Статья «ЭПРА: схема, ремонт, подключение, принцип работы» содержит подробную информацию о работе и подключении электронных пуско-регулирующих аппаратов. Вы узнаете о схеме подключения эпра на 2 лампы, а также о принципе работы и ремонте этих устройств.

Главная / Лампочки / Люминесцентные

Назад

Опубликовано: 08.12.2020

0

831

• Что такое ЭПРА
• Преимущества и недостатки
• Конструкция и принцип работы ЭПРА Электромагнитное устройство старого образца
• Усовершенствование конструкции до ЭПРА

Схема подключения

Ремонт ЭПРА

Одним из основных элементов большого количества осветительных приборов является пускорегулирующее устройство, обозначаемое аббревиатурой ЭПРА. Компонент имеет особенности, которые лучше знать до подсоединения к светильнику. Рассмотрим схему ЭПРА.

Преимущества и недостатки ЭПРА

Применение электронных балластов вносит существенные положительные изменения в работу люминесцентных осветительных приборов. Основными достоинствами ЭПРА являются следующие:

• Максимальная мощность света заметно увеличивается при одновременном снижении объема электроэнергии, потребляемой блоком питания.
• Отличительная черта старых люминесцентных ламп – мерцание – полностью отсутствует.
• Практически не слышно шума и гудения во время работы светильника.
• Увеличение срока эксплуатации люминесцентных ламп.
• Удобные настройки и управление яркостью светового потока.
• На светильники с электронной аппаратурой совершенно не влияют скачки и перепады напряжения в питающей сети.

Основным минусом ЭПРА считается их высокая стоимость по сравнению с электромагнитными устройствами. В настоящее время новейшие технологии в этой области постоянно развиваются и совершенствуются. В связи с этим, цена электронных изделий постепенно приближается к стоимости старой аппаратуры.

Что такое ЭПРА и для чего он нужен

Применение электронной пуско-регулирующей аппаратуры или аппарата (сокращенно ЭПРА) дает существенную прибавку к сроку полезной эксплуатации осветительного оборудования этого вида.
ЭПРА – это очередной виток развития систем зажигания лампы. Электронный баласт выпускается в виде отдельного модуля с контактами для подачи напряжения питания и контактами для подключения одного или нескольких источников света. Такой блок пришел на замену простой, но морально устаревшей схемы с дросселем и стартером. Такой конструкцией обычно оснащаются все современные светильники.

Общая информация

Конструкция устройства предельно проста. Она состоит из дросселя, который сглаживает пульсацию, стартера в роли пускателя и конденсатора для стабилизации напряжения. Но этот прибор уже считается устаревшим.

Модели были доработаны и теперь они называются электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПР). Они относятся к тому же типу приборов, что и ПРА, но в их основе лежит электроника. По сути, это плата небольшого размера с несколькими элементами. Компактная конструкция позволяет устанавливать ее без особых затруднений.

Все ПРА условно делят на два вида:

• состоящие из единого блока;
• состоящие из нескольких частей.

Классифицировать приборы можно и по типу ламп: аппараты для галогеновых, светодиодных и газоразрядных. Для понимания того, что такое ЭмПРА, и чем она отличается от ЭПРА, нужно рассматривать характеристики функционирования. Они могут быть электронными и электромагнитными.

Чем отличается ЭПРА от ЭМПРА

ЭПРА – это электронный пускорегулирующий аппарат. А вот ЭМПРА – это электромагнитная регулирующая аппаратура, которая представляет собой дроссель, состоящий из сердечника и провода. ЭМПРА во всем отличается от ЭПРА. Так как ЭПРА состоит из электронных деталей и мало весит.

Если сравнивать два этих устройства, то об ЭПРА можно сказать то, что он быстро приводит в лампу в рабочее состояние. Достаточно секунды, чтобы пошел ровный поток света без всякого мерцания. Частота работы этого устройства равна 50000 герц, а вот у ЭМПРА этот важный показатель всего лишь 50 герц. Лампы, оснащенные механизмом ЭПРА, служат в два раза дольше, чем лампы с ЭМПРА.

Плюсы ЭПРА в том, что:

• Освещение не напрягает глаза;
• У лампы нет мерцаний;
• Экономное потребление электричества;
• Нет перепадов света.

Осветительные устройства с электронными механизмами просты в использовании. И если вдруг деталь перестает функционировать, ее легко заменить. Поток энергии при сгорании тут же блокируется, и энергопотребление сокращается практически на 25%. А вот если лампа электромагнитного типа, то из строя выходят сразу и дроссель, и стартер. При сгорании лампочки в таком осветительном приборе, энергопотребление будет продолжаться. Что весьма опасно и затратно.

Лампа с ЭПРА в отличие от ЭМПРА потребляет энергию от постоянного тока, поэтому ее часто используют для аварийного освещения. А еще лампа с ЭПРА работает бесшумно, а вот лампа, оснащенная ЭМПРА, со временем издают фоновой гул, что весьма неприятно.

