Устройство эпра для люминесцентных ламп

Содержание

Включение газоразрядных ламп, в чисто которых входят всем известные люминесцентные лампы, имеет ряд особенностей. Для возникновения разряда между электродами в среде газа требуется импульс высокого напряжения между предварительно прогретыми электродами.

Во время работы ток разряда должен ограничиваться специальным балластом, функции которого выполняет дроссель – катушка с большой индуктивностью.

Пускорегулирующая аппаратура, разработанная для включения люминесцентных ламп имела множество существенных недостатков:

  • низкая надежность стартера из-за наличия контактной группы;
  • громоздкий тяжелый и шумный дроссель;
  • мерцание ламы с частотой питающей сети;
  • длительный процесс зажигания ламп;
  • затрудненный пуск при низкой температуре;
  • низкий КПД;
  • высокий уровень электромагнитных помех.

На смену устаревшим пусковым агрегатам были разработаны электронные устройства, которые не содержат механических контактов и тяжелого и габаритного дросселя.

Малые габариты современных электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА) дали толчок дальнейшему развитию и широкому распространению малогабаритных люминесцентных ламп, которые в народе прозвали «экономками».

Кроме того, ЭПРА имеет следующие достоинства:

  • отсутствуют механические контакты;
  • питание производится высокочастотным напряжением, что полностью исключает мерцание;
  • малые габариты и вес;
  • высокий КПД за счет введения цепей коррекции мощности;
  • минимум сетевых помех и практически полное отсутствие электромагнитных.

Работа лампы с электронным запуском включает несколько последовательных стадий:

  1. Разогрев нитей накаливания.
  2. Инициирование разряда в среде газа между электродами.
  3. Поддержание горения.

Все этапы включения полностью контролируются электронной схемой ЭПРА, которая состоит из следующих элементов:

Не пропускает помехи от ЭПРА в сеть и наоборот.

Устанавливается, в основном в дорогих и мощных пускателях.

Исполняется в виде электролитического конденсатора большой емкости.

Также в состав устройства входят инверторная схема преобразования напряжения и малогабаритный дроссель.

В инверторе используются мощные высоковольтные транзисторные ключи, которые включены в мостовую схему с автогенерацией или управляются специальной микросхемой. В диагональ моста включен многообмоточный резонансный трансформатор, одна из обмоток которого включена последовательно с нитями накала и резонансным конденсатором.

Межэлектродный разряд уменьшает сопротивление рабочей среды лампы, в результате чего резонансный конденсатор оказывается закороченным и резонанс пропадает. Оставшегося значения напряжения достаточно для нормального горения. Ток разряда ограничивается дросселем, включенным последовательно с электродами.

ЭПРА ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Первоначально конструкции ЭПРА разрабатывались для замены старых дроссельно-стартерных устройств для установки в классические светильники с люминесцентными лампами. Для облегчения перехода на новую аппаратуру, ее габаритные размеры, как говорилось выше, делали схожими со старыми устройствами.

Такой подход позволял без изменения технологических линий по производству светильников устанавливать электронные пускатели.

Использование миниатюрных SMD компонентов и совершенствование схемотехники позволили создавать ЭПРА с минимальными габаритами. Такие устройства помещаются в стандартный цоколь типоразмера Е27 или даже Е14, что привело к широкому распространению энергосберегающих люминесцентных ламп обладающих большим разнообразием:

  • форм;
  • мощностей;
  • цветов и оттенков свечения.

Основными характеристиками электронного пускателя для люминесцентных ламп является допустимая мощность светильника и количество одновременно подключаемых источников. Некоторые типы имеют режим плавного пуска. При этом после нажатия клавиши включения освещения светильник загорается через время от одной до нескольких секунд.

В подобных устройствах за счет схемотехнических решений разряд резонансного конденсатора происходит только после полного прогрева нитей накаливания. Лампы, включаемые через такой пускатель меньше изнашиваются, поэтому срок их службы возрастает.

Некоторые модели дешевых пускорегулирующих аппаратов имеют низкое качество изготовления. Особенно это касается параметров электролитического конденсатора фильтра. Малая емкость приводит к заметным пульсациям света, а низкое граничное напряжение увеличивает вероятность выхода конденсатора из строя.

Очень опасны модели, в которых мощные ключевые транзисторы крепятся радиатором к металлическому корпусу устройства через пластиковую изоляцию. Через некоторое время работы пластик под действием нагрева транзистора деформируется и радиатор замыкается на корпус.

