Люминесцентные трубчатые лампы долгое время были популярны в освещении помещений любой площади. Они долго работают и не перегорают, а значит их нужно значительно реже обслуживать. Основная проблема - это не перегорание самой лампочки (выгорание спирали и люминофора), а выход из строя пускорегулирующей аппаратуры. В этой статье мы расскажем, как выполнить подключение люминесцентной лампы без дросселя и стартера, а также запитать от низковольтного источника постоянного тока.
Классическая схема включения люминесцентных ламп
Несмотря на технический прогресс и все преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА), и по сей день часто встречается схема включения с дросселем и стартером. Напомним, как она выглядит:
Люминесцентная лампа - это колба, которая конструктивно выполняется как прямая и закрученная трубка, наполненная парами ртути. На её концах расположены электроды, например, спирали или иглы (для изделий с холодным катодом, которые используются в подсветке мониторов). Спирали имеют два вывода, к которым подается питание, а стенки колбы покрыты слоями люминофора.
Принцип работы стандартной схемы подключения люминесцентной трубки с дросселем и стартером довольно прост. В первый момент времени, когда контакты стартера холодны и разомкнуты – между ними возникает тлеющий разряд, он нагревает контакты и они замыкаются, после чего ток течет по такой цепи:
Фаза-дроссель-спираль-стартер-вторая спираль-ноль.
В этот момент под воздействием протекающего тока разогреваются спирали, при этом остывают контакты стартера. В определенный момент времени контакты от нагрева изгибаются и цепь разрывается. После чего, за счет энергии, накопленной в дросселе, происходит всплеск напряжения и в лампе возникает тлеющий разряд.
Такой источник света не может работать напрямую от сети 220В, потому что для ее работы нужно создать условия с «правильным» питанием. Рассмотрим несколько вариантов.
Питание от 220В без дросселя и стартера
Дело в том, что стартеры периодически выходят из строя, а дроссели перегорают. Всё это стоит не дешево, поэтому есть несколько схем для подключения светильника без этих элементов. Одну из них вы видите на рисунке ниже.
Диоды можно выбирать любые с обратным напряжением не менее 1000В и током не меньше чем потребляет светильник (от 0,5 А). Конденсаторы выбирайте с таким же напряжением в 1000В и ёмкостью 1-2 мкФ. Обратите внимание, что в этой схеме включения выводы лампы замкнуты между собой. Это значит, что спирали в процессе зажигания не участвуют и можно использовать схему для розжига ламп, где они перегорели.
Такую схему можно использовать для освещения подсобных помещений и коридоров. В гараже можно применять, если в нём вы не работаете на станках. Светоотдача может быть ниже, чем при классическом подключении, а световой поток будет мерцать, хоть это и не всегда заметно для человеческого глаза. Но такое освещение может вызвать стробоскопический эффект — когда вращающиеся части могут казаться неподвижными. Соответственно это может привести к несчастным случаям.
Примечание: во время экспериментов учтите, что запуск люминесцентных источников света в холодное время года всегда осложнен.
На видео ниже наглядно показано, как запустить люминесцентную лампу, используя диоды и конденсаторы:
Есть еще одна схема подключения люминесцентной лампы без стартера и дросселя. В качестве балласта при этом используется лампочка накаливания.
Лампу накаливания использовать на 40-60 Вт, как показано на фото:
Альтернативой описанным способам является использование платы от энергосберегающих ламп. Фактически это тот же ЭПРА, что используется с трубчатыми аналогами, но в миниатюрном формате.
На видео ниже наглядно показано, как подключить люминесцентную лампу через плату энергосберегающей лампы:
Питание ламп от 12В
Но любители самоделок часто задаются вопросом «Как зажечь люминесцентную лампу от низкого напряжения?», мы нашли один из вариантов ответа на этот вопрос. Для подключения люминесцентной трубки к низковольтному источнику постоянного тока, например, аккумулятору на 12В, нужно собрать повышающий преобразователь. Простейшим вариантом является схема автогенераторного преобразователя на 1 транзисторе. Кроме транзистора нам понадобится намотать трёхобмоточный трансформатор на ферритовом кольце или стержне.
