создания электрического разряда в среде инертного газа и ртутных паров. В результате реакции возникает незаметное глазу ультрафиолетовое свечение, воздействующее на слой люминофора, имеющийся на внутренней поверхности стеклянной колбы. Стандартная схема подключения люминесцентной лампы — прибор с электромагнитным балансом (ЭмПРА).

Устройство люминесцентных ламп

В большинстве лампочек колба выполнена в форме цилиндра. Встречаются более сложные геометрические формы. По торцам лампы имеются электроды, напоминающие по конструкции спирали лампочек накаливания. Электроды изготовлены из вольфрама и припаяны к находящимся с наружной стороны штырькам. На эти штырьки подается напряжение.

Внутри люминесцентной лампы создана газовая среда, которая характеризуется отрицательным сопротивлением, что проявляется при уменьшении напряжении между находящимися напротив друг друга электродами.

В схеме включения лампы используется дроссель (балластник). Его задача — образовать значительный импульс напряжения, за счет которого включится лампочка. В комплект входит стартер, представляющий лампу тлеющего разряда с парой электродов в инертной газовой среде. Один из электродов представляет собой биметаллическую пластину. В выключенном состоянии электроды люминесцентной лампочки разомкнуты.

На рисунке внизу изображена схема работы люминесцентной лампы.

Как работает люминесцентная лампа

Принципы работы люминесцентных источников света основываются на следующих положениях:

1. На схему направляется напряжение. Однако вначале ток не попадает на лампочку из-за высокого напряжения среды. Ток движется по спиралям диодов, постепенно нагревая их. Ток подается на стартер, где напряжения достаточно для появления тлеющего разряда.
2. В результате нагрева контактов пускателя током происходит замыкание биметаллической пластины. Металл берет на себя функции проводника, разряд завершается.
3. Температура в биметаллическом проводнике падает, происходит размыкание контакта в сети. Дроссель создает импульс высокого напряжения в результате самоиндукции. Вследствие этого зажигается люминесцентная лампочка.
4. Через осветительный прибор идет ток, который уменьшается вдвое, так как напряжение на дросселе сокращается. Его не хватает для еще одного запуска стартера, контакты которого находятся в разомкнутом состоянии при включенной лампочке.

Чтобы составить схему включения двух лампочек, установленных в одном осветительном приборе, необходим общий дроссель. Лампы подключаются последовательно, однако на каждом источнике света имеется параллельный стартер.

Варианты подключений

Рассмотрим разные варианты подключения люминесцентной лампы.

Подключение с использованием электромагнитного баланса (ЭмПРА)

Наиболее распространенный тип подключения люминесцентного источника света — схема со стартером, где используется ЭмПРА. Принцип действия схемы базируется на том, что в результате подключения питания в стартере возникает разряд и происходит замыкание биметаллических электродов.

Ток в электроцепи проводников и стартера ограничивается только внутренним дроссельным сопротивлением. В результате рабочий ток в лампочке увеличивается почти в три раза, происходит стремительный нагрев электродов, а после потери температуры проводниками возникает самоиндукция и зажигание лампы.

1. В сравнении с другими способами это довольно затратный вариант с точки зрения расхода электроэнергии.
2. Пуск занимает не меньше 1 – 3 секунд (в зависимости от степени износа источника света).
3. Невозможность работы при низкой температуре воздуха (например, в условиях неотапливаемого подвального или гаражного помещения).
4. Имеется стробоскопический эффект мигания лампочки. Этот фактор отрицательно действует на человеческое зрение. Такое освещение нельзя применять в производственных целях, потому что быстро движущиеся предметы (например, заготовка в токарном станке) кажутся неподвижными.
5. Неприятное гудение дроссельных пластинок. По мере износа устройства звук нарастает.

Схема включения устроена таким образом, что в ней есть один дроссель на две лампочки. Индуктивности дросселя должно хватать на оба источника света. Используются стартеры на 127 Вольт. Для одноламповой схемы они не подходят, там нужны устройства на 220 Вольт.

На картинке внизу показано бездроссельное подключение. Стартер отсутствует. Схема используется в случае перегорания у ламп нитей накала. Используется повышающий трансформатор Т1 и конденсатор С1, ограничивающий ток, идущий через лампочку от 220-вольтной сети.

Следующая схема используется для лампочек с перегоревшими нитями. Однако отсутствует необходимость в повышающем трансформаторе, благодаря чему конструкция устройства становится проще.