ЭПРА ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ И ПАНЕЛЕЙ

Сразу следует заметить, что пускорегулирующая аппаратура для светодиодных ламп и других LED источников света не существует! Как бы не утверждали продавцы магазина или консультанты в интернет-сервисах, это свидетельствует лишь о их некомпетентности.

Светодиодные источники света в пусковых устройствах типа ЭПРА не нуждаются. Необходим источник постоянного напряжения, а в идеальном варианте – стабилизатор тока.

Такие устройства называются драйверами. Они формируют напряжение на выходных клеммах в соответствии с подключаемым источником света и ограничивают или стабилизируют значение выходного тока в определенных пределах.

Дело в том, что светодиоды нормально функционируют только в узком диапазоне протекающего через них тока. Меньшее значение снижает яркость, а высокое вызывает резкое снижение срока службы вплоть до мгновенного перегорания излучающего диода. Светодиод, как полупроводниковый элемент, обладает ярко выраженной зависимостью величины сопротивления от температуры, поэтому ее изменение всего на несколько градусов способно вызвать критический рост тока.

Чем отличается стабилизатор напряжения от стабилизатора тока?

Если выразить простыми словами, то стабилизатор напряжения имеет на выходе стабильное напряжение при том, что ток потребления подключенных устройств может меняться в широких пределах.

Иная ситуация в случае стабилизатора тока. Здесь обеспечивается стабильное значение тока при различных сопротивлениях нагрузки. При этом значение напряжения стабилизатора может изменяться в достаточно широком диапазоне.

Данная характеристика накладывает ограничение на совместимость устройств различных типов. К источнику тока нельзя подключать светодиодные светильники иной мощности, чем той, что указана в спецификации. Нельзя подключать параллельно несколько ламп. В крайнем случае возможно последовательное подключение, но это если позволяет диапазон выходных напряжений.

Драйвер (именно так именуется в настоящее время стабилизатор тока) рассчитан на выходной ток 100 мА и 12 – 24 В выходного напряжения. Можно подключать:

  • светодиодную лампу 100 мА 12 В или 100 мА 24 В;
  • две лампы 100 мА 12 В, соединенные последовательно;
  • две лампы 50 мА 12 – 24 В, соединенные параллельно.

Схема драйвера может быть выполнена быть выполнена как на основе трансформатора, так и при помощи инвертора, что в настоящее время составляет подавляющее большинство устройств. Драйверы с изменяемым значением выходного тока используются для регулировки яркости LED светильников.

Большинство компактных ламп выпускаются со встроенными драйверами, освобождая покупателя от мук выбора. Использование отдельных драйверов необходимо только в случае использования светодиодных лент или изготовления светильников из отдельных светодиодов или матриц.

Приобретая светодиодные панели с фиксированными размерами, желательно сразу же рассчитывать на драйвер с рекомендуемыми параметрами.

Читайте также:  Как склеить оргстекло без шва

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Вас интересует, зачем нужен электронный модуль ЭПРА для люминесцентных ламп и как его следует подключить? Правильный монтаж энергосберегающих светильников позволит многократно продлить их срок эксплуатации, ведь верно? Но вы не знаете, как подключить ЭПРА и нужно ли это делать?

Мы расскажем вам о назначении электронного модуля и его подключении – в статье рассмотрены конструкционные особенности этого аппарата, благодаря которому формируется так называемое стартерное напряжение, а также поддерживается оптимальный рабочий режим светильников.

Приведены принципиальные схемы подключения люминесцентных лампочек с применением электронного пускорегулятора, а также видеорекомендации по применению подобных аппаратов. Которые являются неотъемлемой частью схемы газоразрядных ламп, несмотря на то что конструктивное исполнение таких источников света может значительно отличаться.

Конструкции пускорегулирующих модулей

Конструкции промышленных и бытовых люминесцентных лампочек, как правило, оснащаются модулями ЭПРА. Аббревиатура читается вполне доходчиво – электронный пускорегулирующий аппарат.

Электромагнитное устройство старого образца

Рассматривая конструкцию этого устройства из серии электромагнитной классики, сразу можно отметить явный недостаток – громоздкость модуля.

Правда, конструкторы всегда стремились минимизировать габаритные размеры ЭМПРА. В какой-то степени это удалось, судя по современным модификациям уже в виде ЭПРА.