Схема подключения с электронной ЭПРА

В настоящее время электромагнитный балласт постепенно выходит из употребления и заменяется более современной электронной пускорегулирующей аппаратурой – ЭПРА. Ее основное отличие заключается в высокой частоте напряжения, составляющей 25-140 кГц. Именно с такими показателями ток подается к лампе, что позволяет в значительной степени снизить мерцание и сделать его безопасным для зрения.

Схема подключения ЭПРА со всеми пояснениями указывается производителями на нижней части корпуса. Здесь же указано, сколько ламп и какой мощности можно подключить. Внешний вид электронного балласта представляется собой компактный блок с клеммами, выведенными наружу. Внутри расположена печатная плата, на которой собираются элементы конструкции.

Благодаря небольшим размерам, блок можно разместить даже внутри компактных люминесцентных ламп. В данном случае фактически используется схема подключения люминесцентных ламп без стартера, поскольку в электронных устройствах он не требуется. Процесс включения происходит значительно быстрее по сравнению с электромагнитной аппаратурой.

Типовая схема подключения представлена на рисунке. К контактам №№ 1 и 2 подключается первая пара контактов лампы, а к контактам №№ 3 и 4 подключается вторая пара. К контактам L и N, расположенным на входе, подается питающее напряжение.

Использование ЭПРА позволяет увеличить срок эксплуатации светильника, в том числе и с двумя лампами. Потребление электроэнергии снижается примерно на 20-30%. Мерцание и гудение совершенно не ощущаются человеком. Наличие схемы, указанной производителем облегчает и упрощает монтаж и замену изделий.

Подключение люминесцентных ламп через ЭПРА

Улучшить работу люминесцентного светильника, убрав надоедливое гудение, раздражающее моргание, и повысить яркость свечения вполне реально самому. Достаточно лишь заменить устаревшую схему дроссельного управления на современный электронный пускорегулирующий аппарат — ЭПРА.

Подключение балластной электроники возможно выполнить с любой люминесцентной трубкой, всех типов: Т12, Т8 и Т5, но к лампам Т12 оно будет не так рационально. Производство ламп Т12 сейчас сокращается, ввиду их низкой энергоэкономичности по сравнению с другими Т8 и Т5. За границей устаревшие Т12 фактически уже не выпускаются.

Обычный, купленный в магазине ЭПРА состоит из:

Светильник запускается электронным балластом в три этапа:

Подключение люминесцентных ламп через ЭПРА

Первое, что нужно сделать — разобрать светильник и вынуть из него старую начинку: дроссель, стартер, конденсаторы. В конечном итоге внутри должны остаться лампы дневного света, комплект проводов и новоустановленный электронный блок.

Для такой работы вам потребуется:

Покупать новый электронный блок следует исходя из мощности вашего светильника.

Подключение ЭПРА к люминесцентным лампам несложно сделать, имея минимальные познания в электрических схемах, и небольшой опыт работы с электропроводкой.

Перед тем как собирать схему, следует выбрать внутри светильника место для закрепления коробка ЭПРА, руководствуясь длиной проводов и удобством доступа к клеммам. Электронный блок быстро и надежно закрепляется к корпусу при помощи обычных саморезов в пробитые гвоздем отверстия. Теперь можно соединить пускорегулирующий аппарат с розетками ламп.

Подключая две люминесцентные лампы, без разницы последовательно или параллельно, убедитесь в том, что мощность электронного блока в два раза выше, чем у каждого источника света. Таким же принципом, важно руководствоваться при сборке трёх и более ламп в одном светильнике.

Самый ответственный момент — первое включение прибора с ЭПРА. Если светильник, например, с двумя лампами был собран правильно, тогда: во-первых, лампы засветятся одновременно быстро, без разогрева как было раньше; во-вторых, свет перестанет заметно мерцать, пропадет низкочастотное гудение и повысится яркость света в целом.

Источник

Схемы со стартером

Самыми первыми появились схемы со стартерами и дросселями. Это были (в некоторых вариантах и есть) два отдельных устройства, под каждое из которых имелось свое гнездо. Также в схеме есть два конденсатора: один включен параллельно (для стабилизации напряжения), второй находится в корпусе стартера (увеличивает длительность стартового импульса). Называется все это «хозяйство» — электромагнитным балластом. Схема люминесцентного светильника со стартером и дросселем — на фото ниже.