Такую схему можно использовать для подключения люминесцентных ламп к бортовой сети автомобиля. Для её работы также не нужен дроссель и стартер. Более того она будет работать даже если её спирали перегорели. Возможно вам понравится одна из вариаций рассмотренной схемы.
Для пуска люминесцентных ламп применяются специальные автоматические устройства. Их задача – обеспечить источник света питанием. Важная часть пускового устройства – это электромагнитный дроссель (балласт, катушка, индуктивность).
В схеме он выполняет несколько функций:
- Играет роль балласта для контроля тока, проходящего через лампу. Это необходимо для нормальной и безопасной работы всего устройства;
- Служит пусковой индуктивностью , с помощью которой формируется запускающий импульс высокого напряжения;
- Сглаживает пульсации питающей сети.
Дроссель включается последовательно с люминесцентным источником света, после чего получившаяся цепь присоединяется к сетевым . При этом параллельно к лампе подключается пускатель.
После подачи сетевого напряжения схема работает так:
- На пускатель поступает 220 В из розетки. В нем возникает тлеющий разряд, который подогревает биметаллические электроды. Через некоторое время чувствительные контакты реагируют на тепло и замыкают цепь.
- Ток, ограниченный катушкой, начинает подогревать спирали электродов лампы. Вокруг них формируются свободные носители заряда;
- Поскольку контакты стартера замкнуты, тлеющего разряда между ними нет – их температура начинает снижаться. Через некоторое время, они полностью остывают и размыкаются;
- При отключении контактов стартера накопленная в катушке энергия высвобождается в виде импульса , напряжением 600-1000 В. В результате возникает тлеющий разряд в колбе лампы;
- Внутреннее сопротивление люминесцентного источника света резко уменьшается. Лампа шунтирует стартер, и он исключается из работы схемы. Устройство переходит в устойчивый режим работы.
Для регулировки номинального тока люминесцентного источника света необходим балластный элемент: резистор, индуктивность или конденсатор. Преимущества использования дросселя заключаются в следующем:
- Индуктивность может ограничивать токи значительной величины;
- Дроссель создает необходимый для запуска люминесцентного источника света импульс напряжения.
Правила выбора
Чтобы правильно выбрать пусковую индуктивность, необходимо обратить внимание на корпус устройства. На нем указывается мощность нагрузки, которую он может запитать. Мощность балласта зависит от сечения обмоточного провода: чем оно больше, тем более значительный ток устройство может выдать.
Мощные катушки имеют значительные габариты и более высокую стоимость, поэтому необходимо оптимально подбирать пусковую индуктивность. Можно использовать одну катушку для питания нескольких ламп – так часто делается в сдвоенных светильниках, которые нередко можно встретить в офисных помещениях.
Подключение ламп
Каждый светильник имеет посадочное место, снабженное двумя разъемами для подключения штырей цоколя. Всего для питания люминесцентного источника света необходимо четыре контакта, расположенных на обоих концах колбы.
Они выполняют следующие функции:
- Каждая пара контактов служит для питания спиралей, служащих для запуска люминесцентного источника света. Когда к ним подключается напряжение, они разогреваются, продуцируя свободные электроны;
- Облако электронов служит для облечения начала процесса ионизации насыщенного парами ртути инертного газа, которым наполнена колба. Также высокая температура катодов позволяет испарить ту часть ртути, которая конденсировалась;
- После поступления высоковольтного импульса из дросселя возникает тлеющий разряд, который потом поддерживается сетевым напряжением. В результате тлеющего разряда образуется ультрафиолетовое излучение, которое потом превращается в свет видимого спектра с помощью люминофора, нанесенного на стенки колбы.
Поскольку дроссель – это индуктивность, его подключение приводит к тому, что возникает сдвиг фаз между напряжением и током. Чтобы нивелировать негативное влияние катушки на питающую сеть, параллельно пускающему устройству включается конденсатор соответствующей емкости.
Как запустить лампу с использованием дросселя
Традиционная схема с катушкой широко используется уже более 40 лет. Она проста, но менее надежна, чем другие альтернативы (электронные пускатели).