Громоздкость электромагнитной конструкции обусловлена внедрением в схему крупногабаритного дросселя – обязательного элемента, предназначенного сглаживать сетевое напряжение и выступать в качестве балласта.

Помимо дросселя, в состав схемы ЭМПРА входят стартеры (один или два). Очевидна зависимость качества их работы и долговечности лампы, т. к. дефект стартера вызывает фальшивый старт, что означает перегрузку по току на нитях накала.

Наряду с ненадежностью стартерного пуска, люминесцентные лампы страдают от эффекта стробирования. Проявляется он в виде мерцания с определенной частотой, близкой к 50 Гц.

Наконец, пускорегулирующий аппарат обеспечивает значительные энергетические потери, то есть в целом снижает КПД ламп люминесцентного типа.

Усовершенствование конструкции до ЭПРА

Начиная с 1990 годов, схемы люминесцентных ламп все чаще стали дополнять усовершенствованной конструкцией пускорегулирующего модуля.

Основу модернизированного модуля составили полупроводниковые электронные элементы. Соответственно, уменьшились габариты устройства, а качество работы отмечается на более высоком уровне.

Внедрение полупроводниковых ЭПРА привело практически к полному исключению недостатков, какие присутствовали в схемах аппаратов устаревшего формата.

Электронные модули показывают качественную стабильную работу и увеличивают долговечность люминесцентных светильников.

Более высокий КПД, плавное регулирование яркости, повышенный коэффициент мощности – все это преимущественные показатели новых модулей ЭПРА.

Из чего состоит приспособление?

Главными составляющими элементами схемы электронного модуля являются:

  • выпрямительное устройство;
  • фильтр электромагнитного излучения;
  • корректор коэффициента мощности;
  • фильтр сглаживания напряжения;
  • инверторная схема;
  • дроссельный элемент.

Схемное построение предусматривает одну из двух вариаций – мостовая либо полумостовая. Конструкции, где используется мостовая схема, как правило, поддерживают работу с лампами высокой мощности.

Между тем, преимущественно в составе люминесцентных светильников эксплуатируются модули, построенные на базе полумостовой схемы.

Такие приборы на рынке встречаются чаще по сравнению с мостовыми, т. к. для традиционного применения достаточно светильников мощностью до 50 Вт.

Особенности работы аппарата

Условно функционирование электроники можно разделить на три рабочих этапа. Первым делом включается функция предварительного прогрева нитей накала, что является важным моментом в плане долговечности газовых приборов света.

Особенно необходимой эта функция видится в условиях низкотемпературной окружающей среды.

Затем схемой модуля запускается функция генерации импульса высоковольтного импеданса – уровень напряжения около 1,5 кВ.

Присутствие напряжения такой величины между электродами неизбежно сопровождается пробоем газовой среды баллона люминесцентной лампы – зажиганием лампы.

Наконец, подключается третий этап работы схемы модуля, основная функция которого заключается в создании стабилизированного напряжения горения газа внутри баллона.

Уровень напряжения в этом случае относительно невысок, чем обеспечивается малое потребление энергии.

Принципиальная схема пускорегулятора

Как уже отмечалось, часто используемой конструкцией является модуль ЭПРА, собранный по двухтактной полумостовой схеме.

Работает такая схема в следующей последовательности:

  1. Сетевое напряжение в 220В поступает на диодный мост и фильтр.
  2. На выходе фильтра образуется постоянное напряжение в 300-310В.
  3. Инверторным модулем наращивается частота напряжения.
  4. От инвертора напряжение проходит на симметричный трансформатор.
  5. На трансформаторе за счет управляющих ключей формируется необходимый рабочий потенциал для люминесцентной лампы.

Ключи управления, установленные в цепи двух секций первичной и на вторичной обмотке, регулируют требуемую мощность.

Поэтому на вторичной обмотке формируется свой потенциал для каждого этапа работы лампы. Например, при разогреве нитей накала один, в режиме текущей работы другой.

Рассмотрим принципиальную схему полумостового ЭПРА для ламп мощностью до 30 Вт. Здесь сетевое напряжение выпрямляется сборкой из четырех диодов.

Выпрямленное напряжение от диодного моста попадает на конденсатор, где сглаживается по амплитуде, фильтруется от гармоник.

Далее посредством инвертирующей части схемы, собранной на двух ключевых транзисторах (полумост), напряжение, поступившее из сети с частотой 50 Гц, преобразуется в потенциал с более высокой частотой – от 20 кГц.