Ниже показан способ использования диодного выпрямительного моста, который нивелирует мерцание лампочки.

На рисунке внизу та же методика, но в более сложном исполнении.

Две трубки и два дросселя

Чтобы подключить лампу дневного света, можно использовать последовательное подключение:

1. Фаза от проводки направляется на вход дросселя.
2. От дроссельного выхода фаза идет на контакт источника света (1). Со второго контакта направляется на стартер (1).
3. Со стартера (1) отходит на вторую контактную пару этой же лампочки (1). Оставшийся контакт стыкуют с нулем (N).

Тем же образом подключают вторую трубку. Вначале дроссель, затем один контакт лампочки (2). Второй контакт группы направляется на второй стартер. Выход стартера объединяется со второй парой контактов источника света (2). Оставшийся контакт следует подсоединить к нулю ввода.

Схема подключения двух ламп от одного дросселя

Схема предусматривает наличие двух стартеров и одного дросселя. Наиболее дорогостоящий элемент схемы — дросселя. Более экономный вариант — двухламповый светильник с дросселем. О том, как реализовать схему, рассказывается в видео.

Электронный балласт

Недостатки схемы ЭмПРА вызвали необходимость поиска более оптимального способа подключения. В ходе изысканий был изобретен способ с участием электронного балласта. В данном случае используется не сетевая частота (50 Гц), а высокие частоты (20 – 60 кГц). Удается избавиться от вредного для глаз мигания света.

Внешне электронный балласт — это блок с выведенными наружу клеммами. Внутренняя часть устройства содержит печатную плату, на основе которой можно собрать всю схему. Блок малогабаритен, благодаря чему помещается в корпусе даже небольшого прибора освещения. Включение осуществляется гораздо быстрее по сравнению со стандартом ЭмПРА. Работа устройства не доставляет акустического дискомфорта. Данный способ подключения называется бесстартерным.

Разобраться в принципе функционирования устройства такого типа не сложно, поскольку на его обратной стороне есть схема. На ней показано количество ламп для подключения и поясняющие надписи. Имеется информация о мощности лампочек и других технических параметрах устройства.

Подключение осуществляется следующим образом:

1. Первый и второй контакт соединяют с парой ламповых контактов.
2. Третий и четвертый контакты направляют на оставшуюся пару.
3. На вход подают электропитание.

Использование умножителей напряжения

Данный вариант позволяет подключать люминесцентную лампу без применения электромагнитного баланса. Используется обычно для увеличения периода эксплуатации лампочек. Схема подключения сгоревших ламп дает возможность работать источникам света еще какое-то время при условии, что их мощность не более 20 – 40 Вт. Нити накала допускаются как пригодные для работы, так и перегоревшие. В любом случае выводы нитей необходимо закоротить.

В результате выпрямления напряжение увеличивается в два раза, поэтому лампочка включается почти мгновенно. Конденсаторы C1 и С2 подбираются исходя из рабочего напряжения 600 Вольт. Недостаток конденсаторов состоит в их больших размерах. В качестве конденсаторов С3 и С4 отдают предпочтение слюдяным устройствам на 1000 Вольт.

Люминесцентные лампы несовместимы с постоянным током. Очень скоро ртути в устройстве накапливается столько, что свет становится ощутимо слабее. Чтобы восстановить яркость свечения, меняют полярность путем переворачивания лампочки. Как вариант, можно установить переключатель, чтобы каждый раз не снимать лампу.

Подключение без стартера

Метод с использованием стартера сопряжен с длительным разогревом лампочки. К тому же эту деталь необходимо часто менять. Обойтись без стартера позволяет схема, где подогрев электродов осуществляется с помощью старых трансформаторных обмоток. Трансформатор выступает в роли балласта.

На лампочках, используемых без стартера, должна быть надпись RS (быстрый старт). Источник света с запуском через стартер не подходит, так как его проводники долго греются, а спирали быстро сгорают.

Последовательное подключение двух лампочек

В данном случае необходимо соединить две люминесцентные лампы с одним балластом. Все устройства подключают последовательным образом.

Для проведения электромонтажных работ понадобятся такие детали:

• индукционный дроссель;
• стартеры (2 единицы);
• люминесцентные лампочки.

Подключение выполняется в следующем порядке:

1. Присоединяем к каждой лампочке стартеры. Соединение выполняем параллельно. Место соединения — штыревой вход на торцах прибора освещения.
2. Свободные контакты направляем в электрическую сеть. Для соединения используем дроссель.
3. К контактам источника света присоединяем конденсаторы. Позволят снизить интенсивность помех в сети и компенсировать реактивность мощности.

