Электронный_дроссель_для_лампы

Электронный_дроссель_для_лампы

Электронный и электромагнитный дроссель для люминесцентных ламп

Несмотря на повышение спроса на светодиодные источники света, люминесцентные лампы все еще остаются на пике популярности. Во многом это объясняется относительно небольшой стоимостью осветительного устройства и пускорегулирующего аппарата (далее ПРА), необходимого для его работы. Рассмотрим функциональное назначение и принцип работы последних.

Основные функции

Люминесцентные источники света не представляется возможным напрямую включить в электрическую сеть. На это имеются следующие причины:

  • чтобы создать стойкий разряд в лампе люминесцентного типа, необходимо предварительно разогреть ее электроды и подать на них стартовый импульс;
  • поскольку источники света газоразрядного типа обладают отрицательным дифференциальным сопротивлением, для них характерно после выхода в рабочий режим возрастание силы тока. Его необходимо ограничивать, чтобы не допустить выхода источника света из строя.

Исходя из описанных выше причин, необходимо использовать ПРА.

ПРА электромагнитного типа

Принцип работы

Рассмотрим принцип работы электромагнитного дросселя на примере типичной схемы подключения для ламп газоразрядного типа .

Типичная схема подключения

На схеме обозначены:

  • EL – лампа газоразрядного (люминесцентного) типа;
  • SF – стартер, он представляет собой устройство состоящее из колбы, наполненной инертным газом, внутри нее находятся контакты из биметалла. Параллельно к колбе установлен конденсатор;
  • LL –дроссель (электромагнитный);
  • спирали лампы (1 и 2);
  • C – конденсатор (компенсирует реактивную мощность), его емкость зависит от мощности лампы, ниже показана таблица соответствия.
Мощность газоразрядного источника (Вт) Емкость конденсатора (мкФ)
15 4,50
18 4,50
30 4,50
36 4,50
58 7,00

Встречаются устройства, в схемах которых отсутствует компенсирующий конденсатор, это недопустимо, поскольку реактивная нагрузка приводит к следующим негативным последствиям:

  • происходит увеличение потребляемой мощности, что приводит к повышенному расходу электроэнергии;
  • существенно сокращается ресурс оборудования.

Теперь перейдем непосредственно к принципу работы, приведенной выше типовой схемы. Условно ее можно разделить на следующие этапы:

  • при подключении к электросети, через цепь дроссель «LL» – спираль « 1» – стартер «SF» – спираль «2» начинает проходить ток, сила которого от 40 до 50 мА;
  • под воздействием этого процесса в колбе стартера ионизируется инертный газ, что приводит к повышению силы тока и разогреву биметаллических контактов;
  • нагревшиеся электроды в стартере замыкаются, это вызывает резкое повышение силы тока, примерно до 600 мА. Дальнейший его рост ограничивает индуктивность дросселя;
  • за счет увеличившейся силы тока в цепи происходит разогрев спиралей (1 и 2), в результате чего ими излучаются электроны, разогревается газовая смесь, что приводит к разряду ;
  • под воздействием разряда возникает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на покрытие из люминофора. В результате он светится в видимом спектре;
  • когда источник света «зажигается», его сопротивление уменьшается, соответственно, понижается напряжение на дросселе (до 110 В);
  • контакты стартера остывают и размыкаются.

Тандемное подключение

Ниже показана схема, где две лампы люминесцентного типа включены последовательно.

Схема тандемного подключения

Принцип работы у представленной схемы не отличается от типового подключения, единственная разница — в параметрах стартеров. При двухламповом подключении применяются стартеры, у которых «пробивное» напряжение 110 В (тип S2), для однолампового – 220 В (тип S10).

Стартеры S10 и S2 на 220 и 110 В соответственно

Особенности дросселей электромагнитного типа

Говоря об особенностях электромагнитных ПРА, необходимо заметить, что единственные преимущества этих устройств – относительно невысокая цена, простая эксплуатация и несложный монтаж. Недостатков у классической схемы подключения значительно больше:

  • наличие громоздкого и «шумного» дросселя;
  • стартеры, к сожалению, не отличаются надежностью;
  • наличие эффекта стробирования (лампа мерцает с частотой 50 Гц) вызывает повышенную утомляемость у человека, что приводит к снижению его работоспособности;
  • при вышедших из строя стартерах проявляется фальстарт, то есть лампа, перед тем как «зажечься», несколько раз мигает, это снижает рабочий ресурс источника света;
  • примерно около 25% мощности расходуется на электромагнитный балласт, в результате существенно снижается КПД.