Он подается уже на клеммы люминесцентной лампы для обеспечения рабочего режима.

Примерно по такому же принципу действует мостовая схема. Разница состоит лишь в том, что в ней используются не два инвертора, а четыре ключевых транзистора. Соответственно, схема несколько усложняется, добавляются дополнительные элементы.

Между тем именно мостовой вариант сборки обеспечивает подключение большого количества ламп (более двух) на одном балласте. Как правило, устройства, собранные по мостовой схеме, рассчитаны на мощность нагрузки от 100 Вт и выше.

Варианты подключения люминесцентных ламп

В зависимости от схемных решений, используемых в конструкции пускорегулирующих аппаратов, варианты подключения могут быть самые разные.

Если одна модель устройства поддерживает, к примеру, подключение одного светильника, другая модель может поддерживать уже одновременную работу четырех ламп.

Самым простым подключением видится вариант с электромагнитным устройством, где основными элементами схемы являются лишь дроссель и стартер.

Здесь от сетевого интерфейса фазная линия соединяется к одной из двух клемм дросселя, а нулевой провод подводится на одну клемму люминесцентной лампы.

Фаза, сглаженная на дросселе, отводится от его второй клеммы и соединяется на вторую (противоположную) клемму.

Остающиеся свободными еще две клеммы лампы подключаются к розетке стартера. Вот, собственно, и вся схема, которая до появления электронных полупроводниковых моделей ЭПРА использовалась повсеместно.

На базе этой же схематики реализуется решение с подключением двух люминесцентных ламп, одного дросселя и двух стартеров. Правда в этом случае требуется подбирать дроссель по мощности, исходя из суммарной мощности газовых светильников.

Дроссельный схемный вариант можно доработать с целью устранения дефекта стробирования. Он довольно часто возникает именно на светильниках с электромагнитным ЭПРА.

Доработка сопровождается дополнением схемы диодным мостом, который включается после дросселя.

Подключение к электронным модулям

Варианты подключения люминесцентных ламп на электронных модулях несколько отличаются. Каждый электронный пускорегулирующий аппарат имеет входные клеммы для подачи сетевого напряжения и выходные клеммы под нагрузку.

В зависимости от конфигурации ЭПРА, подключается одна или несколько ламп. Как правило, на корпусе прибора любой мощности, рассчитанного на подключение соответствующего количества светильников, имеется принципиальная схема включения.

Читайте также:  Дроссель в автомобиле это

На схеме выше, к примеру, предусматривается питание максимум двух люминесцентных ламп, так как в схеме используется модель двухлампового балласта.

Два интерфейса прибора рассчитаны так: один для подключения сетевого напряжения и заземляющего провода, второй для подключения ламп. Этот вариант тоже из серии простых решений.

Аналогичный прибор, но рассчитанный уже для работы с четырьмя лампами, отличается наличием увеличенного числа клемм на интерфейсе подключения нагрузки. Сетевой интерфейс и линия подключения заземления остаются без изменений.

Однако наряду с простыми устройствами, – одно-, двух-, четырехламповыми – встречаются пускорегулирующие конструкции, схематика которых предусматривает использование функции регулировки свечения люминесцентных ламп с помощью.

Это так называемые управляемые модели регуляторов. Рекомендуем подробнее ознакомиться с принципом работы регулятора мощности осветительных приборов.

Чем отличаются подобные приборы от уже рассмотренных устройств? Тем, что в дополнение к сетевому и нагрузочному оснащаются еще интерфейсом для подключения управляющего напряжения, уровень которого обычно составляет 1-10 вольт постоянного тока.

Таким образом, разнообразие конфигурации электронных пускорегулирующих модулей позволяет организовать системы осветительных приборов разного уровня. Имеется в виду не только уровень мощности и охвата площадей, но также уровень управления.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоматериал, сделанный на основе практики электромонтера, рассказывает и показывает — какой прибор из двух должен быть признан конечным пользователем более качественным и практичным.

Этот сюжет лишний раз подтверждает, что простые решения выглядят надёжными и долговечными:

Между тем ЭПРА продолжают совершенствоваться. На рынке периодически появляются новые модели таких приборов. Электронные конструкции тоже не лишены недостатков, но по сравнению с электромагнитными вариантами, явно показывают лучшие технические и эксплуатационные качества.

