Люминесцентные лампы пользуются большой популярностью. Обладая низким потреблением электроэнергии, они служат значительно дольше осветительных приборов с нитью накаливания. Это объясняется тем, что в лампе накаливания почти вся потребляемая мощность расходуется на нагрев вольфрамовой спирали, то есть превращается в тепло. Но схема подключения люминесцентных осветительных приборов гораздо сложнее, их зажигание требует наличия специальных пусковых устройств, а от качества исполнения этих устройств зависит срок службы лампы. Чтобы понять, как функционируют системы пуска, необходимо прежде ознакомиться с устройством самого осветительного прибора.
Устройство и принцип работы люминесцентной лампы
Конструктивно представляет собой герметичную колбу, смесь газов которой ней подобрана так, что требует малого количества энергии для ионизации. Чтобы лампа светилась постоянно, в ней нужно поддерживать тлеющий разряд. Для этого на электроды осветительного прибора подается необходимой величины напряжение. Основная проблема состоит в том, что для возникновения разряда к электродам нужно приложить напряжение значительно большее, нежели рабочее. При низкой температуре газ в колбе, вблизи электродов, следует подогревать, дабы облегчить зажигание.
С двух сторон колбы располагаются электроды, на них подается поддерживающее разряд напряжение. Каждый из них имеет по два контакта, к которым подключается источник тока для прогревания пространства вокруг электродов.
Таким образом, чтобы зажечь люминесцентную лампу, необходимо прогреть ее электроды, подать на них высоковольтный импульс, после чего поддерживать на них рабочее напряжение, достаточное для поддержания тлеющего разряда.
В результате разряда, в колбе создается ультрафиолетовое свечение, к которому человеческий глаз невосприимчив. Поэтому изнутри колба покрывается слоем люминофора, вещества способного генерировать свет при облучении. Люминофор служит для того, чтобы сместить частотный диапазон света газоразрядной лампы в видимый спектр. Меняя состав внутреннего покрытия, удается получить широкую гамму цветовых температур.
Электромагнитный балласт и пускатель (ЭмПРА) – классическая схема запуска
При такой схеме подключения в разрыв цепи питания нитей накала лампы включается дроссель, а параллельно разрядным электродам присоединяется стартер. Стартер для люминесцентных ламп представляет собой маломощную неоновую лампу, которая получает питание от сети переменного тока, имеет биметаллические контакты. Дроссель, нити нагрева электродов лампы, и контактная группа стартера соединяются последовательно.
При включении люминесцентной лампы в сеть дроссель начинает накапливать электромагнитную энергию: ток через катушку течет посредством нормально замкнутых контактов стартера. Этот ток протекает и через вольфрамовые нагревательные нити электродов, подогревая их. При этом стартер, также подключенный к сети, нагревается, его биметаллические контакты размыкаются. В момент размыкания контактов происходит выброс энергии, накопленной в дросселе, который сопровождается скачком напряжения на электродах люминесцентной лампы — она зажигается.
Преимущества ЭмПРА
· Простота конструкции;
· Относительно высокая надежность;
· Низкая стоимость.
Недостатки ЭмПРА
· Значительное время запуска (до 3 секунд);
· Значительное потребление электроэнергии (до 15% от потребления ламп);
· Дроссель издает гул, интенсивность которого растет с течением времени;
· Большие масса и габариты;
· Запуск лампы проблематичен при низких температурах окружающей среды;
· Мигание осветительного прибора с частотой питающей сети, что негативно отражается на зрении и ограничивает сферу применения.
Электронный балласт (ЭПРА) – надежный запуск
Электронный пускорегулирующий аппарат — экономное и высокотехнологичное решение, позволяющее газоразрядным лампам служить максимально долго. В таких устройствах лампа питается напряжением повышенной частоты (25-133 кГц), что делает ее свет ровным, без мерцания. Применение специализированных микросхем позволяет создавать пусковые устройства, имеющие малые габариты и низкое энергопотребление. Результатом таких новаций стало возможным помещение ЭППР в цоколь стандартной лампы и создание малогабаритных осветительных приборов, которые вкручиваются в стандартный для ламп накаливания патрон.
На основе микросхемы IR2520D построено немалое количество пусковых устройств для газоразрядных ламп. Этот чип может не только стать качественным источником питания для люминесцентного осветительного прибора, но и обеспечивает плавный подогрев электродов, что значительно продлевает срок службы нагревательных элементов. В продаже можно встретить устройства, способные управлять яркостью свечения люминесцентных ламп, что невозможно реализовать при использовании стандартных схем подключения.
Конструктивно данное устройство представляет собой преобразователь сетевого напряжения. С помощью малогабаритного инвертора оно трансформируется в переменное напряжение высокой частоты, которое поступает на нагреватели электродов. Чем выше частота, тем меньше будут нагреваться электроды. Преобразователь стартует так, чтобы сначала частота преобразования была высокой. Сама лампа включена в параллель колебательного контура, имеющего резонансную частоту ниже, чем начальная частота работы преобразователя. Со временем частота начинает снижаться. При этом на колебательном контуре, как и на лампе, начинает повышаться напряжение — контур приближается к резонансу. При этом наблюдается и рост интенсивности нагрева электродов. На определенном этапе создаются условия, при которых происходит газовый разряд и лампа начинает светиться. Она замыкает собой колебательный контур, который перестает функционировать в прежнем режиме.
В случае с ЭПРА — схема подключения люминесцентных ламп реализована таким образом, что подстраивается под изменяющиеся характеристики газоразрядных осветительных приборов.
С течением времени лампа может потребовать повышенного напряжения для начального разряда, и устройство способно эффективно подстраиваться под текущие параметры осветительного прибора, с которым оно работает. При низких температурах также возможны проблемы с созданием стартового разряда: в таких случаях прогрев электродов будет вестись дольше, а стартовое напряжение повысится.
Преимущества ЭПРА
· Высокая экономичность;
· Плавный пуск лампы, бережный прогрев ее электродов;
· Отсутствие мерцания осветительного прибора;
· Легкий пуск в помещениях с низкой температурой;
· Автоматическая адаптация устройства под параметры осветительного прибора;
· Высокая надежность;
· Увеличение срока службы лампы;
· Малые габариты и масса.
Недостатки ЭПРА
· Сложность схемы;
· Повышенные требования к качеству комплектующих, их монтажа.
Высокая экономичность и долговечность люминесцентных ламп делает их желанным приобретением для покупателей, стремящихся оптимизировать расход электроэнергии и сократить траты на замену отслуживших свой срок осветительных приборов. Современные электронные системы управления увеличивают срок службы ламп, позволяя бережно и максимально полно использовать их ресурс.
Источник: http://lifeandlight.ru