Схема подключения люминесцентных ламп со стартером

Вот как она работает:

• При включении питания, ток протекает через дроссель, попадает на первую вольфрамовую спираль. Далее, через стартер попадает на вторую спираль и уходит через нулевой проводник. При этом вольфрамовые нити понемногу раскаляются, как и контакты стартера.
• Стартер состоит из двух контактов. Один неподвижный, второй подвижный биметаллический. В нормальном состоянии они разомкнуты. При прохождении тока биметаллический контакт разогревается, что приводит к тому, что он изгибается. Согнувшись, он соединяется с неподвижным контактом.
• Как только контакты соединились, ток в цепи мгновенно вырастает (в 2-3 раза). Его ограничивает только дроссель.
• За счет резкого скачка очень быстро разогреваются электроды.
• Биметаллическая пластина стартера остывает и разрывает контакт.
• В момент разрыва контакта возникает резкий скачок напряжения на дросселе (самоиндукция). Этого напряжения достаточно для того, чтобы электроны пробили аргоновую среду. Происходит розжиг и постепенно лампа выходит на рабочий режим. Он наступает после того, как испарилась вся ртуть.

Рабочее напряжение в лампе ниже сетевого, на которое рассчитан стартер. Потому после розжига он не срабатывает. В работающем светильнике его контакты разомкнуты и он никак в ее работе не участвует.

Эта схема называется еще электромагнитный балласт (ЭМБ), а схема работы электромагнитное пускорегулирующее устройство — ЭмПРА . Часто это устройство называют просто дросселем.

Один из ЭмПРА

Недостатков у этой схемы подключения люминесцентной лампы достаточно:

• пульсирующий свет, который негативно сказывается на глазах и они быстро устают;
• шумы при пуске и работе;
• невозможность запуска при пониженной температуре;
• длительный старт — от момента включения проходит порядка 1-3 секунд.

Две трубки и два дроссели

В светильниках на две лампы дневного света два комплекта подключаются последовательно:

• фазный провод подается на вход дросселя;
• с выхода дросселя идет на один контакт лампы 1, со второго контакта уходит на стартер 1;
• со стартера 1 идет на вторую пару контактов той же лампы 1, а свободный контакт соединяют с нулевым проводом питания (N);

Так же подключается вторая трубка: сначала дроссель, с него — на один контакт лампы 2, второй контакт этой же группы идет на второй стартер, выход стартера соединяется со второй парой контактов осветительного прибора 2 и свободный контакт соединяется с нулевым проводом ввода.

Схема подключения на две лампы дневного света

Та же схема подключения двухлампового светильника дневного света продемонстрирована в видео. Возможно, так будет проще разобраться с проводами.

https://youtube.com/watch?v=8fF5KQk4L2k

Схема подключения двух ламп от одного дросселя (с двумя стартерами)

Практически самые дорогие в этой схеме — дросселя. Можно сэкономить, и сделать двухламповый светильник с одним дросселем. Как — смотрите в видео.

Виды

Сегодня на рынке широко представлены такие виды балластных устройств, как:

• электромагнитные;
• электронные;
• балласты для компактных ламп.

Представленные категории отмечены надёжной работой и обеспечивают длительное функционирование и простоту эксплуатации всех люминесцентных ламп. Все эти приборы имеют идентичный принцип действия, однако отличаются по некоторым пунктам.

Электромагнитные

Данные балласты применимы для ламп, подключенных к электросети при помощи стартера. Первично возникающий разряд интенсивно разогревает и замыкает биметаллические электродные элементы. Происходит резкое увеличение рабочего тока.

Электромагнитный балласт легко узнать по внешнему виду. Конструкция более массивная, по сравнению с электронным прототипом.

При выходе из строя стартера, в схеме электромагнитного балласта, возникает фальстарт. При поступлении питания лампа начинает мигать, впоследствии идёт ровная подача электроэнергии. Эта особенность значительно снижает рабочий ресурс источника освещения.

Плюсы	Минусы
Высококлассный уровень надежности, доказанный практикой и временем.	Долгий запуск — на первом этапе эксплуатации запуск осуществляется за 2-3 секунды и до 8 секунд к моменту завершения срока службы.
Простота конструкции.	Повышенный расход электроэнергии.
Удобство эксплуатации модуля.	Мерцание лампы с частотой 50 Гц (эффект стробирования). Негативно влияет на человека, который длительно находится в помещении с подобным видом освещения.
Доступная цена для потребителей.	Слышен гул работы дросселя.
Количество фирм производителей.	Значительный вес конструкции и громоздкость.

Электронные

Сегодня применяются магнитные и электронные балластники, которые состоят в первом случае из микросхемы, транзисторов, динисторов и диодов, а во втором – из металлических пластин и медного провода. Посредством стартера лампы запускаются, причем в качестве единой функции этого элемента с балластником в одной схеме организовано явление в электронном варианте детали.

• малый вес и компактность;
• плавное быстрое включение;
• в отличие от электромагнитных конструкций, которым для работы требуется сеть 50 Гц, высокочастотные магнитные аналоги функционируют без шумов от вибрации и мерцания;
• снижены потери на нагревание;
• коэффициенты мощности в электронных схемах достигают 0,95;
• продленный срок эксплуатации и безопасность применения обеспечиваются несколькими видами защиты.