Вы разбираетесь в вопросах принципа работы и схем подключения ЭПРА и хотите дополнить изложенный выше материал личными наблюдениями? Или хотите поделиться полезными рекомендациями по нюансам ремонта, замены или выбора пускорегулирующего аппарата? Пишите, пожалуйста, свои комментарии к этой записи в блоке ниже.

Несмотря на появление светодиодов, в эксплуатации все еще довольно большое количество светильников с люминесцентными лампами штырькового типа. Они тоже позволяют тратить меньше на электроэнергию, особенно если в светильнике применяется электронный балласт — ЭПРА для люминесцентных ламп.

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт) — электронное устройство, осуществляющее пуск и поддержание рабочего режима газоразрядных осветительных ламп.

Как работает люминесцентная лампа с дросселем (ЭмПРА)

ЭмПРА — электромагнитный пускорегулирующий аппарат или просто «дроссель». Поняв принцип работы ЭмПРА, будет проще разобраться с устройством и принципом работы ЭПРА.

Для начала стоит разобраться с тем, как работает лампа дневного света. Речь пойдет о длинных лампах типа Т-8. Кроме источника света есть еще стартер (газоразрядная лампа) и пускорегулирующее устройство (дроссель и конденсаторы).

Устройство лампы дневного света

Люминесцентная лампа: устройство и условия для работы

Несколько слов о люминесцентных лампах трубчатого типа. Это полая стеклянная трубка, покрытая изнутри слоем люминофора. На края трубки надеты металлические колпачки с двумя штырьками. Эти штыри — выводы катодов. Катоды соединены попарно вольфрамовой спиралью со специальным эмиссионным покрытием. Лампа заполнена смесью инертных газов с парами ртути (воздуха внутри нет). Для того чтобы люминофор засветился, необходимо:

  • Наличие переменного электрического поля.
  • Свободные заряженные частицы.

Строение люминесцентной лампы

При наличии переменного поля, электроны и ионы активно движутся, наталкиваясь на стенки колбы, заставляя тем самым светиться нанесенный на них люминофор. Вроде все просто. Но при включении необходимо создать условия для появления в инертной среде свободных заряженных частиц. В выключенном состоянии их там просто нет. И даже если на катоды напрямую подать 220 В, ничего не произойдет. Переменное электрическое поле будет, а несвязанных ионов и электронов — нет. И света тоже не будет.

Как заставить люминесцентную лампу светиться

Итак, для того чтобы лампа зажглась, необходимо чтобы в ней появились свободные заряженные частицы. Инициировать их высвобождение можно двумя способами:

  • кратковременно подать высокое напряжение на катоды (холодный пуск);
  • разогреть спираль между двумя катодами до температуры, при которой начинается эмиссия.

Как добиться свечения люминофора

Обычно используют второй вариант. На него требуется больше времени и энергии, но сами лампы «живут» дольше. Холодный пуск популярен среди самодельщиков. Но этот способ «вырывает» из структуры частицы, что приходит к быстрому выходу лампы из строя. Чем он хорош, так это тем, что можно заставить работать лампы с перегоревшими спиралями. Но использовать его нерационально, так как катоды быстро перегорают.

Как работает светильник дневного света с ЭмПРА (электромагнитным балластом)

Для того чтобы обеспечить появление свободных частиц используют дроссель, который называют еще электромагнитный балласт и стартер. Для стабилизации работы используют конденсаторы (на схеме ниже С1 и С2). Дроссель представляет собой набор ферромагнитных пластин, обмотанных эмалированным медным проводом. Дроссель похож на трансформатор, только имеет одну обмотку. Стартер представляет собой газоразрядную лампу с подвижным биметаллическим контактом.

Пока лампа холодная, вольфрам имеет высокое сопротивление, поэтому, при включении, ток течет слабый — порядка 35-50 мА. Его не хватает на разогрев катодов, но для работы газоразрядной лампы стартера он достаточен. Протекающий через стартер ток разогревает контакты газоразрядной лампы. По мере нагрева биметаллический контакт изгибается и в какой-то момент соприкасается со вторым — неподвижным контактом. В этот момент ток мгновенно возрастает до сотен миллиампер (500-800 мА). Тлеющий разряд в стартере гаснет, биметаллический контакт остывает и размыкает цепь. Но несколько секунд ток в цепи очень высокий. Этого времени достаточно для разогрева катодов лампы и начала эмиссии свободных частиц. Возле катодов образуется облако из свободных ионов и электронов.