Использование электронного ПРА позволяет избавиться от большинства из перечисленных выше недостатков.

Пускорегулирующий аппарат электронного типа (ЭПРА)

Массово ЭПРА появились не так давно, около тридцати лет назад, в настоящее время они практически вытеснили электромагнитные устройства. Этому способствовали многочисленные преимущества перед классической схемой включения, назовем основные из них:

  • повышение световой отдачи ламп люминесцентного типа благодаря высокочастотному разряду;
  • отсутствие шума, характерного для низкочастотных электромагнитных дросселей;
  • снижение эффекта стробирования значительно расширило сферу применения;
  • отсутствие фальстарта увеличивает срок эксплуатации люминесцентных источников;
  • КПД может достигать 97%;
  • по сравнению с ПРА электромагнитного типа, энергопотребление снижено на 30%;
  • нет необходимости компенсировать реактивную нагрузку;
  • в некоторых моделях электронных устройств предусмотрено управление мощностью источника освещения, это производится регулировкой частоты в преобразователе напряжения.

ЭПЛА внешний вид и внутренне устройство

Стоит также отметить: благодаря отсутствию громоздкого дросселя, стало возможным уменьшить размеры электронного балласта, что позволило разместить его в цоколе. Это существенно расширяет сферу применения, делая возможным использование в осветительных приборах вместо источников, в которых используется нить накала.

ЭПРА, размещенный в цоколе

Читайте также:  Ручка_для_слива_унитаза

В качестве примера приведем схему простого электронного балласта, типичную для большинства недорогих устройств.

Схема типичного ЭПРА

Перечень элементов:

  • номиналы резисторов: R1 и R2 -15 Ом, R3 и R4 – 2,2 Ом, R5 – 620 кОм, R6 – 1,6 Мом;
  • используемые конденсаторы: C1 – 47 нФ 400 В, С2 – 6800 пФ 1200 В, С3 – 2200пФ, С4 – 22 нФ, С5 – 4,7 мкФ 350 В;
  • диоды: VD1-VD7 – 1N400;
  • транзисторы: Т1 и Т2 – 13003;
  • диодный симистор VS – DB3.

Завершая тему ЭПРА, необходимо заметить — их существенным недостатком является относительно высокая стоимость качественных устройств. Что касается недорогих моделей, надежность таковых оставляет желать лучшего.

Подключение без балласта

При необходимости газоразрядные источники света возможно включить в сеть питания без электромагнитного или электронного балласта. Схема такого включения показана ниже.

Бездроссельный способ подключения

Для реализации такого подключения понадобится:

  • лампа люминесцентного типа – 40 Вт и накаливания – 60 Вт (последняя будет работать как балластное сопротивление);
  • два конденсатора 0,47 мкФ 400 В (играют роль умножителя);
  • диодный мост КЦ404А или аналогичный, можно использовать четыре диода, рассчитанных под ток не менее 1 А и обратное импульсное напряжение 600 В.

Данная схема проигрывает по своим параметрам подключению при помощи электромагнитного дросселя и ЭПРА. Она приведена для ознакомления.

Электронный балласт для газоразрядных ламп ДРЛ, ДНАТ

Назначение устройства

Устройство предназначено для использования совместно с газоразрядными лампами, взамен балластных дросселей.

Традиционное использование дросселей, в качестве ограничителей тока, приводит к возникновению значительной величины реактивной и полной потребляемой от сети мощности. Так, при использовании дросселей для ламп ДРЛ-125 коэффициент реактивной мощности =0,55. Электронные балласты повышают коэффициент мощности более чем до 0,92 с учётом потерь на переходах полупроводниковых приборов и токоограничительных элементах схемы. Один из известных недостатков газоразрядных ламп высокого давления – это невозможность быстрого повторного включения. Часто, при кратковременных “скачках” напряжения сети лампы гаснут и приходится ожидать несколько минут для повторного включения ламп. Это происходит при работе электроинструмента, сварочного оборудования в одной сети с лампами. Использование электронного балласта устраняет этот недостаток, лампы продолжают работать при “просадках” напряжения. Если же лампа погасла, то повторное включение происходит несколько раньше, чем при работе с дросселем.

Лампы ДРЛ, ДНАТ, в отличие от газоразрядных ламп комнатного освещения, не теряют интенсивности свечения при низких температурах воздуха. Лично я использую указанные выше лампы для освещения гаража, они являются основным источником света зимой, когда лампы ЛБ, ЛД едва светятся.

Для меня использование электронного балласта стало особенно актуальным при непрерывном росте стоимости электроэнергии.

Принципиальная схема и детали

Поиск готовых схемных решений электронных балластов привёл меня в уныние и негодование. Несмотря на активное использование энергосберегающих ламп, схем простых балластов для ламп ДРЛ я не смог найти.

Однако, удалось найти статью, рекламирующую полупроводниковые приборы фирмы International Rectifier с названием: «МОП-транзисторы улучшают КПД и удлиняют срок службы электронных балластов осветительных приборов»

Статья описывает достоинства использования МОП – транзисторов в полумостовых преобразователях. Именно по такой схеме построен балласт, как и большинство используемых сейчас балластов в энергосберегающих лампах. Основной сложностью создания балласта является отсутствие информации о типах и размерах магнитопроводов для трансформатора и балластного дросселя. Указанный в статье тип сердечника не дает возможности определить магнитную проницаемость, форму и размеры, необходимую информацию найти не удалось. Моя статья поможет вам определиться в выборе материалов и использовать доступные детали. В балласте изменена схема запуска, так как в наличии не оказалось двуханодных динисторов на момент испытаний. Уменьшено количество элементов, отсутствует управление включением ламп при наступлении сумерек. Таким образом, схема максимально упрощена. Дальнейшее описание будет предполагать нумерацию элементов указанную на схеме:

Известно, что полумостовые преобразователи с индуктивной обратной связью работают в режиме насыщения трансформатора Т1, таким образом, частота переключения транзисторов будет зависима от совокупности сразу нескольких факторов: тока протекающего в цепи лампы, тока в цепях L1, R6, VD2, L2, R7, VD3. Ток в цепи лампы непосредственно зависит и от частоты работы преобразователи и от индуктивности обмотки L4 трансформатора Т2. Таким образом, при создании первого экземпляра устройства, однозначно определить необходимое количество витков трансформаторов сложно. Первые экземпляры балластов намерено были изготовлены с магнитопроводом трансформатора Т2 избыточного сечения, чтоб исключить его насыщение. После успешного запуска и испытаний были уточнены размеры трансформаторов, количество витков, величина немагнитного зазора.

Таким образом, для использования с лампами ДРЛ 125, в качестве Т2, подойдёт ферритовый броневой магнитопровод из двух чашек M2000НМ, диаметром 30мм. В качестве трансформатора Т1 применено кольцо М2000НМ 17х10х5. Обмотка L3 содержит – 2,5 витка монтажного провода поверх обмоток L1, L2 в которых по 20 витков провода ПЭВ 0,35. Обмотки L1, L2 наматываются одновременно в два провода. При этом обмотка L4 содержит 52 витка, L5 – 3 витка провода ПЭВ 0,62 Немагнитный зазор трансформатора Т2 около 0,6мм.

Читайте также:  В_доме_появились_черные_жуки

При использовании указанных материалов, частота работы преобразователя около 38кГц в начале “разгона” лампы, и около 67 кГц после выхода лампы в рабочий режим.

Так как балласты изготавливались из материалов, которые были в наличии, то следующий экземпляр отличался размером магнитопровода Т1. На этот раз использовалось кольцо вовсе неизвестной магнитной проницаемости с размерами 14х8х4,5. В качестве Т2, тот же магнитопровод из двух чашек 30мм.

Изменяя количество витков обмоток L1, L2 можно в значительной степени изменять частоту работы преобразователя, но при этом придется корректировать количество витков обмотки L4 трансформатора T2. Так второй экземпляр устройства настроен на частоту преобразования 50-75 кГц, при этом L1, L2 содержат по 10 витков, L3 – 1,5, а L4 всего 39 витков, того же провода, что и в первом балласте. Частоту преобразователя так же можно изменить используя стабилитроны VD2, VD3 на различные напряжения и резисторы R6, R7 разного сопротивления. Речь идет об изменении тока в указанных цепях, просто различными способами, наиболее удобными для конкретного случая. Не стоит забывать, что рабочий диапазон частот для материалов М2000НМ до 100кГц.

В качестве VD2, VD3 использованы импортные стабилитроны в стеклянном корпусе 12В, мощностью 1,2Вт, парами соединённые катодами. В качестве теплоотводов использованы радиаторы выходных транзисторов кадровой развёртки телевизоров 3УСЦТ.

На схеме в скобках указаны элементы, используемые в балластах для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400. В схеме можно использовать транзисторы, указанные в статье, файл которой прилагается. В моём случае использовались транзисторы от старых блоков питания компьютеров: 2SK1024 и 2SK2828 — для ламп ДРЛ125. Для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400, пришлось приобрести IRFP460.

В балластах для ламп ДНАТ кроме более мощных транзисторов необходимо применить теплоотвод большей площади. Вполне подходит радиатор охлаждения процессоров ПК размером 90х65х35. В схеме для ламп ДНАТ в качество стабилитронов VD2, VD3 используется по одному стабилитрону Д815Е без теплоотвода. Трасформатор Т1 намотан на кольце 30х20х6,5 мм. L1, L2 по 20 витков ПЭВ 0,35, L3 — 1,5 витка монтажного провода. Трансформатор Т2 выполнен на броневом магнитопроводе М2000НМ из двух чашек диаметром 50мм, с немагнитным зазором около 1мм. L4 cодержит 34 витка провода ПЭТВ 0,95, L5 – один виток того же провода (для ДНАТ 250). Частота работы при этом 14-20 кГц. Как уже было сказано выше, частоту преобразователя можно изменить различными способами, в том числе используя магнитопроводы разного размера для Т1. В данном случае столь крупное кольцо применено лишь по причине отсутствия в наличие другого подходящего по размерам. Необходимо заметить, что при применении колец меньшего размера следует контролировать температуру магнитопровода, в случае значительного нагрева изменить режим работы балласта, либо применить кольцо большего размера. При монтаже трансформатора Т1, подключать обмотки необходимо согласно рисунка.

Обмотки L1, L2 на рисунке изображены намотанными отдельно друг от друга лишь для более понятного считывания правила подключения обмоток. Под указанные элементы рассчитаны печатные платы на рисунке. Не крепить трансформатор Т2 к плате металлическими деталями через центральное отверстие. Мы делаем балласт, а не индукционную печь!

Настройка устройства

Настройка устройства заключается в подборе количества витков обмотки L4, для получения необходимого значения напряжения на лампе, после её прогрева. Так, для ламп ДРЛ 125, рабочим напряжением считается величина действующего напряжения 125В.

Большинство простых мультиметров не даст возможности измерить напряжение на лампе на частотах работы преобразователя. Для настройки лучше воспользоваться осциллографом. Современные осциллографы способны измерять действующее значение напряжения, в том числе с учётом формы сигнала. Если ваш осциллограф не имеет этой функции достаточно определить амплитудное значение напряжения. Так как напряжение на лампе близко по форме к синусоидальному, вычислить действующее (оно же эффективное или среднеквадратичное) значение напряжение можно умножив амплитудное значение на 0,7.

При настройке устройства было замечено, что лампы разных производителей требуют индивидуальной настройки балласта. Так, если балласт настроен для ламп ДРЛ 125 (8) «Лисма», то при использовании ламп ДРЛ 125 (6), напряжение на лампах после прогрева достигает лишь 80В вместо 125. В данном случае необходима настройка под указанный тип лампы. При настройке балластов под лампы ДНАТ 250 – 400 следует помнить, что их рабочее напряжение, после прогрева около 15мин, — 100В.

Убедитесь в работоспособности цепей защиты (VD5, R8, C3, VD6, R9, VT4), подачей переменного напряжения от внешнего источника. При достижении напряжения немногим более 32В балласт должен отключиться. В случае неисправности цепей защиты, при включении устройства без лампы или при выходе её из строя, возможен выход из строя конденсатора С4, так как на нем возникает значительное напряжение. Так конденсатор на 1кВ выходит из строя в течение пары секунд, это результат работы последовательно колебательного контура L4C4. Такая схемотехника позволяет использовать балласт для ламп ДНАТ без специального пускового устройства.

Читайте также:  Понос_и_кровь_в_кале_у_кошки

Дроссели для люминесцентных ламп

Тут баннер
Дроссель Schwabe Hellas L4/6/8-808H 0.17A для люминесцентных ламп 4/6/8W
Артикул: 10480600
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 4-6-8 Ватт.
Дроссель Vossloh Schwabe L4/6/8.304 для люминесцентных ламп 4/6/8W
Артикул: 163683
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 4-6-8 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Schwabe Hellas L13.813H 0.165A для люминесцентных ламп 13W
Артикул: 11381300
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 13 Ватт.
Дроссель Vossloh Schwabe L15.329 для люминесцентных ламп 15W
Артикул: 163861

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L18.257 для люминесцентных ламп 18/20W G13
Артикул: 534146
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 18 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Schwabe Hellas L18.801H 0.34A для люминесцентных ламп 18W
Артикул: 11880100
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 18 Ватт.
Дроссель Vosslon Schwabe L18.933 для люм. ламп 18/20W-G13, 18W-2G10/2G11, 26W-G24d-3/GX24d-3
Артикул: 534624
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 18 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Schwabe Hellas L22.890H для люминесцентных ламп 22W
Артикул: 12282200
Дроссель Vossloh Schwabe L30.264 для люминесцентных ламп 30W
Артикул: 534147
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 30 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L30.801 220V/50HZ для люминесцентных ламп 30W
Артикул: 169645
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 30 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Schwabe Hellas L30.832H 0.365A для люминесцентных ламп 30W
Артикул: 13083000
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 30 Ватт.

Дроссель Vossloh Schwabe L36.158 для люминесцентных ламп 36W
Артикул: 530252
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 36 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L36.170 для люминесцентных ламп 36W
Артикул: 527460
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 36 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L36.171 для люминесцентных ламп 36W
Артикул: 548078
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 36 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L58.258 для люминесцентных ламп 58W
Артикул: 534148
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 58 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Vossloh Schwabe L58.625 для люминесцентных ламп 58W
Артикул: 164828
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 58 Ватт.

Vossloh Schwabe (Вослох Швабе)

Дроссель Schwabe Hellas L58.803H 0.67A для люминесцентных ламп 58W
Артикул: 15880301
Электромагнитный дроссель (ПРА) для люминесцентных ламп мощностью 58 Ватт.

Электромагнитный дроссель для ламп люминесцентных

Дроссель является незаменимым устройством в электронной схеме, которая обеспечивает питание и свечение люминесцентных ламп. Как известно увеличение величины тока происходящего за счёт газового разряда в источнике света приводит к понижению напряжения, которое действует на электродах устройства. Данный вид устройства используется в схеме питания люминесцентных ламп как своеобразный балласт. В связи с этим, для нормального протекания процесса свечения и работы приходится включать в стартовую схему люминесцентных ламп балласт, который не даёт возможность возрастать току. По своей структуре, дроссель представляет конструкцию, состоящую из катушки провода, которая намотана на специальный ферромагнитный сердечник.

В стандартной схеме дроссель для люминесцентных ламп используется в электронной цепи путём последовательного подключения к катодам источника света. Если импульс, который обусловлен напряжением дросселя совпадет по фазе с данным импульсом напряжения в сети, тогда суммарный показатель напряжения может превысить величину, необходимую для пуска лампы с нагретыми электродами, что должно в свою очередь зажечь лампу. После того как будет произведено подключение системы к источнику тока определённой установленной частоты и произведётся разрыв электрической цепи с помощью электродов стартера, тогда в дросселе возникнет импульс напряжения, который будет довольно большой величины. Во время протекание данного процесса, определённый процент мощности будет расходоваться непосредственно на нагрев самого дросселя, при этом не выполняется никакой работы, которая была бы направлена на свечение люминесцентной лампы.

Во время включения дросселя в цепи переменного тока приводит к сдвигу фаз относительно напряжения и тока. При маркировке дросселей используют показатель технической характеристики косинус угла, этот коэффициент указывает, насколько ток отстаёт от напряжения. Низкая величина cos ф обозначает увеличение потребления электроэнергии, и как следствие приводит к избыточной нагрузке на провода и трансформаторы которые участвуют в работе цепи. Для устранения данной проблемы, в электрическую схему питания люминесцентных ламп подключают такое устройство как компенсационный конденсатор, которое увеличивает показатель cos ф. Так же cos ф могут называть коэффициентом мощности.

Для стабильной и надёжной работы люминесцентных ламп, необходим дроссель, который входит в электрическую схему устройств освещения. Стоит отметить, что все дроссели, работающие при частоте 50 Герц, издают шум, который может отличаться по своей интенсивности.

Ссылка на основную публикацию
Электролитический_конденсатор_обозначение_полярности
Простой способ проверки полярности электролитического конденсатора. Как определить где минус, а где плюс у электролита с помощью блока питания и...
Экоклинкер_новочебоксарск_официальный_сайт
ООО «Экоклинкер» , Новочебоксарск Главная Адрес электронной почты 429950, Россия, , , ул.Промышленная, д.91 «Экоклинкер» — это инвестиционный проект по...
Экологические_проблемы_промышленных_и_бытовых_отходов
Бытовые отходы как экологическая проблема российских городов Чтобы поменьше отравлять землю, воду и воздух вокруг себя, коммунальные отходы нужно перерабатывать...
Электролобзик_пилит_криво_причины
Как ровно пилить электролобзиком Электролобзику под силу разрезать любой материал – камень, металл, дерево. Пила с электрическим приводом выполняет прямые,...
Adblock detector