Чтобы запустить люминесцентный источник с помощью дросселя необходимо собрать схему из стартера, лампы и корректирующего конденсатора:
- Параллельно лампе включается стартер: его подсоединяют к верхней или нижней паре отводов по обе стороны колбы;
- К одному из оставшихся отводов подключают дроссель питания;
- Одна клемма сетевого источника питания присоединяется ко второй клемме катушки , а вторая – подает напряжение на оставшийся свободный отвод лампы.
Как запустить лампу без использования дросселя
Для возникновения тлеющего разряда необходимо кратковременно подать на контакты люминесцентного источника света импульс высокого напряжения. Если нет возможности использовать дроссель, то собирают умножитель напряжения на диодах или стабилитронах.
Схема собирается так:
- Сама лампа питается от мостового выпрямителя;
- Для ограничения рабочего тока применяют вольфрамовую спираль. Для этих целей можно использовать лампочку накаливания;
- Для создания пускающего напряжения используется умножитель на диодах или стабилитронах;
- После возникновения тлеющего заряда умножитель отключается. Люминесцентный источник света продолжает светиться, получая питание из сети.
Проверка дросселей
В случае если лампа вдруг перестала работать. Сначала необходимо убедиться в исправности балласта. Для этого дроссель извлекается из корпуса устройства для проведения диагностики.
Неисправности дросселей
Наиболее часто возникают такие поломки:
- Обрыв обмотки. Нередко такое случается с низкокачественными катушками, выполненными из недостаточно очищенной меди или алюминия;
- Замыкание витков. Данная поломка возможна, если изоляция проводников выполнена с использованием некачественного лака;
- Повреждение контактных клемм. Если контакты неплотно прикручены к площадкам, на них может появиться нагар, который будет препятствовать прохождению тока.
Если позволяет конструкция светильника, его рекомендуется демонтировать целиком для последующей диагностики, а не извлекать отдельные неисправные элементы
Проверка дросселей
Обрыв легко определяется с помощью тестера. Для этого щупами измерительного прибора, включенного в режим теста целостности цепи, касаются клемм балласта в режиме. Звуковой сигнал сигнализирует о том, что катушка исправна.
Межвитковое замыкание диагностировать труднее. Необходимо знать индуктивность исправной катушки. Данную информацию можно получить, изучив надписи на балласте, посетив сайт изготовителя или измерив данную величину у заведомо исправного устройства.
Также следует проверить, не пробивает ли обмотка на корпус, что также будет сигнализировать о неисправности катушки. Для этого одним щупом тестера в режиме теста целостности цепи прикасаются к корпусу катушки, а другим – последовательно к обоим контактам катушки. Звуковая индикация должна отсутствовать.
Замена
Чтобы заменить вышедший из строя балласт, его демонтируют из светильника. Для демонтажа необходимо снять декоративную панель и отражатель. Для того чтобы не повредить лампы, их рекомендуется тоже извлечь. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить хрупкие колбы.
Сам балласт закреплен с помощью винтов в корпусе светильника. Работать под потолком не всегда удобно. Если позволяет конструкция светильника, его рекомендуется демонтировать целиком для последующей диагностики, а не извлекать отдельные неисправные элементы.
- Схема подключения без дросселя позволяет использовать неисправные лампы с выгоревшими цепями накала. Но такое подключение требует использования активного балласта, что негативно сказывается на экономичности работы светильника;
- Современные люминесцентные лампы используют электронную систему питания. Она позволяет значительно увеличить ресурс источника света;
- Люминесцентные источники света, питающиеся от сети с частотой 50 Гц, могут негативно влиять на зрение (мерцание). Все современные компактные модели используют работающие на высоких частотах электронные источники питания, что позволяет полностью избавиться от мерцания;
- В случае использования схемы без дросселя колбу люминесцентного источника света рекомендуется переворачивать 1-2 раза в месяц , чтобы избежать появления черного налета на внутренней поверхности стекла;
- В продаже можно найти люминесцентные лампы любого типа свечения: холодного, белого, теплого. Длина волны видимого излучения зависит от состава люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы.
Время чтения ≈ 3 минут
Наиболее распространённым источником освещения, применяемым в офисных, производственных и общественных зданиях, являются люминесцентные светильники. В последнее время, в связи с экономией энергоресурсов, их, также, начали часто применять и в домашнем быту.
Стандартные светильники, кроме своих достоинств, таких как малое энергопотребление, простота монтажа, низкая стоимость, имеют и ряд конструктивных недостатков. Часть из них выплывает из достоинств: применяя дешёвые, устаревшие, схемы и материалы, производитель уменьшает стоимость светильника, при этом заранее ухудшает потребительские качества.
Схема подключения люминесцентных ламп
Подключение одной или двух люминесцентных ламп заводского производства, можно изучить, разобрав обычный светильник. Обычная стандартная, широко применяющаяся схема подключения люминесцентных ламп, включает в себя стартер, дроссель, соединительные провода, конденсатор, и сами лампы. В данном случае, используется так называемая электромагнитная управляющая система.
Улучшить самостоятельно степень освещённости, убрать надоедливое гудение и моргание вполне реально. Для этого, необходимо заменить устаревшую систему управления на современную электронную — (ЭПРА).
Для начала, нужно демонтировать светильник, вынуть из него всю начинку. Приобретя новый электронный блок, исходя из параметров вашего светильника, можно будет выполнить подключение люминесцентных ламп без дросселя и стартера. Для такой работы, вам понадобятся отвёртки с разными жалами, кусачки для зачистки проводов, шуруповёрт для крепления блоков управления, изолента, отвёртка-тестер.
Подключение ЭПРА для люминесцентных ламп легко выполнить, имея минимальные познания в электрических схемах, и навыки работы с электропроводкой. Фактически, в светильнике останется сам блок, комплект проводов и лампы дневного света.
Перед началом работ, нужно выбрать в корпусе светильника достаточное место для установки электронного блока управления, руководствуясь удобством подключения к клеммам, находящимся на его корпусе. Крепим блок к корпусу при помощи саморезов обычным шуруповёртом. Соединяем аппаратуру управления с лампой и клеммой подключения.
Схема подключения 2-х люминесцентных ламп аналогична, просто они подключаются последовательно, и, исходя из этого, мощность электронного блока должна быть в два раза больше мощности ламп. Тот же принцип, при подключении трёх и более ламп, в одном корпусе.
После сборки всей конструкции, нужно убедиться в правильности подключения всех проводников, после чего можно устанавливать светильник на место. Проверив тестером отсутствие напряжения в сети, подключаем светильник к электропроводке, соединяя провода через специальный клеммник.
Последний аккорд, это включение напряжения для удостоверения правильности работы светильника. Если схема, к примеру, подключения двух люминесцентных ламп, была выполнена правильно, то сам процесс работы будет разительно отличатся от первоначального. Во-первых, лампы зажгутся моментально, без так называемого разогрева, во-вторых исчезнет низкочастотное гудение, свет перестанет пульсировать, заметно для человеческого глаза, а общая светимость увеличится.
Существует два способа подключения люминесцентных ламп: при помощи стартера и дросселя (ЭМПРА) и при помощи электронного пускового аппарата (ЭПРА). Нельзя сказать, что они отличаются принципиально, но в схемах подключения задействованы различные устройства.
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.
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.
Схемы подключения люминесцентных ламп при помощи ЭПРА
ЭПРА это электронное пускорегулирующие устройство. По сути это сложная электронная схема которая обеспечивает и запуск и стабильную работу (светильников).
Отмечу, что каждый производитель ЭПРА по-своему выводит контакты для подключения к ним ламп. Схема подключения люминесцентных ламп указана на корпусе или в паспорте ЭПРА Пример на фото.
Для информации публикую подбор схем подключения различных ламп к ЭПРА различной маркировки.
Схемы подключения компактных люминесцентных ламп к нерегулируемым ЭПРА (OSRAM), марки QT-ECO
Схемы подключения нерегулируемым ЭПРА QTP-DL, QTP-D/L, QTP-DVE, лампы 2х55, 1х10-13, 2х16-42.
Схемы подключения нерегулируемым ЭПРА QTP5 лампы 2х14-35Вт, 2х24-39Вт, 2х54Вт, 1х14-35Вт, 1х24-39Вт, 1х54Вт, 1х80.
Схемы подключения ЭПРА QT-FQ, QT-FC ламп Т5 (трубчатые)
(ЭПРА) люминесцентные лампы перегорают. Такое случается с большими светильниками, и с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), более известными как экономлампы. И если сгоревшую электронику починить можно, то попросту выбрасывают.
Понятно, что если у лампы, подключенной до дросселя со стартером или к ЭПРА, перегорит одна из нитей накала, то светильник уже не включится. Кроме того, старая «брежневская» схема подключения имеет ещё несколько недостатков: затяжной запуск стартером, сопровождающийся раздражающими миганиями; мерцание лампы с удвоенной частотой сети.
Однако выход прост - запитать люминесцентную лампу не переменным, а постоянным током, и чтобы не использовать капризные стартеры, нужно приложить при запуске повышенное напряжение сети. Таким образом, мало того, что источник света перестанет мерцать, но и после подключения по новой схеме даже перегоревшая люминесцентная лампа проработает ещё не один год.
Для запуска с умноженным напряжением сети не понадобится нагревать спирали - электроны для начальной ионизации будут вырваны уже при комнатной температуре, даже из перегоревших спиралей. Так как не нужен нагрев до температуры 800–900 градусов для тлеющего стартового разряда, то резко продлевается срок службы любой люминесцентной лампы, и с целыми спиралями. После запуска, кусочки нитей становятся теплыми за счет стабильного потока электронов. Простейшая схема, имеющая эти преимущества, следующая:
На рисунке показана схема двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения, здесь лампа загорается мгновенно
При подключении по такой схеме нужно соединить вместе оба внешних вывода каждой нити накала лампы - без разницы, перегоревшие они, или целые.
Конденсаторы С1, С4 нужны неполярные с рабочим напряжением более чем в 2 раза больше сетевого (например, МБМ не ниже 600 вольт). В этом и есть главный минус схемы - в ней применяются два конденсатора большой емкости, на высокое напряжение. Такие конденсаторы имеют значительные габариты.
Конденсаторы С2, С3 тоже нужны неполярные и желательно, чтобы они были слюдяными на напряжение 1000 В. На диодах Д1, Д4 и конденсаторах С2, С3 напряжение подскакивает до 900 В, чем обеспечивается надежное зажигание холодной лампы. Также эти две емкости способствуют подавлению радиопомех. Светильник можно зажечь и без этих конденсаторов и диодов, но с ними включение становится более безотказным.
Резистор нужно намотать самостоятельно из нихромовой или манганиновой проволоки. Рассеиваемая на нем мощность значительна, так как светящаяся люминесцентная лампа не имеет своего внутреннего сопротивления.
Подробные номиналы элементов схемы в зависимости от мощности светильника приведены в таблице:
Диоды можно использовать необязательно указанные в таблице, а аналогичные современные, главное, чтоб они подходили по мощности.
Чтобы зажечь неподдающуюся лампу на один из концов наматывают колечко из фольги и соединяют его проводком со спиралью на противоположной стороне. Такой ободок шириною в 50 мм вырезается из тонкой фольги и приклеивается к колбе лампы.
Следует заметить, что люминесцентная лампа вовсе не предназначена для работы на постоянном токе. При таком питании световой поток от неё со временем ослабевает из-за того, что пары ртути внутри трубки постепенно собираются возле одного из электродов. Хотя, восстановить яркость свечения достаточно легко, нужно лишь перевернуть лампу, поменяв местами плюс с минусом на её концах. А чтобы вовсе не разбирать светильник, имеет смысл заранее установить в нем переключатель.
В цоколе маленькой КЛЛ уместить такую схему, разумеется, не получиться. Но и зачем это нужно! Можно же всю схему пуска собрать в отдельной коробке и через длинные провода подсоединить к светильнику. Важно из энергосберегающей лампы вытянуть всю электронику, а также соединить два вывода каждой её нити накоротко. Главное, не забыть, и не всунуть в такой самодельный светильник исправную лампу.
Самодельный ветрогенератор. Ветрогенератор на базе асинхронного двигателя Подключение люминесцентных ламп через ЭПРА