Но это еще не старт лампы. Она все еще не светится. При размыкании контакта в стартере, в дросселе возникает электродвижущая сила (ЭДС), которая совпадает по фазе с напряжением в сети. Это приводит к мгновенному скачку напряжения до киловольт (1000 В и больше). Такое высокое напряжение вызывает зажигание дуги, пробой газа в лампе и активное высвобождение свободных частиц. Частицы, ударяются в люминофор, вызывают его свечение. Лампа зажигается.

Недостатки ЭмПРА

В свое время такая схема была популярна: расходы электроэнергии на освещение снижались примерно в два-три раза. И это притом что служили такие светильники дольше, свет давали более четкий. Но есть у них и серьезные недостатки:

  • Зажигается светильник не срезу. Проходит несколько секунд. И чем больше срок эксплуатации лампы, тем промежуток времени больше.
  • Свет «моргает». Мы этого не видим, но сетчатка на моргание реагирует. Это вызывает повышенную утомляемость, может стать причиной головной боли. При работе с вращающимися частями возникает стробоскопический эффект, что может быть опасным.
  • При работе дроссель гудит. Некоторые весьма громко. Постоянный фон понижает работоспособность.
  • В холодном помещении лампа может вообще не зажечься.
  • Дроссель может нагреваться до 100°C — это дополнительный расход электроэнергии.
Читайте также:  Цементация металла что это такое

Современный ЭмПРА компании Schwabe Hellas. Q 125.613.4 — электромагнитный ПРА (ЭмПРА) используют с лампами внутреннего применения мощность 125 Ватт. Иногда ЭмПРА называют дросселем для ламп дневного света — учитывайте это при поиске по каталогам

Все эти минусы устранены в ЭПРА (электронных пускорегулирующих аппаратах). Плюс — они еще и электричества потребляют меньше, что делает люминесцентные светильники более экономичными.

Устройство ЭПРА — электронного балласта

Электронное пускорегулирующее устройство для люминесцентных светильников — не самое простое устройство. Намного сложнее приведенного выше. В нем есть шесть отдельных блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию. Общее назначение этого устройства — повысить частоту напряжения (до 20 кГц или выше). Это позволяет избежать моргания и гула. Еще одна задача, которая должна быть реализована — постепенный разогрев катодов ламп. Это требуется для того, чтобы избежать холодного старта. Для начала разберемся, из каких частей состоит ЭПРА для люминесцентных ламп, что каждый из блоков делает.

Блок-схема представлена на рисунке, разберемся что делает каждый блок:

    Фильтр. Стоит на входе для того, чтобы работа электронного балласта не влияла на работу ближайших устройств. Если убрать этот элемент, схема останется работоспособной, но в сети могут «гулять» высокочастотные помехи. Поэтому наличие этого блока обязательно.

Напряжение такой формы поступает от сети

После выпрямления нет нижней полуволны

Это то, что получаем на выходе фильтра

Электронный пускорегулирующий аппарат ЭПРА ЛЛ 2х36 HF-S TLD II встраиваемый (913713032466) компании Philips. HF-Selectalume II – наиболее рентабельное, надежное, компактное и доступное решение для флуоресцентного освещения

Как видите, ЭПРА довольно сложное устройство, но все блоки понятны, кроме момента преобразования постоянного тока в высокочастотный переменный. Эту часть рассмотрим отдельно.

Как происходит преобразование постоянного напряжения в высокочастотное

Встроенный в ЭПРА для люминесцентных ламп инверторный преобразователь из полученного ранее постоянного напряжения формирует высокочастотный сигнал. Частота пульсации напряжения порядка 50 кГц, то есть в 1000 раз выше чем в нашей сети. Благодаря такой высокой частоте решаются сразу две проблемы: люминесцентная лампа не моргает и не гудит. Вернее, свет моргает, но с частотой 50000 раз в секунду, что нашим глазом воспринимается как постоянное свечение.

Еще один вариант блок-схемы ЭПРА для люминесцентных ламп

Блок-схема инверторного преобразователя в ЭПРА

Чаще всего этот блок выполнен на основе полумостовой схемы. Этот вариант более популярен, так как для мостовой необходимо в два раза больше дорогостоящих ключей. К тому же его мощность для бытовых и производственных светильников просто не требуется (сотни ватт). Состоит схема инвертора на основе полумостовой схемы из следующих блоков:

  • БУ. Блок управления, управляющий работой ключей.
  • К1 и К2. Ключи (обычно биполярные высоковольтные транзисторы, в более качественных ЭПРА для люминесцентных ламп ставят полевые транзисторы MOSFET). Они включены так, что если один открыт второй закрыт. Оба одновременно открыться или закрыться не могут.