Достоинства	Недостатки
Автоматическая настройка балласта под различные виды ламп.	Более высокая стоимость, по сравнению с электромагнитными моделями.
Моментальное включение осветительного прибора, без дополнительной нагрузки на устройство.
Экономия потребления электроэнергии до 30%.
Исключен нагрев электронного модуля.
Ровная световая подача и отсутствие шумовых эффектов в процессе освещения.
Увеличение срока службы люминесцентных ламп.
Дополнительная защита гарантирует увеличение степени пожаробезопасности.
Снижение рисков в процессе эксплуатации.
Ровная подача светопотока исключает быструю утомляемость.
Отсутствие негативных функций в условиях пониженных температур.
Компактность и легкость конструкции.

Для компактных люминесцентных ламп

Компактные типы ламп дневного света представлены приборами, аналогичным лампой накаливания типов Е27, Е40 и Е14. В таких схемах электронные балласты встраиваются вовнутрь патрона. В данной конструкции исключён ремонт в случае поломки. Дешевле и практичнее будет приобрести новую лампу.

Подключение лампы без дросселя

В стандартную схему подключения в случае необходимости могут быть внесены изменения. Одним из таких вариантов является схема подключения люминесцентной лампочки без дросселя, снижающая риск перегорания источника освещения. Таким же образом возможно собрать и подключить лампы дневного света, вышедшие из строя.

В схеме, представленной на рисунке, отсутствует нить накаливания, а питание осуществляется посредством диодного моста, создающего напряжение с постоянным повышенным значением. Данный способ подключения приводит к тому, что колба осветительного прибора может со временем потемнеть с одной из сторон.

На практике такая схема включения люминесцентной лампы совсем несложно реализуется, с использованием для этой цели старых деталей и компонентов. Понадобится сама лампа, мощностью 18 ватт, диодный мост в виде сборки GBU 408, конденсаторы, емкостью 2 и 3 нФ и рабочим напряжением не более 1000 вольт. Если мощность прибора освещения более высокая, то потребуются конденсаторы с повышенной емкостью, собранные по такому же принципу. Диоды для моста следует подбирать с запасом по напряжению. Яркость свечения при такой сборке будет немного ниже, чем при стандартном варианте с дросселем и стартером.

Кроме того, при решении задачи, как подключить люминесцентную лампу, удается избежать большинства недостатков, характерных для обычных светильников этого типа, использующих ЭмПРА.

Светильник с диодным мостом подключается легко, он будет загораться практически мгновенно, во время работы не будет шума. Важным условием является отсутствие стартера, который часто перегорает в результате длительной эксплуатации. Использование перегоревших светильников дает возможность сэкономить. В роли дросселя используются стандартные модели лампочек накаливания, не требуется громоздкого и дорогостоящего балласта.

Схемы подключения люминесцентных ламп при помощи ЭМПРА

ЭМПРА это электромагнитный пускорегулирующий аппарат, а по сути, обычный дроссель. В схеме подключения ЭМПРА обязательно задействуется стартер, который создает первый импульс для начала свечения люминесцентной лампы.

Читать, ЭПРА и ЭмПРА. В чем отличия пускорегулирующих аппаратов

Схема подключения люминесцентной лампы ЭМПРА

Данная схема подключения используется в большинстве стандартных одноламповых светильниках местного освещения эконом класса.

Схема индуктивная реализация

• Напряжение питания 220 Вольт;
• Дроссель (LL) подключается последовательно к проводу питания и выводу 1 лампы;
• Стартер подключается параллельно к выводам 2 и 3 лампы;
• Вывод 4 лампы подключается ко второму проводу питания;
• В схеме участвует конденсатор, который снижает импульс напряжения, увеличивает срок службы стартера и снижает радиопомехи при работе светильника.

Схема индуктивно-ёмкостная реализация

Вторая схема подключения называется индуктивно-ёмкостной. В ней дроссель и конденсатор (индуктивное и ёмкостное сопротивление схемы) включаются последовательно. Стартер по-прежнему подключен параллельно вывода 2-3 лампы.

Схема подключения 2-х люминесцентных ламп до 18 Вт (ЭМПРА)

Несколько меняются схемы подключений при двух лампах. Наиболее распространены две схемы для ламп до 18 Вт (последовательная) и ламп 36 Вт (параллельная).

В первой схеме, по-прежнему участвуют два стартера, один стартер для каждой лампы. Дроссель подключается, как в схеме с индуктивной реализацией. Мощность дросселя подбирается суммированием мощности ламп.

Важно! В данной (последовательной) схеме необходимо использовать стартеры на 127 (110-130) Вольт. Мощность ламп не может быть больше 22 Вт

Во второй параллельной схеме, участвуют уже два дросселя (LL1 и LL2). Стартеров по-прежнему два, один стартер для каждой лампы.

Важно! В данной схеме используются стартеры на 220-240 Вольт. Мощность ламп до 80 Вт

Важно замечание. Современные ЭмПРА выпускаются в едином корпусе

Для подключения на корпусе есть только выводы контактов. Схема подключения ламп указывается на корпусе.

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

Принцип работы люминесцентного светильника

Особенность работы люминесцентных светильников заключается в том, что их нельзя напрямую подключать в сеть питания. Сопротивление между электродами в холодном состоянии большое, и величина тока, протекающего между ними, недостаточна для возникновения разряда. Для зажигания требуется импульс высокого напряжения.

Лампа с зажженным разрядом характеризуется низким сопротивлением, которое имеет реактивную характеристику. Для компенсации реактивной составляющей и ограничения протекающего тока последовательно с люминесцентным источником света включается дроссель (балласт).

Многим непонятно, для чего нужен стартер в люминесцентных лампах. Дроссель, включенный в цепь питания совместно со стартером, формирует импульс высокого напряжения для запуска разряда между электродами. Так получается потому, что при размыкании контактов стартера на выводах дросселя формируется импульс ЭДС самоиндукции величиной до 1кВ.

Для чего нужен дроссель

Использование дросселя для люминесцентных ламп (балласта) в цепях питания необходимо по двум причинам:

• формирование напряжения запуска;
• ограничение тока через электроды.

Принцип работы дросселя основан на реактивном сопротивлении катушки индуктивности, которой является дроссель. Индуктивное сопротивление вносит сдвиг фаз между напряжением и током, равный 90º.

Из того, что ограничивающей ток величиной, является индуктивное сопротивление, следует, что дроссели, предназначенные для ламп одной мощности, нельзя использовать для подключения более или менее мощных устройств.

В некоторых пределах возможны допуски. Так, ранее отечественная промышленность выпускала люминесцентные светильники с мощностью 40 Вт. Дроссель 36W для люминесцентных ламп современного производства можно без опасений использовать в цепях питания устаревших светильников и наоборот.

Отличия дросселя от ЭПРА

Дроссельная схема включения люминесцентных источников освещения отличается простотой и высокой надежностью. Исключение составляет регулярная замена стартеров, поскольку в их состав входит группа размыкающих контактов для формирования импульсов запуска.

В то же время схема имеет существенные недостатки, которые заставили искать новые решения включения ламп:

• длительное время запуска, которое увеличивается по мере износа лампы или снижения напряжения питания;
• большие искажения формы напряжения питающей сети (cosф<0.5);
• мерцание свечения с удвоенной частотой питающей сети из-за малой инерционности светимости газового разряда;
• большие массо-габаритные характеристики;
• низкочастотный гул из-за вибрации пластин магнитной системы дросселя;
• низкая надежность запуска при отрицательных температурах.

Проверка дросселя ламп дневного света затрудняется тем, что приборы для определения короткозамкнутых витков распространены мало, а при помощи стандартных приборов можно только констатировать факт наличия или отсутствия обрыва.

Для устранения указанных недостатков разработаны схемы электронной пуско-регулирующей аппаратуры (ЭПРА). Работа электронных схем основана на другом принципе формирования высокого напряжения запуска и поддержания горения.

Высоковольтный импульс генерируется электронными компонентами, а для поддержки разряда используется высокочастотное напряжение (25-100 кГц). Работа ЭПРА может осуществляться в двух режимах:

• с предварительным подогревом электродов;
• с холодным запуском.

В первом режиме на электроды подается низкое напряжения в течение 0.5-1 секунды для первоначального нагрева. По истечении времени подается высоковольтный импульс, из-за которого происходит зажигание разряда между электродами. Данный режим технически реализуется сложнее, но увеличивает срок службы ламп.

Режим холодного запуска отличается тем, что напряжение запуска подается на непрогретые электроды, вызывая быстрое включение. Такой способ запуска не рекомендован для частого использования, поскольку сильно сокращает срок работы, но его можно использовать даже с лампами с неисправными электродами (с перегоревшими нитями накала).

Схемы с электронным дросселем имеют такие преимущества:

полное отсутствие мерцания; широкий температурный диапазон использования; малые искажения формы напряжения сети; отсутствие акустических шумов; увеличение срока службы источников освещения; малые габариты и вес, возможность миниатюрного исполнения; возможность диммирования — изменения яркости путем управления скважности импульсов питания электродов.

Запуск и работа люминесцентных ламп с помощью ЭПРА

Люминесцентные лампы как качественный источник дневного свете всё ещё не уступают по своим характеристикам светодиодным источникам света, в первую очередь из-за стоимости элементов пуска, и самого излучающего световой поток устройства. Для включения и работы люминесцентного светильника необходима пусковая система, которая вырабатывает импульсные токи высокой величины, в частности, для пуска светильника. Они могут быть двух видов:

1. Электронные (эпра);
2. Электромагнитные.

ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура) или балластники, как ещё их называют, имеют несколько преимуществ, качественно отличающих их от устаревших электромагнитных:

• Надёжность;
• Компактность;
• Простота подключения;
• Стабильная работа;
• Улучшенная коммутация;
• Защита от скачков и просадок питающего напряжения;
• Отсутствие радиопомех;
• Лёгкий и плавный пуск лампы, который продлевает срок работы.

Основным недостатком, который можно выделить, при сравнении этих двух типов пускорегулирующих устройств для работы люминесцентных ламп, является стоимость. Так как элементы электромагнитной пусковой установки, а именно стартер, дроссель и конденсатор, даже в сумме будут стоить меньше, чем один качественный балластник. Но всё же перечисленные выше преимущества дают право ЭПРА называться лучшим пусковым устройством для люминесцентного источника света.

Балластники используются в компактных, так называемых энергосберегающих лампочках, которые тоже широко распространены из-за того, что вкручиваются без всякой переделки в патрон, где раньше стояла лампа накаливания, и имеют хорошие показатели долговечности и качества света. Их запуск, вообще, происходит почти незаметно для человеческого глаза, а,по сути, это люминесцентный светильник со встроенным внутри пусковым балластником.

Принцип работы и устройство электронного балласта

Если же разобрать балластник для люминесцентных ламп, то внутри можно увидеть полупроводниковые элементы и активные сопротивления, а также индуктивности. Всё это соединяется на печатной плате и представляет собой:

1. Фильтр, обеспечивающий защиту от помех;
2. Выпрямитель, который превращает переменный ток в постоянный;
3. Корректор коэффициента мощности;
4. Полумостовой инвертор;
5. Систему защиты от перепадов напряжения сети;
6. Дроссель.

То есть всю работу ЭПРА можно разделить на несколько основных этапов:

• Нагревание спиралей или электродов;
• Подача на них высокого напряжения определённого импульса;
• Стабилизация питающего напряжения на электродах лампы для уверенной, продолжительной и экономной работы.

При монтаже нужно соблюдать обязательно простые правила электробезопасности, тем более что на выходе пускового устройства, присутствует довольно большое, опасное для человеческого организма и даже жизни человека напряжение. Поэтому все работы должны производиться при надёжно отключенном и заблокированном питающем автомате люминесцентного светильника.

Технические характеристики и выбор балластника

Основными техническими характеристиками, которые стоит учесть при выборе электронного балласта для люминесцентной лампы являются:

1. Напряжение питания, его параметры и колебания;
2. Степень защиты от влаги и пыли;
3. Скорость розжига лампы, из холодного и горячего состояния;
4. Мощность лампы, для которой он будет работать пусковым устройством;
5. Количество подключаемых ламп дневного света.

При выборе нужного балластника стоит обратить особое внимание на компанию изготовитель, ведь рекомендуется использовать только мировые компании или же проверенного отечественного производителя. Отечественный производитель, последнее время вышел, на достойное качество, в отличие от китайского товара. Конечно, стоит обратить внимание на внешний вид корпуса, так как именно на самом корпусе, а не на упаковке, должны чётко подписаны клеммы питания и подключения одной лампы или нескольких, а также основные параметры: мощность и напряжение.

Подключение и неисправности ЭПРА

Желательно перед подключением выяснить на каком из питающих проводов присутствует фаза, а на каком ноль. Это пригодится и при подключении к сети самого устройства запуска, и при подключении выключателя, так как им тоже стоит разрывать именно фазный провод.

К неисправностям ЭПРА можно отнести только несколько случаев, так как по сравнению с электромагнитным пусковым устройством, содержащим вроде бы минимальный набор элементов, он работает без проблем и зачастую очень стабильно. Основные неисправности чаще всего связаны с контактами подключения и с питающим напряжением. Однако, если всё-таки это устройство и выходит из строя, то ремонт его может заключаться в проверке всех элементов внутри балластника, а это проблематично делать когда они находятся в схеме, на печатной плате. Поэтому чаще весь ремонт сводиться к открытию крышки корпуса и замене предохранителя, находящегося внутри.

Напоследок всё же нужно отметить, что люминесцентные источники света содержат, пусть и в малом количестве, пары ртути, а они являются опасными и для людей, и для окружающей среды. Поэтому при утилизации нужно воспользоваться услугами только специализирующихся на этом компаний и фирм. Этот фактор, конечно же, является основным недостатков не только люминесцентных светильников и ламп, но и других газоразрядных источников света.

Подключение с применением электромагнитного балласта или ЭПРА

Особенности строения не позволяют подключить ЛДС непосредственно в сеть 220 В – работа от такого уровня напряжения невозможна. Для запуска требуется напряжение не ниже 600В.

С помощью электронных схем необходимо последовательно друг за другом обеспечить нужные режимы работы, каждый из которых требует определенного уровня напряжений.

Режимы работы:

• розжиг;
• свечение.

Запуск заключается в подаче импульсов высокого напряжения (до 1 кВ) на электроды, в результате чего между ними возникает разряд.

Отдельные виды пускорегулирующей аппаратуры, перед тем как произвести пуск, нагревают спираль электродов. Накаливание помогает легче запустить разряд, нить при этом меньше перегревается и дольше служит.

После того как светильник загорелся, питание производится переменным напряжением, включается энергосберегающий режим.

В устройствах, выпускаемых промышленностью, используются два вида пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

• электромагнитный пускорегулирующий аппарат ЭмПРА;
• электронный пускорегулирующий аппарат – ЭПРА.

Схемы предусматривают различное подключение, оно представлено ниже.

Схема с ЭмПРА

В состав электрической схемы светильника с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА) входят элементы:

• дроссель;
• стартер;
• компенсирующий конденсатор;
• люминесцентная лампа.

В момент подачи питания через цепь: дроссель – электроды ЛДС, на контактах стартера появляется напряжения.

Биметаллические контакты стартера, находящиеся в газовой среде, нагреваясь, замыкаются. Из-за этого в цепи светильника создается замкнутый контур: контакт 220 В – дроссель – электроды стартера – электроды лампы – контакт 220 В.

Нити электродов, разогреваясь, испускают электроны, которые создают тлеющий разряд. Часть тока начинает течь по цепи: 220В – дроссель – 1-й электрод – 2-й электрод – 220 В. Ток в стартере падает, биметаллические контакты размыкаются. По законам физики в этот момент возникает ЭДС самоиндукции на контактах дросселя, что приводит к возникновению высоковольтного импульса на электродах. Происходит пробой газовой среды, возникает электрическая дуга между противоположными электродами. ЛДС начинает светиться ровным светом.

В дальнейшем подсоединенный в линию дроссель обеспечивает низкий уровень силы тока, протекающего через электроды.

Дроссель, подключенный в цепь переменного тока, работает как индуктивное сопротивление, снижая до 30 % коэффициент полезного действия светильника.

Внимание! С целью уменьшения потерь энергии в схему включают компенсирующий конденсатор, без него светильник будет работать, но электропотребление увеличится

Схема с ЭПРА

Внимание! В рознице ЭПРА часто встречаются под наименованием электронный балласт. Название драйвер продавцы применяют для обозначения блоков питания для светодиодных лент

Внешний вид и устройство электронного балласта, предназначенного для включения двух ламп, мощностью 36 ватт каждая.

В схемах с ЭПРА физические процессы остаются прежними. В некоторых моделях предусмотрено предварительное нагревание электродов, что увеличивает срок службы лампы.

На рисунке показан внешний вид ЭПРА для различных по мощности устройств.

Размеры позволяют разместить ЭПРА даже в цоколе Е27.

Компактные ЭСЛ – один из видов люминесцентных могут иметь цоколь g23.

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема ЭПРА.

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.

Прикосновение к такому блоку во время его работы приводит к удару электрическим током.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.

Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.

Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.

На некоторые типы электродов в обязательном порядке производится нанесение специальных активирующих веществ, представленных окислами бария, стронцием и кальцием, а также незначительным количеством тория.

Устройство ЭПРА для люминесцентных ламп: что это такое

Люминесцентная лампа, которая снабжена ЭПРА, начинает работать, пройдя несколько необходимых фаз.

А именно:

1. Включение. Из выпрямителя ток поступает в конденсатор, где частота пульсаций сглаживается. После этого высокое постоянное напряжение начинает падать на полумостовой инвертор, а в это время конденсатор низкого напряжения электрода лампы и микросхемы начинают заряжаться.
2. Предварительный нагрев. После генерирования колебаний ток начинает идти через центр полумоста и электрода лампы. Постепенно частоты колебаний будут снижаться, а напряжение расти. Весь этот процесс, в среднем занимает около 1,5 секунды после включения. При этом лампа раньше положенного времени не включится, так напряжение низкое. За это время лампа успевает нагреться.
3. Поджиг. Частота полумоста снижается до минимума. У люминесцентных ламп минимальное значение напряжения зажигания составляет 600 вольт. Дроссель помогает преодолеть току данное значение – повышает напряжение, и лампа включается.
4. Горение. Частота тока останавливается на номинальной рабочей частоте. В процессе работы конденсаторы постоянно заряжаются. Мощность лампы находится в стабильном напряжении, даже если есть перепады напряжения в сети.

ЭПРА необходимы люминесцентным лампам, так как благодаря этому устройству нет сильного нагрева. Поэтому с пожарной безопасностью проблем не будет. А еще устройство обеспечивает равномерное свечение. Поэтому лампы с ЭПРА пользуются спросом.

Для начала необходимо подготовить нужные инструменты и материалы: отвертки, бокорезы, прибор, определяющий фазу тока, изолента, острый нож, крепежи. Перед установкой, необходимо найти место, где будет располагаться ЭПРА внутри лампы

При этом важно учесть длину всех проводов и доступ к нужным деталям. ЭПРА крепится к лампе с помощью крепежных материалов

После этого устройство подключается к разъему лампы. При этом необходимо помнить, что мощность электронного балласта должна быть больше, чем у самой лампы.

Потом следует соединить все контакты с оборудованием и протестировать. При правильной установке лампа загорится без дополнительного разогрева и мерцаний.

Устройство ЭПРА

Электронный пускорегулирующий аппарат (electronic ballast) является сложным электронным устройством. В состав входят:

В некоторых моделях инвертор может быть дополнен регулятором яркости. Для этого необходим внешний светорегулятор (либо ручной, либо автоматический на базе фоторезистора). Схем разработано очень много. Элементная база ЭПРА для люминесцентных ламп (лл) весьма разнообразна: от мощных полевых транзисторов в мостовой схеме при нагрузках в сотни Ватт, до микросхем-драйверов в маломощных светильниках. Но тем не менее алгоритм работы един.

В упрощенном виде подключение одной лампы дневного света выглядит так:

Схема подключения ЭПРА с одной лампой

Т.е. подключение состоит всего из двух компонентов: люминесцентного источника света и электронного балласта. С точки зрения электрика это намного проще классического подключения люминесцентного светильника при использовании электромагнитного дросселя и стартера. На клеммы N и L подается сетевое напряжение. Вывод ground – заземление. Для работы электронного балласта подключение заземляющего контакта не является обязательным и служит лишь для безопасной эксплуатации.

ЭПРА сложны и состоят из множества электронных компонентов. Человеку без инженерного образования понять схему очень сложно. К тому же не каждый электрик сможет разобраться во внутреннем устройстве.

Один из вариантов принципиальной схемы ЭПРА

Это достаточно простая схема для инженера-электроника. В упрощенном понимании работа электронного балласта выполняется следующем образом. Выпрямление производится двухполупериодным выпрямителем – диодным мостом. Сглаживание пульсаций выполняется электролитическим конденсатором, рассчитанным на напряжение выше сетевого, так как амплитудное значение синусоиды для сети переменного тока примерно в полтора раза выше сетевого (√2*220В). Остальными процессами управляет микросхема. За подачу напряжения на лампы отвечают полевые транзисторы. Далее преобразователь работает автономно, частота не изменяется.

Знание электроники позволяет создать и схему питания люминесцентной лампы от низковольтных источников. Схема получается достаточно компактна. Самое важно правильно намотать трансформатор.

Принципиальная схема питания лл от низковольтного источника

Схема подключения, запуск

Пускорегулирующий аппарат подключается с одной стороны к источнику питания, с другой – к осветительному элементу. Нужно предусмотреть возможность установки и крепления ЭПРА. Подключение производится в соответствии с полярностью проводов. Если планируется установить две лампы через ПРА, используется вариант параллельного соединения.

Схема будет выглядеть следующим образом:

Поджиг и поддержание функционирования лампы осуществляется в три этапа: прогрев электродов, появление излучения в результате высоковольтного импульса, поддержание горения осуществляется посредством постоянной подачи напряжения небольшой величины.

Схемы подключения

Разработка такого электронного устройства велась для минимизации конструкции светильника и замещения крупногабаритного дросселя и стартера одним единственным модулем, который подключается к сети питания переменного тока и к электродам люминесцентного источника света.

ЭПРА лишены всех минусов классических схем подключения.

Существуют модули, предназначенные для одновременного подключения четырех ламп.

Подключение ЭПРА к четырем лампам

Как в случае с одной или двумя лампами, схема не требует никаких дополнительных элементов. Модуль ЭПРА соединяется напрямую с лл.

Как подключить две лампы на один провод?

Подключение двух ламп на один провод может быть осуществлено различными способами в зависимости от требуемых параметров и доступности оборудования. Одним из способов является последовательное подключение ламп. Для этого необходимо использовать розетку с двумя выходами (например, удлинитель) или сплиттер (разветвитель). В этом случае провод, идущий от источника питания, подключается к одному из входов разветвителя, а два провода, идущих от выходов, подключаются к каждой из ламп.

Если требуется параллельное подключение ламп, то каждая лампа должна иметь свой собственный провод от источника питания. Также необходимо убедиться, что источник питания имеет достаточную мощность для питания двух ламп одновременно. В этом случае каждый провод от лампы должен быть подключен к соответствующему проводу от источника питания.

Независимо от способа подключения, рекомендуется обратиться к электрику для проверки соответствия схемы подключения электробезопасности и правильности работы цепи.