Обратите внимание! В стандартных бытовых переключателях (особенно в недорогих моделях) нередко залипают контакты из-за слишком высоких стартовых токов. В связи с этим для использования в совокупности с люминесцентными лампами рекомендуется приобретать качественные выключатели.

Замена лампы

Если отсутствует свет и причина проблемы лишь в том, чтобы заменить перегоревшую лампочку, действовать нужно следующим образом:

1. Разбираем светильник. Делаем это осторожно, чтобы не повредить прибор. Поворачиваем трубку по оси. Направление движения указано на держателях в виде стрелочек.
2. Когда трубка повернута на 90 градусов, опускаем ее вниз. Контакты должны выйти через отверстия в держателях.
3. Контакты новой лампочки должны находиться в вертикальной плоскости и попадать в отверстие. Когда лампа установлена, поворачиваем трубку в обратную сторону. Остается лишь включить электропитание и проверить систему на работоспособность.
4. Завершающее действие — монтаж рассеивающего плафона.

Проверка работоспособности системы

После подключения люминесцентной лампы следует убедиться в ее работоспособности и в исправности пускорегулирующих устройств. Для проведения испытаний понадобится тестер, с помощью которого проверяют катодные нити накала. Допустимый уровень сопротивления — 10 Ом.

Если тестер определил сопротивление как бесконечное, необязательно выбрасывать лампочку. Данный источник света еще сохраняет функциональность, но использовать его нужно в режиме холодного запуска. В обычном состоянии контакты стартера разомкнуты, а его конденсатор не пропускает постоянный ток. Иными словами, прозвон должен показывать очень высокое сопротивление, которое иной раз достигает сотен Ом.

После прикосновения щупами омметра дроссельных выводов сопротивление постепенно снижается до постоянной величины, присущей обмотке (несколько десятков Ом).

Обратите внимание! О неисправном состоянии дросселя говорит перегорание недавно поставленной лампочки.

Достоверно определить межвитковое замыкание в дроссельной обмотке, используя обычный омметр, не получится. Однако если в приборе есть функция замера индуктивности и данные по ЭмПРА, несоответствие значений укажет на наличие проблемы.

Источник

Как подключить лампу дневного света: особенности схемы

Качественное равномерное освещение можно создать с помощью разных источников света. В домах, офисах, производствах активно устанавливаются энергосберегающие люминесцентные лампы. Их установка и схема сложнее, чем у лампочек накаливания. Для корректного монтажа мастер должен знать, как функционирует устройство, какие виды бывают и какую схему использовать для подсоединения.

Устройство лампы

Люминесцентные лампы цилиндрической формы

Люминесцентный источник счета – это осветительный прибор, в котором ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый свет определенного спектра. Свечение достигается благодаря электрическому разряду, который появляется при подаче электричества в газовой среде. Образуется ультрафиолет, который воздействует на люминофор. В результате лампочка загорается и начинает светить.

Большая часть люминесцентных ламп изготавливается в форме цилиндрических трубок. Могут встречаться более сложные геометрические формы колбы. По краям трубки располагаются вольфрамовые электроды, которые припаяны к наружным штырькам. Именно к ним подается напряжение.

Строение люминесцентной лампы

Стандартная схема лампочки состоит из стартера и дросселя. Дополнительно могут использоваться различные управляющие механизмы. Основной задачей дросселя является образование импульса необходимой величины, которое сможет включить лампу. Стартер представляет собой тлеющий разряд, у которого электроды находятся в инертной среде из газов. Обязательное условие – один электрод должен быть биметаллической пластиной. Если лампа выключена, электроды разомкнуты. При подаче напряжения они замыкаются.

Классификация проводится по разным критериям. Основной из них – свет. Он может быть дневным или белым с разной цветовой температурой. Разделение производится и по ширине трубки. Чем она больше, тем выше мощность лампы и площадь освещаемого участка. Люминесцентные лампы делятся по числу контактов, рабочему напряжению, наличию стартера, форме.

Принцип работы

Принцип работы люминесцентной лампы

Подается питающее напряжение. В начальный момент электрический ток не протекает, так как среда обладает высоким сопротивлением. Ток движется по спиралям, нагревает их и подается на стартер. Появляется тлеющий разряд. После нагрева контактов биметаллические пластины замыкаются. Температура на биметаллической части падает и контакт в сети размыкается. Это приводит к тому, что дроссель создает необходимый импульс в результате самоиндукции, и лампа начинает светить. Дуговой разряд поддерживается за счет термоэлектронной эмиссии, происходящей на на поверхности катода. Электроны разогреваются под действием тока, величину которого ограничивает балласт.

Свет появляется за счет того, что на лампу нанесено специальное вещество – люминофор. Он поглощает ультрафиолетовое излучение и дает свечение определенной гаммы. Цвет можно менять, нанося на колбу различные по составу люминофоры. Они могут быть из галофосфата кальция, ортофосфата кальция-цинка.

Основные преимущества лампы – экономия электроэнергии, долгий срок службы, яркое свечение. Из недостатков можно выделить невозможность прямого подключения к сети и наличие ртути внутри колбы. Лампы стоят дороже лампочек накаливания, но дешевле светодиодных источников света.

Способы подключения

Существуют различные варианты подключения люминесцентной лампы к сети. Самая популярная схема люминесцентного светильника — подсоединение с использованием электромагнитного балласта.

Схема с электромагнитным балластом (ЭмПРА)

Схема с электромагнитным балластом (ЭмПРА)

Принцип работы данной схемы основывается на том, что при подаче напряжения в стартере возникает разряд, приводящий к замыканию биметаллических электродов. Электрический ток в цепи ограничен внутренним дроссельным сопротивлением. Это приводит к тому, что рабочий ток возрастает почти в 3 раза, электроды резко нагреваются, а после уменьшения температуры возникает самоиндукция, приводящая к зажиганию стартерной люминесцентной лампы.

Минусы схемы люминесцентной лампы с ЭмПРА:

• Высокие затраты на электроэнергию по сравнению с другими способами.
• Долгое время запуска – примерно 1-3 секунды. Чем выше износ лампочки, тем дольше она будет зажигаться.
• Не работает при низких температурах. Это приводит к невозможности использования в подвале или гараже, которые не отапливаются.
• Стробоскопический эффект. Мерцание негативно сказывается на человеческом зрении и психике, поэтому подобное освещение не рекомендуется использовать на производстве.
• Гудение при работе.

В схеме предусмотрен один дроссель для двух лампочек. Его индуктивности хватает на оба источника света. Напряжение стартера – 127 В, для светильника с одной лампой потребуется напряжение 220 В.

Есть схема люминесцентной лампы на 220 в с бездроссельным подключением. В ней отсутствует стартер. Такое бесстартерное подключение применяется при перегорании нити накала у лампочки. В конструкции также есть трансформатор и конденсатор для ограничения тока. Для ламп с перегоревшей нитью накала существуют переделки схемы и без трансформатора. Это облегчает конструкцию.

Два дросселя и две трубки

Этот метод применяется для двух ламп. Подключать элементы нужно последовательно:

• Фаза – на вход дросселя.
• От выхода дросселя один контакт подсоединить к первой лампе, второй – к первому стартеру.
• С первого стартера провода идут на вторую пару контактов первой лампы, свободный провод нужно подсоединять к нулю.

Аналогичным образом подключается вторая лампа.

Подключение двух ламп от одного дросселя

Схема на две люминесцентные лампы

Этот вариант используется нечасто, но реализовать его несложно. Двухламповое последовательное подсоединение отличается своей экономностью. Для реализации потребуется индукционный дроссель и пара стартеров.

Схема подключения ламп дневного света от одного дросселя:

• На штыревой выход ламп параллельным соединением подключается стартер.
• Свободные контакты подсоединяются к электрической сети через дроссель.
• Параллельно источникам света подключаются конденсаторы.

Бюджетные выключатели периодически могут залипать из-за повышения стартовых токов. В таком случае рекомендуется использовать высококачественные коммутационные устройства. Это обеспечит долгую и стабильную работу люминесцентной лампы.

Схема с электронным балластом

Схема подключения электронного балласта

Все минусы ЭмПРА привели к тому, что пришлось искать другой способ подключения. В результате электромагнитный балласт был заменен на электронный, работающий не на сетевой частоте 59 Гц, а на высокой 20-60 кГц. Благодаря этому решению исключается моргание света. Такие схемы применяются на производствах.

Визуально балласт представляет собой блок с клеммами. Внутри располагается печатная плата, на которой собирается электронная схема. Важное преимущество электронного балласта – миниатюрные размеры. Поместить блок можно даже в небольшой источник света. Также время запуска меньше, а работает устройство беззвучно. Метод с электронным балластом еще называется бесстартерным.

Как подключить светильник люминесцентный:

• Контакты 1 и 2 – к паре контактов с лампы.
• Контакты 3 и 4 – на оставшуюся пару.

На вход необходимо подать питающее напряжение.

Схема с умножителями напряжения

Для увеличения срока действия может применяться способ без электромагнитного балласта. Время эксплуатации продляется при условии, что мощность лампы не превышает 40 Вт. Нити накала могут быть перегоревшими – их при любой ситуации следует закоротить.

Такая схема позволяет выпрямить напряжение и повысить его в два раза. Лампа загорается сразу же. Для реализации схемы нужно правильно подобрать конденсаторы. 1 и 2 выбираются на 600 В, 3 и 4 – на 1000 В. Недостаток – большие размеры конденсаторов.

Подсоединение без стартера

Стартер вызывает дополнительный нагрев у люминесцентной лампы. Также он часто выходит из строя, из-за чего эту деталь приходится заменять. Существуют схемы, в которых люминесцентный источник света работает без стартера. Электроды подогреваются до нужного уровня при помощи трансформаторных обмоток, выступающих в роли балласта.

При покупке лампочки нужно обратить внимание на надпись RS – быстрый старт. Именно такие изделия работают без стартера.

Схема с последовательным подключением двух ламп

Схема для последовательного подключения двух ламп

Есть две лампы, которые необходимо соединить при помощи одного балласта последовательным образом. Для выполнения подобных работ потребуются следующие компоненты:

• Индукционный дроссель.
• Два стартера.
• Два люминесцентных светильника.

Схема подключения люминесцентной лампы следующая:

• К каждой лампе подключается стартер параллельно на штыревой вход на торце колбы.
• Оставшиеся контакты следует подключить в электрическую сеть через дроссель.
• На контакты лампочек подключаются конденсаторы. Они необходимы для того, чтобы уменьшить интенсивность помех и реактивную мощность.

Конденсаторы выбираются с учетом нагрузки.

Замена люминесцентных ламп

Чтобы снять люминесцентную лампу, необходимо повернуть в том направлении, которое указано на держателе

Люминесцентный источник света отличается от классических галогеновых ламп и изделий с нитью накала длительным сроком службы. Но даже такие надежные лампочки могут выйти из строя, из-за чего их приходится заменять.

Выполнить замену можно следующим образом:

• Разобрать светильник. Важно аккуратно снимать все детали, чтобы прибор не повредился. Люминесцентные трубки нужно поворачивать вокруг оси в отмеченном направлении. Оно указывается на держателе стрелками.
• После поворота на 90 градусов трубку следует опустить. Тогда контакты легко выйдут из соответствующего отверстия.
• Визуально осмотреть целостность лампочки, нитей накала. Если зрительных проблем нет, поломка может быть вызвана внутренними компонентами.
• Следует взять новый источник света. Его контакты должны находиться в вертикальном положении и помещаться в отверстие. После установки лампочки ее нужно прокрутить в обратном положении.

Снимать прибор нужно аккуратно, чтобы не разбить стеклянную колбу. Внутри находится ртуть, которая опасна для здоровья.

После того как система собрана, можно подавать питающее напряжение, выполнять включение и приступать к тестированию. Финальным шагом будет установка защитного плафона на светильник.

Проверка работоспособности

Прозвонка электродов мультиметром

Выполнить проверку собранной системы можно с помощью тестера, который проверяет нити накала. Его допустимое сопротивление должно составлять 10 Ом.

Если тестирующее устройство показало бесконечное сопротивление, лампочка подходит только для использования в режиме холодного запуска. Также бесконечность может показываться при неисправности источника света. Нормальное сопротивление, которое должен показывать тестер, достигает несколько сотен Ом. Это связано с тем, что в обычном состоянии контакты стартера находятся в разомкнутом виде. При этом конденсатор не пропускает постоянный ток.

Если коснуться щупами мультиметра дроссельных выводов, сопротивление будет постепенно падать до постоянного значения в несколько десятков Ом.

Точное значение определить нельзя при помощи обычного тестера. Но на некоторых приборах есть функция измерения индуктивности. Тогда по данным ЭмПРА можно проверить значения. В случае их несовпадения можно судить о проблемах с прибором.

Источник