Блок-схема инверторного преобразователя. На входе у него постоянное напряжение, на выходе переменное высокой частоты

На схеме входное напряжение указано 300 В, примерно таким оно и бывает после всех преобразований. Но стоит помнить, что форма у него не линейная, а пилообразная. На работу инвертора это не влияет, но может быть важным, если вы захотите увидеть работу схемы при помощи осциллографа.

Как работает инверторный преобразователь в электронном балласте

Помним, что холодная люминесцентная лампа имеет высокое сопротивление и через нее ток не течет. Именно поэтому в данной схеме необходим параллельно подключенный конденсатор. Работает схема следующим образом:

  • Блок управления подает команду на переключение ключей.
  • Пусть первым замыкается К1. Тогда ток течет по цепи: верхняя клемма — замкнутый К1 — обмотка дросселя — один из катодов — через дроссель на БЗ — конденсатор С2 — нижняя минусовая клемма.
  • Ключи перекидываются в противоположное состояние: К1 разомкнут, К2 замкнут. В таком случае ток течет по следующему пути: плюсовая клемма — конденсатор С1 — БЗ — через один из катодов лампы — через параллельно подключенный конденсатор на обмотку дросселя — замкнутый контакт К2 — минусовая клемма.

Схема та же, просто легче будет следить за работой элементов

В таком режиме лампа работает до тех пор, пока не выключат напряжение питания. Ключи перебрасываются с заданной частотой, ток, проходящий через лампу, ограничивает дроссель, БЗ (блок защиты) следит за исправностью лампы и заблокирует ключи при сбое.

ЭПРА для люминесцентных ламп: основы подбора

На полках магазинов можно найти ЭПРА для люминесцентных ламп сравнимые по цене с электромагнитными. Есть и другая категория — они стоят раза в три-четыре больше. Несмотря на разницу в цене, лучше выбрать более дорогие. Цена сложилась не просто так. Дорогой электронный балласт имеет именно ту структуру, которая приведена выше — со всеми опционными устройствами (коррекцией коэффициента мощности, регулировкой яркости и обратной связью). Благодаря чему более дорогие ЭПРА для люминесцентных ламп потребляют значительно меньше электроэнергии, обеспечивают более «ровные» условия работы, что продлевает срок службы светильников. В общем, этот тот случай, когда более экономно купить более дорогостоящий вариант.

Выбирать необходимо по техническим показателям

Но цена — далеко не все, на что стоит обращать внимание. Необходимо отслеживать следующие показатели:

  • Для одной или для двух ламп предназначен электронный балласт. Этот параметр отображается рисунком на корпусе. Обычно показано и как их надо подключать.
  • Мощность ЭПРА. Она должна совпадать с мощностью ламп. Иначе функционировать светильник не будет.
  • С какими лампами работает этот электронный балласт (типы ламп — Т4, Т5 и Т8).
  • Степень защиты корпуса IP. Если светильник установлен в жилых комнатах, достаточно обычного исполнения — IP23. Для ванных комнат нужна повышенная влагозащита — IP 44 и выше.

Для уличных светильников важен температурный диапазон. Стоит заметить, что далеко не все лампы, да и далеко не любой ЭПРА может работать при низких температурах. Может случиться так, что лампа просто не разогреется до достаточной для старта температуры. Так что обращайте внимание на этот показатель.

Схемы ЭПРА

Вряд ли имеет смысл собирать электронный балласт своими руками. Даже качественные модели стоят не так много, чтобы оправдать затраты времени на сборку. Разве что вам хочется сделать что-то самостоятельно. Работающая самостоятельно сделанная вещь, безусловно, приносит моральное удовлетворение. В сети есть масса схем, но многие из них абсолютно нерабочие. В этом пункте приведем рабочие — на базе микросхем или без них.

Схема электронного балласта для ламп дневного света на базе транзисторных ключей

ЭПРА на базе микросхемы IR2520D фирмы IR с диапазоном рабочей частоты от 35 кГц до 80 кГц

Схема электронного балласта на микросхеме UBA2021 фирмы NXP. Рабочая частота 39 кГц

Балласт с микросхемой ICB1FL02G и частотой 40 кГц

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector